ESCUELA POLITCNICA NACIONALINGENIERA EN PETRLEOS

PERFORACIN I

NOMBRE: Geovanny VsconezPROFESOR: ngel Fernando Ushia Puma

SEMESTRE: 2014 BQUITO, 6 OCTUBRE DEL 2014

COMPONENTES DEL TALADRO DE PERFORACIN

Los equipos de perforacin estn compuestos por cinco sistemas los cuales son:

Sistema de Levantamiento Sistema de Rotacin. Sistema de Circulacin Sistema de Potencia. Sistema de Seguridad.

Sistema de LevantamientoSu finalidad es proveer un medio para bajar o levantar sartas de perforacin o de revestimiento y otros equipos de subsuelo. Los componentes del sistema de levantamiento se dividen en componentes estructurales y equipos y accesorios.Dentro de los compontes estructurales se encuentran:

Torre o Cabria de Perforacin: Es una estructura grande que soporta mucho peso, tiene cuatro patas que bajan por las esquinas de la infraestructura, adems, soporta el peso de la sarta de perforacin cuando esta est suspendida en las cuas. Los taladros se clasifican de acuerdo a su capacidad para soportar cargas verticales y velocidades del viento. Las capacidades de carga pueden variar desde 250.000 Lbs hasta 1.500.000 Lbs.

Bloque corona: Constituye la parte superior del taladro de perforacin, donde el peso de la sarta de Perforacin es transmitido a la torre a travs de un sistema de poleas.

Encuelladero: Constituye una plataforma de trabajo ubicada en la torre a una altura aproximada entre 80 y 90 y permite que el encuellador coloque las parejas de tubera y portamechas mientras se realizan operaciones como cambio de mechas, bajada de revestidores.

Consola del perforador: constituye un accesorio que permite que el perforador tenga una visin general de todo lo que est ocurriendo en cada uno de los componentes del sistema: presin de bomba, revoluciones por minuto de la mesa, torque, peso de la sarta de perforacin, ganancia o prdida en el nivel de los tanques, etc.

Planchada Subestructura

Dentro de los equipos y accesorios del sistema de levantamiento tenemos:

Malacate: Consiste en un cilindro alrededor del cual el cable de perforacin se enrolla permitiendo el movimiento de la sarta hacia arriba o hacia abajo, adems, transmite la potencia para hacer girar la mesa rotatoria, los carretos auxiliares y sistemas de enrosque y desenrosque de tubera.

Bloque viajero: compuesto de un conjunto de poleas mltiples por dentro de las cuales pasa el cable de perforacin y sube nuevamente hasta el Bloque Corona. Su funcin es la de proporcionar los medios de soporte para suspender las herramientas.

Gancho: Es una herramienta localizada debajo del Bloque Viajero al cual se conectan equipos para soportar la sarta de perforacin

Bloque viajero y ganchoGancho y elevadores

Elevadores: constituyen un juego de abrazaderas que agarran la sarta de perforacin para permitirle al perforador bajar o subir la sarta hacia y desde el hoyo.

Cable de perforacin (guaya): eest constituido de acero de 1 1/8 a 1 3/4 de dimetro. Esta hecho de alambres de acero y es bastante complejo. Ha sido diseado para cargas pesadas, por lo cual debe ser seleccionado segn el peso que tendr que soportar.

Llaves de potencia: Comnmente llamadas tenazas, se usan conjuntamente con las cuas para hacer las conexiones de tubera y para realizar viajes. Permitiendo enroscar y desenroscar la tubera de perforacin.

Cuas: Son piezas de metal ahusado y flexibles con dientes y otros dispositivos de agarre, empleadas para sostener la tubera en la mesa rotatoria alternativamente durante un viaje y evitar que se resbale hacia adentro del hoyo cuando se est conectando o desconectando la tubera.

Sistema de Rotacin

Es el encargado de proporcionar la rotacin necesaria a la sarta para que la mecha pueda penetrar la corteza terrestre hasta las profundidades donde se encuentran los yacimientos. Este sistema lo conforman:

Unin giratoria o swivel KellyMesa rotatoriaKelly bushingSarta de perforacin

La Sarta de perforacin: est compuesta de tubera de perforacin y una tubera especial de paredes gruesas llamada Portamechas o Lastrabarrenas.

Cuadrante o Junta Kelly: Es un tramo de la tubera de forma cuadrada hexagonal o triangular cuyo objetivo es transmitir el movimiento de rotacin de la mesa rotatoria a la sarta de perforacin.

La Mesa Rotatoria: Es una maquinaria sumamente fuerte y resistente que hace girar el cuadrante y a la sarta de perforacin.

La mesa rotatoria trasmite la rotacin al Kelly bushing y este a su vez al Kelly que esta directamente conectado a la sarta de perforacin. La rotacin es necesaria junto con el peso de la broca para ocasionar la ruptura de la roca y de esta manera avanzar en la perforacin.

El ensamblaje rotatorio que puede ser convencional o top drive

Sistema Top Drive

Los taladros de perforacin actuales estn equipados con el sistema Top Drive, en esta situacin ya no requieren la mesa rotatoria y todos los equipos involucrados incluidos el Kelly. Consiste en que la sarta de perforacin y el ensamblaje de fondo reciben la energa para su rotacin, desde un motor elctrico que va colgado del Bloque Viajero. El equipo cuenta con un Swibel integrado, un manejador de tubera, el cual posee un sistema para enroscar y desenroscar tubera, una cabeza rotatoria y vlvulas de seguridad.

Herramientas de la sarta de perforacin

La sarta de perforacin se compone de tubera de perforacin y el ensamblaje de fondo (BHD).La siguiente lista representa las herramientas de una sarta de perforacin tpica.

Las Broca de Perforacin: Para la eleccin del tipo de broca que debe usarse, se tiene que tomar en cuenta varios factores como el tipo de formacin a perforar y la profundidad. Existen varios tipos de brocas y entre ellas estn: de rodillos o conos, de diamantes naturales, diamantes sintticos y de arrastre o friccin

Broca de Diente Natural Broca de Diamante Policristalino

Broca Triconica de Insertos

Bit sub: es una herramienta de fondo que permite conectar la broca con los drill collars, mide un poco ms de 1 pie y sus conexiones son caja-caja. La caja inferior permite conectar con la broca y la caja superior conecta con el drill collar.

Mud motor: estos motores estn compuestos por una turbina de fondo que es accionada o rotada por el fluido de perforacin bombeado desde la superficie a gran presin

MWD: es una herramienta que mide mientras perfora y enva una seal por medio de los pulsos a travs del lodo hasta superficie, esta seal es convertida en informacin direccional del pozo.

Cross over sub: son herramientas de fondo que permiten conectar tuberas o herramientas de diferentes tipos de conexiones. Estos miden entre 2 y 4 pies de longitud y pueden ser macho- macho, macho-hembra, hembra-hembra.

Float sub: es una herramienta de fondo que permite receptar una valvula flotadora ubicada encima de la broca y tiene la finalidad de impedir el ingreso de fluido desde espacio anular hacia el interior de la sarta de perforacin con esto muchas veces se evita el taponamiento de la broca y el mal funcionamiento de las herramientas de control direccional.

Estabilizadores: son herramientas ubicadas en intervalos apropiados a lo largo del ensamblaje de fondo (BHA) y cumple la funcin de estabilizar el pozo mecnicamente.

Drill collar espiralado: cumplen la funcin principal de suministrar peso a la sarta de perforacin. Sin embargo, por su forma espiralada permiten que la seccin del tubo apegada a la pared del pozo no haga contacto completo con ella y de esa manera permita el flujo del lodo.

Heavy weight drill pipe: son tubera pesante pera ms fcil de manipular que los drill collar.

Martillos de perforacin: durante la perforacin de un pozo no se est libre de problemas de pega de tubera. Es por ello que en toda sarta de perforacin debe estar instalado un martillo hidrulico o mecnico. El martilleo puede ser producido hacia arriba o hacia abajo dependiendo del problema especfico del pozo.

Drill pipe: tubera de perforacin son los tubos usados para continuar progresando en la perforacin y prcticamente ms del 90 por ciento de la tubera usada en el pozo es drill piper

Sistema de Circulacin

Este sistema es el encargado de mover el fluido de perforacin en un circuito cerrado de circulacin, succionndolo de los tanques activos y envindolo por medio de las lneas de descarga hacia la cabria, y pasando luego a travs de las conexiones superficiales, de la sarta de perforacin, de las boquillas de la mecha y delos espacios anulares hasta retornar nuevamente a los tanques activos, pasado por los equipos separadores de slidos.Los componentes del sistema de circulacin son:

El fluido de perforacin Tanques activos Bombas de lodo Conexiones superficiales Sarta de perforacin Espacios anulares Lnea de retorno Equipos separadores de slidos

Sistema de PotenciaLa energa requerida por un taladro de perforacin para perforar un pozo de petrleo debe ser entre 1500 y 2000 caballos de potencia HP. Esta puede ser abastecida por un arreglo de 3 a 5 generadaores. Durante el diseo del taladro se deben establecer los requerimientos de energa para cumplir con las condiciones extremas de perforacin del pozo. El sistema de potencia debe abastecer al sistema de levantamiento, sistema top drive, bombas de lodos y dems accesorios.

Constituido por motores de combustin interna, los cuales generan la fuerza o energa requerida para la operacin de todos los componentes de un taladro de perforacin.En un taladro de perforacin se necesitan varios motores para proveer esta energa, depender del tamao y capacidad de la torre, l nmero de motores a utilizar. La energa producida es distribuida al taladro de dos formas: mecnica o elctrica

Transmisin de Potencia Mecnica: La fuerza que sale de los motores se une, o sea que los motores se juntan a travs de uniones hidrulicas o convertidores de torsin y con cadenas y poleas, las cuales igualan la fuerza desarrollada por cada motor y transmitida por un fluido hidrulico para girar un eje que sale de la unin o convertidor.Los ejes de transmisin se unen mecnicamente con poleas y cadenas, las cuales tienen la misma funcin que una correa de goma entre dos poleas. A este arreglo de cadena y polea se le conoce como central de distribucin, permitiendo que la fuerza generada por cada motor se pueda utilizar conjuntamente. La central de distribucin a su vez transmite la fuerza de los motores hasta la mesa rotatoria y el malacate.

Transmisin de Energa o Potencia Elctrica:

En la actualidad se utilizan motores Diesel para generar energa elctrica en los taladros de perforacin, los cuales dan energa a grandes generadores elctricos.Los generadores producen electricidad que es transmitida a travs de cables al engranaje elctrico de conmutadores y control. Desde este punto de electricidad fluye a travs de cables adicionales hasta motores elctricos que estn directamente conectados a diversos equipos como el malacate, bombas de lodo y la mesa rotatoria Existen ventajas entre el sistema elctrico y el sistema mecnico, ya que elimina la transmisin por cadenas que es altamente complicada

Sistema de Seguridad

El evento menos deseado durante la perforacin de un pozo son las arremetidas y los reventones. La arremetida es la intrusin de hidrocarburos (gas o Petrleo) o agua salada, una vez que se pierden los controles primarios conformados por el mantenimiento ptimo de las condiciones del fluido de perforacin como lo son: densidad, reologa, etc. Estas condiciones del lodo deben ser monitoreadas por el Ingeniero de Lodos y por unidades especializadas, con la finalidad de detectar anomalas rpidamente y poder atacarlas sin prdida de tiempo. Una vez perdidos estos controles primarios, se tendr en el pozo un reventn que no es ms que una manifestacin incontrolada de fluidos a alta presin.

Es el sistema diseado para cerrar el pozo en caso de contingencia y para permitir el desalojo de arremetidas ocurridas durante el proceso de perforacin o reacondicionamiento. Este sistema est integrado por:

Vlvulas de seguridad, Carreto de perforacin, Mltiple de estrangulacin, Unidad acumuladora de presin, Tanques de viajes, Separadores de gas y lnea de venteo.

Bibliografa http://achjij.blogspot.com/2009/04/partes-principales-de-un-taladro-de.html http://achjij.blogspot.com/2012/03/sistemas-del-equipos-de-perforacion.html Sistema del Taladro (sin autor) El Taladro y sus componentes (sin autor )