¿Qué es la Tecnología Top Drive? Un TO TOP P DR DRIVE IVE es un mot motor or elé eléctr ctrico ico o hid hidráu ráulic lico o sus suspen pendid dido o en el pun puntal tal (mástil (mástil)) de una plataforma de perforación !ue hace "irar el taladro # la sarta # mecha de perforación # se utili$a en el proceso de perforación del po$o% Usando una unidad superior elimina la necesidad de !ue la tradicional &ell# # mesa "iratoria # reduce la cantidad de tra'ao manual # los ries"os asociados !ue tra tradic dicion ionalm alment ente e han aco acompa mpaad ado o est esta a tar tarea% ea%Par Para a los pr produ oducto ctores res # con contra tratis tistas tas de perforación utili$ando la técnica de accionamiento superior se traduce en una ma#or eficiencia en sus operaciones%
La comprensión de la diferencia TESCO. *on la sel selecc ección ión más amp ampli lia a # ma# ma#or or n+m n+mero ero de car caract acter, er,sti sticas cas e-c e-clus lusi. i.as as TE TE/*O /*O 0rri'a 0rri'a unidades unida des repre representa sentan n el está estándar ndar mundi mundial al en tecn tecnolo", olo",a a de acci accionami onamiento ento super superior ior%% 0m'os hidráulicos # eléctricos principio unidades están disponi'les para .enta o al!uiler a lar"o pla$o las aplicaciones # actuali$aciones de e!uipos de perforación% Una selección de modelos unto con accesorios en el lu"ar de instalación de fá'rica de la super.isión # la formación "aranti$ar !ue el cliente reci'e un .alor real pa ra su unidad de in.ersión 0rri'a 0rri'a TE/*O%
Como ninguna ora selección. Desde el más "rande de la costa o en los estilos con.encionales puntal a las pe!ueas unidades mó.ile mó. iles s mon montad tadas as en cam camion iones es ha# una uni unidad dad TE TE/* /*O O par para a sat satisf isface acerr sus nec necesi esidad dades% es% Disponi'le a partir de 122 3P a 4562 3P TE/*O permanente eléctrica superior unidades son la opción ideal para modernas torres (la tierra o el mar) con la suficiente ener",a eléctrica% Unidades hidráulicas principio disponi'le a partir de 172 3P a 4826 3P con autónomos diesel .i.as son la opción tradicional para portátiles o de instalación para .ol.er a encender ma#ores plataformas mecánicas%
!acilidad de insalación. 9olsas de se"uridad estándar en tres contenedores de transporte TE/*O Unidades pueden ser transportados de manera fácil # costea'le por camión ferrocarril o por mar% Tam'ién pueden di.idirse en pe!ueos módulos para la entre"a en helicóptero o como car"a aérea% Una .e$ en el lu"ar TE/*O 0rri'a unidades pueden instalarse en menos de 81 horas en la ma#or,a de las plataformas de perforación con poca o nin"una modificación a la plataforma%
!acilidad de operación. TE/*O la unidad superior del panel de control está diseado para ser fácil de entender # operado por el perforador% En el sitio TE/*O control está disponi'le para a#udar a lo"rar el má-imo rendimiento superior unidad de perforación% Especialmente capacitado super.isores conocer los procesos de perforación as, como los e!uipos de TE/*O # proporcionar el mantenimiento de los e!uipos # la capacitación para la perforación de la tripulación%
"ersailidad "ersa ilidad en su me#or momeno. En climas e-tremadamente fr,os un pat,n de una sola pie$a de construcción está disponi'le para permitir el mantenimiento # el funcionamiento del motor en temperaturas inferiores a menos 12
"rados cent,"rados% /e han operado a 67 "rados cent,"rados con los pa!uetes opcionales de alta temperatura% Para plataformas marinas o en otros lu"ares donde el espacio es una prima la unidad de potencia puede di.idirse # se apilan con un &it de apilado TE/*O% /i el ruido am'iental es un e-amen .arios edificios insonori$adas están disponi'les para disminuir el sonido de los motores diesel sistemas hidráulicos%
En 4:;5 comien$a el desarrollo del DD< (Derric& Drillin"
762 3?% @a demanda por el incremento de la capacidad de tor!ue resulto en el desarrollo de 8 .ersiones del Top Dri.e el DD< 622>762 E@ # el DD<762 3? de alto tor!ue am'os lan$ados en 4:;:% En 4::5 se introduce en el mercado un motor Top Dri.e de 8%422 3p # ;%;22 A%m% de tor!ue de salida con este e!uipo se perforo un po$o direccional de 48%222 m% Es o'.io !ue en las +ltimas décadas la perforación con Top Dri.e ha .enido a ser el método predominante de perforación en po$os offshore% 0l presente hemos e-perimentado !ue operaciones cr,ticas en po$os onshore son perforados usando sistemas de Top Dri.e% @a perforación de un po$o es la +nica forma de sa'er si ha# depósitos de hidrocar'uros en el sitio donde la "eolo",a propone !ue se podr,an locali$ar% @a profundidad de un po$o es .aria'le dependiendo de la re"ión # de la profundidad a la cual se encuentra la formación seleccionada con posi'ilidades de contener hidrocar'uros comerciales% 3a# po$os !ue .an desde los 4%622 metros # o tros !ue superan los 42%222 metros de profundidad%
0demás de considerar lo anterior # factores !ue .an desde los costos !ue implica el al!uiler de las herramientas de perforación el tiempo !ue toma en perforar cada po$o factores de se"uridad # otrosB fueron los !ue o'li"aron de al"una manera la '+s!ueda de nue.as tecnolo",as para lle.ar a ca'o la perforación% /i 'ien se indica !ue el /istema Top Dri.e es costoso tam'ién es necesario indicar los m+ltiples 'eneficios !ue implica su adopción dentro las tareas de perforación% Tanto las .entaas de este sistema como aspectos técnicos operati.os # de se"uridad son los !ue se e-pondrán en el presente documento%
$.
DE!%&%C%O&
DEL
S%STE'(
TO)
D*%"E
El /istema Top Dri.e puede definirse como una herramienta de manera "eneral pero siendo más precisos podemos definirlo como un motor eléctrico o hidráulico !ue se suspende en cual!uier tipo de mástil de un e!uipo de perforación% Esta herramienta se encar"a de hacer rotar la sarta de perforación # el trépano% El sistema de top dri.e reempla$a las funciones de una mesa rotaria permitiendo rotar la sarta de perforación desde el tope usando una ca'e$a de in#ección propia en lu"ar de la ca'e$a de in#ección .ásta"o # mesa rotaria con.encionales% 0demás el sistema se manea a control remoto desde la consola del perforador%
+. ,E&E!%C%OS DEL S%STE'( TO) D*%"E •
/e instala fácilmente en cual!uier tipo de mástil o torre de perforación con lasm,nimas
•
modificaciones # frecuentemente en un solo d ,a% /ustitu#e a la
•
perforación de manera directa%
•
asociados !ue tradicionalmente acompaan a la tarea% *apacidad de enroscar las cone-iones dándoles un tor!ue adecuado%
•
Perfora secciones de :2 pies (4 tiro) reduciendo el tiempo de cone-iones al eliminar
•
dos tercios de las mismas% Reali$a toma de n+cleos en inter.alos de :2 pies sin necesidad de tener !ue hacer
•
cone-iones% En la perforación direccional mantiene la orientación en inter.alos de :2 pies
•
reduciendo el tiempo de super.isión (sur.e# time) meorando el control direccional% 0pto para toda operación de perforaciónF direccional hori$ontal 'ao 'alance
•
perforación de "as o aire control de po$o pesca etc% Reduce el ries"o de aprisionamiento de la sarta por su ha'ilidad de rotar # circular al
•
mismo tiempo%
!ue el pre.entor de ca'e$a rotario empa!uen alrededor de un tu'o redondo en lu"ar de •
alrededor de un &ell# cuadrante o he-a"onal% /e tiene para perforación en tierra (Onshore) o costa fuera (Offshore)
-. CO')O&E&TES DEL S%STE'( TO) D*%"E -. CO')O&E&TES
)*%'(*%OS.
En primera lu"ar tenemos los componentes primarios llamados as, por!ue son parte de la herramienta !ue se instala en el mástil del e!uipo de perforación% Estos componentes de'ido a la uni.ersali$ación # conocimiento dentro la industria petrolera se halla en el idioma in"lés unto a al"uno de ellos se indica su posi'le traducción en espaol% •
Tor!ue trac& (huella de torsión)
•
Optional sGi.el (unión "iratoria opcional)
•
Tor!ue 'ushin" (coinete de tor!ue)
•
/Gi.el su' (su' unión "iratoria)
•
E-tend frame (e-tensión del arma$ón)
•
Huill (pluma)
•
•
@oad nut (tuerca de car"a)
•
Pipe handler assem'l# (arre"lo del asa de la tu'er,a)
•
Tilt assem'l# (mecanismo de inclinación)
•
/ta''in" .al.e (.al.ula pun$ante)
•
/a.er su' (su' ahorrador)
•
ra''er assem'l# (lla.e de contrafuer$a)
•
9ail assem'l# (arre"lo del esla'ón)
•
Ele.ator (ele.ador)
Fig. 1. Panel de Perforaciones
-.$
CO')O&E&TES
SEC/&D(*%OS
Denominamos a estos as, por!ue son principalmente elementos de apo#o pero a+n as, ca'e aclarar !ue sin ellos e l /istema en su totalidad no funcionar,a% @os principales componentes secundarios lo conformanF el Panel de Perforaciones (Drillers Panel) <ódulo de Poder (PoGer
)anel
de
perforaciones
0Drillers
)anel1
El Panel de Perforaciones es un ta'lero de acero ino-ida'le e!uipado con todos los controles o mandos los indicadores luminosos instrumentos de medición # conectores re!ueridos para operar el Top Dri.e desde la posición del perforador% Todos los mandos son de 81 .oltios (D*)% 3a# dos ca'les principales compuesto a su .e$ por otros 5= ca'les cada uno con una función espec,fica% Uno de ellos conecta el módulo de poder (poGer module) al panel del perforaciones # otro conecta el Top Dri.e tam'ién con panel del perforaciones%
Fig. 2. Panel de Perforaciones
'ódulo
de
)oder
0)o2er
'odule1
@os /istemas Top Dri.e de carácter hidráulico .ienen complementadas con 'om'as hidráulicas de diferentes clases% Estas 'om'as en.,an un fluo hidráulico a tra.és de un 'ucle cerrado un sistema de alta presión hacia el motor del Top Dri.e el cual pro.ee la rotación a la pluma (!uill)% 9om'as adicionales en.,an un fluo hidráulico a tra.és de un sistema au-iliar al Top Dri.e permitiendo la operación de .arias funciones automáticas as, como la circulación del aceite hidráulico a tra.és de una filtración # de un sistema de enfriamiento antes de retornar hacia el depósito% El módulo de poder tam'ién contiene un ta'lero eléctrico !ue acepta una entrada de 1;2 o 722 .oltios 0* de los "eneradores del e!uipo de perforación # lo con.ierte a otro .oltae para !ue de esta manera puedan operar los componentes eléctricos del /istema Top Dri.e%
,ucle
de
Servicio
0Service
Loop1.
El 9ucle de /er.icio es un conunto de l,neas !ue permiten la comunicación de los elementos !ue comprenden al /istema Top Dri.e% El 9ucle de /er.icio en.,a # reci'e comunicación eléctrica desde el módulo de poder # el panel de perforación as, como el fluo hidráulico hacia # desde el Top Dri.e% Es de alta importancia !ue se da al momento de instalar estas l,neasB de'iendo tener el cuidado para !ue no se daen por el le.antamiento o se .ean o'struidas en medio de la torre% El 9ucle de /er.icio no de'er,a de estar en contacto con nin"una parte de la torre%
Elevadores
3idr4ulicos
035draulic
Elevaors1.
@os ele.adores automáticos eliminan la necesidad de tener a una persona operándolos manualmente% Esto da la capacidad de a'rir # cerrar los ele.adores en posiciones sumamente altas de 930 (9ottom 3ole 0ssem'l#) # reduciendo de la misma forma la e-posición del operario a los ries"os adicionales asociados con operaciones manuales de los ele.adores%
Fig. 3. Elevadores Hidraúlicos
"4lvula
a6orradora
de
lodo
5
(cuador
0'ud
Saver
"alve
and
(cuaor1
Estos son elementos !ue act+an como parte del /istema de se"uridad del Top Dri.e% @a Vál.ula ahorradora de lodo unto con el actuador remoto act+an como una .ál.ula de pre.ención de re.entones de emer"encia similar a un 9OP% El 0ctuador esta diseado pa ra a'rir o cerrar la .ál.ula ahorradora de lodo en cual!uiera punto en la torre% Es cr,tico !ue el 0ctuador nunca funcione mientras la pluma (!uill) este "irandoB esto puede daar los componentes internos # lle.ar al fracaso del actuador%
Fig. 4. Válvula ahorradora de lodo
7.
!/&C%O&('%E&TO
DEL
TO)
D*%"E
Es necesario hacer mención !ue dentro el /istema Top Dri.e como cual!uier otra tarea se identifica inter.enciones de carácter manual # de carácter automati$adoB este +ltimo !ue caracteri$a al /istema Top Dri.e%
7.
!/&C%O&ES
(/TO'(T%8(D(S.
Están comprendidas por las operaciones de E-tensión Inclinación Operación de la @la.e de *ontrafuer$a (ra''er)% E-tensión% Esta operación permite al Top Dri.e u'icarse por encima la ratonera (mouse hole) lu"ar donde se aloarán las tu'er,as !ue han de 'aarse para la perforación del po$o%
4%
Es acá donde el Top Dri.e 'aa # se e-tiende hasta la ratonera (mouse hole)%
8%
Reali$a la cone-ión por medio de la pluma (rotación del !uill) con la tu'er,a aloada en la ratonera (mouse hole)%
5%
El Top Dri.e inicia su ele.ación por la torre unto a la tu'er,a conectada @os 5 pasos mencionados anteriormente se repiten 5 .eces #a !ue el Top Dri.e nos ofrece la facilidad de perforar por tiros (4 tiro J :2 pies J 5 tu'er,as)%
%nclinación
de
los
Esla9ones
0Lin:
Til1.
Aormalmente conocido como 0fian$adores estos pueden ser inclinados hacia delante unos 56K # hacia atrás unos 66K mo.iendo de esta manera al ele.ador # permitiendo reali$ar di.ersas tareas asociadas con el maneo tu'er,as de forma se"ura # reduciendo el tiempo en las operaciones% 1) Durante la ele.ación los esla'ones (lin& tilt) # el ele.ador se afian$an a la tu'er,a para otor"arle un meor sostenimiento%
Operación
de
la
Llave
de
Conrafuer;a
0
El @la.e de *ontrafuer$a o ra''er act+a como una tena$a !ue permite al momento del enros!ue # desenros!ue de las tu'er,as otor"ar un adecuado tor!ue% Aormalmente el ra''er necesita una presión por encima de los 4222 psi para poder efectuar su de'ida operación de afiance% *a'e recordar !ue esta presión pro.iene del <ódulo de Poder (PoGer
7.$
)*OCESO
DE
)E*!O*(C%=&.
3a# !ue tener en cuenta !ue con este nue.o sistema se de'e adherirse a las mismas prácticas operati.as de se"uridad # procedimientos utili$ados en perforación rotaria con.encional% 0ntes de cual!uier manio'ra con el Top Dri.e se de'e tener en cuenta !ue este ocupa mucho más espacio en el piso de la torre de lo !ue el Cell# lo haceB as, !ue el tra'ao de'e mantenerse li're de o'stáculos !ue pudiesen interferir con el mo .imiento de la herramienta # del mismo personal% *uando el Top Dri.e se esta mo.iendo a tra.és de la torre se de'e estar mu# al tanto en todo momento de la posición !ue el operario .a#a a ocupar # !ue el Top Dri.e este ocupando #a !ue no siempre se lo podrá .er% El Procedimiento 9ásico de Perforación con Top Dri.e es el si"uienteF 4) /e 'aa el Top Dri.e # se e-tiende hasta por encima de la ratonera (mouse hole) 8) /e reali$a la cone-ión por medio de la pluma (rotación del !uill) con la tu'er,a aloada en la ratonera (mouse hole)% @a cone-ión se lle.a a ca'o dentro la caa de cone-ión (thread 'o-) donde la lla.e de contrafuer$a ("ra''er) # la pluma !uill le aplican el tor!ue necesario% 5) El Top Dri.e se ele.a a lo lar"o de la torre unto a la tu'er,a conectada
1) Durante la ele.ación los esla'ones (lin& tilt) # el ele.ador se afian$an a la tu'er,a para otor"arle un meor sostenimiento 6) /e procede a reali$ar la cone-ión se utili$an las lla.es cadenas para sostener la tu'er,a !ue se encuentre suspendida en la mesa rotaria a#udándonos del mismo modo a una efecti.a cone-ión% @a lla.e de contrafuer$a ("ra''er) # la pluma (!uill) se encar"arán de otor"arle el tor!ue adecuado% 7) Una .e$ hecho la cone-ión se procede a retirar las cuas de perforación (slips) de la mesa de perforaciónB lue"o desde la ca'ina del perforador se acti.an las 'om'as de lodo e inmediatamente se acti.a la función de perforación% 0l mismo tiempo se asi"na a la pluma (!uill) el RP< indicado (Re.oluciones por minuto) #a sea incrementando o reduciendo el fluo hidráulico pro.eniente de las 'om'as% /e de'e tomar en cuenta !ue ser,a demasiado cr,tico !ue el actuador no funcione mientras la pluma (!uill) este rotando #a !ue esto daar,a los componentes internos # conducir,a a una falla del actuador% ?a !ue sin fluido de perforación no ha# un funcionamiento efecti.o de las herramientas% =) /e encuentra ahora el e!uipo #a perforando # se de'e de tener controlando los datos o'tenidos del Panel del Perforador # demás instrumentos de medición% (Presiones # Vol+menes)%
7.+
!/&C%O&ES
'(&/(LES.
9ásicamente las funciones manuales (operaciones donde inter.ienen directamentelos operarios) comprenden a!uellas !ue inclu#en la perforación con.encionalB claro esta !ue con este sistema •
ha# 'eneficios !ue se tornan en .entaas% Estas operaciones sonF @impiado de las tu'er,as # el piso de la mesa% Uso de las lla.es cadenasF Aecesarias para austar # desaustar las tu'er,as en 'oca de
•
po$o% •
Puesta de las *uas de Perforación (/lip)F Permiten sostener la tu'er,a en la mesa rotaria # e.itar !ue res'ale dentro del po$o cuando se está conectando o desconectando con el
•
Top Dri.e% *ontrol de las mediciones # datos del Panel de perforaciones (Driller Panel)F Uno de las funciones principales e importantes del cual el encar"ado de perforación unto con la coordinación de todo el pe rsonal determinarán el é-ito de la pe rforación%
