EL SISTEMA DE CIRCULACIÓN - I

Ya se ha visto como el fluido de perforación, llamado comúnmente lodo, entra a la sarta de perforación a través de la Kelly o del Top Drive. Existen muchas formas en las cuales el lodo ayuda a la perforación y de hecho es un elemento vital para la perforación exitosa de un pozo. 

• Para enfriar y lubricar la broca de perforación y la sarta de perforación con el fin de minimizar su desgaste, prolongar su vida y reducir costos. 

• Para remover los fragmentos de roca perforados, o los cortes que vienen del pozo. Esto no sólo mantiene el anular limpio sino que permite su análisis en la superficie para la evaluación de la formación. 

• Para balancear las presiones altas de fluido que se pueden presentar en algunas formaciones y minimizar el potencial de patadas o reventones. La seguridad del personal de los taladros y el taladro mismo es de primordial importancia en cualquier operación de perforación. 

• Para estabilizar el diámetro interior del pozo y las formaciones que ya han sido perforadas. Los tipos de lodo y sus funciones se verán con mayor detalle en la sección 4

Equipo de Elevación - III

Llaves y Herramientas motrices Estas herramientas son neumáticas, lo cual permite enroscar y desenroscar rápidamente la tubería cuando se están haciendo o soltando conexiones. Las llaves se usarán para aplicar el torque final cuando se esté haciendo una conexión o para soltar inicialmente cuando se esté soltando la conexión.

Llave de cadena 

Si no hay llaves neumáticas disponibles, el enroscamiento de la tubería habrá de hacerse manualmente por medio de una llave de cadena. La cadena se enrollará alrededor del tubo, y luego se apretará. El enroscamiento se hará sosteniendo la llave caminando alrededor del tubo. Cuando tenga que añadirse un tubo para seguir perforando, se lleva desde la planchada hasta la rampa por medio de un ‘winche’ de forma que quede siendo sostenido verticalmente sobre la rampa que une la planchada a la mesa del taladro. El bloque viajero al bajar va trayendo al elevador en el cual podrá tomarse dicho tubo. Una vez se levante este tubo se bajará nuevamente entre el hueco del ratón, donde queda listo para hacer la siguiente conexión

Equipo de Elevación - II

Cuñas 

Mientras la conexiones se sueltan o se aprietan, la sarta de perforación tiene que ser sostenida en la mesa rotaria para impedir que caiga al pozo. Esto se consigue usando las cuñas, que consisten en varios bloques de metal con un extremo adelgazado unidos entre sí y con asas para su manejo. Se sitúan alrededor del cuello del tubo y se van bajando hasta que se ‘cierran’ dentro de la rotaria sosteniendo toda la tubería. 

Llaves 

Estas son usadas para apretar o para soltar las conexiones entre juntas de tuberías. Estas llaves se suspenden con cables desde la torre, y por medio de una cadena puede aplicárseles tensión. Se usan dos, cada una puesta a cada lado de la conexión. La llave inferior sostendrá la tubería en su sitio, mientras que la superior soltará o apretará la conexión, halando la cadena que va unida a la cabeza de gato. Cuando se está apretando la conexión, un indicador de tensión en la cadena permite que se aplique el torque correcto.

Equipo de Elevación - I

Ya han sido vistos los procedimientos de viaje para sacar o meter tubería, hacer conexiones, añadir nuevas juntas de tubería para poder llegar más profundamente. El manejo de la tubería durante estas operaciones requiere la utilización de cierto equipo especial. 

Para sacar una parada de tubería, el elevador se cierra alrededor del tubo. Cuando se eleva el bloque viajero, la tubería reposa sobre el elevador debido al diámetro mayor de la caja de conexión y puede ser levantada. Cuando la parada esta completamente por encima de la mesa rotaria, se deslizan las cuñas alrededor del tubo atrapándolo sobre la mesa rotaria. Ahora el peso total de la tubería queda soportado en la mesa rotaria. 

La parada encima de la mesa rotaria puede entonces ser soltada y puesta a un lado. Primero, la conexión entre dos tubos se suelta por medio de dos llaves, una bajo la línea de conexión sosteniendo quieta la tubería y la otra por encima de la línea de conexión, la cual es halada por una cadena para así soltar la conexión. La parada es rápidamente desenroscada por una herramienta motriz que la deja completamente libre y colgando del elevador. Así entonces es alineada a un lado de la mesa y su extremo superior puesto en los dedos que hay dispuestos en el encuelladero.

Brazos y elevadores. 

Estos son usados para llevar la tubería a la posición necesaria para la maniobra requerida. El elevador es sencillamente una prensa que se cierra alrededor del ‘cuello’ de tubería. Cuando se levanta el elevador, se levanta por el tubo hasta la caja de conexión donde el diámetro mayor de la misma ya no pasa por el elevador levantando así la tubería. El elevador está colgado del bloque viajero por los brazos y así el movimiento vertical es aplicado por el malacate. Los elevadores son de tamaños dados para cada tipo de tubería, sea de perforación, de revestimiento o de cada tipo para el ensamblaje de fondo.

Proporcionando Rotación a la Sarta de perforación y a la Broca - II

Unidad de Top Drive 

En los taladros más modernos, la rotación y la swivel se han combinado en una sola unidad de Top Drive, la cual puede ser operada eléctrica o hidráulicamente. En este caso la sarta de perforación se conecta directamente al Top Drive donde la fuerza de rotación se aplica directamente y el lodo entra a al sarta de perforación en forma similar a como lo hace en una swivel. Como la fuerza de rotación ya ha sido aplicada, no se necesitará ya de Kelly ni de Kelly-bushing. 

La ventaja de un Top Drive sobre el sistema de Kelly convencional es de tiempo y costo. Con la kelly, a medida que progresa la perforación, sólo puede agregarse de a un solo tubo en cada conexión. Este proceso Implica que la Kelly sea desconectada de la sarta de perforación, levantar y conectar la nueva junta y después conectar otra vez la Kelly al la sarta de perforación. 

Con una unidad de Top Drive, la operación no sólo es mucho más simple por el hecho de que la tubería está directamente conectada al Top Drive, sino que permite que sea agregada una parada, es decir tres juntas de tubería de una vez. La longitud completa de una parada puede ser perforada en forma continua, mientras que sólo se puede perforar la longitud de un tubo cuando se perfora con Kelly. 

El tiempo total que se emplea en hacer conexiones es por lo tanto mucho menor para taladros que tienen Top Drive. Esto implica un gran ahorro en costos, especialmente en taladros en tierra grandes o en plataformas marinas donde la tarifa de alquiler del taladro es muy alta. Otra ventaja importante del Top Drive es durante las operaciones de viaje, cuando se está sacando o metiendo tubería. La Kelly convencional no se usa cuando se está viajando, se deja a un lado en lo que se llama el hueco del ratón, y se usan los elevadores y los brazos para mover la tubería. Si la tubería se pega durante un viaje, se necesitará circular para poder liberarla, para lograr esto la Kelly tendría que sacarse del hueco del ratón y conectarse nuevamente a la sarta de perforación, un procedimiento que puede tardar entre 5 y 10 minutos en el mejor de los casos, tiempo durante el cual la pega puede empeorar. Con un Top Drive también se usan los elevadores y los brazos, pero estos están suspendidos del Top Drive. Luego el procedimiento de conectar el Top Drive es mucho más rápido y así la circulación y la rotación puede ser establecidas casi inmediatamente. En la mayoría de circunstancias, esto minimiza el problema potencial y reduce el tiempo que podría ser necesario para resolverlo.

Proporcionando Rotación a la Sarta de perforación y a la Broca - I

Kelly y swivel 

La kelly es una sección tubular de sección exterior cuadrada o hexagonal, por dentro de la cual el fluido de perforación puede pasar dentro de la tubería de perforación. 

Esta se conecta en la parte superior extrema de la sarta de perforación por medio del saver-sub o Kelly-sub. Este ‘sub’, más barato de reemplazar que la kelly, impide que esta se desgaste con el continuo conectar y desconectar de la tubería. La kelly, pasa a través del Kelly-bushing, que ajusta sobre la rotaria. 

El movimiento vertical libre hacia arriba y hacia abajo de la kelly es posible a través del Kelly-bushing, gracias a rodamientos sobre cada una de las caras cuadrada o hexagonal de la Kelly, la cual ajusta exactamente dentro del Kelly-bushing de forma que cuando el Kelly-bushing gira, la Kelly gira. Puesto que el Kelly-bushing está asegurado a la rotaria, la rotación de la misma (sea eléctrica o mecánica) forzará al Kelly-bushing a rotar igualmente con la Kelly y a toda la sarta de perforación. 

El movimiento vertical hacia arriba y hacia abajo sigue siendo posible durante la rotación. Cuando la Kelly se levante para, por ejemplo, hacer una conexión, el Kelly-bushing se levantará con ella Entre la Kelly y el gancho está la swivel, la cual está conectada a la kelly pero no rota con ella, pues está conectada a la manguera por la cual entra el lodo y además impide que el gancho y el bloque viajero también rotaran con la kelly. La conexión a la manguera de lodo se hace a través del tubo cuello de ganso. Una válvula de seguridad está situada en la parte superior de la Kelly. Esta es llamada kellycock, y puede ser cerrada manualmente en el caso de que el pozo esté fluyendo debido a una alta presión de formación. Esto impide someter a la swivel a una alta presión, que podría resultar dañina.

EL SISTEMA PARA MOVER LA TUBERÍA - III

El desgaste de la línea se va registrando en términos de la carga movida a una cierta distancia. Por ejemplo 1 tonelada-milla significa que se ha movido una tonelada por una distancia de una milla. En forma similar, un valor de 1 KN-Km significa que la línea ha movido 1000 Newtons a una distancia de un Kilómetro. 

Este registro permite determinar cuando la línea de perforación usada requiere que se le reemplace por línea nueva. 

El procedimiento de ‘cortar y correr’ (slip & cut) cable requiere que el bloque viajero sea asegurado a la torre para que no haya carga en la línea de perforación. La línea se suelta del ancla y del malacate y así se puede correr una nueva sección, y también se puede cortar en el malacate la sección más usada. (Con más toneladas-milla) Una vez llevada la nueva línea a su ligar, se saca si es el caso la línea usada, y se asegura la línea nueva en el malacate y en el ancla. Este procedimiento permite un desgaste parejo en la línea de perforación a medida que va siendo usada. El malacate tiene un sistema de freno de alta capacidad, lo cual permite controlar la velocidad de la sarta de perforación. 

Durante la perforación, el malacate permite controlar y ajustar la parte del peso de la sarta que es soportado por la torre y por consiguiente el restante es aplicado a la broca. Este peso es llamado peso sobre la broca, se ajusta según la dureza de la roca y la fuerza requerida para producir fractura física de la formación, permitir la penetración y continuación de la profundización del pozo.