Perforación Herramientas y Equipos

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL

COMAHUE

Perforación I

Garrido Ricardo Hernán (Neuquén- Argentina)


TRABAJO PRÁCTICO Nº 1

Equipos de Perforación y sus componentes

Terrestres:

Convencionales

Móviles Ensamblables

Inclinados

Autotransportables

Normales

Clasificación de Equipos de Perforación


Marinos: Barcos

Flotantes Gabarras Autotransportables

Semisumergibles

Plataformas

Apoyados Gabarras Semisumergibles

en fondo

Jack ups



Convencionales: Típicamente se fabrican en configuraciones liviana, mediana y pesada. Se movilizan empleando camiones de carga pesada y grúas. Los equipos livianos sólo pueden perforar unos pocos miles de pies. Los grandes son capaces de perforar por encima de los 20,000 pies

Equipos Terrestres


Equipos Terrestres

Especificaciones de Equipos Convencionales


Ensamblables:

Equipos Terrestres


Autotransportables Normales:

Equipos Terrestres


Autotransportables Inclinados:

Equipos Terrestres


Automáticos

Equipos Terrestres


Top Drive Incorporado y Perforador.

Automatico.

Cabina de Comando aislada de plataforma.

Cuña de sondeo automatica.

Llaves de fuerza automaticas (Power Tong).

Guinche hidraulico integrado con el mastil, para manejo de tuberia, casing y otras cargas.

Enroscador de Casing con sello para circular.

Rapido Armado de BOP.

Equipos Terrestres


Especificaciones de equipos automáticos:

Equipos Terrestres


Plataformas:

Equipos Marinos


Gabarras Semisumergibles:

Equipos Marinos


Jack Ups:

Equipos Marinos


Semisumergibles:

Equipos Marinos


Barcos Perforadores:

Equipos Marinos


Según la profundidad de perforación:

Ligeros: 3000-5000 ft 1000-1500 m

Medianos: 5000-10000 ft 1500-3000 m

Pesados: 10000-16000 ft 3000-5000 m

Ultrapesados: 16000-25000 ft 5000-7000 m



Según la potencia necesaria:

Livianos: 1000-1200 HP

Medianos: 1200-2000 HP

Pesados: 2000-2500 HP

Ultrapesados: >2500 HP



Sistema de Potencia

Sistema de Transmisión de Energía

Sistema de Izaje

Sistema de Rotación

Sarta de Perforación

Sistema de circulación del Lodo

Sistema de Prevención de

Surgencias

Componentes de un Equipo de Perforación


Sistema diesel mecánico (convencional):

Sistema de Potencia


Sistema diesel eléctrico cd/cd:

Sistema de Potencia


Sistema diesel eléctrico ca/cd:

Sistema de Potencia


Motor Eléctrico

Sistema de Potencia


Motores Diesel

Sistema de Potencia


Transmisión mecánica:

En este sistema la energía es

transmitida desde los motores

hasta el cuadro de maniobras, a

través de un ensamble conocido

como la central de distribución,

la cual está compuesta por

embragues, uniones, ruedas de

cabilla, cadenas, correas,

poleas y ejes, todos los cuales

funcionan para lograr la

transmisión de energía.



Transmisión eléctrica: Las instalaciones diesel-eléctricas utilizan motores

diesel, los cuales le proporcionan energía a grandes generadores de

electricidad. 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 cuadro de

maniobras, las bombas de lodo y la mesa rotary.




Generadores


Componentes:

Cuadro de maniobras

Tambor

Frenos del tambor

Carretel de almacenamiento

Anclaje de la línea muerta

Corona

Aparejo

Línea móvil

Línea muerta

Sistema de Izaje


Cuadro de maniobras (malacate): El cuadro de maniobras (en pocas

palabras es la caja de cambios de un vehículo), es el componente

del equipo de perforación al cual llega la potencia motriz necesaria

para la operación y allí es derivada según las necesidades.

Sistema de Izaje


Tambor: Es un componente del Cuadro de maniobras. Es el encargado de

enrollar o soltar el cable que va hacia la corona para sostener el aparejo.

Sistema de Izaje


Sistema de Izaje

Tambor


Frenos del tambor:

Freno mecánico: El sistema de frenos hace posible que el perforador

controle fácilmente las cargas de las tuberías de perforación o de

revestimiento. El freno mecánico puede parar la carga de inmediato. La

mayoría de las instalaciones tienen por lo menos dos sistemas de frenos,

uno auxiliar.

Sistema de Izaje


Frenos del tambor:

Freno auxiliar: Generalmente es hidráulico (hidromático) o eléctrico, ayuda

al freno del tambor principal cuando las cargas son máximas para que no se

cristalice ni empasten las cintas de ferrodo del freno mecánico con las altas

temperaturas de trabajo.

Sistema de Izaje


Carretel de almacenamiento: Es un tambor que almacena el cable de

perforación. Se ubica bajo la mesa de trabajo.

Sistema de Izaje


Cable de Perforación: Debe soportar desgaste y ser flexible para que en su recorrido por las

poleas el tanto doblarse y enderezarse no debilite su resistencia. Difieren en el número de torones y en el arreglo ó trenzado de los hilos (o alambres) en cada uno de ellos.

Sistema de Izaje


Anclaje de la línea muerta: Es el elemento donde se fija la línea muerta que

va desde el carretel de almacenamiento hasta el sistema corona-aparejo y

finaliza en el tambor del cuadro de maniobra. Se encuentra montado sobre

la subestructura.

Sistema de Izaje


Corona: Es el andamiaje superior de la torre en donde se sitúan las poleas

y permite el movimiento del bloque viajero. Soporta todo el peso de la

herramienta. Los diámetros de las poleas del bloque corona van de 42” a

72”.

Sistema de Izaje


Aparejo: Se utiliza para obtener mayor ventaja mecánica en subir o bajar los

enormes pesos que representan las tuberías. Es una pieza muy robusta

que puede pesar entre 1.5 y 11 toneladas y tener capacidad de carga entre

58 y 680 toneladas.

Sistema de Izaje


Línea móvil: Es la parte del cable que sale del cuadro de maniobras hacia

el bloque de la corona. Se llama línea viva o línea móvil, porque se mueve

mientras se baja o se sube el bloque del aparejo.

Línea muerta: Es el extremo del cable que corre del bloque de la corona al

carretel de almacenamiento donde se asegura, llamándose a esta parte

del cable línea muerta, porque no se mueve una vez que se ha asegurado.

Sistema de Izaje

Línea muerta Línea móvil


Amelas: Son un juego de eslabones de acero macizo. Se colocan en el

aparejo y estas a su vez se enganchan en el elevador de barras para

sacar el tiro.

Sistema de Izaje


Elevador: Es un mecanismo de bisagra que se cierra alrededor de la barra

de sondeo u otros componentes (por ejemplo el trozo elevador) para

facilitar el levantamiento o el descenso de los mismos hacia el interior del

pozo. Se sostiene del aparejo a través de las amelas.

Sistema de Izaje


Mástil: Es una estructura de

acero con capacidad de soportar

todas las cargas verticales y el

empuje máximo provocado por

el viento. Debe tener la altura

suficiente para sacar tuberías de

hasta 3 tiros (aprox. 27m).

Sistema de Izaje


Sistema de Izaje

Mástil


Peine: Encastres que sirven para estivar los tiros de sarta de perforación (

barras de sondeo, portamechas y heavy weigth) que se retiran del pozo.

Sistema de Izaje


Piso de Enganche: Lugar de

trabajo del enganchador

cuando es necesario retirar la

sarta de perforación del pozo.

Sistema de Izaje


Subestructura: Esta sirve para soportar el piso de trabajo y además, proveer

un espacio bajo el piso para colocar los sistema preventores.

Sistema de Izaje


Sistema de Izaje


Guinche Neumático:

Se lo utiliza para mover

tubería y otras herramientas

en el piso de perforación. Se

trata de un guinche de aire

que contiene un tambor con

cable de alambre.

Sistema de Izaje


Plano inclinado y Planchada:

Sistema de Izaje


Pipe Racks (Caballetes):

Lugar donde se almacenan las tuberías (barras de sondeo, portamechas,

casing).

Sistema de Izaje


Mouse Hole:

Es un tubo de gran diámetro que se extiende por debajo de la

subestructura, en esta se almacena la próxima barra que se va a agregar a

la sarta durante la perforación.

Sistema de Izaje


Existen dos sistemas principales de rotación en los equipos de

perforación.

Mesa Rotary.

Top Drive.

Motor de Fondo

(Accesorio adicional de la sarta).



MESA ROTARY

Tiene dos objetivos principales:

Convertir la potencia mecánica

o eléctrica de entrada a la

transmisión en torque de

rotación transferido a la

columna de sondeo en el

pozo.

Sostener todo el peso de la

sarta mientras se le agregan

o quitan accesorios.




MESA ROTARY


Las mesas rotary son de diferentes diámetros, las dos más utilizadas son:

23” y 27.1/2”.



ACCESORIOS DE LA MESA ROTARY

Cuadrante de la mesa rotary:

Es el alojamiento donde

va el buje maestro, que

permiten acuñar los

tubulares y transmitir

el torque de la mesa al

vástago a través del buje

de impulso.



Buje Maestro (Máster Bushing):

Provee una superficie cónica para el alojamiento de las cuñas (sin

desgastar la mesa).

Transmite el torque a través de un sistema de “encastre” para el buje de

impulso.



Buje de Impulso (Kelly Bushing):

El buje maestro le transmite el par al buje de impulso, y este con unos

rodillos por cada cara del vástago le transmite su movimiento y de allí al

resto de la sarta.



Vástago (Kelly): El vástago transmite la rotación a la sarta de perforación y

al trepano, además sirve como pasadizo para que el fluido de perforación

baje hacia el pozo. Es una pieza de tubo cuadrada o hexagonal de un metal

pesado que mide aproximadamente 36 pies (11 m) y que forma el extremo

superior de la sarta.



Los diámetros del vástago pueden ser: 3 ½”, 4 ¼” y 5 ¼”.



Rathole:

Es un tubo de gran

diámetro que se extiende

por debajo de la

subestructura, donde se

coloca el vástago al

momento de entubar o de

sacar herramienta.



Unión Giratoria o Cabeza de

Inyección:

Tiene tres funciones básicas:

Soportar el peso de la sarta

de perforación.

Permitir que la sarta de

perforación gire libremente.

Proveer un sello hermético

y un pasadizo para que el

lodo de perforación pueda ser

bombeado por la parte

superior de la sarta.



Kelly Spinner: Es un

dispositivo mecánico para

girar al vástago, de bajo de

esfuerzo de torque, útil

solamente para comenzar

el empalme con el vástago.



TOP DRIVE

Algunos equipos usan un sistema de

Top Drive para rotar la sarta de

perforación. Tiene un potente motor,

o motores, y un drive shaft. La

cuadrilla une la sarta de perforación al

drive shaft. Cuando el motor rota el

drive shaft hace rotar la sarta de

perforación.

El top drive va sobre guías o rieles,

llamados guide rails o tracks, los

cuales evitan que toda la unidad rote.




TOP DRIVE


Ventajas del Top Drive:

Reducen el tiempo de perforación.

Manipulación de la sarta de forma rápida y segura.

Permite la rotación y circulación de la sarta de perforación en

cualquier momento y en cualquier punto en el pozo.

Permite una respuesta rápida a las patadas de pozo durante

viajes de tubería .

En pozos direccionales u horizontales ayuda a prevenir la pega de

tubería.

La potencia de rotación se puede graduar mejor que al usar una

mesa rotaria.



Desventajas del Top Drive:

Su mantenimiento es mas costoso.

Representa peso adicional que desgasta más rápido la línea de perforación.

Debido a su tamaño, son difíciles de mover en equipos que necesitan ser

desarmados.



Motores hidráulicos accionados

mediante un tornillo energizado por la

circulación del fluido de perforación.

Va colocado en la parte inferior de la

sarta de perforación, justo arriba del

trepano.

Hay de dos tipos:

De bajas vueltas y alto torque.

De altas vueltas y bajo torque.


MOTOR DE FONDO


Transforma la fuerza hidráulica,

(Lodo de perforación) en fuerza

mecánica (Rotación), aliviando el

trabajo de la sarta y equipo de

perforación, llegando a reemplazar

totalmente la perforación rotatoria.


MOTOR DE FONDO


Transmiten peso y energía al trepano para poder triturar la

roca. Esta compuesta por:

Barras de Sondeo (Drill pipe).

Heavy Weight.

Portamechas.

Trepano.



Barras de sondeo (Drill pipe):

Conforman la parte superior de la

sarta de perforación, son el vínculo

entre la BHA (Botom Hole

Assembly) y el vástago o al Top

Drive. Es un tubo de acero delgado

con dos tool joint, uno en cada uno

de sus extremos.



Para definir con exactitud una barra de sondeo, es necesario indicar:

Diámetro exterior

Peso

Grado de acero

Condición

Longitud

Tipo de unión

Rosca



Los diámetros de las barras de sondeo son: 2 3/8”,

2 17/8”, 3½”, 4½” y 5½”.

Están diseñadas para trabajar a tracción, por lo

que la sarta de drill pipe nunca debe ser sometida

a esfuerzo de compresión.

Se fabrican en 3 rangos de longitud:

Rango I < 6m de longitud.

Rango II ≈ 9.15m de longitud.

Rango III ≈13.5m de longitud.



Los diferentes grados de acero en que se construyen son: E-75 X-95 G-105 S-135 La letra indica la composición del acero y el número el límite de fluencia en

miles de libras.

De acuerdo a su estado las barras de sondeo tienen otra clasificación:

Nuevas

C-2

C-3

Rezago



Tool Joints: Son conexiones cónicas, soldados al cuerpo de las barras en

los extremos, es la zona de mayores concentraciones de tensión.

Macho Hembra



Barras de Sondeo



Cuñas para barras de sondeo:



Heavy Weigth: Es un

elemento que se utiliza

para transmitir peso al

trepano y está diseñada

para trabajar tanto a

tracción como a

compresión. Sus diámetros

son los mismos que los

utilizados para las barras

de sondeo. Tienen paredes

mas gruesas, por lo que

son mas pesados

(aproximadamente el triple).



Portamechas (Drill Collars): Forman parte del BHA (equipo de fondo), tienen

paredes gruesas, y son muy pesados. La función es colocar peso sobre el

trépano y lograr las condiciones de trabajo deseadas, no tienen tool joint, es

decir las roscas macho y hembra son talladas sobre el cuerpo del

portamechas.



Las longitudes de los portamechas son similares a la de las barras de

sondeo, sus principales características son:



Hay dos tipos básicos de portamecha, lisos y con estrías en forma de

espiral. Los PM lisos se usan bajo condiciones normales. Los PM con

espiral se usan cuando existe la posibilidad de que la tubería se pegue.



Portamechas



Trozo Elevador: Es un elemento que se enrosca al porta mechas para

elevarlo, tiene el mismo alojamiento que la barra de sondeo, para poder

trabajar con el mismo elevador de barra de sondeo.



Cuña para portamechas (drill Collar):



Collar de seguridad (Collarín C- Safety Clamp):



Indicador de Torque de Ajuste:



Llaves: Son utilizadas para apretar y soltar tubería. Usan dos tipos de llaves para hacer esto.

Lead tong, esta aplica torque para apretar o aflojar la conexión.

Aguantadora o back up tong, esta evita que la junta inferior gire mientras la lead tong torquea la junta superior.



Cabeza de Gato: Las llaves se utilizan junto con cabezas de gato

especiales o guinches unidos al malacate. Cuando se conectan a la sarta,

el perforador activa la cabeza de gato en el malacate. Esta tira de la línea

conectada a la llave, ejerciendo una fuerza considerable sobre el brazo de

la llave y aplicando un torque sobre la junta.



Llave Automática de Ajuste:



Trépanos (o Barrenas): Son los encargados de triturar la roca y perforar un diámetro determinado de agujero, esto lo realiza mediante rotación y por el peso que la sarta ejerce sobre ellos. Los diámetros mas comunes son:

- 36”

- 26”

- 24”

- 17 1/2”

- 12 1/4”

- 8 3/4”

- 8 1/2”

- 6 1/8”

- 6”

- 4 3/4”



Trépanos Cónicos: Este tipo de trépanos tienen conos de acero que ruedan, cuando el trepano gira. Los cortadores están en los conos. Mientras que los conos ruedan en el fondo del pozo, los cortadores raspan o trituran la roca en cortes muy pequeños.

El lodo de perforación que sale a través de las boquillas, quitan los recortes.

Estos trépanos tienen de dos a cuatro conos, pero la gran mayoría son solo de tres conos.




Trépanos Cónicos


Existen dos tipos de trépanos cónicos disponibles:

a) Trépanos con dientes de acero.

b) Trépanos con insertos de carburo de Tungsteno.



Trépanos de Cabeza Fija: Estos

no tienen conos que rueden

independientemente en el

trepano, mientras esta en

movimiento rotatorio. Los

cortadores fijos a la cabeza del

trepano raspan o trituran la roca

con el movimiento de esta.



Los tres tipos de trépanos con cortadores fijos son:

a) Policristalinos de Diamantes Compactos PDC (cortadores de diamantes

artificiales y de carburo de tungsteno).

b) De Diamante (cortadores de diamantes naturales).

c) Corazonadores (cortadores de coronas).



Estabilizadores: Poseen aletas helicoidales del mismo diámetro que el

trepano con el cual se perfora. Se utilizan para mantener, aumentar o

disminuir en ángulo de perforación.


ADICIONALES A LA SARTA


Ensanchadores: Es una herramienta utilizada para perforar diámetros

mas grandes que los que hace el trepano. Se los suele utilizar cuando no contamos con trépanos de gran tamaño.




Martillos (o tijeras): Usualmente los martillos de perforación se colocan

en la parte superior del BHA, con portamechas ubicados encima y

debajo de los jars. Al activarse, el martillo proporciona un golpe fuerte a

la porción de la sarta que se encuentra pegada, liberándola.




Measure While Drilling (MWD): Estas herramientas registran las

condiciones de fondo de pozo transmitiéndolas a superficie. Muchas

herramientas MWD crean pulsos en el lodo de perforación, estos

pulsos llevan la información de fondo de pozo a superficie a través de

la sarta de perforación.

La información recolectada incluye:

Dirección en la cual el trepano esta

perforando.

Torque.

Carga sobre el trepano.



Garrido Ricardo Hernán (Neuquén- Argentina) Garrido Ricardo Hernán (Neuquén- Argentina)

Cross Over Sub: Se usan para conectar tubos de diferentes diámetros.




La función principal del sistema circulación es bombear el lodo hacia el

interior del pozo, a través de la columna de perforación, y retornarlo a la

superficie por el espacio anular entre la sarta de perforación y las paredes

del pozo.

Una vez en superficie el lodo recorre una serie de instalaciones diseñadas

para separar los recortes de perforación (cutting) y para acondicionar y

almacenar fluido de reserva.

Sistema de Circulación del Lodo


Funciones del Lodo de Perforación:

Lubricar y Refrigerar el trepano.

Contener las presiones de formación.

Remover y Transportar los recortes de perforación hacia la superficie.

Estabilizar las paredes del pozo.

Medio de transporte de información.



Los elementos esenciales que componen el sistema son:

Piletas de lodo (mud tanks).

Bombas de lodo y sus líneas (mud pumps).

Cañería de lodo (stand pipe).

Manguera rotaria o Manguerote (rótary hose).

Cabeza giratoria (swivel).

Línea de succión (suction line) y de retorno (return line).



PILETAS DE LODO (Mud Tanks):

Permite mantener una existencia de fluido limpio suficiente para toda la

operación. El equipo de perforación cuenta con varias piletas de acero

interconectadas entre si, donde se trata y almacena el lodo de perforación.



Podemos clasificar las piletas según su función, estas son:

Piletas de tratamiento de Sólidos: Recibe el lodo del interior del pozo con

los recortes para aplicarle los procesos de separación de sólidos. Una ves

tratado el lodo pasa ala pileta de succión.

Piletas de Succión: Almacena el lodo que esta listo para ser circulado al

pozo. En esta etapa el lodo debe estar libre de sólidos y de gases.

Piletas Químicas: Se usan para mezclar con el lodo distintos tipos de

agregados químicos para luego circularlos al pozo.



TRIP TANK: Se utiliza para recibir y suministrar lodo durante las maniobras

de sacado o bajado de la herramienta. Cuenta con un indicador de nivel y

una bomba centrifuga impulsada por motor eléctrico para inyectar el lodo.

Este tanque o pileta, se denomina como viajero, porque se emplea

solamente cuando se efectúan maniobras de sacar herramienta

principalmente.



BOMBAS DE LODO (Mud Pumps): Extraen el lodo de la pileta a través de

la línea de succión y lo bombean por la línea de descarga hacia el circuito.

Los equipos grandes emplean 3 o 4 bombas combinadas. • Una bomba de lodo tiene: - Un extremo del fluido “fluid end”, -Un extremo de potencia “power end” - Válvulas de entrada. -Válvulas de descarga.




BOMBAS DE LODO


Fluid End : Contiene los pistones y las camisas que succionan y descargan

lodo.




Power End : Alberga el ensamblaje del eje y el engranaje que mueve

los ensamblajes del pistón en el Fluid End.


Amortiguador de Pulsaciones (Pulsation Dampener):

Está conectado a la línea de descarga y suaviza las variaciones de presión

creadas por los pistones. El nitrógeno presurizado que se encuentra dentro

de ella, amortigua dichas variaciones. Sin un dampener, las variaciones de

presiones de lodo podrían causar: vibración, daños y desgaste del equipo.




Amortiguador de Pulsaciones


Las bombas de lodo son bombas de desplazamiento positivo, algunas de

las cuales producen hasta 5.000 psi.

Son accionadas por motores diesel o eléctricos.

Las bombas pueden ser dúplex (doble efecto) o triplex (efecto triple).



Dúplex: Son bombas de doble acción, es decir, desplazan fluidos en las dos

carreras del ciclo de cada pistón mediante válvulas y descargas en ambos

lados de la Camisa. Cuando el pistón se desplaza en su carrera de

enfrente, al mismo tiempo succiona por la parte posterior y viceversa.


BOMBAS DE LODO


Triplex: Son bombas de acción sencilla, es decir, el pistón desplaza fluido

solamente en su carrera de enfrente y no succiona. Debido a esto, las

bombas triples necesitan mantener las camisas llenas de fluido y esto se

logra a través de bombas centrífugas.


BOMBAS DE LODO



BOMBAS DE LODO

Quintuplex: Estas bombas son utilizadas en la circulación de lodo en

perforación de pozos someros y medianos, y perforación desviada con

su potencia y mecanismo operativo distribuidos en el patín.


CAÑERIA DEL LODO: La bomba

mueve el lodo por la línea de descarga

(alta presión) haciendo que este suba

por la stand pipe. La stand pipe lleva el

lodo hasta aproximadamente la mitad

de la altura de la torre. A partir de esta

posición el lodo es bombeado a través

del manguerote.



MANGUEROTE (Rotary Hose): Es una manguera de acero flexible,

reforzada, por la cual circula el lodo hasta la cabeza de inyección y permite

que esta se mueva hacia arriba y hacia abajo en la torre.



CABEZA GIRATORIA (Swivel): Recibe el lodo a través del cuello de ganso

y un conducto dentro de la cabeza lleva el lodo a alta presión por el interior

de la Kelly y la sarta de perforación.

Al llegar al trepano el lodo remueve los recortes de perforación y retorna

por espacio anular entre la sarta y el pozo.



LÍNEAS DE CONDUCCIÓN Son las líneas de succión y descarga que llevan el fluido a través del

sistema hasta el swivel. 1. Línea de Succión. 2. Línea de Descarga de la Bomba. 3. Línea de Conducción a la torre. 4. Manguera Rotaria.



Líneas de Conducción



LINEA DE RETORNO: Al llegar a la altura de los B.O.P, por encima se

encuentra lo que se denomina T de salida, que consiste en un tubo vertical

que en su parte superior, sale un conducto lateral que vincula con el cajón

de la zaranda, completando el circuito cerrado de circulación.



EQUIPO DE PREPARACIÓN DE

LODO:

Las cuatro rutinas principales con el

sistema de fluidos son:

1. Preparación Inicial

2. Densificación (incremento del peso

o densidad del lodo)

3. Dilución (Reducción del peso o

densidad del lodo)

4. Tratamiento / acondicionamiento

(cambios en la química del lodo) Un

dispositivo en forma de embudo se

emplea para agregar en forma

rápida materiales sólidos al lodo

utilizando el principio del vacío

creado por el flujo estrangulado

(tubo venturi / principio de Joule)



EQUIPO DE TRATAMIENTO DE SÓLIDOS

El fluido de perforación que retorna del pozo contiene recortes de roca y

algunas veces gas. Todo esto debe extraerse antes que el lodo sea

recirculado nuevamente.

Estos equipos cuentan con:

Zaranda (Shale Shaker).

Desarenador (Desander).

Desilter.

Desgasificador.

Limpiador de lodo (Mud Cleaner).

Bomba Centrifuga.

Agitador de lodo (Mud Agitator).



ZARANDA (Shale Shaker): Las zarandas son equipos con mallas

vibratorias que separan los recortes mas grandes producidos por el trepano

del lodo que retorna del pozo. Separa hasta 70 μm.



DESARENADOR (Desander): Esta diseñado para manejar grandes

volúmenes de fluido y remover sólidos livianos que pasaron por la zaranda.

Separa hasta 40 μm.



DESILTER: Tiene el mismo principio de funcionamiento que el

desarenador, pero con mayor cantidad de conos y de menor diámetro.

Separa por mayor velocidad recortes o sólidos de tamaño sílice. (20 μm)



DESGASIFICADOR: Permite la separación continua de pequeñas

cantidades de gas presentes en lodo para evitar la reducción de la densidad

del mismo y la eficiencia de la bomba de lodo.



DESGASIFICADOR



LIMPIADOR de LODO ( Mud Cleaner): Es un sistema de separación de dos

etapas. La primera consta de un desilter de 12 o mas hidrociclones de 4”,

luego pasa por una zaranda con una malla de 3.5 μm.



Mud Cleaner (7 µm)



BOMBA CENTRIFUGA: 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.



Características de la Bomba centrifuga:

Suministra el fluido de perforación para la bomba de pistones en forma continua.

Se instala en la línea de succión de la bomba de lodos para succionar directamente de la presa y alimentar la succión de la bomba de pistones.

Es una bomba tipo Centrífuga , operada con motor diesel o, más comunmente, con motor eléctrico.



BOMBA CENTRIFUGA



AGITADOR de LODO (Mud

Agitator ): Agitan el lodo en los

tanques para evitar que se

precipite, manteniendo uniformes

las propiedades del fluido de

perforación. Un tipo particular es

el de paletas.



Tanques o presas de lodo:

Son contenedores metálicos que facilitan el almacenamiento y

manejo del fluido de perforación.

1. Presa de Asentamientos.

2. Presa de Tratamiento.

3. Presa de Succión.

4. Presa Ecológica de Recortes.



Conteiners



Los fluidos en la formación se

encuentran bajo presión, al

perforar, esta presión puede

escapar a la superficie. Un

conjunto de válvulas

preventoras de surgencia se

usa para evitar que los fluidos

de la formación lleguen a la

superficie. Estas válvulas

preventoras se conocen como

BOPs (Blow Out Prevents).

Sistema de Prevención de Surgencias


El conjunto de componentes de la cabeza de pozo y las BOP, conforman el equipo para controlar el pozo, compuesto por:

1. BOP anular.

2. BOP tipo exclusa.

3. Drilling spool.

4. Válvula manual de la kill line

(manual FL gate valve).

5. Válvula de la choke line (hydraulic FL gate valve).

6. Válvula unidireccional.

7. Single U BOP.

8. Casing head spool (sección B).

9. Casing head housing (sección A).



BOP anular:

Tienen la capacidad de cerrar sobre cualquier objeto dentro del pozo,

barras de sondeo, portamechas, herramientas, pozo vacío, etc.



BOP tipo exclusa:

Hay varios tipos de exclusas que cierran sobre diferentes tipos de herramientas:

De cierre parcial: Cierran sobre barras de sondeo.

Ciegas: Cierran sobre el pozo vacio.

De corte y cierre total: Son capaces de cortar cualquier tipo de tubería y cerrar el pozo totalmente.



Drilling Spool : Es un carretel de desgaste que vincula la cabeza de pozo

con las válvulas de seguridad.

Tiene dos salidas laterales; en una de ellas se conecta la línea va al choke

manifold (derivador de flujo) y en la otra se conecta la Kill line, que va a las

bombas.



Válvula de la Choke Line: La choke line es una tubería a través de la cual fluyen los fluidos que salen

del pozo hacia el Choke Manifold cuando se cierran las BOP. Esta línea es necesaria para tener una forma de circular la patada que viene con el lodo.

Válvula de kill line y Válvula Unidireccional: Ambas están conectadas ala línea de alta presión llamada kill line, que se

puede utilizar para ahogar el pozo en condiciones extremas.



Single U BOP:

Es una válvula exclusa simple, ya sea de cierre parcial o total.



Casing Head Housing (sección A) : Va roscada a la cañería guía luego de

cementado este este tramo. De esta sección ira colgado el próximo casing

(tubería intermedia) por medio de una cuña.



Casing Head Spool (sección B):

Tiene dos empaquetadores secundarios, que protegen las uniones

débiles, sirven para hermetizar las secciones de cabeza del pozo. Si esta

fuese la ultima sección, esta será la que sostiene el casing de

producción..



UNIDAD ACUMULADORA

Funciona con un fluido hidráulico a presión, que proporciona la potencia

hidráulica necesaria para accionar todas las válvulas. Cuando el perforador

activa la unidad de operación, bombea fluido hidráulico a través de líneas y

dentro del BOP. La presión abre o cierra las válvulas preventoras.




COMANDOS DE BOP - ACUMULADORES


UNIDAD ACUMULADORA



COMANDO A DISTANCIA

Permiten operar remotamente el acumulador desde la posición del

maquinista y/u otros lugares. Se conecta el sistema de válvulas de

accionamiento a un panel de control remoto, con válvulas neumaticas a

través de una manguera multitubo, que envían señales neumaticas a los

actuadores.



CHOKE MANIFOLD

El equipo circula la patada a través del choke para mantener una

contrapresión en el pozo. Con esto se evita que más fluido de

formación siga entrando al pozo. Simultáneamente se puede circular

la patada fuera del pozo y densificar el lodo de perforación para

ahogar el pozo.




CHOKE MANIFOLD


Perforación Herramientas y Equipos

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