Sperry Drilling

ESTEBAN CASANOVA ING ELECTRONICA

Uso Practico de los Martillos de Perforacion

MANUAL

Descripcion de Martillo de Perforacion El Martillo o Jar puede ser un dispositivo

mecánico, hidráulico o Hidromecánico que se coloca en la sarta de perforación o en la de pesca para entregar una fuerza de impacto cuando se encuentre atascada la sarta de Perforación.

El martillo tiene una importante ventaja extra, tiene un pestillo (seguro) adicional en la carrera hacia arriba para mantener el martillo a media carrera; Esto mantiene al martillo listo para golpear en ambas direcciones, y elimina el riesgo de que se accione accidentalmente durante las operaciones normales de perforación.

Como funciona un Martillo ?

El martillo contiene un percutor y un yunque que generan un impacto (como martillo deslizable), y un mecanismo de gatillo bajo la influencia de una carga aplicada (peso o tensión de la sarta), cuando el mecanismo del gatillo se acciona, se desliza la longitud de carrera apropiada libre hacia arriba o hacia abajo y el yunque golpea. El impacto resultante es mucho mayor que la carga aplicada. Para martillar otra vez se recarga el martillo y se repite el procedimiento hasta que la sarta quede libre.

Por que usamos el Martillo ?

La razón básica para incluir un martillo de perforación es que provee una oportunidad de liberar la sarta  sin tener que tomar medidas drásticas y costosas.

Además permite continuar las operaciones de perforacion rápidamente sin la necesidad de esperar servicios externos de otras compañías si se libera el Bha oportunamente.

El Accionamiento es el proceso de transferir energía almacenada en el BHA con la elasticidad de la tubería de perforación a energía cinética debido al accionamiento del Martillo. El principio es similar a la de un carpintero utilizando un martillo. La energía cinética almacenada en el martillo que se libera de repente cuando el martillo golpea un clavo.

Que significa Martillar ?

Consiste en transferir energía de tensión a la sarta de perforación, con el objetivo de liberar la energía almacenada en el martillo para romper las fuerzas de amarre que hacen que la tubería se pegue.

Existen 2 fuerzas determinantes en este proceso que son:

Fuerza de impacto. Fuerza de impulso.

Fuerza de Impacto

Fuerza de Impulso

Efectos de circular al martillar

Al Martillar:

Las fuerzas de la bomba influyen en forma considerable el desempeño del martillo.

Esta fuerza de circulación o presión atrapada empuja el martillo a su posición abierta o extendida.

Diametro de los Martillos

Cuantos tipos de Martillos Existen? Martillos Mecanico

Martillos Hidraulico

Hidromecánicos (Combinación de los anteriores)

Martillo Mecanico El gatillo del martillo es mecánico, y la

carga para engatillar hacia arriba o abajo está ajustado previamente,”. el martillo sólo accionará cuando la carga aplicada exceda el valor ajustado disparando inmediatamente. El martillo es usado normalmente engatillado a media carrera, listo para martillar hacia arriba o abajo, pero puede ser usado completamente abierto o completamente cerrado. Si al aplicarle cualquier carga tiende a abrirse, el martillo está "en tensión". Si la carga tiende a cerrarlo el martillo está "en compresión".

Martillo Hidraulico Un martillo hidraúlico tiene la

misma carrera hacia arriba-abajo que el martillo mecánico, y el mismo golpe entre percutor y el yunque, pero,entre la carrera de abajo hacia arriba existe un retraso (demora). Un martillo típico tiene una carrera total de 18", dividido en éstas tres formas.

Cuando se aplica la carga al martillo se mueve un pistón en un cilindro. Esto forza al aceite a pasar lentamente de un lado del pistón a otro. Al final de la carrera lenta (Cuando T alcanza L, ver diagrama) el pistón libera al percutor, el cual golpea el yunque generando así el impacto. Esto trabaja exactamente como una cerradura neumática para puerta: la puerta cierra despacio primero (lentamente), después golpea por efecto de la fuerza del resorte.

Martillo Hidraulico El martillo se accionará con

cualquier carga lo suficientemente mayor para empezar el proceso lento (Por ejemplo al aplicar el peso de los drill collars sobre él ),pero el atraso de la carrera (demora) otorga tiempo para graduar una mayor carga para que golpeé al máximo.

A mayor carga graduada, más fuerte será el golpe y más rápido el proceso de recarga.Típicamente el tiempo de atraso en ésta carrera será de 10 a 40 seg.En cargas pequeñas el tiempo de atraso podrá incrementarse a 5 minutos.

Martillo Hidromecánicos Se les usa combinadamente uno a continuación de otro. Pueden trabajar el uno hacia arriba (hidráulico) y el otro

hacia abajo (mecánico), son muy utilizados cuando queremos trabajar en el doble sentido.

El funcionamiento de estas herramientas es muy sencilla, su finalidad consiste en proveer un verdadero golpe de impacto, ya sea dejando un recorrido libre a fin de que carga adquiera velocidad en su bajada, y produzca en su tope un impacto.

Por esta razón debe tener una parte móvil y una fija, con sus correspondientes empaquetaduras, razón esta por la que su diámetro interior se ve restringido notablemente, lo que impide correr por su interior otra herramienta.

Caracteristicas

Ventajas del Martillo Martillo Hidraúlico hacia arriba, Mecánico hacia abajo. - VERSATIL EN APLICACIONES Y SIMPLE EN SU USO. Completa Compensación a la Temperatura. - EN ALTAS TEMPERATURAS O USO PROLONGADO NO SE DETERIORA

EL IMPACTO.Diseño de Sellado Integral. - SELLADO Y VIDA DE COMPONENTES AL MAXIMO. "NO HAY LODO EN EL MARTILLO".Sistema de Gatillo Mecánico. - MANTIENE EL MARTILLO ENGATILLADO, LISTO PARA GOLPEAR HACIA ARRIBA O HACIA ABAJO. - ELIMINA EL RIESGO DE DISPAROS ACCIDENTALES AL EFECTUAR TRABAJOS NORMALES DE PERFORACION. - MAXIMO SELLADO Y VIDA DE COMPONENTES AL ELIMINAR MOLDURAS Y AREAS EXPUESTAS.

Especificaciones de Ensamblaje del Martillo.

Los martillos Usualmente pueden ser ensamblados con una "relación de engatille" de 2:1, (donde el valor de engatille hacia arriba es el doble del valor de engatille hacia abajo) o con una relación de 3:1.

Las especificaciones nominales o estándar pueden ser aumentadas o disminuidas cuando se está ensamblando el martillo. En la hoja de especificaciones de cada tipo de martillo se puede mostrar los valores nominales dados en el taller los cuales son adecuados a la mayoría de aplicaciones.

Especificaciones de Ensamblaje del MartilloEsto será visto a continuación:

A) Diseño de la Sarta para Perforar la Seccion.B) Conozca la mayoria de los datos arrojados a la

posicion del Martillo.C) Calcular el peso necesario a levantar o a cargar

para martillar hacia arriba.D) Calcular la posibilidad de que el martillo se

desengatille accidentalmente.E) Conocer los diferentes valores de engatillamiento

o modicar la sarta de ser necesario.

Como Trabajar el Martillo

PARA MARTILLAR HACIA ARRIBA: Ponga suficiente tensión a la sarta (Jale)

para des- engatillar y así dar inicio al retroceso hidráulico, ajuste la tensión al nivel deseado, y espere a que dispare el martillo. Esto tomará de 10 a 40 segundos dependiendo de la tensión aplicada.

Para martillar otra vez, primero recárguelo dándole hacia abajo liberando la tensión e inicie a cargar peso (más de 5000 lbs=2268Kgs) pero menos del valor de engatille hacia abajo, luego repita.

Como Trabajar el Martillo

PARA MARTILLAR HACIA ABAJO: Aplique suficiente peso al martillo para que

engatille. Disparará inmediatamente. Para disparar el martillo otra vez, recárguelo

levantando o tensionando la sarta hasta que el martillo registre una tensión mayor a 5000lbs. (2268Kgs) pero menos que la tensión de recarga, luego y repita nuevamente hasta liberar el Bha.

Como Trabajar el Martillo

Como Trabaja el Martillo

Como Trabajar el Martillo

Procedimiento de Operacion

El martillo será enviado a la localización engatillado y listo para usarse. No lleva ni es necesario el uso de collarín de seguridad o protector por disparo accidental.

No hay ajustes necesarios o posibles. Todas las conexiones relacionadas al cuerpo

del martillo son apretadas con el torque exacto en el taller y no deberán ser checadas o alteradas. Los valores de engatille hacia arriba y hacia abajo están marcados ambos en el martillo y en la hoja de inspeccion que va a cada Taladro.

Procedimiento de OperacionPREPARACION: Registre los valores de engatille hacia arriba y

hacia abajo en la hoja de trabajo. Los valores pueden diferir de un martillo a otro dependiendo de los resultados en pruebas del taller y las especificaciones del cliente.

El rango de engatille hacia arriba siempre es mayor. Registre el arrastre y calcule la "Fuerza De Apertura

Por Bombeo" Registre el peso de la sarta flotado bajo el martillo para restarlo del peso de la sarta sobre el martillo.

Confirme que el peso flotado bajo el martillo no sea mayor que el valor de engatille hacia arriba

El martillo se desengatillará al meter las sarta de ser así.

Procedimiento de Operacion Cálculo del efecto de la fuerza de apertura de la

bomba: = (SPP - DPP) x A En el cual: SPP = Presión de circulación DPP = Caída de presión a través de la sarta de

perforación ”A” = Area del fondo de la tubería de lavado (area de bomba abierta).

Ejemplo: Martillo Dailey de 6-1/2” en sección de hueco de 12-1/2”.

 SPP = 4300 psi 50% de caída de presión en la broca Caída de presión en la sarta de perforación = 2000 psi SPP - DPP = 2300 psi

 A = 19.6 pulgadas cuadradas Fuerza de apertura de la bomba = 45.000 lb

Cálculo de la fuerza de apertura de la bomba

Accionamiento

Factores que lo afectan: Peso incorrecto para el accionamiento de el

martillo. No se espera el tiempo suficiente para

accionar el martillo. La compresión es afectada por el diseño del

pozo. En ocasiones el martillo se acciona y no se

siente en superficie. Cuando existe pega por encima del martillo. La fuerza de apertura de la bomba excede la

fuerza de compresión en el martillo.

Accionamiento

Se debe considerar el diseño del BHA, al momento de sacar la tubería, la pega se da por encima de un estabilizador, lo que es posible es que al martillar hacia arriba podría empeorar el empaquetamiento.

El martilleo debe comenzar en la dirección opuesta en la que se estaba moviendo la sarta antes de sufrir la pega.

Ubicación del Martillo en la Sarta Existen programas donde se calcula el

posicionamiento de los Martillos, pero estos están configurados para que los Martillos tengan el máximo efecto de martilleo hacia arriba, que no es siempre la pocision deseada para el mismo. Para hacer un análisis completo de la posición óptima de los Martillos se deben de tener en cuenta muchos factores, sin embargo, esto no se hace normalmente para las operaciones de perforación. Si no por lo general, la postura de los Martillo se ejecutan en una posición determinada por campo / experiencia personal o política de la empresa.

Ubicación del Martillo en la Sarta El Martillo se puede ejecutar en tensión o en

compresión. Para todas las aplicaciones (verticales,

desviados y horizontales), los martillos se deben colocar tan cerca como sea posible del punto de pegado predicho en el BHA (80% de los incidentes de atascamiento de la tubería es a través del BHA).

El uso de Martillos hidráulicos en las operaciones de perforación verticales o desviados es una práctica habitual.

Coloque el Martillo cerca y por encima del punto de fricción más probable en el BHA.

Ubicación del Martillo en la Sarta Debe evitarse correr el martillo por debajo de herramientas de mayor diámetro que el martillo que va a usarse.

 Antes de bajar el martillo en el pozo, colóquelo en posición extendida.

Evite correr el martillo en la zona de transición, (punto donde la sarta cambia de tensión a compresión).

La ubicación del martillo con respecto a la zona de transición, puede conseguirse agregando de 15% a 20% de peso que se va utilizar sobre la Mecha , por ejemplo: usando 30 klbs de peso sobre la broca, se necesitaran 6 klbs de peso extra. Esto será suficiente para mantener el martillo en tensión y bien por encima de la zona detransición

Ubicación del Martillo en la SartaDesde un punto de vista dinámico de martilleo, un Martillo en lo alto de la cadena (en el interior del pozo entubado) no es tan eficaz para liberar a un BHA atascado como un Martillo en / sobre la parte superior del BHA:

La magnitud del impacto generado es relativamente baja, como probablemente no sería ejecutar un Drill collar´s en la parte superior del Martillo. En operaciones normales de Martilleo los Drill collar´s de perforación por encima del Martillo se aceleran durante la carrera libre Del Mismo. El impulso de los Drill collar´s se convierte en una onda de choque en el impacto del Martillo.

Ubicación del Martillo en la Sarta El Golpe / Onda de fuerza

generada en el Martillo tienen que viajar a una distancia relativamente larga y por lo tanto son amortiguadas debido a la fricción de perforación de pozo y la amortiguación de barro.

El Golpe / Onda que llegan al BHA se reflejan en gran parte arriba de la cadena de perforación en la transición con el BHA, debido a las diferencias de impedancia (pesos lineales) de los miembros.

Uso de Martillos Pozos Verticales En los pozos verticales el Martillo debe ser

colocado de tal manera que:1. Esten por encima del punto neutro/pandeo incluso cuando se aplica la máxima WOB.

2. Son al menos dos drill collar´s de perforación por encima del Martillo.

3. No deben ponerse subs por encima del Martillo, si es atascamiento por diferencial, es un riesgo.4. Estabilizadores NO deben ser colocados por encima del Martillo.5. Utilice aceleradores en la sección del agujero poco profundo. (Compruebe que será posible para amartillar y disparar el Martillo antes de ejecutarlos

Uso de los Martillos en Pozos Desviados y Horizontales.

No haga funcionar los Martillos si están doblados. (Esto es fácil de decir, pero complicado de resolver. Los Martillos no deben ejecutarse por debajo del punto neutro de pandeo en pozos de 45 grados.

En los pozos horizontales los Martillos se pueden ejecutar en la sección de 90 grados sin muchas posibilidades de que alguna vez hayan sido engatillados.

El area en la Sarta donde se puede evitar colocar el martillo es el punto de presion Neutro.

Este es el punto en la Sarta donde la tension del acero es cero y siempre se debe evitar un dobles en el punto neutro.

Uso de los Martillos en Pozos Desviados y Horizontales

Si está utilizando dos Martillos y un acelerador garantizar que el perforador es plenamente consciente de cómo utilizar este sistema.

Es importante calcular las lecturas de peso medido en la que el Martillo se apoya y dispara. La fricción en el agujero puede prevenir al perforador de ver los Martillos que se abren y cierran en su consola de indicador de peso.

En la perforación de pozos horizontales, un problema común es la incapacidad de conseguir la fuerza suficiente para un Martillo colocado horizontalmente para disparar hacia abajo.

Ubicación del Martillo en la Sarta

Recomendaciones para el Posicionamiento: En un pozo sin fricción, el martillo pudiera disparar accidentalmente hacia arriba al estar sacando, ésto debido al peso de la sarta suspendido bajo él mismo, ó dispararse hacia abajo al estar llegando al fondo para perforar al poner suficiente compresión para que desengatille.

En un pozo real, el arrastre y " POF "(Fuerza de Apertura Por Bombeo) deben ser considerados.

Se requiere el arrastre debajo del martillo para los cálculos al viajar, pero tendrá que ser estimado basado en el arrastre total de la sarta.

Punto Neutro

El peso por encima del martillo esta directamente relacionado con el impacto en el punto de pega.

Normalmente de 2 a 4 Drill collar o el equivalentede Heavy weight Drill pipe, será suficiente para elimpacto requerido.

Cuando el martillo se corra en compresión, se recomienda quesea mantenido bien por debajo de la zona de transición, con porlo menos 20% de peso extra encima del martillo.

Punto Neutro debajo del Martillo

El martillo permanece en posicion “Abierta” y listo para martillar para abajo mientras se perfora.

No hay riesgo de disparo prematuro mientras se extrae la sarta de fondo.

La fuerza de las bombas ayudara a extender el martillo mientras se perfora y no afecta el WOB.

Usado en pozo de baja desviacion en donde el Bha por debajo del martillo provea suficiente WOB para perforar.

Punto Neutro por encima del Martillo Martillo permanece en posicion “Cerrada” y listo para

martillar para arriba mientras se perfora. El martillo podra dispararse prematuramente si la sarta se

extrae muy rapido del fondo. El martillo debera abrirse lentamente antes de sacar la

sarta para prevenir un disparo indeseado. Inevitable en pozos altamente desviados (o alta inclinacion)

donde el peso del Bha bajo el martillo es insuficiente para ser corrido en tension.

Información sobre los Martillos

Tamaño del Martillo de acuerdo al DC o HWDP

OD de los Drill collar OD del martillo 4 – 1/8” 4 – 1/8” 4 – 1/2” – 5” 4 – 3/4” 6” – 6 1/2” 6 – 1/2” 6 – 3/4” – 7 – 3/4” 6 – 7/8” 7 – 1/2” – 8” 7 -3/4”

OD HWDP OD del martillo 3 – 1/2” 4 – 3/4” 4 – 1/2” 6 – 1/2” 5” 6 – 3/4”

Efecto del torque atrapado en la sarta

Cuando se presenta la pega de tubería y el martillono opera al aplicar el peso apropiado se debetrabajar torque izquierdo pozo abajo, una vueltacada vez, hasta conseguir liberar el torque atrapado.

Entonces el martillo operara apropiadamente, si lasarta no esta pegada por encima de este.

Aumento y disminución de impactos

Si se desea hacer golpear el martillo mas fuerte, o aumentar el impacto se debe aplicar torque derecho con la rotaria.

El torque debe aplicarse en dosis de 1/8 de vuelta cada vez hasta que el impacto requerido sea obtenido.

Tan pronto como el torque es liberado de la sarta, los valores de disparo regresan a los valores iniciales.

Para disminuir el impacto, simplemente aplique y sostenga torque izquierdo a la sarta

Normas de Seguridad Es obligatorio el uso de los elementos de protección

Se debe realizar una charla de seguridad para conocer todos los peligrosexistentes en la operación.

El uso de sustancias alucinógenas durante la jornada de trabajo estaestrictamente prohibido.

La persona encargada de vigilar la seguridad de todo el personal durante laactividad es el supervisor del equipo de perforación.

 Acordonar el área de trabajo antes de iniciar a trabajar la tubería conmartillos.

Normas de Seguridad

Cuando se esta trabajando tubería, revisar visualmente la torre por elementos sueltos, en intervalos regulares de tiempo.

Todo el personal se debe mantener alejado de la torre y de la mesa del taladro cuando se está martillando.

Muchas Gracias!!HAGA PREGUNTA POR FAVOR A TRAVÉS DE MI CUENTA GRACIAS.

Erik Herrera Hdez.