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


Clasificación de Equipos de Perforación

Terrestres: Convencionales Móviles

Ensamblables Inclinados Autotransportables Normales



Marinos: Flotantes

Barcos Gabarras Autotransportables Semisumergibles Plataformas

Apoyados en fondo

Gabarras Semisumergibles Jack ups




Equipos Terrestres 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

Especificaciones de Equipos Convencionales


Equipos Terrestres 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 Marinos

Plataformas:


Equipos Marinos

Gabarras Semisumergibles:


Equipos Marinos

Jack Ups:


Equipos Marinos

Semisumergibles:


Equipos Marinos

Barcos Perforadores:


Equipos Marinos

Barcos Perforadores:



Según la profundidad de perforación: 

Ligeros:

3000-5000 ft



Medianos:



Pesados:

10000-16000 ft

3000-5000 m



Ultrapesados: 16000-25000 ft

5000-7000 m

5000-10000 ft

1000-1500 m 1500-3000 m



Según la potencia necesaria: 

Livianos:

1000-1200 HP



Medianos:

1200-2000 HP



Pesados:



Ultrapesados:

2000-2500 HP >2500 HP


Componentes de un Equipo de Perforación



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


Sistema de Potencia 

Sistema diesel mecánico (convencional):



Sistema diesel eléctrico cd/cd:



Sistema diesel eléctrico ca/cd:


Sistema de Potencia Motor Eléctrico


Sistema de Potencia Motores Diesel


Sistema de Transmisión de Energía



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.


Sistema de 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.


Sistema de Transmisión de Energía Generadores




Sistema de Izaje

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.



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 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.



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.



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.



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.



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”.



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.



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. 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.



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 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.



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


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:



Pipe Racks (Caballetes): Lugar donde se almacenan las tuberías (barras de sondeo, portamechas, casing).



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 Rotación 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.


Sistema de Rotación MESA ROTARY


Sistema de Rotación MESA ROTARY


Sistema de Rotación 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.


Sistema de Rotación  



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.


Sistema de Rotación 

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.


Sistema de Rotación 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:

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



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.


Sistema de Rotación TOP DRIVE



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





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.



MOTOR DE FONDO 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.


Sarta de Perforación 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 

Diámetro exterior



Peso



Grado de acero

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Condición



Longitud



Tipo de unión



Rosca

necesario indicar:





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


Sarta de Perforación Barras de Sondeo


Sarta de Perforación 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).


Sarta de Perforación 

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.


Sarta de Perforación Las longitudes de los portamechas son similares a la de las barras de sondeo, sus principales características son:


Sarta de Perforación 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.


Sarta de Perforación Cuña para portamechas (drill Collar):



Collar de seguridad (Collarín C- Safety Clamp):


Sarta de Perforación 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.


Sarta de Perforación 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.


Sarta de Perforación 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).


Sarta de Perforación ADICIONALES A LA SARTA 

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.



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.



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 

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.


Sistema de Circulación del Lodo

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.



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.


Sistema de Circulación del Lodo 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).




Sistema de Circulación del Lodo 

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.


Sistema de Circulación del Lodo BOMBAS DE LODO



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


Sistema de Circulación del Lodo Power End : Alberga el ensamblaje del eje y el engranaje que mueve los ensamblajes del pistón en el Fluid End.


Sistema de Circulación del Lodo 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


Sistema de Circulación del Lodo 

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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).


Sistema de Circulación del Lodo BOMBAS DE LODO 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.



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.



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.



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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.


Sistema de Circulación del Lodo 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) Garrido Ricardo Hernán (Neuquén- Argentina)


EQUIPO DE TRATAMIENTO DE SÓLIDOS

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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.


Sistema de Circulación del 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.


Sistema de Circulación del Lodo BOMBA CENTRIFUGA



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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.


Sistema de Circulación del Lodo Conteiners


Sistema de Prevención de Surgencias 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).





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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).


Sistema de Prevención de Surgencias 

BOP anular: Tienen la capacidad de cerrar sobre cualquier objeto dentro del pozo, barras de sondeo, portamechas, herramientas, pozo vacío, etc.





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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.

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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..


Sistema de Prevención de Surgencias 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


Sistema de Prevención de Surgencias UNIDAD ACUMULADORA


Sistema de Prevención de Surgencias 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.


Sistema de Prevención de Surgencias 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.


Sistema de Prevención de Surgencias CHOKE MANIFOLD


Sistema de Prevención de Surgencias CHOKE MANIFOLD


Perforación Herramientas y Equipos

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