2.4 Sistema Rotatorio

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Universidad Autónoma del Carmen DES DE CIENCIAS QUÍMICA Y PETROLERA Facultad de Ciencias Química y Petrolera TEMA II “PRINCIPALES COMPONENTES DEL EQUIPO DE PERFORACIÓN” ELEMENTOS DE PERFORACIÓN
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    30-Jan-2016
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elementos de perforacion

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  • Universidad Autnoma del Carmen DES DE CIENCIAS QUMICA Y PETROLERA Facultad de Ciencias Qumica y Petrolera

    TEMA II PRINCIPALES COMPONENTES DEL EQUIPO DE PERFORACIN

    ELEMENTOS DE PERFORACIN

  • Objetivo: El alumno identificar el funcionamiento e interrelacin de los sistemas que constituyen el equipo de perforacin rotatorio.

    Sistema de suministro de energa.Sistema de izaje.Sistema de circulacin.Sistema rotatorio.Sistema de control.Sistema de medidor de parmetros de perforacin. Sistemas que componen el equipo de perforacin

  • OBJETIVO: El objetivo del sistema rotatorio es proporcionar la accin de rotacin a la barrena para que realice la accin de perforar.En la actualidad existen tres formas de aplicar rotacin a la barrena y son: Sistema rotatorio convencional Top drive Motor de fondo

  • El sistema rotatorio convencional.- Es superficial y transmite la rotacin a la tubera de perforacin a travs de sus componentes que son: Mesa rotaria (Rotaria) Buje maestro (Buje) Bushing Kelly (Bushing) Kelly (Flecha) Unin giratoria (Swivel) Sarta de perforacin

  • MESA ROTARIATiene como objetivo proporcionar el movimiento giratorio, que en conjunto con los bujes es transmitido a la flecha, al Swivel y a la sarta de perforacin.El movimiento de rotacin en la rotaria se realiza mediante flechas y engranes.Capacidad de carga de la rotaria.

  • El buje maestro se instala en la mesa rotaria y es el elemento que junto con la cuas fijan la sarta de perforacin a la rotaria para transmitirle el movimiento.El Bushing o Bushing Kelly se instala en el extremo inferior de la flecha (Kelly) y se une al buje maestro mediante unos pines para transmitir el movimiento a la flecha.

  • Las flechas estndar miden 12.20 m (40 pies) con una seccin til de trabajo de 11.8 m (37 pies).KELLY O FLECHAEs un elemento de acero de forma cuadrada y hexagonal que se instala en la parte superior de la tubera de perforacin, en ella se instalan vlvulas de seguridad en ambos extremos para el control de flujos del pozo.En la parte superior de la flecha se conecta la unin giratoria, en la parte inferior antes de la vlvula de seguridad se instala un elemento llamado sustituto que evita el desgaste de la flecha por la rotacin.

  • Este elemento esta sostenido por la polea viajero (block) y se instala en la parte superior de la flecha. Tiene tres funciones bsicas:

    Soportar el peso de la sarta de perforacin y sus accesorios.

    Permite que la flecha gire sin enredar el cable

    Conecta el sistema de circulacin con el sistema de rotacin.

    Provee un sello hermtico permitiendo el bombeo del lodo a alta presin.Nota.- En los equipos marinos la polea viajera esta provista de un compensador que absorbe los movimientos oscilatorios ascendentes y descendentes de las plataformas. Estos movimientos varan de 4.5 a 7.5 m.UNIN GIRATORIA O SWIVEL

  • Sistema de transmisin de la rotacin.- El sistema de transmisin de la rotacin de la superficie a la barrena se realiza mediante la sarta de perforacin. La sarta de perforacin esta compuesta por:Tubera de perforacin (TP).- Es la tubera que se instala inmediatamente arriba de los lastra barrenas o tubera pesada. Sus caractersticas son: dimetro, peso, grado, resistencia y longitud. Tubera pesada (heavy walled).- Esta tubera se instala inmediatamente debajo de la tubera de perforacin. Proporciona el paso de transicin entre los lastra barrenas y la TP para evitar daos a la TP por la rigidez de los lastra barrenas, ayuda a mantener en tensin a la TP y aporta peso a la barrena. Lastra barrenas (drill collar).- Es la tubera que se instala arriba de la barrena. Son muy pesados y son los que proporcionan el peso a la barrena para perforar, el rango de dimetro de esta herramienta es de 3 a 12 pg, su longitud promedio es de 9.5 m. Sustitutos.- Son utilizados para unir tubera con diferente roscaEstabilizadores.- Son instalados entre los lastra barrenas como proteccin de los mismos y mantienen la direccin de la barrena, algunos son equipados con elementos de corte (carburo de tungsteno).SARTA DE PERFORACIN

  • Es un equipo superficial utilizado para imprimir rotacin a la sarta de perforacin sin la utilizacin de la mesa rotaria ni la flecha (Kelly). Unin giratoria integrada Manguera flexible Motor elctrico rbol de transmisin Caja de transmisin TOP DRIVESus principales componentes son: Preventores tipo BOP Llave de apriete Sustituto Control remoto para el gancho

  • El Top Drive es una herramienta de reciente innovacin, su utilizacin esta muy difundido en la perforacin costa afuera por las ventajas que en ella representa, sin embargo en tierra esta mas restringido por su alto costo. La capacidad de carga oscila de 350 a 750 ton y la potencia de su motor de 600 a 2100 HP.Ventajas del Top drive

    Reduce el tiempo de perforacin. La potencia de rotacin es mas eficiente (r.p.m.) Permite rotar y circular mientras se mete o extrae tubera. Elimina 2/3 de las conexiones al perforar con lingadas. Mejora el control direccional. Toma ncleos en intervalos de 27 a 29 m. Mejora la eficiencia de la perforacin bajo balance. Ayuda en la prevencin de pegaduras. Mejora la seguridad en el manejo de la tubera.

  • Alto costo de mantenimiento Equipo muy pesado. Perdida de tiempo al instalarlo y desmantelarlo en equipos terrestres.Al ser un elemento de reciente innovacin, su utilizacin es muy costosa, razn por la cual nicamente se utiliza en perforacin costa afuera y en tierra en pozos:DESVENTAJAS DEL TOP DRIVEHorizontalesMultilateralesDesviadosPerforacin B.B.

  • Esta herramienta es sub superficial, ya que se instala inmediatamente arriba de la barrena y la accin de rotar es generada por el fluido de perforacin.MOTOR DE FONDOAl circular el lodo de perforacin presurizado a travs del estator y el rotor da lugar a la rotacin que es transmitida directamente a la barrena.Esta herramienta es muy utilizada en pozos desviados, horizontales y multilaterales en combinacin con el sistema convencional.

  • Los requerimientos de potencia para el sistema de rotacin (rotaria) dependern de la friccin de la sarta de perforacin en el pozo, de la rectitud del pozo y puede ser estimada con la siguiente frmula:Donde:HPr = potencia para la rotacin en (HP)T = torsin en (lb-pie)N = velocidad de rotacin en (rpm)Aunque la expresin anterior es correcta, es muy difcil estimar la torsin de la sarta de perforacin antes de perforar. Para fines prcticos, se ha desarrollado una frmula emprica que permite calcular la potencia de manera aceptable.HPr = F N Donde:F = depende del peso sobre la barrena y tiene los siguientes valores: F = 1.50 para pozos menores a 3,050 mF = 1.75 para pozos entre 3,050 y 4,575 mF = 2.00 para pozos mayores de 4,575 m

  • Calcular los requerimientos de potencia para el sistema de rotacin de un pozo que se perforar a 5,200 m y tendr una velocidad de rotacin de 125 rpm.HPr = F N = 2(125) = 250 HP Solucin:EJERCICIO:

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