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).

Datos prácticos para la capacidad del mástil

Componentes de un equipo de perforación terrestre - Ejemplo 2

¿Cuál será la capacidad del mástil antes señalado si la carga a levantar (carga suspendida) es de 200,000 lb y si se cuenta con un arreglo de poleas de seis líneas? 

Capacidad mástil = (Carga suspendida x Núm. de cables totales)/ (h x Núm. de cables de la polea viajera) + peso corona + peso polea viajera.

Sustituyendo

C.M. = (200 000 lb x 8)/ (0.88 x 6)+6000 lb = 309,030.3 lb

Cap. del mástil con 4 líneas: Es igual 8.75 la tensión del cable (peso al

gancho/núm. de líneas)

Cap. del mástil con 6 líneas: Es igual 11.25 la tensión del cable (peso al

gancho/núm. de líneas)

Cap. del mástil con 8 líneas: Es igual 13.75 la tensión del cable (peso al

gancho/núm. de líneas)

Cap. del mástil con 10 líneas: Es igual 16.25 la tensión del cable (peso al

gancho/núm. de líneas)

A continuación se presenta una tabla calculada con la tabla de datos prácticos:

Componentes de un equipo de perforación terrestre - Ejemplo 1

¿Qué porcentaje de la capacidad (h ) de diseño del mástil (2 piernas) puede utilizarse si se tienen seis líneas en la polea viajera y ocho líneas en la corona con la línea muerta fija a una pierna derecha del mástil?

Datos:

T = Tensión en cada cable = W/6

Carga total en el mástil = 8 T

(T = tensión)

Carga centrada absorbida por cada una de las piernas del mástil = 6T/2 = 3T

Carga de la línea rápida 0.5 T.

Carga total en una pierna = carga centrada + carga

Línea muerta + carga línea rápida

Sustituyendo:

Carga total en una pierna = 3T + 1T +0.5 T = 4.5 T

(h ) eficiencia = (carga real/carga equivalente) x 100 = (8T/9T) x 100 = 88.88 %

Componentes de un equipo de perforación terrestre - II

Mástil: 

Es una estructura de acero con capacidad para soportar seguramente todas las cargas verticales, las cargas que excedan la capacidad del cable, y el empuje máximo de la velocidad del viento. La plataforma de trabajo tiene que estar a la altura apropiada para sacar la tubería del pozo en secciones de tres juntas de tubo (Iingadas) que miden aproximadamente 27 m. dependiendo del rango de la tubería. Se erige sobre una subestructura. Ésta sirve para dos propósitos principales, a) soportar el piso de perforación, así como facilitar espacio para el equipo y personal y b) proveer espacio debajo del piso para alojar los preventores de reventones.

La subestructura no sólo soporta el peso de la mesa rotaria, sino el peso completo de la sarta, cuando está suspendida por las cuñas. Los mástiles se clasifican de acuerdo a su capacidad para soportar cargas verticales y a la velocidad del viento que pueda soportar de lado. El mástil debe soportar el peso de la sarta en todo momento, mientras la sarta está suspendida del block de la corona y cuando descansa en la mesa rotaria. Las construcciones del mástil son de acero estructural y pueden ser: 

· Portátiles 

· Fijos
Consideraciones para el diseño
1) El mástil debe soportar con seguridad todas las cargas (jalón) o soportar cargas que excedan la capacidad del cable.
2) Deberá soportar el empuje máximo de la velocidad del viento.
3) La plataforma de trabajo tiene que estar a la altura apropiada de las paradas (tramos de tubería a manejar).
Cálculo de la capacidad del mástil (CM)
Para calcular la capacidad del mástil se emplean las fórmulas siguientes:
· Eficiencia (h ) = (carga real/carga equivalente) x 100
· Capacidad mástil = (Carga suspendida x Núm. de cables totales)/ (h x Núm. de cables de la polea viajera) + peso corona + peso polea viajera.

Componentes de un equipo de perforación terrestre - I

Figura 13.2 Equipo de perforación terrestre

Un equipo de perforación terrestre cuenta básicamente con los siguientes componentes: sistema de elevación y rotación; un mástil que sirve de soporte, una fuente de potencia, y un sistema de circulación. (Fig.13.2)

Características de algunos equipos de Mantenimiento de Pozos de Pemex