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).