M.I JOSE HOMERO TREVIÑO GARCIA

1.- Equipos de perforación y sus componentes

•Tipos de equipos de perforación

•Clasificación de los equipos de perforación

•Especificaciones y características de equipos de perforación

•Sistemas que integran un equipo de perforación

a. Sistema de Potencia

b. Sistema de Levantamiento de cargas

c. Sistema de Rotación

d. Sistema de circulación de los fluidose. Sistema de control superficial

EQUIPOS DE PERFORACION TERRESTRES

(Onshore)

AUTOTRANSPORTABLES CONVENCIONALES

CLASIFICACIÓN PROFUNDIDAD

PESO PIES METROS

LIGERO 3.000-5.000 1.000-1.500

MEDIO 5.000-10.000 1.500-3.000

PESADO 10.000-16.000 3.000-5.000

ULTRAPESADO 16.000-25.000 5.000-7.500

Típicamente se fabrican en configuraciones liviana, mediana ypesada. Se movilizan empleando camiones de carga pesada ygrúas. Los equipos livianos sólo pueden perforar unos pocosmiles de metros. Los grandes son capaces de perforar por encimade los 6500 metros.

ARMABLES

Los componentes de estos equipos van montados en “patines”, detal forma, que el equipo puede moverse en unidades en paquetesque pueden ser acopladas fácilmente.La torre es ensamblada por partes, con pasadores, en el terrenode la localización, y luego se levanta como una unidad integralusando el sistema de levantamiento del equipo (malacate).

Los equipos modernos, se fabrican de tal manera que la torre y loselementos que constituyen el equipo, puedan movilizarse fácilmente einstalarse fácilmente.

Se utilizan para perforar todo tipo de pozos en tierra firme, desde pozossomeros hasta ultra profundos.

Autotransportables

Autotransportables son aquellosequipos MONTADOS SOBREUNIDADES MOVILES y son utilizadospara la perforación de pozosverticales o direccionales, con la torreen posición fija (vertical) .

SemiSumergibles

EQUIPOS PARA PERFORACION MARINA (Offshore)

APOYADOS EN FONDO FLOTANTE

Plataformas Jackups

Barcos

Barcazas

BARCAZA SUMERGIBLE

BARCAZA FLOTANTE

El cantiliver permite asercarse a las plataformas fijas

Sec02_FieldDevelopmentPlanning_All.ppt

• TLP Tension Leg Platform

• Mini-TLP Mini Tension Leg Platform

• ETLP Extended Tension Leg Platform

• SPAR Cylindrical Floating Vessels

• DDCV Deep Draft Caisson Vessel

• SCF Single column Floater

• Semi-sub Semi-submersible Floater

• FPS Floating Production System

• FPSO Floating Production Storage and Offloading

• GBS Concrete Gravity Based Structure

DEFINICIONES

TIPOS A B C D E

Profundidad (pies) 8000 10000-12000

15000 20000 25000

Capacidad de torre (mil lbs)

500 750 1200 1600 2000

Potencia del malacate (HP)

400 600-750 1500 2000 3000

Potencia de la bomba (HP)

800 800-1000 1300 1400 1600

Capaidad de Almacenamiento (Bls)

Menor 500 500-800 1200-1500 1200-1500 1200-1500

Múltiple de estranguladores

5000 5000 10000 10000 10000-15000

El cable de perforación sostiene todo el ensamble deperforación por medio de un sistema de poleas yvarios dispositivos de agarre. Las poleas y losdispositivos de agarre son llamados, herramientas deelevación, entre ellas están incluidas:

1. Bloque de corona2. Polea viajera3. El gancho4. Los elevadores

SISTEMA DE IZAJE

LINEA RAPIDALINEA MUERTA

CABLE DE PERFORACION

ANCLA O BECERRO

CORONA

Es un arreglo de poleas montado envigas, en el tope de la de la torre deperforación, donde se pasa el cable deperforación en forma alternada, arriba enél mismo y abajo en el Polea viajera, paraque el sistema de levantamiento seaoperacional.La mayoría de las coronas tienen decuatro a siete poleas que puedan serhasta de 6 pies de diámetro y estánmontadas en fila en un pasador central.

Su función es la de proporcionar los medios de soporte parasuspender la sarta en el pozo o colocarla a una elevaciónconveniente durante las operaciones de perforación sobre el pisode la torre.

CORONA

Polea viajera

Diseño: la distribución del pesode un Polea viajera afecta sufuncionamiento.

Un buen diseño mantiene lamayor parte del peso más abajodel pasador central, esto haceque el bloque quede derecho, esdecir en posición vertical, auncuando no está cargado,ejemplo, cuando sale delagujero.

POLEA

COJINETES DE RODILLOS

PROTECTOR DE POLEA

RANURA DE POLEA

CAJA PROTECTORA AEREODINAMICA

PLACA DE GRILLETE

GRILLETE

VISTA EN CORTE DE UNA POLEA VIAJERA

GRASERAS

PASADOR CENTRAL

PASADOR DE SEGURIDAD DEL ASA

EL RADIO DE LA RANURA.

Si la ranura de la polea es demasiado angosta para el cable,habrá desgaste excesivo tanto en éste como en los lados de lapolea.Si la ranura es demasiado ancha, el cable carecerá del soportelateral necesario y tendrá la tendencia de achatarse al pasarpor la polea.A medida que las ranuras se desgastan con el uso, poco a pocovan cambiando sus dimensiones, hasta el punto de volverseineficaces: por lo tanto, es importante que el radio de lasranuras sea inspeccionado con regularidad (tabla 1).Se emplean láminas calibradoras especiales en la inspecciónde las ranuras para determinar cuando deberánreacondicionarse.

Diámetro del Cable de Acero, d Tolerancia*

Radio Fondo de Ranura, R**

Mínimo Máximo

3/8 (9.5) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.205 (5.20) 0.215 (5.46)

7/16 (11.1) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.235 (5.97) 0.245 (6.22)

1/2 (12.7) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.265 (6.73) 0.275 (6.99)

9/16 (14.3) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.300 (7.62) 0.310 (7.87)

5/8 (15.9) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.330 (8.38) 0.340 (8.64)

3/4 (19.0) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.390 (9.91) 0.400 (10.16)

7/8 (22.2) +3/64,-0 (+1.2,-0) 0.460 (11.68) 0.475 (12.07)

1 (25.4) +3/64,-0 (+1.2,-0) 0.525 (13.34) 0.540 (13.72)

1 1/8 (28.6) +3/64,-0 (+1.2,-0) 0.585 (14.86) 0.600 (15.24)

1 1/4 (31.8) +1/16,-0 (+1.6,-0) 0.655 (16.64) 0.670 (17.02)

1 3/8 (34.9) +1/16,-0 (+1.6,-0) 0.720 (18.29) 0.735 (18.67)

1 1/2 (38.1) +1/16,-0 (+1.6,-0) 0.780 (19.81) 0.795 (20.19)

1 5/8 (41.3) +3/32,-0 (+2.4,-0) 0.860 (21.84) 0.875 (22.23)

1 3/4 (44.4) +3/32,-0 (+2.4,-0) 0.925 (23.50) 0.940 (23.88)

FUENTE: American Petroleum Institute*Tolerancia según se especifica en la tabla 2.**Radio mínimo de fondo de ranura R es igual al radio nominal del cable de acero, más la mitad de la toleranciapositiva con la suma redondeada al 0.005 de pulgada (0.127mm) más cercano.

EL DIÁMETRO DE LA SUPERFICIE DE RODAMIENTO

Es importante porque el hecho mismo de plegar una líneade acero alrededor de una polea ocasiona ya bastantedesgaste en la misma. Los cables de acero de diámetrosgrandes como 1 1/2 pulgadas o más no son tan flexiblescomo los de diámetros menores.

Cuando los cables de mayor diámetro estánconstantemente trabajando alrededor de las poleas, lafricción de alambre contra alambre y torón contra torónes bastante severa. Cuanto más pequeña es la polea mássevero es el desgaste.

Es una pieza localizada debajo del Polea viajera al la que vaunido y del cual van suspendidos la unión giratoria, la flecha y lasarta de tubería hasta la barrena durante las operaciones deperforación.Sostiene el elevador durante el ascenso y descenso de la sarta.Están diseñados según el peso máximo que pueden levantar.El rango de diseño varía entre 50 y más de 600 toneladas.

RANGO DE CARGA:350 a 1.000 Ton (300 a 900 TM)

DIAMETRO DE LAS POLEAS:24” a 72” (61 a 183 cm)

RANGO DE CARGA:175 a 650 Ton(160 a 590 TM)

RANGO DE CARGA:100 a 1.250 Ton(90 a 1.125 TM)

COMBINACIÓN POLEA-GANCHO GANCHO Y POLEASEPARADOS

Son abrazaderas extremadamente resistentes que sujetan lasarta de tubería, ya sea de perforación, de revestimiento o deproducción, de tal manera que la sarta de tubería pueda serdescendida dentro del agujero o sacada de él.

Los elevadores de tubería usados específicamente paratubería de perforación están asegurados al gancho por mediode eslabones, o asas.

Elevador tipo Cuello de Botella: Este tipo de elevador puedelevantar tuberías de perforación que tienen un ahusamiento de18 grados en el hombro de la unión de tubería, justo donde seune con la tubería.

TIPO CUELLO DE BOTELLA DE CIERRE CENTRAL

Tanto los elevadores de cuello levadizo como los del tipo cuello de botella, sepueden conseguir en dos modelos distintos:

1. Con un cerrojo central con abertura en el centro.2. Con una pequeña abertura lateral para acomodar la tubería de perforación.

Un modelo de elevador con cerrojo central tiene un pasador de bisagra angulado queobliga que el elevador se cierre cuando está cargado.

ELEVADOR DE TUBO DE TIPO DESLIZANTE

PESO-LIVIANO PESO-PESADO

AHUSAMIENTO DE 18 GRADOS

UNIÓN DE TUBERÍA EN EXTREMOS CAJA

CUERPO

UNIÓN DE TUBERÍA ENEXTREMO ESPIGA

TUBERÍA DE PERFORACIÓN CON AHUSAMIENTO DE 18 GRADOS

ELEVADOR TIPO CUELLODE BOTELLA

Un elevador diseñado paracorresponder con elahusamiento de 18 grados esconocido en el campo comoelevador cuello de botella o de18 grados.

ELEVADOR TIPO CUELLO LEVADIZO

El elevador tipo cuello levadizo es el que se utiliza con un tipo de tuberíaque tiene un hombro cuadrangular en la caja de la unión de tubería; lasuperficie maquinada del elevador levanta contra el hombro cuadrado dela unión de tubería.

Este tipo de elevador también se usa con portabarrenas y tubería deperforación para agujeros de diámetro reducido que no tienen hombrosdonde el elevador pueda agarrar. En este caso, hay que atornillar unsustituto de izaje o una unión sustituta al portabarrenas o a la tubería,para así proporcionar una superficie de agarre al elevador.

Características y especificaciones del malacate.Es la unidad de potencia más importante de un equipo. Por lo tanto, su selección requiere de un mayor cuidado al adquirir los equipos o, en su caso, al utilizarlos en un programa especifico.Los malacates han tenido algunos cambios evolutivos, pero sus funciones son las mismas. Es un sistema de levantamiento en el que se puede aumentar o disminuir la capacidad de carga, a través de un cable enrollado sobre un carrete.

POTENCIA NOMINAL EN LOS MALACATES

LBS X1000

POTENCIA

TIEMPO

CALCULO DE LA LONGITUD DEL CARRETE

Bloque Corona

Un bloque localizado en el tope de la torre ó mástil1. Contiene un número de poleas donde se enrolla lacable de perforación.

2. El bloque corona provee los medios para llevar la cablede perforación desde el tambor hasta la polea viajera.

3. El bloque o corona es estacionario y esta firmementemontado sobre el tope de la torre ó mástil.

4. Cada polea dentro del bloque corona actúa como unapolea individual.

POLEA VIAJERA Y CABLE DE PERFORACION

EL EQUIPO ROTATORIO

EL EQUIPO ROTATORIO CONSISTEEN UNA UNION GIRATORIA, FLECHA,MESA ROTATORIA, Y LA SARTA DEPERFORACION .

TOP DRIVE

TOP DRIVE Needed for Drilling with Casing

Drilling rotation and torque

Hoisting

Circulating

Pipe Make-up

Drilling Automation

Casing Drive System Transfers pipe from “V” door.

Applies connection and drilling torque to casing.

Supports weight of casing string.

Protects the casing threads.

Makes circulation seal.

Fast connections.

Not absolutely necessary but normally used.

1. Pick Up CDS.

2. Make up CDS to top drive.

3. Place joint in V-door with crane.

4. Hoist Joint with CDS.

1

4

32

Surface Equipment – Drilling(Conventional Rig)

5. Tail in joint.

6. Stab joint.

7. Stab CDS.

8. MU & Tq connection.

9. Drill Joint down.

5 6

87

Unobstructed Floor when Drilling with Casing

Su función es resistir el peso de la sarta deperforación durante las operaciones delevantamiento y descenso de la misma, asícomo el de las tuberías de revestimiento.

El cable de perforación es una de las partesmás costosas en las operaciones deperforación, por lo tanto requiere de uncuidadoso manejo y un mantenimientoadecuado para prolongar su uso.

El Cable de Perforación:Los cables difieren en el número de torones y en el arreglo ópatrón de los hilos en cada uno de ellos. La mayoría de los Cables dePerforación se clasifican en 4 grupos, basados en el número de toronesy el número de hilos por Torón como se muestra en la tabla inferiorextraída del manual IADC:

torones HILOS torón

PREFORMADO

El preformado de los torones es para que encajenapretadamente unas con otras, sin necesidad desometerlos a una tirantez excesiva.

El cable preformado corre menos riesgo de enroscarseo retorcerse cuando se afloja la tensión de la línea(hacer cocas), y se desliza por las poleas con mássuavidad, además de tener una vida útil más larga.

El cable preformado es, en cierto sentido, cablemuerto, lo que significa que es menos propenso adesprenderse o saltar al ser cortado, como sucederíacon un cable que no lo está.

CONSTRUCCIÓN

El alma o núcleo, soporta los toronesexteriores del cable y determina suflexibilidad. La mayoría de los cablesutilizados en los campos petrolerostienen un alma de acero denominadanúcleo de cable de acero independiente(NCAI).

Los cables con NCAI tienen mayorfuerza y resistencia al aplastamientoque los cables con alma de fibra; peroéstos últimos son menos costosos y másflexibles, por lo que a menudo se usanpara operaciones de limpieza de pozo.

ALMA O NÚCLEO

CABLE DE ACERO

CONSTRUCCIÓN DEL CABLE DE ACERO

CONSTRUCCIÓN

El alma de un cable es una torón de hilos de acero que van en espiral endirección contraria a la torcedura de las torones exteriores. Este arreglo delas torceduras en dirección opuesta equilibra la resistencia del cable yneutraliza el tremendo esfuerzo de torsión que el cable tendrá que resistircuando esté soportando cargas.

Calidad del acero. La calidad, o grado, delacero que se usa en los cables de perforaciónes generalmente acero de arado mejorado.

Trama. La envoltura espiral de las torones enun cable de acero, hacia la derecha o hacia laizquierda, visto desde arriba, se llama latrama del cable.

TRAMA DERECHA TRAMA REGULAR

TRAMA IZQUIERDA TRAMA REGULAR

TRAMA IZQUIERDA TRAMA LANG

TRAMA DERECHA TRAMA LANG

TRAMA DEL CABLE La trama derecha, indica que la dirección delespiral es hacia la derecha.

La trama izquierda, indica que la dirección delespiral es hacia la izquierda.

La trama REGULAR, señala que los hilos en cadatorón están torcidos en dirección contraria a ladirección del espiral de los torones; esta torsión endirecciones opuestas fortalece el cable y reduce latendencia a desenroscarse.

Los cables con trama LANG, tienen las torones y loshilos de cada torón torcidos en la misma dirección.

Estos cables de trama LANG son usados enoperaciones industriales más que en los campospetroleros.

TRAMA DERECHA TRAMA REGULAR

TRAMA IZQUIERDA TRAMA REGULAR

TRAMA IZQUIERDA TRAMA LANG

TRAMA DERECHA TRAMA LANG

DISEÑO

Un diseño común es el diseño 6 x 19 Seale.

El número 6 se refiere al número de torones querodean al núcleo de cable de acero independiente.

El número 19 indica que cada torón tiene 19 hilos:un alambre central rodeado por nueve hilos delgados,y éstos a su vez, rodeados por nueve hilos másgruesos. En el diseño SEALE, el número de hilosinternos de cada torón es el mismo que el número dehilos externos.

DISEÑO

El Trenzado y su construcción

2. Hilos de Rellenos (Filler)– Consiste en dos capas de hilosdel mismo tamaño trenzados alrededor de un hilocentral. La capa interna tiene la mitad de los hilos dela capa externa y entre las dos capas se colocan hilosde relleno más delgados.

Tipo Filler

El Trenzado y su construcción

3. Sellado (Seale)– Dos capas alrededor de un hilo central con el mismonúmero de hilos en cada una. Los hilos en la capa exterior sonmás gruesos que los de la capa interior y descansan en losvalles que se forman entre los hilos interiores, haciendo eltrenzado hermético o sellado

Tipo Seale

El Trenzado y su construcción

4. Warrington – Dos capas de hilos, la capa exterior tiene hilos

de dos tamaños que se alternan entre grande y pequeño. Loshilos grandes descansan en los valles que se forman entre loshilos de la capa interna y los pequeños en la coronas o crestasdel trenzado de la capa interior.

Tipo Warrinton

5.-Patrones combinados(Seale-Warrinton)

El Trenzado y su construcciónNormalmente las trenzas están preformadas para que tomen laforma helicoidal que van a tener una vez que estén envolviendoel cable central. Estas se denomina Trenzas Preformadas oPRF de sus siglas en ingles (Preformed strands)Patrones utilizados en los cables de perforación:1) Hilos de Relleno2) Sellado (“Seale”)3) Combinado

DISEÑO

Una descripción completa de un cable de acero incluye:

1. Longitud2. Diámetro3. Número de torones4. Número de hilos de cada torón5. Diseño de construcción6. Tipo, dirección y longitud de su trama7. Calidad del acero8. Preformado y tipo de alma

Por lo tanto, una descripción de un cable que especifique 5,000 pies (1500 m),1 1/8” (29 mm), 6 x 19, Seale, regular, acero de arado mejorado, preformadoy NCAI, designa un cable de acero de 5,000 pies (1500 m) de longitud, de undiámetro de 1 1/8” (29 mm), con seis torones de 19 hilos cada uno, de diseñoSEALE, con trama regular derecha, de acero de arado mejorado, preformado ycon núcleo de cable de acero independiente.

SELECCIÓN

Diámetro.Es necesario recordar que los cables de perforación están fabricadoscon sobredimenciones, es decir, con un diámetro mayor a loespecificado.Un cable con un diámetro ligeramente mayor que su tamañonominal puede funcionar apropiadamente, pero un cable cuyodiámetro es menor que su tamaño nominal no podrá ser utilizado.

Diámetro Nominal del Cable Subtamaño Sobretamaño

0 a ¾ (0.00 a 19.00) 0 1/32 (0.79)

13/16 a 11/8 (20.63 a 28.57) 0 3/64 (1.19)

1 13/16 a 1 ½ (30.16 a 38.10) 0 1/16 (1.58)

FUENTE: American Petroleum Institute

SELECCIÓN

La medición del diámetro de cables se efectúamediante el uso de un calibrador lineal capaz demedir incrementos hasta de 1/64 de pulgada (0.4mm). El calibrador se coloca de manera que mida elmáximo espesor del cable, o sea, la distancia desdeel punto más saliente de una de sus torones hasta elpunto más saliente del torón opuesto.

Una medición correcta del cable permitirá que éstesiente perfectamente en las ranuras de las poleas.Si cabe demasiado ajustado, la ranura apretaráexcesivamente la parte exterior del cable ydistorsionará el alma. Si queda demasiado flojo, elcable se aplastará, y desgastará la superficie derodamiento de la ranura. Cualquiera de estas dossituaciones limitará sustancialmente la vida útil delcable.

CORRECTO INCORRECTOUso del calibrador para determinar el diámetro del cable de acero

Apareamiento del cable del acero con las ranuras de las poleas

LONGITUD

Antes se acostumbraba cortar el cable de perforación lalongitud precisa para guarnir en los bloques el número exacto delíneas que se requeria para realizar un trabajo determinado.

Hoy, se acostumbra tener una longitud de cable adicional comolínea de reserva en el tambor, lista para ser usada en el programade deslizamiento y corte.

El hecho comprobado de que cable más largo rinde más serviciopor cada pie (metro) adicional de longitud.

Una cantidad excesiva de cable en el carrete de abastecimientopuede resultar un estorbo si se están perforando pozos someros,con traslados frecuentes de la instalación de perforación.

LONGITUD

El costo de trasladar elcable varias veces puedeanular la economíaresultante delrendimiento mayor de uncable más largo.La línea de reservafacilita un programa dedeslizamiento y corte queresultará en una vida máslarga para el cable, si lasdemás condiciones semantienen constantes.

Altura de la Torre o Mástil

en Pies (Metros)

Líneas Ensartadas

Longitud Mínima en Pies (Metros)

Longitud Sugerida en Pies (Metros)

180 (54.86) 6 1,550 (472) 3,500 (1 067)

8 2,000 (610) 5,000 (1 524)

10 2,250 (686) a

12 2,600 (792) 7,500 (2 286)

150 (45.72) 6 1,300 (396) 3,500 (1 067)

8 1,600 (488) 5,000 (1 524)

10 1,900 (579) a

12 2,200 (671) 7,500 (2 286)

125 (38.10) 6 1,100 (335) 3,500 (1 067)

8 1,350 (411) a

10 1,600 (488) 5,000 (1 524)

90 (27.43) 6 800 (244) 1,350 (411)

8 1,000 (305) 1,550 (472)

ÁNGULO DE DESVIACIÓN

Es importante para controlar el desgaste delcable. Cuando un cable está guenido entre eltambor y la polea de la línea viva, quedaparalelo a la ranura de la polea únicamente ensu punto específico del tambor, generalmenteen el centro.A medida que el cable se mueve desde estepunto hacia uno u otro extremo del tambor,se va formando un ángulo que causa desgasteal pegar en los flanges o en los lados deltambor la línea viva a alta velocidad.El ángulo de desviación es inevitable, pero sepuede mantener a un mínimo menos de 1.5grados para tambores ranurados.

Angulo de desviación

Polea viva

Línea central de la polea viva

Angulo de desviación

Angulo de desviación incorrecto

1.5º

DIAMETRO DE LA POLEA:7/8” a 2” (22 a 51 mm)

VIDA ÚTIL

De todos los accesorios reemplazables es decir, artículos que sedesgastan más por el uso en las operaciones de perforación el cable deperforación es la unidad de mayor costo para el contratista deperforación, con la posible excepción del combustible y las barrenas.

Por lo tanto, es económicamente degran importancia prestar atención alas diferentes maneras de prolongarla vida útil del cable de perforación.

Estos cuidados incluyen:1. Comprar el cable adecuado para el trabajo especifico2. Usar poleas y tambor de tamaño apropiado3. Mantener registros de servicio en toneladas-millas o km4. Tener un programa de deslizamiento y corte bien planificado ymantener cuidadosamente el cable.

DESLIZAMIENTO Y CORTE

Para planificar un programa de deslizamiento y corte es necesario tomarnota de factores tales como:

1. Altura de Ia torre o mástil2. Número de líneas ensartadas y diámetro de las poleas3. Registro de las toneladas-km que el cable rinde y debería rendir (segúnoperaciones).

El concepto del deslizamiento de una línea está basado en la idea de que,puesto que la línea se desgasta más en ciertos puntos críticos, éstos debenser cambiados frecuentemente a diferentes posiciones, para evitar que sedeteriore prematuramente en los puntos críticos de trabajo durante lasoperaciones.

Las rupturas del cable de perforación pueden derivar en:

Lesiones a la tripulacion del equipoDños a la torre.Caída de la sarta de perforación al agujero perforado.

Cada vez que sube o baja la polea viajera el cable realiza un trabajo.Este Trabajo se puede cuantificar en Toneladas-Kilómetro (T-K)que es la carga al gancho en toneladas que se multiplica por ladistancia recorrida en km.Por lo tanto mientras se perfore, se haga un viaje de tubería ose introduzca TR al pozo el cable realiza Trabajo.La cuantificación y registro continuo del Trabajo del cable esindispensable durante la perforación, ya que la seguridad delpersonal estará en juego si se descuida este control.Aunque en la primera impresión parece muy complicado elcálculo de Trabajo del cable en realidad no lo es, y en cambio,es una forma efectiva de vigilar su vida útil .

Se le denomina factor de seguridad del cable a la relación que existe entre la resistenciareal de cable y la carga de trabajo. En cada trabajo específico se recomienda utilizar unfactor de seguridad. Al elegir un cable para una carga determinada ya que de estodepende su rendimiento. Dicho factor de seguridad (o coeficiente de seguridad) sepuede expresar en forma matemática como:

Donde:F.S. = Factor de seguridad, adimensional.Rr = Resistencia a la ruptura del cable, en Tons. o kg o lbs.Ce = Cargas estática (o carga de trabajo), en Tons. o kg o lbs.Los factores mínimos de seguridad, para los cables de acero aprobado por el API son los siguientes:CABLES DE TAMBOR PRINCIPAL…………………. = 3CABLES DEL TAMBOR DE SONDEO…………….... = 3EN OPERACIÓN DE PESCA………………………….. = 2CORRIENDO TUBERÍAS DE REVESTIMIENTO….= 2

Dependiendo de la aplicación se podrá variar el F.S. cuando se manejen cargas querequieren un máximo cuidado por que involucran un gran riesgo (como en el caso delos ascensores de pasajeros que se aumenta a 8:1 y aún hasta 12:1) Sin embargo, hayque tomar en cuenta que es necesario aumentar el factor de seguridad cuando hayvidas en juego, un ambiente muy corrosivo y si no se tiene una inspección frecuente.Los factores de seguridad más recomendable en las operaciones de perforación seencuentran entre 3.0 y 5.0, para el cálculo de la carga máxima permisible en las lineas

El concepto de este cálculo, significa que se puede manejar en las líneasguarnidas en el aparejo una carga o peso hasta de 350 tons., con ciertaseguridad ya que nuestras líneas tendrán una resistencia de 2 ½ veces de lacarga máxima

Tabla 7.11 Datos del cable acero - Alma de fibraClasificación de 6 x 37 alma de fibraAcero de arado mejorado y extra mejorado tipo SUPERFLEX.

Ejemplo:Se tiene un mástil T-126 (38.4 m de altura) querequiere un guarnido de cable de 370 m. para estoutilizamos un carrete con cable de 11/8 pulg. ylongitud de 2,460 pies (750 m.) construido conacero de arado mejorado preformado serie 6 x 19.Con la gráfica (Fig. 7.14) se hace lo siguiente:Se localiza horizontalmente el valor de la longitudinicial del cable 2,460 pies (750 m).Trazar una vertical que intercepte la curva queindica un guarnido de cable de 366 m. (valor máscercano a 370m).Se traza una horizontal hacia la izquierda y selocaliza la vida relativa del cable en servicio el cualpara este ejemplo es de 6.8 x 10,000 = 68,000 ton–km aproximadamente.

GRÁFICA 2 PARA CALCULAR META DE SERVICIO

Relación entre ton-km, altura del mástily diámetro del cable-1315 ton x kmDe acuerdo al API, los cortes posterioresal inicial para cables de 11/8 pg. ydiámetros menores serán de 160 ton-kmmenos, o sea 1,315-160 = 1,154. ton-km.Y para cables de 1¼” o mayores será de322ton-km menos.

Una milla = 1.609 km.

GRAFICA 3 PARA ESTIMAR ELFACTOR DE SERVICIO DE TON-KM

En el ejemplo anterior los resultadosobtenidos son para un factor deseguridad 5, pero suponiendo que elequipo operara en condiciones severas,hay que corregir las ton-kmdisminuyendo el factor a un valor de 3.Para lograrlo se requiere utilizar lagrafica número (Fig. 7.16) como sigue:Partiendo de la intersección, trazar unahorizontal a la izquierda, donde selocaliza el factor de servicio nuevo, queda un valor adimensional de 0.58, el cualse multiplica por las ton-km. inicialesindicadas para este equipo,obteniéndose los valores corregidoscomo se señalan a continuación.Con factor de servicio de 1 El 1ro corte =1,315 x 1= 1,315 ton-kmEl 2do corte = 1,315 - 160 = 1,154 ton-kmCon factor de servicio de 0.58 El corte =1,315 x 0.58 = 763 ton-km

DESLIZAMIENTO Y CORTE

El Término Puntos Críticos se refiere a aquellos lugares a lo largodel cable de perforación que son sometidos a esfuerzosadicionales mientras se introduce o se extrae la tubería delagujero. Estas áreas incluyen los puntos de levante mientras seestá entrando al agujero y saliendo de él, y los puntos decruzamiento en las bridas del tambor donde el cable pega pararegresar a formar la siguiente capa de enrollamiento.

Cuando la carga no está soportándose con las cuñas, los puntoscríticos sufren enorme tensión. Estos puntos están en la partesuperior de las poleas del bloque de corona y en la base de laspoleas del Polea viajera.

El punto critico en la polea de la línea muerta nunca varía. Esconstante durante el levantamiento de cargas, ya sea elevandotubería fuera del agujero o depositándola en el.

Todos los demás puntos críticos de desgaste cambian,dependiendo si la carga sale del agujero o baja dentro de él.

Puntos críticos de desgaste en el cable de perforación, en las dos posiciones de

levante del bloque (sacando o metiendo la sarta)

7.5.8. Deslizamiento y corte del cable de perforaciónEl concepto de deslizamiento del cable está basado en el propósito de que:

1. El desgaste del cable es mayor en los puntos críticos.

2. Deslizando el cable, los puntos críticos serán cambiados a un lugar diferente en el cable.

3. Deslizando el cable, los puntos menos desgastados se colocarán en el lugar de los puntos críticos

tan pronto como sean movidos.

La vida útil del cable de perforación puede aumentarse si se utiliza un programa efectivo para efectuar los deslizamientos y cortes basándose en el incremento del servicio. Si se dependiera únicamente de la inspección a simple vista para estimar cuándo se debe deslizar y cortar, se obtendría como resultado cortes excesivos y desgastes no uniformes, disminuyendo con esto, la vida en servicio del cable.

Una regla práctica para los deslizamientos y corte del cable, sería:1. Deslice el menor número posible de metros, mientras están en movimiento todos los puntos

críticos de desgaste en el cable, para que ninguno sea expuesto al mismo desgaste por segunda ocasión, también es recomendable que se deslice el cable más seguido cuando las operaciones que se efectúan son severas o cuando el cable sufra tensiones intermitentes.

2. Corte el cable deslizado siempre y cuando:a) Una inspección visual muestre desgaste bien definido, entonces deberá cambiarse.b) Se acumule mucho cable en el tambor.c) Las ton-km. acumulada desde el último corte alcancen el número predeterminado para un corte.

Debemos seleccionar una meta de servicio entre cada corte en valores de ton x km. Este valor puede determinarse mediante gráfica, ajustándose de acuerdo con la experiencia. El trabajo realizado por el cable en cada una de las operaciones, se calculan y se lleva un control para aplicar el programa de deslizamientos y cortes.

Tabla 7.15 Número de vueltas por cortar de cable

Longitud de una vuelta del cable en el tambor L = ∏X DL= 3.1416 x 18” = 56.54 pg. x 0.0254= 1.43 mNumero de vueltas = 22/1.43 = 15.5 Vueltas

7.5.9. Cálculo del trabajo realizado del cable en diferentes operaciones

1.- FÓRMULA PARA TRABAJO DEL CABLE EFECTUANDO VIAJE REDONDO

Sustituyendo valores

GUARNIDO DE APAREJOS PARA MASTILES

GUARNIDO

Guarnido: Es el ensarte de la línea desde el tambor del malacate hasta elancla de la línea muerta, pasando alternativamente por una polea delbloque de corona y una del Polea viajera.

El orden en que se guarne la línea alternativamente a través del bloque ypolea viajera produce lo que se llama el guarnido patrón, o modelo comose presenta enseguida.

LA SARTA DE PRFORACION Y SUS COMPONENTES

COMBINACIONES ROTARIA, Y LLAVES DE FUERZA

1. Presas

2. Líneas de succión

3. Bombas

4. Conexiones superficiales

5. Tubería de perforación

6. Barrena

7. Espacio anular

8. Línea de descarga

9. Vibradores y/o control de sólidos

10. Recuperación de recortes10

6

7

1

2

3

4

5

9

8

SISTEMA CIRCULATORIO Y BOMBAS DE LODO

COMPONENTES TIPO DEL EQUIPO DE SUPERFICIE

BOMBAS DE LODO LINEAS DE DESCARGA , PRESAS DE LODOSY CENTRIFUGAS .

BOMBAS DE LODO Y VALVULAS DE SUCCION,DESCARGA Y DE SEGURIDAD

Para la eficacia de funcionamiento máxima, la presión de la precarga debe ser 75 por ciento de la presión mínima del sistema operativo o de 2,000 psi como mínimaPara las condiciones de funcionamiento normales, la presión de la precarga debe ser de 50 a 60 por ciento de la presión media del sistema operativo o de 2,000 psi.Para las condiciones de funcionamiento del límite, la presión de la precarga se debe mantener entre 30 y 75 por ciento de una presión de funcionamiento media del sistema o 2,000 psi, mínimo. Para verificar si tienen la presión adecuada de precarga, se debe medir sin la presión de funcionamiento del sistema.

PRESAS DE LODOS

CLASIFICACION DE LOS SOLIDOS

MOTORES CATERPILLAR

CORTE TRANSVERSAL DEL MOTOR

CORTE TRANSVERSAL DEL SISTEMA DE ADMISIÓN DE ESCAPE

ARREGLO DE PREVENTORES

PREVENTORES ESFERICOS

PREVENTORE SENCILLO DE ARIETES

PREVENTOR DOBLE CON SALIDAS LATERALES

RAMS DE PREVENTORES

MULTIPLE DE ESTRANGULACIONY CONSOLA DE OPERACIÓN

SISTEMAS

CON

CONJUNTO DE PREVENTORES