APLICACIONES

· Con base en el estudio realizado de los equipos de perforación, exponer las características principales del equipo en que se encuentre laborando

(perforación ó de mantenimiento).
Mástil (marca, tipo y capacidad):
Máquinas:
Malacate:
Bombas de lodo:
Generadores:
Cable de perforación y tipo de ancla:
Números de viajes aproximados para su transporte:
Tiempo programado de instalación y desmantelamiento:
Otros:

· Realizar una planeación de desmantelamiento, transporte e instalación del equipo en que labora. Anotando las medidas de seguridad y protección  ambiental en las tres actividades.

LISTA DE VERIFICACIÓN ANTES DE IZAR Ó ABATIR EL MÁSTIL - IV

LISTA DE VERIFICACIÓN ANTES DE IZAR Ó ABATIR EL MÁSTIL - II

LISTA DE VERIFICACIÓN ANTES DE IZAR Ó ABATIR EL MÁSTIL - I

Antes de izar o abatir el mástil, es necesario realizar la inspección de su equipo con el apoyo de una lista de verificación que se proporcionó en el manual para Perforador-Cabo, así como aplicar la lista de los “puntos críticos”. No olvidar que antes de iniciar las operaciones, se debe de realizar la plática de seguridad y de las actividades por realizar, con el personal del equipo, así mismo dar instrucciones para verificar que el personal cuente con el equipo de seguridad personal completo. 

A continuación se presenta la información de las capacidades de izaje y frenado de algunos malacates y del guarnido de aparejos, como un apoyo en la instalación del equipo (Tabla 13.4, Fig. 13.12 y Fig. 13.13).

SUPERVISIÓN DE LOS COMPONENTES CRÍTICOS DEL MÁSTIL

Sabemos bien que el mástil se arma en posición horizontal y posteriormente es levantado ó izado hasta una posición vertical, en esta operación algunas partes del mástil estarán sujetas a un esfuerzo considerable debido a la resistencia de su propio peso para levantarlo. A éstas partes del mástil se le denomina “Puntos críticos” y debido a su importancia se recomienda supervisarlos y revisar minuciosamente que se encuentren en buenas condiciones. Puntos críticos: 

1. Poleas de izaje

 2. Brida igualadora (Tipo “A”) 

3. Estribo de la polea de izaje 

4. Ancla del cable(guía, tornillos y pernos) 

5. Grapa del ancla(pochitoca) 

6. Tornillos que sujetan ala grapa(Grado 5) 

7. Sensor verificado y en condiciones 

8. Pernos en el malacate y con chavetas 

9. Soldadura en la base del caballo 

10.Candado principal 

11.Soquets y el izaje de la brida 

12.Base de la brida de izaje 

13.Los cables auxiliares sujetos a las piernas del mástil 

14.Los cables del guarnido y guía 

15.Poleas de la corona y viajera (block)

PLANEACIÓN Y PROGRAMACIÓN DE LA INSTALACIÓN O DESMANTELAMIENTO DE UN EQUIPO - II

Para la actividad de programación se describen todas las actividades por realizar, aplicando todos los recursos planeados, como se menciona en el ejemplo del manual para Perforador-Cabo (Capítulo 14. “Instalación y Desmantelamiento de equipos”).

PLANEACIÓN Y PROGRAMACIÓN DE LA INSTALACIÓN O DESMANTELAMIENTO DE UN EQUIPO - I

En el movimiento de equipos se deben considerar los factores que intervienen en la selección de recursos humanos, equipos y materiales, acorde a las características de cada uno de ellos. Es por esto, que de acuerdo al tipo y diferentes características de los equipos, se requiere actividades y procedimientos adecuados a los mismos para la instalación y desmantelamiento. Sin embargo, las secuencias de las operaciones en su mayor parte se generalizan, siendo una guía el ejemplo proporcionado en el manual para Perforador-Cabo. 

Todo el gabinete electrónico, gabinete de control, radiadores, casetas de plantas de luz, la unidad operadora de los preventores, etc. Se conceptúan dentro del equipo que requiere trato especial por sus mismas características de construcción y la vibración a que se someten durante el transito a la nueva localización ó a los talleres, por lo que se debe tomar las medidas que eviten de alguna forma someterlos al máximo a esfuerzos que pudieran causar daños a las partes que lo integran. En toda operación son necesarias en forma preliminar las actividades de planeación y programación para el buen desarrollo y seguridad de la misma y lograr los objetivos. Desde un punto de vista en forma sencilla, podemos decir que la planeación contesta la pregunta ¿Qué se debe hacer?, y la programación ¿Cómo se debe hacer? Planear el desmantelamiento, transporte e instalación de un equipo, es determinar las metas y métodos para alcanzarlas, el siguiente diagrama le proporciona una guía para esta actividad:

Malacate:

Es la unidad de potencia más importante de un equipo. Por lo tanto, su selección requiere de un mayor cuidado al adquirir los equipos o, en su caso, al utilizarlos en un programa especifico. Los malacates han tenido algunos cambios evolutivos, pero sus funciones son las mismas. 

Es un sistema de levantamiento en el que se puede aumentar o disminuir la capacidad de carga, a través de un cable enrollado sobre un carrete. 

El malacate está instalado en una estructura de acero rígida. Esto permite que pueda transportarse con facilidad de una localización a otra (figura 13.11) Considerando que todos los componentes de un equipo son adecuados, la capacidad del equipo se limita a la carga que el malacate pueda levantar y sostener con seguridad.

Combinaciones de aparejos - III

Con el mismo número de poleas, pero con el ancla en la polea viajera (Fig.13.10) 

Conclusiones:
1. La carga real ejercida sobre el mástil es mayor que la carga por levantar.
2. A medida que aumenta el número de poleas, disminuye la carga real sobre el mástil.
3. Fijar la línea muerta sobre la polea viajera reduce la carga del mástil.
4. El uso de poleas disminuye la fuerza necesaria entre las líneas para mover una carga dada

Combinaciones de aparejos - II

Con aparejo de 3 poleas en la corona y 2 viajeras y ancla en la pierna del mástil (Fig.13.9)

Combinaciones de aparejos - I

El número de poleas y el arreglo del cable a través de ellos son importantes. Un fenómeno del sistema de aparejo de poleas es que la carga real en la estructura es mayor que el peso real levantado. Análisis de esfuerzos en el mástil debido a la combinación de aparejos. 

Con una polea (Fig.13.8)

Ejemplo: de un aparejo de una polea - III

Figura 13.7

Ejemplo: de un aparejo de una polea - II

En la figura 13.7 el sistema de elevación es diferente. El cable se encuentra enrollado alrededor de 3 poleas en la corona y 2 en la polea viajera (anclado a la pierna del mástil). Sin embargo, se requiere hacer el mismo trabajo. Es decir, levantar la tubería a 0.3 m en un segundo y conocer los caballos de fuerza (HP) necesarios para levantar dicho peso aplicando la misma fórmula.

HP = Fuerza x distancia/ (75 x tiempo)

La distancia que recorre el cable en el malacate para levantar a 0.3 m la carga en este sistema (4 líneas) será:

Distancia recorrida en el malacate
= número de líneas x distancia recorrida por la carga.
Distancia recorrida en el malacate
= 4 x 0.3 = 1,2 m
Fuerza del malacate
= Peso de la carga / núm. de línea del cable aplicando
Fuerza del malacate = 136,200 Kg. / 4 líneas
= 34,050 kg
Trabajo del malacate = Fuerza x Distancia
Trabajo = 34,050 Kg. x 1.2 m = 40,860 Kg.-m
Potencia = Trabajo / tiempo
Potencia = (40,860 Kg.-m) / 1 seg. = 40,860 kg-m/seg.
HP = (kg-m/seg.) / 75
HP = (40860) / 75 = 544.8
H.P requeridos =544.8

Ejemplo: de un aparejo de una polea - I

El peso (W) de la tubería que está dentro de un pozo es de 136,200 Kg y se eleva a 0.3 m. por lo tanto se realiza un trabajo que se expresa:
Trabajo =fuerza x distancia
Trabajo =136,200 x 0.3 = 40,860 Kg x m
Si la carga se levanta en un segundo, se tendrá una potencia que se expresa con la fórmula siguiente:
Potencia = trabajo/tiempo
Trabajo = 40860 kg x m
Potencia = 40860 kg x m/s
En el cálculo de los caballos de fuerza (HP) que son necesarios para
efectuar el trabajo anterior se desarrolla lo siguiente.
La unidad normal de potencia es el caballo de fuerza (HP)y se expresa en el sistema métrico como:
1 caballo fuerza (H.P) = 75 Kg x m/seg.
1 kg x m/seg = 1 H.P
75
H.P = (40860) / 75 = 544.8
H.P requeridos = 544.8

En este ejemplo (Fig.13.6), la distancia del recorrido del cable en el malacate es la misma que recorre la carga, dado que el enrollado del cable es directo.

Sistema de elevación

El factor más importante para el diseño es la SARTA DE TRABAJO.
Diseño de sistema de elevación.
El punto de partida en el diseño de un equipo de elevación debe ser el sistema de aparejo de poleas. La potencia en caballos de fuerza (H.P) requerida para levantar las sartas de trabajo se calcula con la siguiente fórmula.
H.P = Fuerza (F) x velocidad (v).
Si F en Kg y v en m/seg. y 1 H.P = 75 Kg x m/seg. = 4500 kg x m/min
Nota: La formula no incluye pérdidas por fricción; cuando éstas se toman en cuenta queda claro que las necesidades de potencia serán mucho mayores.
Sistema de aparejo de poleas.
Para reducir la fuerza requerida y sacar la tubería se utiliza el dispositivo mecánico: llamado sistema de aparejo de poleas (figura 13.6)

Transmisión de energía

Se tienen dos métodos comunes utilizados para transmitir la potencia hasta los componentes de la instalación: el mecánico y el eléctrico. 

En una instalación de transmisión mecánica, la energía se transmite desde los motores hasta el malacate, las bombas y otra maquinaria. Se hace a través de un ensamble de distribución que se compone de embragues, uniones, ruedas dentadas, poleas y ejes. 

En una instalación diesel eléctrica, los motores suministran energía a grandes generadores que a su vez producen electricidad que se transmite por cables hasta un dispositivo de distribución y de éste a los motores eléctricos que van conectados directamente al equipo: el malacate, las bombas de Iodo y la mesa rotaria. 

Una de las ventajas principales del sistema diesel - eléctrico sobre el sistema mecánico; es la eliminación de la transmisión de la central de distribución y la transmisión de cadenas, así como la necesidad de alinear la central de distribución con los motores y el malacate. Los motores se colocan lejos del piso de instalación, reduciendo así el ruido de los motores.

Sistema de energía - IV

Sistema de energía - III

3) Los equipos de perforación con sistema c.a. /c.d. (corriente alterna/corriente directa) están compuestos por generadores de c.a. y por rectificadores de corriente (alterna a directa) scr' s (silicon controlled rectifier). Obtienen una eficiencia de un 98%; cuya energía disponible se concentra en una barra común (PCR) y puede canalizarse parcial o totalmente a la maquinaria de perforación (rotaria, malacate y bombas) que se requiera. 

La ventaja de este sistema es tal que, en un momento dado y de acuerdo a las necesidades, toda la potencia concentrada en las barras podría dirigirse o impulsar al malacate principal teniendo disponible una potencia de 2000 H.P. (Fig. 13.5).

Sistema de energía - II

2) Los equipos de perforación con sistema c.d./c.d. usan generadores y motores de corriente directa que tiene una eficiencia aproximada de un 95%. La eficiencia real en conjunto con la maquinaria de perforación es de 87.5% debido a pérdidas adicionales en los requisitos de fuerza de los generadores por inducción en el campo, soplador de enfriamiento, temperatura en conmutador, escobillas y longitud del cable alimentador. En este sistema, la energía disponible se encuentra limitada por la razón de que sólo un generador c.d. se puede enlazar eléctricamente a un motor c.d. dando por resultado 1600 H.P; disponibles para impulsar el malacate (Fig. 13. 4).

Sistema de energía - I

Para llevar a cabo los trabajos de perforación se cuentan con tres tipos principales de equipos, de acuerdo al sistema generador de potencia:

1. Sistema diesel mecánico (convencional)
2. Sistema diesel eléctrico c.d./c.d.
3. Sistema diesel eléctrico c.a./c.d

1) Los equipos de perforación diesel mecánicos (convencional) son aquéllos en que la transmisión de energía - desde la toma de fuerza del motor diesel de combustión interna - hasta la flecha de entrada de la maquinaria de perforación (malacate, rotaria y bombas de Iodo), se efectúa a través de convertidores de torsión, flechas, cadenas, transmisiones, cuya eficiencia mecánica varía y generalmente anda por el orden de 60% promedio (Fig. 13.3).