TALLER 1

EQUIPOS DE PERFORACIÓN

PRESENTADO POR:

DAIRO ALEXIS RODRIGUEZ LOPEZ

20112104219

PRESENTADO A:

GILBERTO RUBIANO QUIROGA

INGENIERO

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE PETROLEOS

NEIVA – HUILA

2013

TALLER DE EQUIPOS DE PERFORACIÓN

¿Cuáles son los tipos de equipos de perforación On-Shore (Equipos Terrestres)?

Rta/

Tipos de Equipos On-Shore: Land Rigs (Equipos Terrestres)

Son equipos que perforan pozos en tierra (on shore), se dividen en auto transportables y no auto transportables. Los auto transportables tienen menos capacidad que los de torre de secciones desarmables. Pueden ser de dos o tres juntas y generalmente se les llama “chivos de perforación o Workover”.

Los no auto transportables igualmente perforan pozos en tierra, tienen mayor capacidad de trabajo que los “chivos”

¿Cuáles son los tipos de equipos de perforación de acuerdo a su profundidad de perforación?

Rta/

La siguiente tabla nos referencia el tipo de equipo de perforación de acuerdo a su profundidad de perforación.

¿Cuáles son los tipos de equipos de perforación Of-Shore (Terrestres)?

Rta/

Tipos de Equipos Off-Shore: Platform (Plataformas)

Son equipos de perforación inmóviles a poca distancia de la costa; una vez instaladas no se mueven y desde allí se perforan gran cantidad de pozos. Generalmente cuentan con buques auxiliares aun cuando algunas no necesitan de estos. Las plataformas van siempre sobre el fondo marino y tienen que resistir fuertes oleadas y vientos.

Sumergible Rigs (Plataformas Sumergibles)

Tipo de Equipo Profundidad

Ft mts

Ligero 3000 - 5000 1000 – 1500

Medio 4000 - 10000 1200 – 3000

Pesado 12000 - 16000 3500 – 5000

Ultrapesado 18000 - 25000 5500 - 7500

Este tipo de equipos descansan sobre pilotes anclados en el fondo marino, cerca de la costa. Son remolcadas cada vez que va a situar para la perforación de otro pozo. Para su transporte desocupan los compartimientos y al flotar la estructura se puede remolcar; al llegar al nuevo sitio, se llenan los compartimientos. Generalmente se pueden perforar pozos desde unos cuantos pies de profundidad del mar hasta 175 ft., aproximadamente. Se distinguen tres tipos de plataformas sumergibles:

• Barcaza de pilares

• Botella

• Ártico

Jack-Up Rigs (Plataformas Elevadizas)

Los Jack ups se utilizan para perforaciones costa afuera (off shore) no muy profundas. Se utilizan desde unos pocos pies de profundidad del mar hasta aproximadamente 400 ft (120 m). Los Jack Ups constan de pilares que lo soportan (cubierta y casco). Son remolcados por buques; para ser transportados levantan los pilotes y al llegar a la ubicación del nuevo pozo, son nuevamente extendidos hasta el fondo del mar.

Drillship Rig (Barcos de Perforación)

Es un grupo flotante y auto propulsado para perforación a poca y mediana distancia de la costa. Se mantiene en su posición mediante unos posicionadores dirigidos por una computadora ligada al satélite. El control de pozo submarino es similar a las plataformas semi sumergibles.

Semisubmergible Rig (Plataformas Semisumergibles)

Estos equipos de perforación se instalan, manejan y mantienen en una plataforma situada lejos de la costa, en aguas de una profundidad de hasta 7500 ft. La plataforma semisumergible es flotante y resiste a las olas, el viento y —en las regiones árticas— los hielos. Consta de columnas y pontones (bases) que se inundan hasta cierta altura y se procede a anclar el equipo o mantener su posición

mediante un sistema de propulsores o posicionadores, que son manejados desde una computadora de abordo, con posicionamiento satelital.

Cuáles son los sistemas básicos del equipo de perforación?

Rta/

Los equipos básicos en un taladro para perforar un pozo de petróleo, pueden ser divididos en sistemas, cada cual encargado de una función diferente y que en conjunto logran la puesta en marcha del taladro; para poder ver la ubicación de cada equipo en un taladro pique en el título de cada sistema y ubique según la numeración dada.

Sistema de potencia (motores): Sistema encargado de generar energía aprovechable por el taladro, especialmente para las operaciones de levantamiento y circulación.

Sistema de levantamiento: levantamiento, que es el componente del taladro que levanta y baja lo que se introduzca en el pozo,  que además suministra la tensión torsional para enroscar o desenroscar las conexiones.

Sistema de circulación: Es la suma de las pérdidas de potencia en el sistema de transmisión hacia las bombas o sistema por donde circula el fluido de perforación, sobre la base de este valor de potencia para circular, se determinará la potencia de los motores de las bombas y el caballaje hidráulico teórico que deberán transmitir; se ubica su inicio en el lugar del almacenamiento de materiales para el fluido de perforación; continúa a través de las bombas y equipos mezcladores de lodo, hasta llegar al extremo final que serán los tanques de lodo.

Sistema rotatorio: Proporciona la energía que permite que la sarta gire y perfore.

Sistema de sarta de perforación: Es un sistema dentro de otro: el Rotativo, pero único en sí, encargado de transmitir peso y rotación a la broca.

Sistema de control de flujo de pozo: Sistema encargado del control de presión, procura un período de tiempo para controlar las presiones, que guardan las formaciones atravesadas, transmitidas por los fluidos que contienen y los amagos de reventón que se generen.

Sistema de Elevación:

– Malacate (Drawworks)

– La corona (Crown Block)

– La polea viajera (Travelling Block)

– El gancho (Hook)

– Elevadores (Elevators)

– Cable de perforación (Cable)

– Indicador de peso (Martin Decker)

EQUIPO DE LEVANTE:

Qué es Sistema de Levante.

Rta/

La función de una torre o taladro de perforación es perforar y para ello debe tener un equipo que permita elevar otros componentes y a la vez bajar y soportar en suspensión grandes pesos requeridos, como lo es el caso de las sartas de perforación o revestimiento, dicho equipo es el sistema de levantamiento o elevación.

Función de los componentes del Sistema de Levante: Torre, Corona, Encuelladero, Subestructura, Bloque viajero, Gancho, Brazos, Malacate y Cable de Perforación, Elevadores (de tubería, Elevadores de CSG, Elevadores de tbg).

Componentes:

Torre o cabria de perforación: Es una estructura grande que soporta mucho peso, tiene cuatro patas que bajan por las esquinas de la infraestructura o subestructura. Soporta el piso de la instalación y además provee n espacio debajo del piso para la instalación de válvulas especiales llamadas ¨impide reventones¨. Además soporta el peso de la sarta de perforación cuando esta está suspendida en las cuñas. El piso de la cabria soporta y sostiene al malacate, la consola del perforador y al resto de los equipos relacionados con la perforación rotatoria. Las capacidades de carga pueden variar desde 250000 libras hasta 1500000 libras, además de soportar vientos aproximados de 100 a 130 millas por hora con el encuelladero lleno de tubería.

Corona: Constituye la parte superior del taladro de perforación, donde el peso de la sarta de perforación es transmitido a la torre a través de un sistema de poleas, su función principal es entonces sostener y dar movilidad al bloque viajero.

Encuelladero: Permite que el encuellador coloque las parejas de tubería y portamechas mientras se realizan operaciones como cambio de mechas, bajada de revestidores, etc. Para ello, este accesorio consta de una serie de espacios semejando un peine donde el encuellador coloca la tubería.

Bloque viajero: Está compuesto de un conjunto de poleas múltiples por dentro de las cuales pasa el cable de perforación y sube nuevamente hasta el bloque corona. Su función es la de proporcionar los medios de soporte para suspender las herramientas. Durante las operaciones de perforación se suspenden el Gancho, la Union giratoria, el cuadrante, la sarta de perforación y la Mecha. Durante las operaciones de cementación del pozo, soportara el peso de la tubería de revestimiento.

Gancho: Es una herramienta localizada debajo del bloque viajero al cual se conectan equipos para soportar la sarta de perforación, se conecta a una barra cilíndrica llamada ¨asa¨ que soporta la unión giratoria. Los elevadores constituyen un juego de abrazaderas que agarran la sarta de perforación para permitirle al perforador bajar o subir la sarta hacia y desde el hoyo.

Cable de perforación: Está constituido de acero de 1 1/8¨a 1 ¾¨de diámetro. Está hecho de alambres de hacer y es bastante complejo. Ha sido diseñado para cargas pesadas, por lo cual debe ser seleccionado según el peso que tendrá que soportar.

Cuñas: Son piezas de metal ahusado y flexibles con dientes y otros dispositivos de agarre, empleadas para sostener la tubería en la mesa rotatoria alternativamente durante un viaje evitar que se resbale hacia adentro del hoyo cuando se está conectando o desconectando la tubería. Las cuñas encajan alrededor de la tubería y se calzan contra el buje maestro. La acción presionadora de las cuñas en el buje maestro, cambia la dirección de la fuerza vertical (hacia abajo), ejercida por la sarta de perforación y la convierte en fuerza lateral o transversal contra la tubería.

Malacate: Consiste en un cilindro alrededor del cual el cable de perforación se enrolla permitiendo el movimiento de la sarta hacia arriba o hacia abajo, dependiendo del tipo de operación a realizar. Además, el malacate transmite la potencia para hacer girar la mesa rotatoria, los carretes auxiliares y sistemas de enrosque y desenrosque de tubería. Dentro de los accesorios encontrados en el malacate están:

- Sistema de frenos: constituido por un freno principal cuya función es parar el carrete y aguantarlo.

- Sistema de transmisión: provee un sistema de cambios de velocidad que el perforador puede utilizar para levantar la tubería.

Subestructura: Es una estructura de trabajo larga de acero, la cual es ensamblada directamente sobre el sitio de perforación. No solo soporta el peso de la mesa rotatoria, sino el peso completo de la torre, el equipo de izaje, la mesa rotatoria y la sarta de perforación (incluyendo la tubería de perfora con, los las trabarrenas, etc.) cuando la sarta está suspendida en el agujero por las cuñas. También soporta una sarta de tubería de revestimiento cuando la tubería se está instalando en el agujero utilizando las cuñas que van asentadas dentro de la mesa rotatoria o cuando se esté almacenando a la tubería temporalmente en la subestructura.

Qué función cumple y qué información obtenemos en la Consola del Perforador.

Rta/

La consola del perforador constituye un accesorio que permite que el operador tenga una visión general de todo lo que esta ocurriendo en cada uno de los componentes del sistema: presión de bomba, revoluciones por minuto de la mesa,

torque, peso de la sarta de perforación, ganancia o pérdida en el nivel de los tanques, etc.

Indique cómo se clasifica según su construcción los cables de perforación y cuál es su respectivo significado.

Rta/

CLASIFICACION DE LOS CABLES DE PERFORACION:

Grupo 6x7 (von 3 a 14 alambres por torón): Aunque hay varias alternativas en esta serie la más común es donde cada uno de los seis torones que forman el cable, está construido de una sola hilera de alambres colocado alrededor de un alambre central. Debido a que el número de alambres(7) que forman el torón es reducido, nos encontramos con una construcción de cable armado por alambres gruesos que son muy resistentes a la abrasión pero no recomendable para aplicaciones donde requiere flexibilidad.

Grupo 6x19 (Con 15 a 26 alambres por Torón): Existen varias combinaciones y construcciones de cables en este grupo, los torones se construyen usando de 15 hasta 26 alambres, lo que facilita la selección del cable más adecuado para un trabajo determinado. Un ejemplo que tiene un alto volumen de consumo en trabajos bien definidos es la 6x19 Seale, está firmada por 6 torones de 19 alambres cada uno, que están integrados por dos capas de alambres del mismo número (9), colocados alrededor de un alambre central. En este caso, los alambres de la capa exterior son mas gruesos que los alambres de la hilera interno, con el objeto de darle una mayor resistencia a la abrasión, no son tan rígidos como la construcción 6x7.

Grupo 6x37 (con 27 a 49 alambres por Torón): Las construcciones de este equipo son más flexibles que las de los grupos de 6x7 y 6x19, debido a que tienen un mayor número de alambres por torón. Este tipo de cables se utiliza cuando se requiere mucha flexibilidad. No se recomiendan cuando son sometidos a una abrasión severa, porque el diámetro de sus alambres externos es pequeño.

Grupo 8x19: Además de los grupos antes señalados, es conveniente mencionar las series 8x19 que están fabricados con 8 torones alrededor de un alma (generalmente de fibra). Al utilizar 8 torones en vez de 6, hace que el cable sea más flexible, pero debido a que este tipo de cable tiene un alma más grande que los cables de 6 torones, lo hace menos resistente al aplastamiento.

Explique en qué consiste el alma de acero del cable de perforación.

Rta/

Es la parte central del cable que forma el corazón, sobre ella se forman los torones y contribuye a la flexibilidad del cable y como soporte a los torones entorchados a su alrededor. Formada por un torón igual a os demás que componen el cable, soporta mejor el aplastamientos, altas temperaturas y mayor resistencia a la ruptura.

Cuáles son e identifique en un esquema los puntos críticos del cable de perforación en la torre.

Rta/

La parte central del cable que forma el corazón, sobre ella se forman los torones y contribuye a la flexibilidad del cable y como soporte a los torones entorchados a su alrededor. Formada por un torón igual a os demás que componen el cable, soporta mejor el aplastamientos, altas temperaturas y mayor resistencia a la ruptura.

Cuando la carga es levantada de las cuñas, los puntos críticos en el cable toman una pulsación. Estos puntos, como se muestran en la figura, están en lo alto de las poleas de la corona y en el fondo de la polea viajera. Por supuesto los puntos críticos en la línea muerta, nunca se mueven. Es lo mismo al levantar la carga jalando la tubería o metiéndola. Todos los otros puntos críticos son diferentes dependiendo de la carga saliendo del agujero o dentro del mismo.

¿Qué es Tonelada Milla. Cómo la calculamos y qué tenemos en cuenta para este cálculo?

Rta/

Tonelada milla es una unidad de transporte de carga equivalente a una tonelada de carga transportada una milla.

Cálculo:

Qué es un viaje redondo?

Rta/

Un viaje redondo es lo mismo que un viaje completo es decir bajar y subir al pozo.

SISTEMA DE ROTACIÓN:

Función de los componentes del Sistema de Rotación: Mesa rotaria, Kelly o Cuadrante, Top Drive

Componentes del sistema de rotación:

MESA ROTARIA: Es el equipo generador del movimiento rotatorio. Este movimiento puede ser obtenido mediante transmisión desde el malacate o con los motores individuales. Es fuerte y resistente capaz de hacer girar el cuadrante y la sarta de perforación. Cuando la perforación avanza, la mesa rotatoria gira hacia la derecha; luego, cuando se extrae la tubería del hoyo, la mesa sostiene la sarta de perforación con las cuñas durante los intervalos cuando la tubería no está suspendida en el gancho. Cuando la mecha llega al fondo del hoyo, la mesa rotatoria vuelve a girar variando su velocidad entre 40 a 200 RPM. Tiene una superficie relativamente plana y limpia con una sección antiresbalante para mejor seguridad de la cuadrilla de trabajo. Los accesorios de la mesa rotatoria permitirán hacer girar las herramientas en el hoyo y sostener la sarta de perforación mientras se hacen las conexiones o viajes. En conclusión tiene dos funciones principales: impartir el movimiento rotatorio a la sarta de perforación y sostener todo el peso de esta sarta mientras se le enrosca otro tubo para seguir ahondando el hoyo, o sostener el peso de la sarta cuando sea necesario para desenroscar toda la sarta en parejas o triples para sacarla toda del hoyo.

CUADRANTE KELLY: También llamada barra conductora, de ella depende toda la columna de perforación. Su función es transmitir el giro que le proporciona la mesa de rotación al varillaje, permitir su descenso y ascenso, así como conducir por su interior el fluido de perforación que ha de circular por todo el varillaje.En su extremo superior va enroscada la cabeza giratoria de inyección que a su vez sirve para suspender toda la columna de perforación. En su extremo inferior se enrosca la primera varilla de la columna mediante la interposición de un acoplo que es el que sufre el desgaste de todas las maniobras de roscado cada vez que se añade o quita una nueva varilla a la columna, impidiendo el deterioro de la propia barra Kelly. La barra Kelly pasa por el alojamiento que con este fin tiene la corona de la mesa de rotación, por el cual se desliza al hacer las maniobras de descenso o extracción de la columna de perforación.La sección de la barra conductora o Kelly puede ser hexagonal, cuadrada o circular con dos o más cheveteros semicirculares. La longitud debe ser algo superior a la correspondiente a las varillas que se empleen.

TOP DRIVE: El Sistema Top Drive puede definirse como una herramienta de manera general, pero siendo más precisos podemos definirlo como un motor eléctrico o hidráulico que se suspende en cualquier tipo de mástil de un equipo de perforación. Esta herramienta se encarga de hacer rotar la sarta de perforación y el trépano.El sistema de top drive reemplaza las funciones de una mesa rotaria, permitiendo rotar la sarta de perforación desde el tope, usando una cabeza de inyección propia, en lugar de la

cabeza de inyección, vástago y mesa rotaria convencionales. Además el sistema se maneja a control remoto desde la consola del perforador.

Cuáles son las ventajas de perforar pozos de petróleo o gas con un equipo con top drive a un equipo convencional o con Kelly?

Rta/

BENEFICIOS DEL SISTEMA TOP DRIVE:

- Se instala fácilmente en cualquier tipo de mástil o torre de perforación, con las mínimas modificaciones y frecuentemente en un solo día.

- Sustituye a la Mesa Rotaria y al Vástago (Kelly). El Top Drive hace rotar la sarta de perforación de manera directa.

- “Mejora la seguridad en el manejo de la tubería”. Todas las operaciones se las realiza por control remoto desde la cabina del perforador; reduciendo las labores manuales y riesgos asociados que tradicionalmente acompañan a la tarea.

- Capacidad de enroscar las conexiones dándoles un torque adecuado.

- Perfora secciones de 90 pies (1 tiro), reduciendo el tiempo de conexiones, al eliminar dos tercios de las mismas.

- Realiza toma de núcleos en intervalos de 90 pies sin necesidad de tener que hacer conexiones.

- En la perforación direccional, mantiene la orientación en intervalos de 90 pies, reduciendo el tiempo de supervisión (survey time) mejorando el control direccional.

- Apto para toda operación de perforación: direccional, horizontal, bajo balance, perforación de gas o aire, control de pozo, pesca, etc.

- Reduce el riesgo de aprisionamiento de la sarta, por su habilidad de rotar y circular al mismo tiempo.

Cuáles son las funciones de la sarta de perforación?

Rta/

La sarta de perforación es la que transmite la fuerza generada por la mesa rotaria o el TOP drive a la broca (trepano o mecha) en el fondo del pozo y que también proporciona un medio para circular el lodo.

Cuáles son y describa los componentes de la sarta de perforación: Broca, Collares o Drill Collars, Tubería de perforación de pared gruesa o Heavy Wate Drill Pipe, Drill pipe, Crossovers, Bit subs.

Rta/

COMPONENTES DE LA SARTA DE PERFORACION:

BROCAS: La broca es el elemento cortador localizado en el extremo inferior de la sarta de perforación, y se utiliza para cortar y triturar las formaciones de tierra y roca que se encuentran en el proceso de perforación (rotatoria), se puede decir que es la parte más importante en cuanto a exploración de H.C se trata ya que la buena elección de la broca y un buen manejo definirá el éxito y rendimiento de la perforación. Básicamente el funcionamiento de las brocas se divide en dos principios el uno es de ataque que consiste en la incrustación de los dientes en la formación, y luego el corte de la roca al desplazarse dentro de ella, el principio de ataque varía según las características únicas de la roca especialmente la dureza.

DRILL COLLAR: Es un conjunto de tubos de acero o metal no magnetico de espesores significativos, colocados en el fondo de la sarta de perforación, encima de la mecha, lo cual proporciona rigidez y peso suficiente para producir la carga axial requerida pr la mecha para una penetración más efectiva de la formación. Sus funciones son: proporcionar peso sobre la mecha para la perforación, manteniendo peso en la sección inferior de la sarta para hacer tensión en la misma, soportar y dar rigidez a la parte inferior de la sarta de perforación, servir de apoyo y estabilizador de la mecha para mantener el nuevo hoyo alineado con el hoyo anterior.

HEAVY WATE DRILL PIPE: La tubería constituye el componente intermedio del ensamblaje de fondo. Es un tubular de espesor de pared gruesa, similar a las barras de diámetro pequeño, cuya conexión posee las mismas dimensiones quel as de la tubería de perforación para facilitar su manejo, pero es ligeramente mas larga, su función más importante es servir de zona de transición entre las barras de la tubería de perforación, para minimizar los cambios de rigidez entre los componentes de la sarta con el objeto de reducir las fallas originadas por la concentración de flexion cíclica en la conexión de la tubería de perforación.

DRILL PIPE: Un tubo de pesada, acero de pared gruesa utilizada en la perforación giratoria para hacer girar la broca de perforación y para proporcionar un conducto para el lodo de perforación. Las juntas de tubería

de perforación son cerca de 30-33 pies de largo. Ellos son huecos para permitir que el fluido de perforación se bombea a través de ellos, por el agujero, y de vuelta hasta el espacio anular.

BIT SUBS: Subs bits se utiliza para conectar la broca en la siguiente pieza de equipo en el BHA. Debido a que las brocas están "pin up" y todos los componentes de perforación demás son típicamente "precisar", las funciones de bit sub como un crossover para la fijación BHA.

CROSSOVERS: Subs cruzados se utilizan principalmente para un par de propósitos. Se utilizan para cruzar desde el tamaño de una única conexión a la otra. Crossover sub también se utiliza para prolongar la vida de los componentes más caros de los vástagos de perforación. Crossover sub está disponible principalmente en tres formas. Las conexiones de la Subs están disponibles en 3 formas en los siguientes tipos de configuraciones:

- La Caja – Caja- Box – pin- Pin – pin

Las conexiones roscadas de la Subs están protegidos por un recubrimiento de una superficie duradera de fosfato que impide la reducción de la corrosión por frotamiento cuando la inicial compensar tiene lugar.

SISTEMA DE CIRCULACIÓN:

¿Qué es el Sistema de Circulación?Rta/

Este sistema es el encargado de mover el fluido de perforación en un circuito cerrado de circulación, succionándolo de los tanques activos y enviándolo por medio de las líneas de descarga hacia la cabria, y pasando luego a través de las conexiones superficiales, de la sarta de perforación, de las boquillas de la mecha y delos espacios anulares hasta retornar nuevamente a los tanques activos, pasado por los equipos separadores de sólidos. Los componentes del sistema de circulación son: El fluido de perforación, tanques activos, bombas de lodo, conexiones superficiales, sarta de perforación, espacios anulares, línea de retorno y equipos separadores de sólidos.

Describa las funciones del equipo de circulación: Tanques de lodos, Bombas de lodos, tubería parada (Stand pipe) y Manguera rotatoria de lodos (Rotary hose)

Rta/

Las bombas: El componente más importante en el sistema de circulación, en la industria petrolera se utilizan 2 tipos de bombas:

- Bomba dúplex: se caracterizan por estar constituidas por dos pistones y manejar altos gastos pero baja presión de descarga. Es de doble acción, es decir bombea los fluidos en dos sentidos.

- Bombas triplex: Conformadas por 3 pistones de triple acción. Maneja altas presiones de descarga, y altos gastos siendo de fácil mantenimiento.

Stand pipe: Es una pieza tubular fijada a una pierna del mástil, en el extremo inferior se conecta con la descarga de la bomba y en el extremo superior se conecta a una manguera flexible de alta presión.

Rotary Hose:  (también conocido como una manguera o manguera de lodo rotativo) es una flexible, reforzado con acero, de alta presión la manguera que conecta el tubo vertical a la kelly (o más específicamente a la cuello de ganso en la pieza giratoria encima del kelly ) y permite la libre el movimiento vertical del kelly facilitando el flujo de fluido de perforación a través del sistema y abajo de la cadena de perforación .

Tipos de bombas de lodos utilizadas en industria del petróleo.

Rta/

En la industria petrolera se utilizan dos tipos de bombas:

Bombas dúplex: Estas bombas se caracterizan por estar constituidas de dos pistones y manejar altos gastos pero baja presión de descarga. Son de doble acción, o sea que bombean el fluido en los dos sentidos. En la actualidad estas bombas se utilizan en los equipos que reparan pozos o en perforación somera. La presión máxima recomendada de trabajo para estas bombas es de 3000 lb/pgˆ2

Bomba triplex: Están constituidas por tres pistones de acción simple y se caracterizan por manejar altas presiones de descarga y altos gastos y son de fácil mantenimiento. Estas bombas son las más utilizadas en la industria petrolera.

Cómo se calcula la salida de una bomba de lodos (bls/stk) para una bomba de lodos dúplex y para una bomba de lodos triplex?

Rta/

El cálculo es el siguiente:

Describa cada uno de los componentes del equipo de control de sólidos: Shale shakers, Desilters, Desanders, Mud cleaners, Centrífugas.

Rta/

Componentes del equipo de control de solidos:

Shale shakers: (ZARANDA) son componentes de perforación equipos utilizados en muchas industrias, tales como carbón, limpieza, minería , extracción de petróleo y gas. [1] Se considera que la primera fase de un control de los sólidos del sistema en un equipo de perforación , que se utilizan para eliminar sólidos grandes también llamado cortes del fluido de perforación , más comúnmente llamado "Mud" debido a su apariencia similar. son la herramienta principal de separación de sólidos en una plataforma. Después de volver a la superficie del pozo del fluido de perforación utilizado fluye directamente a las zarandas donde comienza a procesar. Una vez procesada por las zarandas se deposita el fluido de perforación en los tanques de lodo donde otros equipos de control de sólidos comienzan a eliminar los sólidos más finos de la misma. Los sólidos eliminados por la zaranda se descarga fuera del puerto de descarga en un tanque de retención separado donde esperan más tratamiento o eliminación.

Trampas de Arenas: Sirve de asentamiento a las partículas sólidas por efecto de la gravedad luego de pasar a través de las mallas instaladas.

Desarenadores: Es usado para remover arena con algo de limo, es decir, partículas mayores de 74 micrones. Debe ser puesto en operación al comienzo de la primera fase de la perforación de un pozo y preferiblemente en el hoyo superficial ya que en el aumento, en el porcentaje de sólidos en esta fase es muy rápido, esto debido a las elevadas tasas de perforación y circulación.

Deslimadores: Opera un rango menor a 20 micrones (tamaño del ripio) los conos son por lo general de 4 pulgadas de diámetros y debe ser puesto en operación al comenzar la operación y que de esta manera se descarta un alto porcentaje de sólidos indeseables. El deslimador está diseñado para operar con una presión de 30-40 LPCA. Esta capacidad para mover hasta un 150% del caudal de circulación.

Centrifuga: Es un equipo diseñado para separar los componentes de un líquido según la densidad, la centrifuga funciona incrementando la fuerza gravitacional sobre un sistema para acelerar el proceso de sedimentación de los sólidos suspendidos en el fluido permitiendo separar partículas mayores de 2 micrones de diámetros.

SISTEMA DE POTENCIA:

Formas de transmisión de potencia: Transmisión eléctrica y Transmisión mecánica.

Rta/

La potencia generada por los motores primarios debe transmitirse a los equipos para proporcionarle movimiento. Si el taladro es mecánico, esta potencia se transmite directamente del motor primario al equipo. Si el taladro es eléctrico, la potencia mecánica del motor se transforma en potencia eléctrica con los generadores. Luego, esta potencia eléctrica se transmite a motores eléctricos acoplados a los equipos, logrando su movimiento.

SISTEMA DE CONTROL:

¿Qué es un reventón?

Rta/

Es el brote “incontrolado” de los fluidos del pozo y de los fluidos provenientes de una o más formaciones que salen del pozo a la atmósfera. La palabra clave en la definición dada es incontrolado, esto indica que es incontrolable, por lo menos en lo que se refiere a la cuadrilla de turno.

¿Cuáles son las causas de un reventón?

Rta/

Los reventones se originan principalmente debido a que la presión de yacimiento excede a la presión hidrostática del lodo, generándose en primera instancia una arremetida, la cual se convertirá en un reventón debido principalmente a errores humanos y/o fallas mecánicas. Igualmente los reventones pueden suceder cuando se perforan formaciones con acumulaciones de gas superficial. Una vez que se tiene conocimiento de que se ha producido una arremetida, el reventón puede ocurrir cuando la cuadrilla no aplica una contrapresión mayor a la presión de yacimiento. Muchas veces el error humano más común responsable del reventón es probablemente el de calcular incorrectamente el riesgo existente, ya que el personal encargado de la perforación del pozo no se impresiona con la arremetida y por lo tanto, no toman las acciones pertinentes para evitar el reventón, porque no tienen verdadero temor de que éste suceda. En lo referente a las fallas mecánicas, éstas pueden producirse en los equipos preventores de reventones debido a defectos de fábrica, errores en la instalación o por el mantenimiento inadecuado.

Cuáles son las señales de advertencia de un reventón perforando y viajando?

Rta/

CAMBIO EN EL PESO DE LA SARTA: La sarta pesa menos cuando está sumergida en el lodo que cuando está en el aire, porque el lodo provee un efecto de flotación en la sarta de perforación. El influjo de los fluidos de la formación hace más liviana la columna de lodo y el resultado es una disminución del efecto de flotación que actúa sobre la sarta de perforación.

ACELERACION REPENTINA EN LA VELOCIDAD DE PERFORACIÓN (Drilling brake): Una roca debe tener suficiente permeabilidad y porosidad para que ocurra un Amago de Reventón. Un cambio repentino en la rata de penetración generalmente señala un cambio de formación, como pasar de lutita a arena, ésta última tiene un mayor potencial hacia un amago de reventón que la lutita, de tal forma que es más seguro parar las bombas a cierta distancia dentro de la arena y chequear por flujo.

CAMBIOS EN EL CONTENIDO DE GAS EN EL LODO: Si la cantidad de gas en el lodo es suficientemente alta se puede notar una reducción de la densidad del lodo en la línea de flujo debido a las burbujas de gas en el lodo, entonces se dice que el lodo tiene un corte de gas. Si se perfora una formación que contiene gas, éste se manifestará en la superficie aunque esto no significa necesariamente que hay que aumentar el peso del lodo, sino que simplemente se ha perforado una formación que contiene gas.

LODO CORTADO CON AGUA: El agua puede entrar al lodo por el mismo mecanismo que entra el gas. Si la densidad del agua de formación es menor que

la densidad del lodo de perforación puede darse una reducción en la densidad del lodo observable en la línea de flujo.

LODO CORTADO CON ACEITE: El aceite generalmente pesa menos que el agua, de tal manera que potencialmente puede causar una reducción del peso del lodo en la línea de flujo. Por lo general el aceite presente en el lodo debido al volumen de ripios, no causa una disminución en el peso del lodo. Pero el aceite crudo de la formación presente en cantidades suficientes como para causar una disminución en el peso del lodo es causado por lo general por producción de la formación.

Funciones del sistema de control de pozos.

Rta/

El Sistema para control del Pozo tiene 3 funciones:

1. Cerrar el pozo en caso de un Influjo imprevisto.

2. Colocar suficiente contra-presión sobre la formación.

3. Recuperar el Control Primario del Pozo.

Describa los siguientes componentes de un equipo de control de pozos: Preventor anular, Preventor de arietes de tubería, Preventor de arietes ciegos, Acumulador, Línea para matar (Kill line).

Rta/

PREVENTOR ANULAR: Los Preventores Anulares poseen un elemento de goma que sella al cuadrante, la sarta de perforación, los porta mechas o al hoyo mismo si no sarta en el hoyo Preventor Anular.

PREVENTOR DE ARIETE: Los Preventores de Ariete consisten de grandes válvulas de acero (arietes) que tienen elementos de goma que sirven de sello.

Existe un tipo de preventor de ariete que se conoce como Preventor de Ariete de Tubería porque cierra la tubería de perforación, mas no puede sellar el hoyo abierto.

PREVENTOR DE ARIETE CIEGO: se utiliza para sellar el un hoyo abierto. Además, existe un tipo de ariete llamado de Corte o Cizallamiento, que permite cortar la tubería de perforación en el caso de que los otros preventores fallen, y así poder cerrar el pozo en el caso de una arremetida.

ACUMULADOR: Son accesorios usados para operar a control remoto las preventoras. Los sistemas hidráulicos modernos para cerrar las BOP'S son acumuladores de fluido a alta presión. El acumulador es capaz de suministrar fluido suficiente, a alta presión, para cerrar todas las unidades del BOP'S al menos una vez. Los acumuladores son cilindros que tienen capacidades de 40, 80 ó 120 galones, y presiones máximas de operación de 1500 a 3000 psi. Una bomba independiente mantiene constante la presión de los acumuladores de modo que puedan ser usados en cualquier momento. Por seguridad se mantiene en “stand-by” una bomba para los acumuladores. El fluido acumulado usualmente es un aceite hidráulico no corrosivo, con un bajo punto de congelamiento. Además, debe tener buenas características lubricantes y ser compatible con las partes de caucho del sistema de control. Un conjunto de cilindros, precargados con nitrógeno también puede ser usado. Los acumuladores están equipados con un sistema regulador de presión, de forma que si los acumuladores se descargan la bomba comienza a funcionar automáticamente, cargando de nuevo los cilindros.

LINEA PARA MATAR: El kill line es una tubería de alta presión que va desde un brazo en el BOP a las bombas de perforación de alta presión. Durante las operaciones normales de control de pozos, el fluido pata matar el pozo (kill fluid) es bombeado a través de la sarta de perforación y el fluido anular es extraído del pozo a través del choke line (regulador de flujo de fluido), que baja la presión del líquido a presión atmosférica.

Describa el personal en locación en un equipo de perforación-Rta/

Una compañía operadora, encargada del proyecto (entre ellas Ecopetrol, Petrobras, BP, entre otras), a su vez contrata una compañía de perforación, que opera taladros, como servicio del proyecto; los proyectos pueden estar divididos por sucursales regionales, para Colombia esto equivale a las gerencias, cada una responsable de todas las operaciones, en este caso de los taladros que operan en su área geográfica. Una posible escala de mando generalizada podría ser la mostrada.

El elemento humano es la pieza fundamental del proceso de perforación de pozos, sus funciones inician con el diseño del pozo a perforar, terminan con el pozo como la obra. En un departamento de perforación se ven involucrados:

- Jefe de la unidad o departamento.

- Personal de diseño.

- Personal de operación.

- Personal de servicio a pozos.

- Personal de servicios auxiliares.

- Personal de administración y finanzas.

- Personal de seguridad y protección ambiental.

- Personal técnico y obrero.

Perforador: Son los encargados de operar el equipo (malacate, bombas de lodo, rotaria, llaves de apriete y desenrosque), llevan a cabo el control sobre las condiciones de operación y los metros perforados, está a cargo de las tareas rutinarias de la perforación, controla la maquinaria de perforación. Es el jefe de la cuadrilla, junto con los demás miembros de la cuadrilla hacen el trabajo directo de perforar el pozo.

Encuellador (chango): conocido como chango, torrero o enganchador, trabaja en el piso de enganche, le sigue de rango al perforador supliéndolo en su ausencia, cuando se está sacando tubería manipula el extremo superior de las lingadas, y mientras se está perforando es responsable de mantener las propiedades del lodo, supervisar el desempeño de las bombas y demás equipos de circulación

Personal Locación: