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CONTENIDO

Clculo de tuberas segn norma ASME B31.3.

Instrumentacin en equipos de perforacin.

Instalaciones elctricas en piletas de lodo para equipos de perforacin con norma API RP 500.

CLCULO DE ESPESORES DE TUBERIAS SEGUN ASME B31.3

Donde:tm = espesor de pared mnimo requerido, incluyendo tolerancias mecnicas, por corrosin y por erosin.t = espesor de diseo por presin.c = suma de tolerancias mecnicas (profundidad de hilo o de la ranura) ms las tolerancias de corrosin y por erosin.

Tm = t + c .Pg. 20

t = P*D .Pg. 22 2(S*E*W + P*Y)

Donde:P = presin de diseo interna.D = dimetro exterior de la tubera.S = valor de esfuerzo del material obtenido de la Tabla A-1.E = factor de calidad obtenido de la Tabla A-1B.W = factor de reduccin de la resistencia de la junta de soldadura segn prrafo 302.3.5(e).Y = coeficiente obtenido de la Tabla 304.1.1.

Resultadot = 1.996mm

Donde:Tm = espesor de pared mnimo requerido, incluyendo tolerancias mecnicas, por corrosin y por erosin. (Espesor de la tubera)t = espesor de diseo por presin. c = tmec + tcorr = suma de tolerancias mecnicas (profundidad de hilo o de la ranura) ms las tolerancias de corrosin y por erosin.

Tm = t + c .Pg. 20

Tm = 6.35 mm ASME B 36.10

tmec = t * 0.125 ..segn ASTM A-53 la tolerancia es = 0.79 mm 12.5 %

tcorr = t * 0.25 .Pag 12 de ASME B31.3.= 1.59 mm

t = 3.97mm t = 1.996 mm

Obtenemos la siguiente formula:t = Tm ( tmec + tcorr )

tcorr (25 %)

tmec (12.5%)

t

Tm

INSTRUMENTACIN EN EQUIPOS DE PERFORACIN


Para el buen funcionamiento de los trabajos en el taladro se requiere de un continuo monitoreo que certifique que se est perforando con los parmetros establecidos para el pozo y que permita controlar todas las operaciones que se estn ejecutando.

CARACTERSTICAS PRINCIPALES DE LA INSTRUMENTACIN PETROLERA

Acorde con la API (American Petroleum Institute), en la extraccin del petrleo, gas natural, energa geotrmica, entre otros. Se deben tener ciertos parmetros de medicin para que el proceso sea seguro y eficaz, este tipo de medidas se conocen como MWD (Measurement While Drilling) y LWD (Logging While Drilling)

Los instrumentos LWD y MWD miden parmetros diferentes. Los instrumentos MWD a veces estn localizados en los cuellos de taladro, as como pueden estarlo en la mesa rotatoria o en el malacate y miden parmetros de perforacin (por Ej., el peso sobre la broca, el momento de rotacin, la posicin, etc.). En sntesis, LWD mide parmetros de la superficie a taladrar y MWD los parmetros del taladro.

Los instrumentos LWD miden in situ propiedades de formacin de gases, con aparatos que estn localizados en los cuellos de taladro inmediatamente encima de la broca del taladro. LWD mide parmetros de la superficie a taladrar

INSTRUMENTOS LWD

Los instrumentos MWD a veces estn localizados en los cuellos de taladro, as como pueden estarlo en la mesa rotatoria o en el malacate y miden parmetros de perforacin (por Ej., el peso sobre la broca, el momento de rotacin, la posicin, etc.) MWD mide los parmetros del taladro.

INSTRUMENTOS MWD

INSTRUMENTACIN EN EQUIPOS DE PERFORACIN:

LA CONSOLA DEL PERFORADOR: donde se encuentra un indicador de peso tipo EB, un manmetro de presin de bomba de lodo, con lectura desde 0 a 5000 psi, indicadores de Torque de las llaves de la tenaza y de la mesa rotaria con capacidad de lectura de hasta 5000 psi para el primer indicador y un rango de 0 a 25.000 ft.lbs (libras por pie) en el segundo.

En la consola del perforador se encuentra tambin otro indicador para el nmero de emboladas de las bombas, con un rango de 0 a 200 SPM (strokes por minuto) y 2 manmetros que miden las revoluciones por minuto de la mesa rotaria, a un rango de 0 150 RPM y 0 300 RPM respectivamente.

REGISTRADOR DE PARMETROS DE PERFORACIN: de tipo electrnico y digital, que registran el peso de la sarta, la carga en el gancho, el RPM y Torque de la mesa rotaria, la tasa de penetracin (ROP), la presin de bombeo de lodo, el volumen llenado del pozo y emboladas de las bombas en operacin.

SISTEMAS DE CONTROL DE FLUJO DE RETORNO Y DE VOLUMEN DE LODO.

MEDIDOR DE FLUJO EN LOS TANQUES DE RESERVA Y ACTIVO, que lleva un registro tanto en digital como en papel, codificando la data transmitida de la perforacin y enviarla en tiempo real mediante conexin, con una sensibilidad del sensor de 1 a 5 barriles.

INDICADOR DE LAS EMBOLADAS DE LAS BOMBAS DE LODO, de los que se cuenta con 2, con un rango de lectura de 0 a 200 SPM.


Tacmetros Indicadores de torque Indicadores de peso Manmetros para bombas de lodo Sistemas de monitoreo Sistemas de indicacin de desviacin

Contador de Strokes (emboladas o impulsos de bomba)

Sensores de nivel PLC

TACMETROS

-Permiten al operador visualizar la velocidad de rotacin del taladro y en base a ello optimizar la velocidad de perforacin para obtener la mxima eficiencia.

INDICADORES DE TORQUEUsualmente medido en pies libra, es un indicador de la potencia que requiere el motor para mover la sarta de perforacin. Este torque proviene de la interaccin del agujero y la barrena, BHA y tubera de perforacin.

Si los parmetros de perforacin se mantienen constantes, el torque debera mantenerse uniforme sin grandes variaciones.

INDICADORES DE TORQUETorque Irregular: cambios en los valores promedio pueden ser indicativo de:

Formaciones intercaladas Estabilizadores colgados Ojos de llave o patas de perro WOB excesivo La barrena est por debajo de la medicion Deshechos en el agujero.

CONTADOR DE STROKES O EMBOLADAS

Un nmero establecido de emboladas por minuto es necesario para circular el fluido de perforacin a una velocidad de flujo y presin predeterminados. con la presin de bombeo constante las variaciones en la velocidad de emboladas de bombeo pueden indicar: Un deslave Prdida de circulacin Fluido de perforacin aireado

CONTADOR DE STROKES O EMBOLADAS

La disminucin en las emboladas de bombeo podra indicar:

Una restriccin del espacio anular (empacar)

Una tobera tapada Una barrena embolada

INDICADORES DE PESOUno de los instrumentos que utiliza el perforador para monitorear y mejorar las eficiencias de la operacin de perforacin. La medicin real del peso se realiza con un medidor hidrulico adosado a la lnea muerta del cable de perforacin. A medida que se incrementa la tensin en el cable de perforacin, ms fluido hidrulico es forzado a atravesar el instrumento, haciendo girar las manecillas del indicador. Lo que se pesa es todo lo que ejerce tensin sobre el cable metlico, incluidos los bloques viajeros y el cable propiamente dicho.

MANMETROS EN BOMBAS DE LODO

La presin en la bomba de lodo es muy importante, el manmetro permite al operador monitorear la presin mientras perfora. Un inusual cambio en la presin alertara de problemas como prdidas de circulacin de lodo, roturas en la sarta, corte de gas en el lodo,tapado o lavado de las boquillas, desenrosque de la tubera o broca.

INSTALACIONES ELCTRICAS EN SISTEMAS DE PERFORACIN CON API RP 500

Segn el Reglamento de las Actividades de Exploracin y Explotacin de Hidrocarburos (Art. 109 y Art. 221)Tanto el sistema de iluminacin como la instalacin elctrica del sistema de perforacin debe ser diseada de acuerdo con la norma API RP 500 y/o NFPA-70.

La plataforma de perforacin consta de un conjunto de equipamiento y maquinaria localizada en el lugar de perforacin. Normalmente la plataforma no es propiedad de la compaa petrolera sino que es rentada a empresas de servicios de perforacin.Las plataformas de perforacin de petrleo y gas normalmente estn conformadas por 5 grandes sistemas: Sistema de Levantamiento, Sistema de Rotacin, Sistema de Circulacin del fluido de perforacin, Sistema de Potencia,Sistema de Seguridad.

PRINCIPALES COMPONENTES DE LA PLATAFORMA DE PERFORACIN

Es un lugar en el cual existe un potencial riesgo temporal o permanente para la generacin de fuego o explosin por efecto de presencia de gases, lquidos inflamables, fibras, polvos y otros, que podran generar una ignicin. Se consideran locales con riesgo de incendio o explosin todos aquellos en los que se fabriquen, manipulen, traten o almacenen cantidades peligrosas de materias slidas lquidas o gaseosas, susceptibles a inflamacin o explosin.

REAS PELIGROSAS

ALGUNAS DEFINICIONES RELACIONADAS CON LUGARES PELIGROSOS

Accidente. Evento no planificado, que resulta en muerte, enfermedad, lesin, dao u otra prdida. Incidente. Evento no planificado que tiene el potencial de llevar a un accidente. El trmino incluye cuasi-accidente. Ambiente Inerte o purgado (Atmsfera no explosiva). Es todo ambiente o recinto que dispone de aire limpio o inerte a un determinado flujo y presin positiva, que garantiza la no concentracin de mezcla inflamable y posterior ignicin. Pueden utilizarse los productos estndar para la instalacin elctrica en estos ambientes.

Atmsfera explosiva (Hazardous Area/ Hazardous Location). Es una atmsfera en la que existe o est presente una mezcla de aire con gases, vapores o nieblas inflamables en condiciones atmosfricas normales, en la que luego de producida la ignicin (chispa) la combustin se propaga a travs de toda la mezcla de gas o vapor dispersada en el rea.


Equipo a prueba de explosin. (Explosion Proof) Es un equipo cerrado y protegido de manera que sea capaz de resistir la explosin de un gas o vapor especificado, que pueda ocurrir en su interior y de impedir, en forma efectiva que la explosin o disturbios internos (chispas, destellos, etc.) produzcan una explosin en el exterior del equipo, si ste se encuentra en una atmsfera explosiva o inflamable. Equipos designados como: d.


Equipo intrnsecamente seguro. Equipo que en condiciones normales o anormales de operacin, no libera energa que pueda inflamar cualquier mezcla (circuitos de corrientes y voltajes bajos para control e instrumentacin). Equipos designados como: ia y ib. Equipo con presin positiva. Es un equipo que en su interior contiene aire limpio o gas inerte a mayor presin que la ambiental, por lo cual no permite la entrada de mezclas explosivas o inflamables. Equipos designados como: p.


Identificacin de peligro. Un proceso de reconocer que un peligro existe y definir sus caractersticas. Peligro. Una fuente o situacin con el potencial de provocar daos en trminos de lesin, enfermedad, dao al medio ambiente o una combinacin de stos Riesgos. Evaluacin de un evento peligroso asociado con su probabilidad de ocurrencia y sus consecuencias.


Consiste en estimar la magnitud de los riesgos y decidir si un riesgo es o no es tolerable. La evaluacin consiste en un examen sistemtico de aspectos del trabajo para determinar: Qu puede causar dao o lesin; Si los riesgos pueden eliminarse y, si no es el caso, Qu medidas de prevencin o de proteccin se han adoptado o deben adoptarse para controlar los riesgos.

EVALUACIN DE RIESGO

CRITERIOS DE CLASIFICACIN DE REAS

Cantidad de material peligroso existente en el rea.

Diversidad de productos combustibles, sus caractersticas referentes a proteccin contra explosin (flashpoint,temperatura de autoignicin, etc.).

Topografa del lugar. Liberacin del combustible y su dispersin Estudio de eventos que se hayan producido en

instalaciones similares. Ventilacin. Normativa.

La norma API RP 500 utiliza un sistema de Clase y Divisin.Las clases identifican el riesgo presente como gases, vapores, polvo combustible y fibras inflamables. Las divisiones definen la condicin normal o anormal en la cual el material de riesgo puede estar presente.

NORMA API RP 500

Estos son reas donde en su atmsfera estn o pueden estar presentes gases o vapores inflamables en cantidad suficiente como para producir una mezcla inflamable o explosiva.Los varios gases y vapores estn organizados en cuatro grupos: Grupo A, Grupo B, Grupo C y grupo D.

CLASE I

Estos son reas que son peligrosos debido a la presencia de polvos combustibles.Los varios polvos se categorizan en: grupo E, Grupo F y grupo G.

CLASE II

Estas reas son donde existe peligrosidad debido a la presencia de fibras o materiales que producen pelusas inflamables. Esta clase de rea no tiene grupos especficos que las identifiquen.

CLASE III

Son reas en donde existen concentraciones peligrosas, gases, vapores, polvos o fibras inflamables en: En forma continua o peridica. Bajo condiciones de operacin normales Donde puede existir frecuentemente

concentraciones peligrosas de tales sustancias debido a operaciones de mantenimiento o reparacin, o debido a fugas

DIVISION I

reas donde la interrupcin de servicio u operaciones defectuosas de los equipos o procesos que pueden liberar concentraciones peligrosas de las sustancias inflamables.

Fallas simultneas de equipo elctrico.

DIVISION I

Son reas donde lquidos, vapores, gases, polvos o fibras inflamables son manejados, procesados o usados, pero estas substancias inflamables pueden normalmente ser confinados dentro de depsitos o sistemas desde donde ellos pueden escapar slo en caso de ruptura accidental o falla de tales depsitos o sistemas, o en caso de operacin anormal de los equipos; o en lugares en donde las concentraciones peligrosas de gases o vapores son normalmente prevenidas por ventilacin artificial

DIVISIN II

pero que pueden llegar a ser peligrosas debido a fallas u operacin anormal del equipo de ventilacin o reas adyacentes a reas de la Divisin 1, desde donde pueden ocasionalmente ser comunicadas concentraciones peligrosas de gases o vapores, a menos que tal comunicacin sea prevenida, primero por adecuada ventilacin de presin positiva desde una fuente de aire limpio, y segundo por precauciones efectivas contra fallas de ventilacin.

DIVISIN II

No todos los grupos de gases se comportan de igual forma en una ignicin, por lo que los gases y vapores se clasifican en grupos:

La clasificacin de los gases y temperatura de ignicin se relacionan con las mezclas de gas y aire a temperatura y presin.

GRUPOS DE GASES

GRUPO AEstas son atmsferas que contienen acetilenoGRUPO BEstas son atmsferas de gas/ vapor inflamables con una abertura de seguridad experimental mxima (MESG), menor o igual a 0.45 mm o una proporcin de corriente de encendido mnima (MIC) de menor o igual a 0.4 mm

GRUPOS DE GASES

GRUPO CEstas son atmsferas de gas/vapor inflamables con un (MESG) mayor de .45mm y menos de .75mm o una proporcin (MIC) mayor de .40mm y menos de o igual a .80mm.GRUPO DEstas son atmsferas de gas/vapor inflamables con un (MESG) mayor de .75mm o una proporcin (MIC) mayor de .80mm.

GRUPOS DE GASES

GRUPO EEstas son atmsferas que contienen polvos de metales combustibles, incluyendo aluminio, magnesio, y sus aleaciones comerciales, u otros polvos combustibles cuyo tamao de partcula, abrasividad, y conductividad presentan peligros similares en el uso de equipo elctrico.

GRUPOS DE GASES

GRUPO Fstas contienen polvos carbonaceos combustibles que tienen ms de 8% de voltiles atrapados en total o que han sido sensitizados por otros materiales para que presenten un peligro de explosin. Los polvos representativos son carbn, negro carbn, carbn domstico y otros

GRUPO Gstos contienen otros polvos combustibles, incluyendo harina, grano, harina de madera plstico y qumicos.

GRUPOS DE GASES

1) Plataforma de perforacin y subestructura2) Tanque de lodo3) Pozo de lodo4) Bomba de lodo5) Zaranda6) Dessander o dessilter (desarenador)7) Degasser (desgasificador)8) Ducto de ventilacin9) Preventor de reventones(BOP)

REAS EN OPERACIN DE PERFORACIN

CLASIFICACION DE AREAS EN LA PLATAFORMA DE PERFORACIN

REA DE PLATAFORMA Y SUBESTRUCTURA

Cuando la torre no est encerrada o equipada con rompevientos y la subestructura esta adecuadamente ventilada la clasificacin se hace como muestra la figura


Cuando la torre est encerrada pero tiene adecuada ventilacin y la subestructura no est adecuadamente ventilada.Las reas se clasifican de acuerdo a esta figura.


Plataforma de perforacin adecuadamente ventilada en subestructura y torre de perforacin interior con varios pozos productores debajo en una zona adecuadamente ventilada


Plataforma de perforacin adecuadamente ventilada en subestructura y torre de perforacin interior con varios pozos productores debajo en una zona ventilada adecuadamente

REA DE TANQUE DE LODO

Clasificacin del rea de un tanque de lodo no encerrado y adecuadamente ventilado.

REA DE TANQUE DE LODO

Tanque de lodo en un rea ventilada no adecuadamente.

REA DE ZARANDA

Shale shaker en un rea no cerrada y adecuadamente ventilada

REA DE DESANDER O DESILTER

Desander o desilter en rea cerrada y ventilada adecuadamente

Desander o desilter en rea no cerrada y ventilada adecuadamente

El rea en torno al preventor de reventones localizado en un rea no cerrada y adecuadamente ventilada puede ser clasificada como Divisin 2 para una distancia de 3 metros en torno al centro del BOP

REA DEL PREVENTOR DE REVENTONES (BOP)

El rea en torno al preventor de reventones en un rea cerrada y adecuadamente ventilada puede ser clasificada como Divisin II en la extensin del rea encerrada.


El rea en torno al preventor de reventones en un rea cerrada y no adecuadamente ventilada puede ser clasificada como Divisin I.


Gracias

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