Práctico n° 1 Elementos del equipo de perforación
Alumno:Gatica Amilcar
Torre de perforación
Lay Out • Se denomina Lay Out al plano que muestra la distribución de las cargas en una locación
Ubicación de la locación para establecer la ubicación de la locación primero tomamos la coordenadas (x, y) provisoría. Dependiendo de las condiciones del terreno ajustamos esas coordenadas y establecemos las coordenadas x e y definitivas.
Etapas de la perforación
•
Las perforaciones se dividen en cuatro etapa: 1- etapa 10 2- etapa 20 3- etapa 30 4- etapa 40
Etapas de la perforación Etapa 10: En esta etapa se realizan los caminos principales como así los caminos auxiliares. También se construye la bodega llamada seller o antepozo y los muertos que son los anclajes para los antivientos.
Etapa 20: En estas etapa se realiza la perforación. Etapa 30: Terminación del poso.
Etapa 40: incluye todas las operaciones para llevar el fluido desde boca de pozo hasta la bateria.
Tipos de equipos de perforación
Equipos marinos
Equipos offshore
Equipos onshore
On shore • Los equipos On shore se clasifican: 1- Convencionales:
2-Moviles: - Auto transportable - Helitransportable
Convencionales • Son equipos de perforación situados en locaciones de tierra firme. Vienen en configuraciones ligeras , medias y pesadas y pueden ser movidas utilizando grúas de izamiento pesado o camiones
Móviles • Auto trasportable : Son equipos de perforación móviles instalados sobre camiones especiales , tienen gran practicidad a la hora de realizar perforaciones , pero solo pueden ser utilizados para perforar distancias cortas debido a que generalmente son equipos ligeros.
Helitrasportable • Son equipos que se transportan por vía aérea ya que se encuentran en zonas difíciles de llegar por tierra, por diversos motivos económico o ambientales.
Equipos offshore • Barcos perforadores
• Un barco de perforación es una unidad de perforación flotante, auto-impulsada. Aun cuando no son tan estables como una semi-sumergible, son capaces de perforar pozos en aguas mas profundas. Estas pueden ser ancladas o dinámicamente
posicionadas sobre el sitio de perforación, o ambas.
Barcos perforadores
Semi sumergibles • es una estructura flotante que tiene su armazón sumergido en agua. Los pontones y columnas son inundadas, lo cual causa que la unidad se sumeria a una profundidad predeterminada. Estas son, ya sea auto-impulsadas o remolcadas al sitio de perforación y pueden ser ancladas o dinámicamente posicionadas sobre el sitio de perforación, o ambas.
Semi sumergible
Componentes y característica de equipo de perforación • • • • • •
Sistema de izaje. Sistema de rotación. Sistema de circulación de fluidos. Sistema de potencia. Sistema de control de pozo. Sarta de perforación.
Sistemas de izaje El sistema de izaje esta formado principalmente por: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Cuadro de maniobras. Corona. Aparejo Gancho. Elevador. Mástil o Torre. Cable de perforación
Cuadro de Maniobra • El cuadro de maniobras es el encargado de proporcionar fuerza de transmisión para permitir maniobrar cargas de tuberías tanto de perforación como de revestimiento. También transmite movimiento a la mesa Rotary en la mayoría de los equipos.
Cuadro de Maniobra • Este puede mencionarse de dos maneras respecto de su potencia , uno puede ser mencionando el caballaje de entrada y otro es dando la profundidad aproximada a la que puede perforar.
Cuadro de Maniobra • Esta parte mas importante del sistema de izaje, y esta sometida a trabajos constante y peso por lo que tiene que tener bastante cuidado y mantenimiento.
Sistema de freno de un equipo de maniobra Una de las características sobresalientes del cuadro de maniobra, es el sistema de frenos que hace posible que el perforador controle fácilmente las cargas de tubería de perforación o de revestimiento. .
Freno mecánico de un equipo de maniobra La mayoría de las instalaciones tienen por lo menos dos sistemas de frenos. Un freno mecánico que puede parar la carga inmediatamente
Freno hidráulico de un equipo de maniobra El otro freno, generalmente hidráulico o eléctrico, controla la velocidad de descenso de una carga que a su vez ayuda a no gastar las pastas del freno mecánico en el bloque del aparejo, pero este segundo freno no detiene el descenso completamente.
Freno hidráulico de un equipo de maniobra Una parte integral del malacate es una transmisión que provee un sistema de cambios de velocidad.
Tambor • Es un componente del Cuadro de maniobras. Es el encargado de enrollar o soltar el cable que va hacia la corona (crown block ), es el encargado de activar el sistema de aparejo. Puede ser liso o con camisas (Levus).
Corona La corona es la parte del sistema de izaje que se utiliza para la elevación del equipo de perforación o workover
Características de la corona • El surco de la polea es tratado por enfriamiento aplacado, anti-brasión con una larga vida útil • Equipada con bloque arena y bloque auxiliar • Las poleas de bloque de corona y su polea viajera son totalmente intercambiables
Características de la corona • Equipada con dispositivo de adjudicación por cable evitando que el cable rebote o caiga
Características de la corona • Equipada con la madera anti-colisión y red protectora • Equipada con poste grúa para los servicios de bloque
Aparejo Es un sistema de poleas acanaladas móvil que se desliza hacia arriba y hacia abajo a lo largo de la extensión de la torre o mástil. Se vincula a la corona a través del cable de perforación.
Aparejo Este sistema de poleas crea una gran ventaja mecánica para la acción del cable de perforación metálico, permitiendo la subida o la bajada de cargas pesadas en el pozo Está dotado de un gancho y amelas.
Gancho • Estos son uno de los elementos mas solicitados en cargas de los equipos .
Gancho • Están diseñados para soportar grandes cargas dinámicas, fatigas y vibraciones , debido a esto los ganchos necesitan control y mantenimiento constante , e inspecciones exhaustivas en el equipo y por la Cias de inspecciones no destructivas.
Componentes de gancho • El gancho se compone de : Cuerpo del gancho: asas y nariz. Adaptadores del gancho: vinculación al aparejo, asas o perno.
Eje del gancho: permite que este gire. Sistema de trabajo: giro y amortiguación. Sistema de amortiguación: resorte y otros sistemas de amortiguación hidráulica.
Capacidad • los ganchos limitan su capacidad nominal de elevación por el diámetro desgastado de las asas. hay varias tablas que determinan los limites de desgastes para algunas marcas de aparejo como el (Manual de IADC)
1 - Asas 2 - Latch o cierre
1 2
Unión giratoria • Un dispositivo mecánico que cuelga el peso de la sarta de perforación.
Unión giratoria • Está diseñado para permitir la rotación de la sarta de perforación que se encuentra debajo, acarreando grandes volúmenes de lodo de perforación de alta presión entre el sistema de circulación del equipo de perforación y la sarta de perforación.
Elevador
Elevador • Un mecanismo articulado que puede cerrarse alrededor de la columna de perforación u otros componentes de la sarta de perforación para facilitar su bajada o su extracción del pozo.
Elevador • En posición cerrada, los brazos del elevador se traban entre sí para formar un anillo de sustentación de la carga alrededor del componente.
Elevador • El tamaño del resalto o del ahusamiento del componente a subir es mayor que el diámetro interno del elevador cerrado. En posición abierta, el dispositivo se divide aproximadamente en dos mitades y puede ser girado con respecto al componente de la sarta de perforación
Trozo del elevador • Es un elemento que se enrosca al portamecha para poder elevarlo. Tiene el mismo alojamiento que la barra de sondeo para poder trabajar con el mismo elevador.
Mástil de perforación • La estructura utilizada para sustentar el bloque de corona y la sarta de perforación.
Mástil de perforación • Los mástiles suelen tener forma rectangular o trapezoidal y exhiben gran rigidez, característica importante para los equipos de perforación terrestres cuyo mástil se recuesta cuando el equipo se mueve.
Mástil de perforación • Por ser más pesados que las torres de perforación convencionales no suelen encontrarse en los ambientes marinos, donde el peso constituye una preocupación más importante que en las operaciones terrestres.
Sub estructura del mástil • Es la estructura que sostiene el equipo perforador.
Sub estructura del mástil • La altura depende de los conjuntos de BOP (sistema de seguridad) que vamos a necesitar en el equipo que quedaran por debajo de la subestructura
Cables de perforación • El cable de perforación esta generalmente construido con cable de acero de 91/8 a 1 ½ pulgadas (2.86 a 3.81 cm) de diâmetro. • El cable debe ser seleccionado de acuerdo con el peso que tendrá que soportar. • El cable debe ser inspeccionado con frecuencia para asegurar que esté en buenas condiciones.
Cable de perforación • Todo cable de acero debe cumplir con normas internacionales reconocidas, como es el caso del A.P.I. (Instituto Americano del Petróleo, A.S.T.M(Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales)
Componentes del cable de perforación • Alambre preformado. Fabricado de acero al alto carbón. • Torón preformado. Fabricado de alambres de acero. • Alma. Fabricada de alambres de acero
Anclaje de línea muerta • Es el elemento que fija la línea muerta que viene desde la corona al suelo.
Anclaje de línea muerta • Tiene un dispositivo que permite medir la carga que sostiene el aparejo, a través de la tensión del cable, para tener una lectura en los indicadores de peso.
Cabeza de inyección (swivel) • Es un dispositivo mecánico que debe sostener simultáneamente el peso del vástago, permite la rotación de este debajo de él, mientras que mantiene la porción superior inmóvil.
Cabeza de inyección • La cabeza de inyección es el punto que vincula el sistema de rotación y el circuito del fluido de perforación.
Grillete de la cabeza de inyección • Por medio de este la cabeza de inyección esta sujeta al gancho y este al aparejo.
grilletes
Ámelas • Las ámelas vinculan el gancho con el elevador. • deben estar proporcionadas a la capacidad del equipo. • No deben tener soldaduras de ningún tipo. Son inadmisibles y no son reparables con ningún procedimiento.
Tipos de ámelas • Ámelas de doble ojal sin soldadura: son las mas comunes con un ojal para las asas del gancho y otro para el elevador
Ámelas • Ámelas de un solo ojo: estas tienes forma de eslabón
Kelly Spinner • Es un dispositivo mecánico para girar al vástago. Es típicamente neumático. Es un dispositivo de bajo esfuerzo de torque, útil solamente para acelerar los tiempos de empalme de las uniones.
Kelly Spinner • No es lo suficientemente fuerte para el esfuerzo de torsión apropiado del empalme de la herramienta o para girar la columna de sondeo por sí mismo.
Kelly Spinner •
El Kelly Spinner ha sustituido en gran parte el uso de cadenas de enrosque, que eran responsables de numerosas lesiones en el piso de trabajo
Piso de enganche • Es la plataforma donde trabaja el enganchador. Está ubicada a una altura de 1 longitud de tubería, 2 longitudes de tubería o tres longitudes de tubería si el equipo perforador es de tiro simple, tiro doble o tiro triple, respectivamente.
Piso de enganche • Peine: Elemento donde se colocan los tiros.
Sistema de rotación El sistema de rotación esta formado por: • Mesa Rotary o top drive • Motor de fondo • Sarta de perforación • Trépanos
Mesa Rotary • Casi todos los equipos de perforación de nuestros días están provistos de una mesa rotaria, como sistema principal o sistema de apoyo para rotar la sarta de perforación.
Mesa Rotary • Es la sección giratoria o rotaria del piso de perforación que proporciona la potencia para hacer girar la sarta de perforación en el sentido horario (como se ve desde arriba). El movimiento rotativo y la potencia son transmitidos a la sarta de perforación través del buje del vástago de perforación y del vástago.
Mesa Rotary
Top drive • Sirve para dar rotación a la columna de perforación independientemente de la mesa rotary-vastago. Es un elemento casi imprescindible para la perforación de pozos horizontales, ya que permite bajar y sacar rotando la herramienta.
Motor de fondo • Los motores de fondo constituyen las herramientas desviadoras mas utilizadas.
Motor de fondo • Son operados hidráulicamente por medio del lodo de perforación bombeado desde la superficie a través de la tubería de perforación. Pueden utilizarse para perforar tanto pozos direccionales como verticales.
CODOS DESVIADORES Estos elementos permiten que el eje del trepano tome cierta orientación diferente al de la sarta de perforación por encima del codo desviador y de esta manera poder construir ángulo.
CODOS DESVIADORES •
Son elementos que tienen un ligero ángulo en su parte central.
Buje de vástago • Buje Maestro o Máster Bushin: Es una herramienta de 1 pieza de acero sólido, o 2 que encastran entre si, esta pieza esta diseñada del tal manera para que quepa dentro de la mesa Rotary. El buje maestro transmite la rotación de la mesa al buje de impulso. También sirve de asiento para sostener la sarta a través de las cuñas.
Buje de vástago • Buje de impulso o Kelly bushing: Es una de las piezas de los elementos de rotación que contiene de 1 a 5 rollers por donde se desliza el vástago mientas rota .
Mousehole • Es un pozo auxiliares de suma utilización en la perforación. El moushole es el pozo auciliar donde se colocara la siguiente barra de sondeo que se usará en la perforación.
Rathole • Sirve como vaina del Kelly o vástago cuando a este se lo desenrosca de la sarta de perforación.
Sarta de perforación • Es aquel conjunto de tubos y/o herramientas que se meten al pozo • La sarta esta compuesta por los siguientes elementos: 1 Vástago o kelly 2 Barras de sondeos 3 Lingada y/o parada 4 Tubería de revestimiento 5 Drill Collar (DC) 6 Heavy Weight (Tubería Pesada, HW). 7 Trepano
Vástago o Kelly • El Vástago es el elemento que da rotación a la sarta. Tiene una longitud tal que al agregar barras de sondeo pueda encastrar con el buje de impulso. Generalmente es de 11m. • Los diámetros pueden ser: 3 y 3 ½”, 4 ¼” , 5 ¼” y 6 ¼” las secciones pueden ser cuadras o hexagonales.
Vástago de perforación •
El vástago de perforación pasa por el buje del vástago de perforación, que es accionado por la mesa rotativa. El buje del vástago de perforación tiene un perfil interno que se ajusta al perfil externo del vástago (ya sea cuadrado o hexagonal), pero con dimensiones levemente más grandes de modo que el vástago puede desplazarse libremente en su interior, hacia arriba y hacia abajo.
Barras de Sondeos • Es aquella que se utiliza para realizar viajes al fondo del pozo con el objetivo de perforar, circular, repasar y otros, también es llamada tubería de trabajo, normalmente mide 9 metros
Barras de Sondeos (Drill pipe) • Es el medio de enlace entre el vástago y el trépano, es un tubo de acero con dos tool joint soldados en los extremos (rosca macho y hembra). • Las medidas son: 3½”, 4½” ,5 y 6 5/8”.
Barras de Sondeos (Drill pipe) • Las Barras de Sondeo añaden longitud a la herramienta, pero con más flexibilidad y menor peso que los portamechas. • No están diseñados para trabajar a compresión. Deben trabajar si o si a la tracción.
Grados de acero de tubos de barras • Definen las propiedades y están asociados con la resistencia del acero, es decir marcan la máxima tensión de fluencia del acero (“Máx. Yield Strenght”) • La letra esta indicando la composición del acero y el numero el limite de fluencia en miles de libras.
Clasificación según Condición: • Esta clasificación la determinan los especialistas de inspección no destructiva a la que se someten las barras periódicamente y según las normas de evaluación del API o IADC. • Se clasifican de acuerdo al estado que posea la barra en:
Heavy weight • Este es del mismo diámetro exterior que la barra de sondeo(DP), pero de menor diámetro interior, por lo tanto su peso unitario es mayor a la DP, pero menor al del Drill Collar (DC), se coloca arriba de los DC.
Heavy weight • Trabaja a tracción o compresión. Sirve para dar peso al trepano. El peso está dado por el espesor. Los tool joint son más largos que los de las barras de sondeo y tiene uno dos y hasta tres tool joints adicionales. Puede trabajar a tracción o compresión.
Drill Collar (DC) (portamecha)
• Tubería de mayor diámetro exterior a la DP y de menor diámetro interior a la DP.
Drill Collar (DC) (portamecha) • Son elementos metálicos circulares de gran espesor de pared y gran peso, se los utiliza para ejercer el peso sobre el trepano y lograr las condiciones de operación deseadas. Puede trabajar a tracción o compresión. Son tubos integrales (rosca tallada). Pueden ser lisos o helicoidales.
Tipos de portamechas • Lisos: Tienen mayor riesgo de pegarse por presión diferencial en los pozos abiertos cuando hay zonas repletadas. • Helicoidal: Pierde 4-6% de peso, pero el espirado disminuye el área expuesta a la pared del pozo y la posibilidad de pegarse.
Diámetros de portamechas mas usados
Diam. Ext.
11
91/2
9
8 3/4
81/2
8
73/4
63/4
43/4
Diam. Int.
3
3
3
213/16
213/16
213/16
213/16
213/16
21/4
Tijera
• Incluida en la columna de perforación puede golpear hacia arriba o abajo indistintamente y la fuerza de la misma en el mayor de sus diámetros puede exceder las 700.000 Libras, además la versatilidad de poder ser controlada desde superficie aplicando y manteniendo torque. Se engatilla automáticamente luego de cada impacto permitiendo golpear durante horas hasta liberar el aprisionamiento.
Llaves • Son las llaves para el sondeo suspendidas del mástil y operada por medio de cables flexibles conectados al carretel automático.
Reducción doble hembra • Es el elemento que permite vincular trepano vástago y trepano porta mecha.
Lingada o parada • Es aquel grupo de barras de sondeo, formado por dos o tres tubos. La lingada de tres por lo general mide 27 metros
Tubería de revestimiento • Casing: es aquella tubería que es introducida a un pozo y cementada con el objetivo de aislar zonas débiles o formaciones de interés.
centralizador • Elementos metálicos que se colocan en el cuerpo de las cañerías y sujeto a las mismas por medios de anillos de vinculación con sus seguros correspondientes. La finalidad de los centralizadores es hacer que las cañerías queden centradas en el pozo a efectos de que la posterior cementación resulte normal.
Cuñas • Las Cuñas son elementos articulados que permiten sostener la columna de perforación o la columna de entubación colgando todo el peso de la mesa Rotary o de una mesa de entubación durante las diferentes operaciones que se realizan.
CUÑAS • COLLARÍN O GRAMPA DE SEGURIDAD Herramienta articulada que permite asegurar los portamechas durante su enrosque o desenrosque Seguridad extra
• CUÑAS DE DRILL PIPE: 3 Mordazas Cuña Corta y Cuña Larga dependiendo el peso en el Gancho
Collarin C y Cuñas para portamechas • Tienen «n» cuerpos dependiendo del diámetro del portamecha. A mayores diámetros, mayor será la cantidad de cuerpos vinculados. Como los portamechas son lisos se coloca un collarín de seguridad por encima de la cuña.
• El Collarin C es una Herramienta articulada que permite asegurar los portamechas durante su enrosque o desenrosque. Se la coloca sobre la cuña de sujeción de los portamechas.
Collarín C
Cuña para portamechas
Trépanos • Gira bajo la columna de perforación, rompiendo o raspando la roca que esta por debajo, las toberas (boquillas) contenidas dentro del cuerpo del trepano aumentan la velocidad del lodo, produciendo un chorro cuando sale del trepano, contribuyendo así a una perforación más rápida.
Trépanos • Diámetros más comunes (en pulgadas): 26, 24, 171/2, 121/4, 83/4, 81/2, 61/8,6
Trépanos triconos • Tiene dos o tres fresas cónicas que ruedan a medida que se hace girar la barrena. • Se clasifican según los tipos de cojinetes y dientes que tienen.
Trépanos triconos • Identificaciones de partes A. PIÑÓN B. PIERNA C. CONO D. MUÑON E. COMPENSADOR F. RODAMIENTO G. TOBERA H. FALDON
Trépanos cortadores fijos • De diamantes y PDC (Compacto de Diamantes Poli cristalinos): • Las barrenas de cortadores fijos con superficies cortantes de diamante son usadas para la perforación de formaciones medianamente duras a duras, cuando se requiere una vida útil extra larga del trepano, o para operaciones especiales de extracción de núcleos.
Trépanos cortadores fijos • Clasificación:
De diamante natural: Durante la rotación, los diamantes naturales expuestos raspan y trituran el pozo. De diamante sintético: Los cortadores están configurados de manera que rompan por esfuerzo cortante la roca que está por debajo del trepano, produciendo recortes de gran tamaño y grandes velocidades de penetración.
Trépanos TREPANO-SUSTITUTORECTIFICADOR
TREPANO PDC
Sistema de circulación de fluidos • Es un circuito cerrado, donde las bombas principales del equipo toman el lodo de la pileta de succión , lo envían al pozo a través de los circuitos de impulsión y el lodo después de completar su circuito regresa a superficie y descarga en las piletas, donde en diferentes procesos se limpia de sólidos al lodo, para dejarlo en condiciones al llegar nuevamente a la pileta de succión.
Componentes del circuito • •
• • • • •
Está constituido por una serie de equipos y accesorios que permiten el movimiento continúo del eje principal en el fluido o lodo de perforación. Son dos o mas piletas o tanques compartimentados que sirven para recibir el lodo del pozo, procesarlo a través de diferentes equipos de superficie, para dejarlo en optimas condiciones para que pueda retornar el lodo al pozo. Algunas son Bomba de lodo Zaranda Desarenador Desilter
Bomba de lodo • El componente más importante en el sistema de circulación es la bomba de lodos y la potencia hidráulica suministrada por ésta, ya que de esto dependerá el gasto y la presión requeridas para una buena limpieza del pozo. • Se compone de dos partes: Mecánica e Hidráulica • Ambas partes son accionadas al aplicarle potencia un motor de combustión interna o un motor eléctrico.
Bomba Triplex parte hidráulica parte mecánica
Zaranda • Las Zarandas son equipos con mallas vibratorias que separan del lodo que retorna del pozo los recortes producidos por el corte del trépano. • Son las que efectúan la primer separación de sólidos del sistema.
Desarenador • Funcionan accionados por una bomba centrifuga. • Generalmente son conos grandes de 12” –14”, que tienen boquillas de poliuretano con camisas de goma en el interior de desgaste. El fluido entra por la parte superior de los conos con velocidad, forma un vórtice, descarga la arena y el fluido sale por arriba y sigue el circuito. Caudal de proceso ideal, 1.2 a 1.5 veces el caudal de bomba de lodo. • Separa partículas hasta 40 micrones.
Desilter • Tiene el mismo principio de funcionamiento que el desarenador, pero con mayor cantidad de conos y de menor diámetro, generalmente de 4”. Separa por mayor velocidad recortes o sólidos de tamaño silt.
Desilter • Caudal de proceso: 1.5 a 1.8 veces el caudal de circulación del pozo. • Separa partículas hasta 20 micrones
MUD CLEANER
• Es un sistema de procesamiento de separación de dos etapas que comprenden varias combinaciones de hidrociclones, desander y desilter montados sobre una zaranda y diseñados para operar como una sola unidad.
MUD CLEANER • Primero, el fluido de perforación es procesado por el desilter. • Segundo, es procesada por una zaranda de alta energía y de malla fina. Generalmente comprende 12 o más hidrociclones de 4”. El lodo y los sólidos que pasan a través de la malla son guardados y los sólidos más grandes retenidos por la malla son desechados. Caudal de proceso: 1.5 a 1.8 veces caudal de bomba de lodo.
Tres en uno • Este equipo es un separador de sólidos que reemplazaría al desarenador, desilter y mud cleaner, y de allí proviene el nombre. • No es común verlo en todos los equipos de perforación, pero en los equipos mas modernizados es una opción que se esta observando.
Bombas centrífugas • Cuando la cantidad de finos es mucha, lo que se acostumbra a usar son las bombas centrífugas, las cuales consisten de un tambor rotativo en forma de cono, cuya rotación crea fuerzas centrifugas que separan a las partículas más pesadas y las descarga. Este proceso recupera la baritina.
Desgasificador Atmosférico vertical • Este desgasificador solo es utilizado cuando el pozo esta cerrado y se circula a través del Choke manifoold.
Desgasificador Atmosférico vertical • El lodo entra tangencialmente en la parte superior del mismo y allí hace la primera separación de parte del gas que trae entrampado el lodo de perforación liberándolo al campo por una salida en su parte superior que generalmente es de 4”.
Desgasificador • Desde su parte inferior sale un conducto que lleva al lodo al cajón de la zaranda para su primer procesamiento en cuanto a sólidos.
Stand pipe: •
Después de salir de la bomba de lodo a alta presión, el fluido de perforación recorre su camino por un circuito de alta presión que va desde la impulsión de la bomba hasta llegar al manguerote de inyección, que es el elemento que une la cabeza de inyección con el circuito de alta presión denominado stand pipe. El stand pipe generalmente va engrampado en el mástil de perforación hasta la altura en que se empalma con el manguerote de lodo.
Lodo de perforación • Es una mezcla de líquidos, sólidos y productos químicos. Los sólidos pueden ser comerciales (adicionados para alcanzar propiedades deseadas) o pueden ser incorporados durante la perforación (contaminantes del fluido de perforación).
Lodo de perforación • Algunas propiedades son: - Transporte de los recortes de perforación (cuttings) a la superficie. - Mantener los recortes de perforación en suspensión cuando se detiene la circulación. - Enfriar y lubricar el trépano y la sarta de perforación. - Controlar la presión de formación. - Brindar sostén a las paredes del pozo. - Transmitir potencia hidráulica sobre la formación. - Contribuir a suspender el peso de la sarta de perforación y la cañería. - Contribuir un medio adecuado para la evaluación de formaciones. - Facilitar la cementación y completación. - Minimizar el impacto ambiental.
Tipos de lodos Lodo bese Agua Agua salada agua dulce
petróleo emulsión inversa
100% Aceite
Presa de lodo • El lodo se mezcla en las presas de lodo con la ayuda de una tolva dentro de la cual se echan los • ingredientes secos del lodo, estas presas contienen agitadores que mezclan al lodo ya sea con aceite • o con agua, dependiendo de las propiedades del lodo que sean necesarias
Circuito del lodo Cundo pasa manguera flexible de alta resistencia (manguerote), la cual está conectada a la cabeza de inyección o Unión Giratoria, pasa a través de ella y se dirige al interior del cuadrante para luego seguir su recorrido por la sarta de perforación, saliendo por los inyectores (toberas) que expulsan el lodo a grandes velocidades en forma de chorros. Los chorros de lodo sacan los recortes que se generan por el efecto del trepano sobre la Roca.
Manguera de inyección • Es la manguera que conduce el lodo circulante desde el stand pipe hasta la cabeza de inyección. Este elemento flexible es lo que permite el recorrido del vástago libremente para perforar. Son de goma, con una malla metálica en su interior y están diseñados para trabajar con altas presiones.
Manguera de inyección
Sistema de potencia
Sistema de potencia • Toda torre necesita una fuente de energía para mantener el sistema circulatorio y el de izaje funcionando, y en muchos casos también el sistema rotatorio requiere de esta energía para hacer un agujero. •
Los motores puede ser : • de combustión • eléctricos • Ac • dc
Sistema de potencia. • 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
Motores de Combustión • TRANSMISIÓN MECÁNICA DE ENERGÍA • TRANSMISIÓN ELÉCTRICA DE ENERGÍA
•
Cada torre de perforación moderna utiliza motores de combustión interna como fuente principal de energía o fuente principal de movimiento. La mayoría de las torres necesitan de más de un motor para que les suministre la energía necesaria. por ejemplo, las torres grandes tienen de tres a cuatro motores, proporcionando un total de 3000 HP (2100 KW).
Transmisión mecánica de energía En una instalación de transmisión mecánica, la energía es transmitida desde los motores hasta el malacate, las bombas y otra maquinaria a través de un ensamble conocido como la central de distribución, la cual está compuesta por embragues, uniones, ruedas de cabilla, correas, poleas y ejes, todos los cuales funcionan para lograr la transmisión de energía .
RANSMISIÓN ELÉCTRICA DE ENERGÍA. Las instalaciones dieseleléctricas utilizan motores diesel, los cuales le proporcionan energía a grandes generadores de electricidad.
RANSMISIÓN ELÉCTRICA DE ENERGÍA Estos generadores a su vez producen electricidad que se transmite por cables hasta un dispositivo de distribución en una cabina de control, de ahí la electricidad viaja a través de cables adicionales hasta los motores eléctricos que van conectados directamente al equipo, el malacate, las bombas de lodo y la mesa rotaría.
Sistema de control de pozo. Válvula exclusa (Doublé U BOP). Válvula anular (Anular BOP). Drilling Spool. Manual FL Gate Valve. Hydraulic FL Gate Valve. R Check Valve. Single U BOP. Casing Head Spool. Casing Head Housing.
Válvula exclusa • Esta es una válvula de seguridad que está compuesta por una exclusa total y otra exclusa parcial, que cierra sobre el cuerpo de la barra de sondeo. Las exclusas son cambiables y estarán de acuerdo al diámetro de la barra de sondeo con la cual se esta perforando. También hay exclusas de rango variable que van por ejemplo de 3” a 5½”, pero estas son más costosas. Si se acciona la válvula exclusa, la presión del pozo hace que se ajuste más.
Válvula exclusa
Válvula anular (Anular BOP) Válvula anular: Ésta válvula tiene la particularidad de cerrar sobre cualquier superficie También puede efectuar cierre total, pero como es una goma que tiene alma de acero, no es aconsejable. Son operados hidráulicamente y no pueden accionarse manualmente.
Drilling Spool Drilling spool: El Drilling Spool es un carretel de desgaste que vincula la sección colgadora de la cabeza de pozo con las válvulas de seguridad. Tiene dos salidas laterales; una que va al choke manifold (derivador de flujo) y la otra a las bombas, o sea, al Kill Line. El kill line es una línea de alta presión que se puede utilizar para ahogar el pozo en condiciones extremas.
Drilling Spool
Válvula anular (Anular BOP) y Drilling Spool
Blind RAM
Shear rams
Manual FL Gate Valve Válvula exclusa de accionamiento manual. Esta válvula deberá estar en todos los casos en condición de abierta.
Hydraulic FL Gate Valve Válvula de accionamiento hidráulico, accionada desde el comando hidráulico a distancia.
Esta válvula estará en todo momento en posición cerrada.
Single U BOP • Es una válvula exclusa simple, o sea que posee un solo RAM, ya sea parcial o total. • Las esclusas parciales cierran sobre el cuerpo de la barra de sondeo. Las esclusas con de acuerdo con los diámetros de las barras y están compuestas por RAMs. • Las esclusas total cierran sobre el pozo, aunque no haya cañería. Algunas pueden cortar la cañería
Casing Head Spool: (sección B) • Tiene dos empaquetadores secundarios que, al proteger las uniones débiles, sirven para hermetizar dos secciones de cabeza de pozo para pasar de un libraje menor a uno mayor. De esta forma permite transferir la capacidad de presión de la sección A por ejemplo de 2000 a 5000 psi. Puede o no estar presente de acuerdo al nivel de seguridad del conjunto.
Manifoold de surgencia • Desde el drilling spool sale una línea lateral para derivar el flujo del lodo en condiciones de pozo cerrado que permite dar al pozo la contrapresión necesaria a través de válvulas regulables ya sean manuales o automáticas.
Manifoold de surgencia • Y también derivar al flujo en las direcciones que sean necesarias para la mejor condición operativa, se puede derivar el flujo al desgasificador vertical, al campo, o bien a un equipo de medición de caudales.
Comando hidráulico a distancia • Este accionador es un equipo preparado para accionar a través de un fluido hidráulico bajo condiciones de presión para tener la energía suficiente para operar todas las válvulas de seguridad, ya sea la anular, la válvula de exclusa y la hidroneumática.
Elementos de entubación • Tubería de maniobra • Casing
• Cuello • Zapatos
Casing Son tuberías especiales que se introducen en el pozo perforado y luego son sementados para proteger el pozo y el flujo del fluido cuando se saca a superficie.
Funciones del Revestimiento 1. Prevenir el ensanchamiento o lavado del hoyo por erosión 2. Prevenir la contaminación de las zonas perforadas entre sí 3. Aislar el agua de las formaciones productoras 4. Mantener confinada la producción dentro del pozo 5. Proveer los medios para controlar presiones del pozo 6. Servir de conducto para los fluidos producidos
7. Permitir la instalación de equipos para el levantamiento artificial de los fluidos producidos
zapato • Sirve para guiar la tubería en su descenso hasta la profundidad donde se va
a cementar. Lleva un mecanismo de obturación que actúa como una válvula de un solo paso.
zapatos • Todo el material interno que compone al mecanismo y configuración de la zapata puede ser perforado para seguir entubando.
Tapones de limpieza Para separar los fluidos
bombeados a través del revestidor, Para limpiar las paredes interiores
del revestidor, como indicación en la superficie del desplazamiento del
cemento hacia afuera del revestidor.
Collar • Para reforzar la función de la zapata y en la mecánica de la cementación, se dispone que a cierta distancia del primer tubo se coloque entre dos tubos un collar flotador. La unión permite el flujo por la tubería hacia el hoyo pero impide, por el mecanismo de su válvula de un solo paso, que fluidos del hoyo entren a la tubería.
Elementos de pesca • • • •
Caño y zapato lavador Over Shot 150 Campana Terraja Hembra Pescadores para pescar interiormente • Pescador cangrejo • Pescador arpón • Pescador magnético
Over Shot 150 • Está diseñado para tomar exteriormente, cierre, recuperación y liberación de varios tipos de pesca, incluyendo los tubos, camisas, tubería de perforación, collares de perforación, uniones y juntas de herramientas que se han perdido o cortado fuera.
Campana Terraja Hembra • Es una herramienta para pesca externa en su parte inferior es cónica de afuera hacia adentro. Su configuración interna es en forma de terraja permite pescar externamente en diámetros no definidos.
Pescador cangrejo
Pescador arpón • Es una herramienta para sujeción interna usada para recuperar tubería en el pozo, cuando no hay suficiente espacio anular para sujetar el pescado con overshot • El Spear se conecta al extremo inferior de la sarta y se baja hasta dentro del pescado. Cuando se aplica torque y / o peso a la sarta, las uñas se expanden para sujetar firmemente la tubería por dentro. Entonces se puede sacar la herramienta y la tubería hacia la superficie.
Pescador arpón