Sistema de Levantamiento.. Su funcin principal es soportar el sistema de rotacin, adems de proporcionar el desplazamiento vertical necesario a la sarta de perforacin durante el enrosque o desenrosque de la tubera. Se cree que este es el sistema que mas energa necesita pues es el que tiene que soportar el peso de cientos de metros de tubera pesada y que en ocasiones necesita retirarse lo que implica levantar dicha tubera de manera vertical y estaramos hablando de decenas de toneladas. Con los avances en la tecnologa los antiguos sistemas de poleas se han reducido dando paso a sistemas hidrulicos Componentes: * La torre o Cabria de Perforacin: Es una estructura de acero de silueta piramidal cuyas patas se asientan y aseguran sobre las esquinas de una subestructura metlica muy fuerte. La cabria resiste mas de 100 toneladas de peso en tubera de perforacin adems brinda la altura necesaria para manejar la metida y sacada (viajes) de la tubera al hoyo. Las torres pueden ser fijas o porttiles, telescpicas o trpodes. La torre esta formada por la corona (cornisa) la plataforma del encuellador y la subestructura. * La Subestructura: Es la parte inferior de la torre que est debajo del piso de perforacin. Es un conjunto de vigas resistentes que debe soportar el mstil (Torre o cabria), los equipos elevadores y el sistema de rotacin. Esta estructura provee espacio debajo de la torre para instalar grandes vlvulas de seguridad impide reventones (BOP) que evitan la arremetida del pozo, la subestructura soporta todo el peso de la torre, el de la mesa rotatoria, el del bloque, el del cuadrante (Kelly) y de toda la sarta. * El Piso del Taladro o Planchada: Es el piso de trabajo donde ejecutan las actividades los ayudantes de perforacin con cuas y llaves de apriete entre otras. * El Malacate: Ubicado entre las dos patas traseras de la cabria, sirve de centro de distribucin de potencia para el sistema de elevador o levantamiento y el sistema rotatorio. Su funcionamiento esta a cargo del perforador. Consiste del carrete principal que sirve para devanar y mantener arrollados cientos de metros de cable de perforacin. Sirve para subir y bajar el grupo mvil de poleas. * El Bloque Corona: Es la parte superior de la torre donde se instala un sistema de poleas fijas por donde pasan las lneas de perforacin, este sistema soporta la carga total sobre la torre mientas se corre la tubera. * El Bloque Viajero: (Travelling Block). Es polipasto o sistema de poleas que se encuentran dentro de una carcasa de acero por donde pasa la lnea de perforacin varias veces y se encarga de sostener, subir y bajar las cargas del taladro en forma segura. Es una estructura grande de acero que pesa de 2 a 12 toneladas y capaz de suspender de 60 a 700 toneladas segn caractersticas. * Encuelladero: Plataforma de trabajo ubicada al lado de la torre. Es donde el encuellador coloca las parejas de tuberas y barras durante la sacada y metida de tuberas del hoyo. * El Gancho: (Hook). Herramientas de acero que se acopla al asta del bloque viajero sirve para sostener la junta giratoria del sistema de rotacin durante la perforacin del gancho tambin cuelgan los escalones del elevador que sirve para colgar o correr la tubera * Los Elevadores: Son los equipos que cuelgan o suspenden la sarta de perforacin en el pozo. Tambin permiten subir o bajar la sarta dentro del pozo, es decir, realizar viaje de tuberas. Tambin permite controlar el peso sobre la sarta. * La Guaya de Perforacin: Son los cables guayas de acero que se utilizan para suspender y sostener las cargas manejadas en la torre. Las lneas de perforacin pasan por el bloque viajero y por la

corona. Este cable viene en un gran carrete. Las lneas de perforacin constan de seis ramales torcidos de acero y cada ramal consta de 9 hebras externas tambin torcidas que envuelven el ncleo o centro. * Lnea Viva: Es la guaya que viaja continuamente hacia arriba o hacia abajo y que se enrolla o desenrolla en el tambor del malacate. * Lnea Muerta: Es la guaya que esta fija al pie de la torre en el ancla del cable. * Ancla de Cable Muerto: Es para asegurar firmemente el cable de perforacin y lo protege de los desplazamiento. El cable que sale del carrete, se pasa por el ancla para despus pasar por las poleas fijas, al bloque viajero y al malacate; luego el cable es fijado en el ancla. * La plataforma del encuellador: Es el piso del Encuelladero que esta debajo de la corona y es donde se maneja la tubera en orden y con seguridad para meterla o sacarla del hoyo, aqu el bloque viajero sube hasta la plataforma, donde el encuellador ya ha capturado y desplazado la parte superior de la pareja y termina enganchando y asegurando el cuello de pesca de la pareja al elevador del bloque. Luego el perforador procede a bajar la pareja para conectarla y despus meterla al hoyo. * Las Cuas: Son piezas de metal ahusado y flexible con dientes y otros dispositivos de agarre, empleadas para sostener la tubera en la mesa rotatoria alternativamente durante un viaje y evitar que se resbale hacia adentro del hoyo cuando se esta conectando o desconectando la tubera. Las cuas encajan alrededor de la tubera y se calzan contra el buje maestro. Las cuas rotatorias se utilizan exclusivamente con tubera de perforacin; para el manejo de porta mechas y tubera de revestimiento se utilizan otro tipo de cuas. La accin presionadora de las cuas en el buje maestro, cambia la direccin de la fuerza vertical (hacia abajo), ejercida por la sarta de perforacin y la convierte en fuerza lateral o transversal contra la tubera. * Llaves de Potencia: Comnmente llamadas tenazas, se usan conjuntamente con las cuas para hacer las conexiones de tubera y para realizar viajes. Permitiendo enroscar y desenroscar la tubera de perforacin. * Cadena de Enroscas: Es una cadena de acero utilizada para enroscar una unin de tubera cuando se esta introduciendo tubera al hoyo, enrollando un extremo de la cadena alrededor de la unin de tubera en las cuas y el otro extremo se sujeta al tambor de enroscar del malacate. Se lanza la cadena por encima del tubo a enroscar y se procede a realizar la conexin; se levantan las cuas y se introduce la tubera en el hoyo. 2. Sistema de Rotacin.. Realmente depende del tipo de taladro, el ms comn es el de mesa rotatoria, el cual consiste en una mesa giratoria ubicada al pie del taladro que posee un agujero en su centro generalmente de forma hexagonal por el cual se introduce la tubera de perforacin la cual por tambin contar con una forma hexagonal rota junto a la mesa. Esta mesa gira porque es accionada por una conexin de diferenciales que va unida a un motor de alta potencia. Componentes: * Sarta de Perforacin: Esta compuesta de tubera de perforacin y una tubera especial de paredes gruesas llamada porta mechas o lastra barrenas. El lodo circula a travs de los porta mechas al igual que a travs de la tubera de perforacin. Transmite la potencia rotatoria a la mecha para poder perforar. * Tubera de Perforacin: Constituye la mayor parte de la sarta de perforacin, esta soportada en la parte superior por el cuadrante, el cual se transmite la rotacin a travs de la mesa rotatoria. Un tubo de

perforacin mide aproximadamente 30 pes, cada tubo tiene dos roscas, una interna denominada caja y otra externa conocida como espiga o pin. Cuando se conecta un tubo a otro, la espiga se inserta en la caja y la conexin se enrosca. * Porta Mechas o Lastra Barrenas: Son cuerpos de acero mas pesados que la tubera de perforacin y se utilizan en la parte mas profunda del hoyo para darle peso a la mecha y permitir que esta avance y se perfore un hoyo lo ms vertical posible, bajo el principio del pndulo. El peso de los porta mechas depende de su longitud, dimetro interno y externo; su longitud API es de 30, aun cuando los hay ms corto o ms largos. * La mesa Rotatoria: Es una maquinaria sumamente fuerte y resistente que hace girar el cuadrante y a la sarta de perforacin. Cuando la perforacin avanza, la mesa rotatoria gira hacia la derecha; luego, cuando se extrae la tubera del hoyo, la mesa sostiene la sarta de perforacin con las cuas durante los intervalos cuando la tubera no esta suspendida del gancho. Cuando la mecha llega al fondo del hoyo, la mesa rotatoria vuelve a girar variando su velocidad entre 40 a 200 RPM. A medida que el hoyo se va profundizando, el cuadrante baja a travs de los bujes que van montados en las aberturas de la mesa. * La unin Giratoria: Esta conectada directamente a la vlvula de seguridad y al cuadrante, permitiendo que la sarta de perforacin gire. Adems de sostener la sarta, sirve de conducto para que el lodo de perforacin circule. Puede girar a ms de 200 revoluciones por minuto, sostener cargas de cientos de toneladas y soportar presiones hidrulicas mayores a 3000 libras por pulgada cuadrada. Esta construida de acero de alto grado ya que debe soportar grandes esfuerzos, lo cual garantiza una alta durabilidad. * Cuadrante o Junta Kelly: Es un tramo de la tubera de forma cuadrada hexagonal o triangular, generalmente de 40 pes de largo, cuyo objetivo es transmitir el movimiento de rotacin de la mesa rotatoria a la sarta de perforacin. A medida que el buje maestro de la mesa rotatoria gira, este hace girar el buje del cuadrante; como la tubera de perforacin esta conectada a la base del cuadrante, esta tambin tiene que girar. Igualmente, el cuadrante es parte del sistema de circulacin del fluido de perforacin. * Mechas: La mecha es uno de los componentes del sistema de rotacin de mayor importancia durante la perforacin de un pozo. Mientras esta en el fondo perforando, esta ganando dinero. Para continuar su labor, la mecha debe desempearse adecuadamente, dependiendo su eficiencia de varios factores como: estado fsico, el peso sobre la mecha y la velocidad de rotacin aplicados sobre ella. 3. Sistema de Circulacin.. En este sistema se trabaja con altas presiones, ya que consiste en la circulacin de lodo qumico a alta presin, cuyo objetivo es "Lubricar", "Refrigerar" y "Transportar" los escombros removidos por la mecha a su paso dentro del terreno. Es de vital importancia ya que sin este sistema el taladro no lograra penetrar ni siquiera 5 metros en el suelo, pues la friccin fuese tremenda y por consiguiente tambin la temperatura aumentara y se fundira la mecha. Componentes: * Casa de Qumica: Es el sitio donde se almacenan los aditivos que se utilizan en la preparacin del lodo. * Tanques de Lodo: Serie de tanques abiertos, a travs de los cuales el lodo es circulado para permitir que la arena y sedimentos se depositen y sean retirados. Aditivos son mezclados con el lodo y este es temporalmente almacenado antes de ser bombeado nuevamente al pozo. Los tanques estn divididos en comportamientos de acuerdo con su uso; shaker pits, settling pits y suction pits.

* El Embudo: Equipo utilizado para agregar al lodo los aditivos en forma rpida. * Tanque de Mezcla de Qumica: El tanque o barril qumico es un equipo utilizado para agregar qumicos lquidos al lodo de perforacin. * Depsitos a granel: Permiten almacenar grandes cantidades de aditivos como la Barita y que pueden ser agregados al lodo en forma rpida. * Tanques de Almacenamiento: Los tanques que contienen fluidos y facilitan el manejo de ellos en la superficie. * Bombas de Lodo: son las que recogen el lodo de los tanques y lo envan a travs de una Lnea de Descarga hasta un tubo colocado paralelo al taladro llamado Tubera Parada o Stand Pipe. * Lneas de descarga: Las cuales transportan el lodo bajo presin. Es por donde circula el lodo desde la bomba de lodo hasta llegar al tubo vertical. * Tubo Vertical (Stand Pipe): Esta ubicado paralelo a una de las patas de la torre y conecta la lnea de descarga de las bombas de lodo con la manguera de lodo, la cual se conecta con la unin giratoria y permite el paso del lodo a travs de la misma. * Manguera rotatoria: Es una manguera flexible de alta resistencia llamada Manguera de Lodos la cual esta conectada a la cabeza de inyeccin o Unin Giratoria. * Tanque de Asentamiento: Es donde se almacena el lodo despus que sale del pozo para que las partculas slidas se asienten y los gases se liberen. * Vibradores: Son los componentes primarios de cualquier sistema de circulacin de fluido; funcionan con motores elctricos conectados directamente a ellas o con energa transmitida por la central de distribucin. Tiene mucha potencia y son capaces de mover grandes volmenes de fluidos a presiones altsimas. El vibrador o rumbera, separa estos slidos utilizando una malla o Tamiz Vibradora, accionada por motores elctricos. * Desarenadores: Son utilizados con el propsito de separar la arena, utilizando generalmente un cono de 6 o ms de dimetro interno. Estos conos manejan grandes volmenes de lodo pero tienen la desventaja de seleccionar tamaos grandes de partculas, de all que debe ser instalado adecuadamente. * Desgasificador: Son equipos que permiten la separacin continua de pequeas cantidades de gas presente en el lodo. El gas al entrar en contacto con el lodo de perforacin, provoca una reduccin en su densidad, cuestin indeseable durante el proceso de perforacin, ya que puede dar origen a una arremetida por la disminucin de la presin hidrosttica. 4. Sistema de Potencia.. Anteriormente sola componerse por enormes calderas y motores a vapor, pero por razones de seguridad y espacio fue sustituido por motores Diesel que eran de reducido tamao pero de mucha ms eficacia. Actualmente las salas de maquina de los taladros se suelen dividir en distintas etapas para mayor eficacia. Componentes: * Los motores primarios: Grandes motores diesel se usan como prime Movers. Producen 500 a ms de 8000hp (350 a 5600 Kw). Los constructores de taladros usualmente tienen varios motores juntos para mover todos los equipos, tambin poseen motores extra disponible. Muchos motores de taladros son diesel, ya que pueden producir mucha potencia cuando funcionan lentamente.

* El Sistema de Transmisin de Potencia: Existen varias formas bsicas en las cuales un taladro distribuye o transmite potencia: * Sistemas de Potencia AC a DC o SCR (Silicium Controller Rectifier): En un sistema elctrico AC a DC el motor diesel alimenta un generador AC tambin llamado alternador. Desde el generador AC la corriente elctrica es enviada al SCR (Silicn Controller Rectifier). Un SCR es un instrumento electrnico de estado slido de alta tecnologa. El SCR convierte AC en DC, accionado equipo como: Bomba de Lodo, Malacate y Mesa Rotatoria. * Sistema de Potencia DC a AC: En esta clase de sistema, los motores diesel le transmiten potencia a generadores de corriente directa. Desde el generador, la corriente DC va a un panel de control y a los motores de corriente directa que accionan: Las bombas de lodo, el Malacate y la Rotaria. * Sistema de Potencia DC a DC: Para distribucin elctrica. Fue el primer sistema de potencia elctrica. Cada motor acciona un generador DC, el cual convierte la energa mecnica rotatoria del motor diesel en electricidad DC. Los cables elctricos para trabajo pesado llevan la electricidad DC a travs del panel de control, a grandes motores DC de 1000hp (700 KW). Los motores DC convierten energa elctrica en energa mecnica para suministrar potencia al sistema de levante, rotacin y circulacin del taladro. * Sistema de Potencia Hidrulica y Neumtica: Muchas herramientas usan sistemas hidrulicos para transmitir potencia. Por ejemplo: a. El Kelly Spinner b. El Iron Roughneck c. Las llaves para Casing. La Fuerza hidrulica es el trmino de transferencia de potencia al empujar un lquido confinado. Un pistn se mueve dentro de un cilindro, el fluido hidrulico llena el cilindro hasta la longitud del pistn. Es una gran cantidad de fuerza disponible para ciertas herramientas y equipos. a. b. c. d. e. f. La Potencia Hidrulica o Hydraulic Power Back, es tpico y se usa en muchos equipos e incluye: Motores elctricos o motores de combustin interna Contenedor de combustible Bomba de alta potencia Skid Retorno del fluido hidrulico al contenedor. Kelly spinner.

5. Sistema de Seguridad.. La seguridad es lo mas importante por que uno como persona debe tener cuidado con un aparato tcnico o industrial Componentes: * La Unidad de Acumulador: Al producirse una urgencia es esencial cerrar el pozo lo ms rpido posible para evitar un urgencia mayor. En general, los sistemas manuales son ms lentos que las unidades hidrulicas y pueden permitir mayores volmenes de entrada de fluidos. Se han probado bombas de inyeccin, aire del equipo y bombas hidrulicas como unidades de cierre, y todos han dado resultados poco satisfactorios. Los sistemas Acumuladores Hidrulicos son las primeras unidades de cierre en dar buenos resultados. La finalidad del acumulador es proveer una forma rpida, confiable y practica de cerrar los BOP en caso de urgencia. * El conjunto de vlvula impide reventones: Son equipos que se utilizan para cerrar el pozo y permitir que la cuadrilla controle un cabeceo o arremetida antes de que ocurra un reventn. Existen dos tipos bsicos de preventores: Anula y de Ariete. Los anulares poseen elementos de goma que sella el cuadrante,

la sarta de perforacin, los porta mechas o al hoyo mismo si existiera sarta en el hoyo. Los de ariete consisten en grandes vlvulas de acero (arietes) que tienen elementos de goma que sirven de sello. * El mltiple de estranguladores: El estrangulador (choque) es un elemento que controla el caudal de circulacin de los fluidos. Al restringir el paso del fluido con un orificio, se genera una contrapresin o friccin extra en el sistema, lo que provee un mtodo del control del caudal del flujo y de la presin del pozo. Existen 4 tipos, el estrangulador Fijo (Porta orificio), Estrangulador Ajustable, Estrangulador Manual Ajustable y Estrangulador Ajustable a Control Remoto. * Lnea de Matar: Van desde la bomba de lodo al conjunto de vlvulas de seguridad, conectndose a esta en el lado opuesto a la lnea de estrangulacin. Componentes de un taladro 1Corona. 3Cable de perforacin. 4Monkeyboard. 5Bloque viajero. 6Top crive. 7Mstil. 8Tubera de perforacin. 9Casa del perro. 10Preventoras. 13Generadores. 15Bombas de lodo. 17Tanques de lodo. 18Piscina de reserva. 20Zarandas. 21Choke manifold. 22Rampa de tubera. Corona (crown) Es un ensamble de poleas montado sobre vigas en el tope del taladro. El cable de perforacin es corrido sobre las poleas hasta el tambor de levantamiento (parte del malacate) Catline boom & hoist line Estructura metlica erigida cerca del tope del taladro, usada para levantar material Cable de perforacion (drilling line) Es un cable grueso de acero, organizado en un tambor o carretel que recorre la corona y el bloque viajero. Su propsito primario es levantar o bajar dentro del pozo la tubera de perforacin o el revestimiento. Es tambin usado para soportar las herramientas de perforacin. Encuelladero (monkeyboard) Es la plataforma de trabajo del encuellador desde donde organiza la tubera de perforacin, su altura depende del nmero de tubos conectados que se manejen en el taladro, por lo general tres (90 pies) Bloque viajero (travelling block) Es un arreglo de poleas a traves del cual el cable de perforacin es manejado y su o baja en la torre Top drive

El top drive rota la sarta de perforacin y la broca sin usar la mesa rotatoria. Es operado desde una consola de control en el piso del taladro (rig floor) Torre o mastil (mast) Es una estructura porttil con la capacidad de ser erigida o izada como una unidad a la posicin de trabajo Tubera de perforacion (drill pipe) Son tubos de alto peso, usados para rotar la broca y circular el fluido de perforacin. por lo general son juntas de 30 pies que permiten acoplarse entre ellas y con las herramientas necesarias para perforar Casa del perro (dog house) Es un pequeo cuarto ubicado en el piso del taladro, usado como oficina del perforador y como almacn para herramientas pequeas Preventora anular (blowout preventer) Es una vlvula de gran tamao, instalada sobre la cabeza del pozo y sobre las preventoras de ariete que forma un sello en el espacio anular entre la tubera y la pared del pozo o en caso de no haber tubera presente, sella el pozo Tanques de agua (water tank) Usado para almacenar agua que es utilizada en la mezcla del fluido de perforacin de cemento y para la limpieza del taladro Bandeja del cableado (electric cable tray) Soporta el peso de los cables elctricos que alimentan el poder desde el panel de control a los motores del taladro y el equipo adicional Generadores (enghien generators sets) La energa para el taladro es producida por motores que trabajan con diesel, gas o gasolina, as como con un sistema mecnico de transmisin y generadores. La mayora de taladros actuales usa generadores elctricos que dan potencia a motores elctricos en otras partes del equipo. Tanques de combustible (fuel tanks) Tanques para el almacenamiento del combustible para el sistema de generacin de poder Proceso de Perforacion: El tiempo de perforacin de un pozo depender de la profundidad programada y las condiciones geolgicas del subsuelo. En promedio se estima entre dos a seis meses. *La perforacin se realiza por etapas, de tal manera que el tamao del pozo en la parte superior es ancho y en las partes inferiores cada vez ms angosto... Esto le da consistencia y evita derrumbes, para lo cual se van utilizando brocas y tubera de menor tamao en cada seccin. As, por ejemplo, un pozo que en superficie tiene un dimetro de 26 pulgadas, en el fondo puede tener apenas 8.5 pulgadas. *Durante la perforacin es fundamental la circulacin permanente de un "lodo de perforacin", el cual da consistencia a las paredes del pozo, enfra la broca y saca a la superficie el material triturado Ese lodo se inyecta por entre la tubera y la broca y asciende por el espacio anular que hay entre la tubera y las paredes del hueco. El material que saca sirve para tomar muestras y saber qu capa rocosa se est atravesando y si hay indicios de hidrocarburos. *Durante la perforacin tambin se toman registros elctricos que ayudan a conocer los tipos de formacin y las caractersticas fsicas de las rocas, tales como densidad, porosidad, contenidos de agua, de petrleo y de gas natural...

Igualmente se extraen pequeos bloques de roca a los que se denominan "corazones" y a los que se hacen anlisis en laboratorio para obtener un mayor conocimiento de las capas que se estn perforando. *Para proteger el pozo de derrumbes, filtraciones o cualquier otro problema propio de la perforacin, se pegan a las paredes del hueco, por etapas, tubos de revestimiento con un cemento especial que se inyecta a travs de la misma tubera y se desplaza en ascenso por el espacio anular, donde se solidifica La perforacin debe llegar y atravesar las formaciones donde se supone se encuentra el petrleo. El ltimo tramo de la tubera de revestimiento se llama "liner de produccin" y se fija con cemento al fondo del pozo. *Al finalizar la perforacin el pozo queda literalmente entubado (revestido) desde la superficie hasta el fondo, lo que garantiza su consistencia y facilitar posteriormente la extraccin del petrleo en la etapa de produccin El comn de la gente tiene la idea de que el petrleo brota a chorros cuando se descubre, como ocurra en los inicios de la industria petrolera. Hoy no es as. Para evitarlo, *desde que comienza la perforacin se instala en la boca del pozo un conjunto de pesados equipos con diversas vlvulas que se denominan "preventoras" *Desde el momento en que se inicia la investigacin geolgica hasta la conclusin del pozo exploratorio, pueden transcurrir de uno a cinco aos. La perforacin se adelanta generalmente en medio de las ms diversas condiciones climticas y de topografa: zonas selvticas, desiertos, reas inundables o en el mar *Cuando se descubre el petrleo, alrededor del pozo exploratorio se perforan otros pozos, llamados de "avanzada", con el fin de delimitar la extensin del yacimiento y calcular el volumen de hidrocarburo que pueda contener, as como la calidad del mismo La perforacin en el subsuelo marino sigue en trminos generales los mismos lineamientos, pero se efecta desde enormes plataformas ancladas al lecho marino o que flotan y se sostienen en un mismo lugar. Son verdaderos complejos que disponen de todos los elementos y equipo necesarios para el trabajo petrolero. En la exploracin petrolera los resultados no siempre son positivos. En la mayora de las veces los pozos resultan secos o productores de agua. En cambio, los costos son elevados, lo que hace de esta actividad una inversin de alto riesgo. Hidrulica de perforacin: 1. patrn y rgimen de flujo de los lodos Los patrones a regmenes de flujo frecuentemente encontrados en tuberas verticales en dos fases son mostradas en la figura 1. La mayora de los investigadores avocados a este estudio definen cuatro regmenes que pueden ocurrir en una tubera vertical. Los nombres y descripciones dadas por Orkiszewski sern usadas en esta discusin (Beggs and Brill, 1991). A continuacin se presenta una breve descripcin de la manera en la cual los fluidos se distribuyen en la tubera para cada rgimen. Flujo de burbuja: La tubera se encuentra prcticamente llena de lquido y la fase de gas libre se presenta en pequeas burbujas las cuales se mueven a diferentes velocidades exceptuando aquellas que por su densidad tienen pequeos efectos en el gradiente de presin. La pared de la tubera esta siempre en contacto con la fase lquida (Fig.a) (Beggs and Brill, 1991). Flujo Slug: La fase gaseosa es mas significativa. Sin embargo la fase lquida sigue siendo continua, las burbujas de gas coalescen y forman tapones o slugs los cuales ocupan prcticamente toda la seccin transversal de la tubera. El lquido que rodea la burbuja puede moverse a bajas velocidades en forma descendente. El gas y el lquido tiene efectos significativos en la cada de presin (Fig.b) (Beggs and Brill, 1991).

Flujo de transicin o churn: Es cuando ocurre el cambio de la fase lquida continua a la fase de gas continua. Las burbujas de gas pueden unirse y el lquido puede entrar en la burbuja. Aunque los efectos del lquido son significantes, dominan los de la fase gaseosa (Fig.c) (Beggs and Brill, 1991). Flujo anular: La fase gaseosa es continua y la mayor parte del lquido se introduce en sta en forma de gotitas. La pared de la tubera esta cubierta por una pelcula de lquido y las fases gaseosas controla la cada de presin (Fig.d) (Beggs and Brill, 1991). 2. tipos de fluido Los fluidos se clasifican de acuerdo a sus caractersticas de tensin y la relacin de esta con el lquido, es decir en Newtonianos y no Newtonianos: LOS NEWTONIANOS: Se caracterizan por tener una relacin de equilibrio lineal entre su tensin y su gradiente de velocidad cero a cero. Newtoniano: Agua La mayora de las soluciones de sal en agua Suspensiones ligeras de tinte Caoln (mezcla de arcilla) Combustibles de gran viscosidad Gasolina Kerosene La mayora de los aceites del motor La mayora de los aceites mineral. Es decir el estado de estos fluidos es equilibrado en el cual el fluido da la impresin de no Sufrir tensin en su recorrido. LOS NO NEWTONIANOS: En estos su gradiente de velocidad depender de la viscosidad de dicho lquido, lo cual quiere decir que el lquido sufrir una ms alta o baja presin de acuerdo a su velocidad y viscosidad. No-newtoniano: Produccin seudoplstica, bingham plstico, produccin dilatante Arcilla Barro Alquitrn Lodo de aguas residuales Aguas residuales digeridas Altas concentraciones de incombustible en aceite Soluciones termoplsticos del polmero. Seudoplstico Lodo de aguas residuales Celulosa Grasa Jabn Pintura Tinta de la impresora Almidn Soluciones del ltex La mayora de las emulsiones. Entre muchos otros que forman parte de esta red de fluidos no Newtonianos, comprenden lo que son los compuestos de alta densidad y de alta viscosidad. 3. modelos reolgicos Son una relacin matemtica que no permiten caracterizar la naturaleza reolgica de un fluido determinado, esta se encarga estudiar la deformacin dada a una tasa de corte especfica, la cual permite analizar la hidrulica de perforacin rotatoria en el cual se utilizan modelos como: plstico de Bingham, y la ley de potencia. Estas son utilizadas por su gran simplicidad en la utilizacin de la ecuacin de flujo y en la facilidad con la que se estiman parmetros involucrados. Sin embargo ciertos autores y cientficos han llegado a la conclusin de que stos modelos no estudian un rango amplio del comportamiento de los fluidos con lo cual no son vlidos para el estudio de fluido a gran escala extendiendo as el estudio caracterstico de los fluidos a otros modelos. En este estudio se seleccionan tres adicionales a los tradicionalmente usados, para analizar el comportamiento de los lodos en rangos de trabajo ms amplios, ellos son: Ley de Potencia Modificada (Herschel-Bulkley), modelo de Robertson-Stiff y Ecuacin de Casson. Los modelos se definen sin tener en cuenta el efecto de la rotacin ni la variacin de la temperatura con la profundidad. Modelo plstico de Bingham Es un modelo de dos parmetros muy usado en la industria. La ecuacin que lo define es:

Un fluido Plstico de Bingham no comienza a fluir hasta que el esfuerzo de corte aplicado exceda el valor mnimo . A partir de este punto el cambio en el esfuerzo de corte es proporcional a la tasa de corte y la constante de proporcionalidad es la viscosidad plstica LEY DE POTENCIA Es un modelo de dos parmetros para el cual la viscosidad absoluta disminuye a medida que la tasa de corte aumenta. La relacin entre la tasa de corte y el esfuerzo de corte est dada por la siguiente ecuacin: No existe un trmino para el punto de cedencia por tanto bajo este modelo los fluidos comienzan a fluir a una tasa de corte cero. Viendo estos dos modelos se diferencian en las siguientes caractersticas en que el modelo plstico el fluido comienza a generar movimientos despus que el corte se ha aplicado, y en la ley de potencia no importa si este haya aplicado ya un esfuerzo mnimo superior al corte, ste fluir sin dicho esfuerzo. Modelo de Casson Da una buena descripcin de las caractersticas reolgicas de los fluidos de perforacin. A altas temperaturas y bajas presiones la aproximacin se hace ms pobre. La relacin que los caracteriza es: Modelo de HerschelBulkley Resultado de la combinacin de aspectos tericos y prcticos de los modelos Plstico de Bingham y Ley de Potencia. La siguiente ecuacin describe el comportamiento de un fluido regido por este modelo: En este modelo los parmetros se definen igual que en Ley de Potencia. Como casos especiales se tienen que el modelo se convierte en Plstico de Bingham cuando y en Ley de Potencia cuando Modelo de RobertsonStiff Un modelo hibrido de los modelos Ley de Potencia y Plstico de Bingham para representar lechadas de cemento y lodos. La ecuacin que lo caracteriza es:

El parmetro es considerado como una correccin a la tasa de corte, de modo que representa la tasa de corte requerida por un fluido seudo-plstico puro para producir el esfuerzo de cedencia del modelo de Bingham. Los parmetros se definen igual que en Ley de Potencia. Los modelos ya mencionados dependen de ciertos parmetros para ser calculados. Esto dependern de los valores dados los valores de corte y flujo. Cadas de presin en tuberas: La cada de presin es uno de los factores que frecuentemente se ignoran al calcular las dimensiones de los sistemas. Los datos sobre cadas de presin para equipo son por lo general proporcionados por el fabricante del equipo. Normalmente se conoce la presin esttica en el sistema. En algunos casos puede hacerse muy poco acerca de las tuberas existentes, las cuales pueden ser de un tamao marginal o definitivamente demasiado pequeas. En este caso, otros procedimientos, tales como instalar una unidad de mayor tamao o aumentar el dimetro de la tubera en secciones crticas del sistema, pueden ser necesarios. La manera en que puede calcularse una cada de presin tpica y el flujo requerido, podra parecer un proceso complicado. Sin embargo, solamente consiste de una serie de pasos sencillos. Es importante conocer los requisitos especficos del cdigo de tuberas que han sido adoptados, y puestos en vigor, por la jurisdiccin responsable de vigilar la seguridad e integridad de construcciones y tuberas en el rea geogrfica de instalaciones de equipo de tratamiento.

Esquema de un yacimiento petrolfero. La instrumentacin de la tubera comprende transmisores de caudal (FT), transmisores de presin (PT) y transmisores de temperatura (TT).

4. diseo de la hidrulica de un lodo El Fluido de Perforacin es un fluido de caractersticas qumicas y fsicas apropiadas, que puede ser aire o gas, agua, petrleo y combinaciones de agua y aceite con diferente contenido de slidos. No debe ser txico, corrosivo ni inflamable, pero s inerte a las contaminaciones de sales solubles o minerales y adems, estable a altas temperaturas. Debe mantener sus propiedades segn las exigencias de las operaciones y debe ser inmune al desarrollo de bacterias. El objetivo principal que se desea lograr con un fluido de perforacin, es garantizar la seguridad y rapidez del proceso de perforacin, mediante su tratamiento a medida que se profundizan las formaciones de altas presiones, la circulacin de dicho fluido se inicia al comenzar la perforacin y slo debe interrumpirse al agregar cada tubo, o durante el tiempo que dure el viaje que se genere por el cambio de la mecha. Entre sus principales Funciones se encuentran: Transportar los Ripios de Perforacin, Derrumbes o Cortes desde el Fondo del Hoyo hasta la Superficie: Los ripios de perforacin deben ser retirados del pozo a medida que son generados por la rotacin de la mecha; para lograrlo, el fluido de perforacin se hace circular dentro de la columna de perforacin y con la ayuda de la mecha se transportan los recortes hasta la superficie, subiendo por el espacio anular. La remocin eficaz y continua de los ripios, depende del tamao, forma y densidad de los recortes, de la velocidad de penetracin, rotacin de la columna de perforacin y de la viscosidad, siendo el parmetro ms importante, la velocidad anular del fluido de perforacin, el cual depende del caudal o rgimen de bombeo y para esto, el fluido debe ser bombeado a la presin y volumen adecuado, logrando que el fondo del hoyo se mantenga limpio. Controlar las Presiones de la Formacin: El fluido de perforacin se prepara con la finalidad de contrarrestar la presin natural de los fluidos en las formaciones. Se debe alcanzar un equilibrio justo, es decir, un equilibrio tal en el que la presin ejercida por el fluido de perforacin (presin hidrosttica) contra las paredes del pozo sea suficiente para contrarrestar la presin que ejercen los fluidos que se encuentran en las formaciones, el petrleo y el gas; pero que no sea tan fuerte que dae el pozo. Si el peso del fluido de perforacin fuese muy grande, podra provocar la fractura de la roca y el fluido de perforacin se perdera hacia la formacin.

Limpiar, Enfriar y Lubricar la Mecha y la Sarta de Perforacin: A medida que la mecha y la sarta de perforacin se introducen en el hoyo, se produce friccin y calor. Los fluidos de perforacin brindan lubricacin y enfriamiento mediante la capacidad calorfica y conductividad trmica que estos poseen, para que el calor sea removido del fondo del hoyo, transportado a la superficie y disipado a la atmsfera, y as permitir que el proceso de perforacin contine sin problemas y se pueda prolongar la vida til de la mecha. La lubricacin puede ser de especial importancia para los pozos de alcances extendidos u horizontales, en los que la friccin entre la tubera de perforacin, la mecha y la superficie de la roca debe ser mnima.

Esta caracterstica de los fluidos de perforacin puede aumentarse agregando emulsificantes o aditivos especiales al fluido de perforacin de perforacin que afecten la tensin superficial. Prevenir Derrumbes de Formacin Soportando las Paredes del Hoyo: La estabilidad del pozo depende del equilibrio entre los factores mecnicos (presin y esfuerzo) y los factores qumicos. La composicin qumica y las propiedades del fluido de perforacin deben combinarse para proporcionar la estabilidad del pozo hasta que se pueda introducir y cementar la tubera de revestimiento. Independientemente de la composicin qumica del fluido de perforacin, el peso de debe estar comprendido dentro del intervalo necesario para equilibrar las fuerzas mecnicas que actan sobre el pozo (presin de la formacin, esfuerzos del pozo relacionados con la orientacin y la tectnica). La inestabilidad del pozo se identifica por el derrumbe de la formacin, causando la reduccin del hoyo, lo cual requiere generalmente el ensanchamiento del pozo hasta la profundidad original. Adems, el fluido de perforacin debe ofrecer la mxima proteccin para no daar las formaciones productoras durante el proceso de perforacin.

Suministrar un Revoque Liso, Delgado e Impermeable para Proteger la Productividad de la Formacin: Un revoque es un recubrimiento impermeable que se forma en la pared del hoyo, debido al proceso de filtracin, la cual puede ocurrir bajo condiciones tanto dinmicas como estticas, durante las operaciones de perforacin. La filtracin bajo condiciones dinmicas ocurre mientras el fluido de perforacin est circulando y bajo condiciones esttica ocurre durante las conexiones, los viajes o cuando el fluido no est circulando.

Ayudar a Soportar, por Flotacin, el Peso de la Sarta de Perforacin y del Revestimiento: La inmersin de la tubera de perforacin en el fluido produce un efecto de flotacin, lo cual reduce su peso y hace que se ejerza menos presin en el mecanismo de perforacin; puesto que, con el incremento de la profundidad de perforacin el peso que soporta el equipo se hace cada vez mayor, con lo cual el peso de una sarta de perforacin o de revestimiento puede exceder las 200 toneladas y esto puede causar grandes esfuerzos sobre los equipos de superficie. El peso de la sarta de perforacin y la tubera de revestimiento en el fluido de perforacin, es igual a su peso en el aire multiplicado por el factor de flotacin. A medida que aumenta el peso del fluido de perforacin, disminuye el peso de la tubera.

Transmitir la Potencia Hidrulica a la Formacin por Debajo de la Mecha: En perforacin de pozos, cuando se habla de hidrulica se hace referencia a la relacin entre los efectos que pueden causar la viscosidad, la tasa de flujo y la presin de circulacin sobre el comportamiento eficiente del fluido de perforacin. Durante la circulacin, el fluido de perforacin es expulsado a travs de las boquillas de la mecha a gran velocidad. La energa hidrulica hace que la superficie por debajo de la mecha est libre de recortes para as maximizar la velocidad de penetracin; ya que, si estos no son removidos la mecha sigue retriturando los viejos recortes, lo que reduce la velocidad de penetracin. Esta energa tambin alimenta los motores de fondo que hacen girar la mecha. Las propiedades reolgicas ejercen influencia considerable sobre la potencia hidrulica aplicada y por lo tanto deben mantenerse en valores adecuados.

Reologa de los diferentes tipos de fluidos de perforacin en el laboratorio Los ensayos son utilizados para determinar sus posibles alteraciones en el campo provocados por diferentes tipos de contaminantes. FLUIDOS DE BASE AGUA Caractersticas fsicas: densidad, filtrado y Reologa a 120 f Caractersticas qumicas: alcalinidad del fluido (PM), alcalinidad de filtrado (Pf-Mf), MBT, cloruros, dureza clcica.

FLUIDOS BASE ACEITE Fsicos: Densidad, Reologa 150F, Estabilidad Elctrica, Filtrado HP-HT. Qumicos: Alcalinidad (POM), Cloruros. ENSAYOS FSICOS Densidad: Es la masa de la muestra por unidad de volumen se expresa en: gr/lt (gramos por litro) lb/gal- ppg (Libras por Galn) {8.345 ppg = 1000 gr/lt} lb/ft (libras por pi cbico) Filtrado api: Es la prdida de volumen de Fase continua, medida en c.c. Luego de 30, a 100 psi. Filtrado hp- ht: Es la prdida de volumen de Fase continua, medida en c.c. Luego de 30, a 500 psi diferenciales y a 250F. Reologa: La Reologa, nos permite determinar el rgimen de flujo del Fluido de perforacin, adems de la Viscosidad Plstica, Yield Point y Capacidad de Gelificacin. La V.P; se expresa en Cps. El Y. P, se expresa en lb/100ft2 La capacidad de gelificacin, tambin se mide en lb/100ft2. ENSAYOS QUMICOS Alcalinidad (Pm) Permite medir la conc. De OH, en el Fluido, tambin el exceso de Cal libre en el Fluido. Alcalinidad del Filtrado (PfMf) Permite medir la conc. De OH, disueltos en el Fluido, tambin la conc. de Carbonatos y Bicarbonatos. M.B.T (metilen Blue Test) Es la reaccin de las Arcillas al Azul de Metileno; se produce una coloracin de las mismas debido al intercambio catinico. Cloruros Mtodo de titulacin con Nitrato de Plata, que permite determinar la conc. de cloruros disueltos en el Fluido y tambin el % en peso de Sal. Dureza Clcica Mtodo de titulacin con EDTA (Acido Etilen Diamnico Tetra Actico), que permite determinar la cons. De In Calcio, disuelto en el fluido. Determinacin de Slidos y Lquidos Se realiza por medio de una "Retorta", donde la muestra es calcinada dentro de la celda; quedando los slidos en su interior y evaporando los lquidos, para luego ser condensados. Con este mtodo se determina el % de Slidos, % de Agua y % de hidrocarburos, presentes en el Fluido.