- Taladro de perforación rotatoria
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La función principal del taladro de perforación rotatoria es hacer un hoyo, lo más económicamente posible. Hoyo cuya terminación representa un punto de drenaje eficaz del yacimiento geológico. Lo ideal sería que el taladro hiciese hoyo todo el tiempo pero la utilización y el funcionamiento del taladro mismo y las operaciones conexas para hacer y terminar el hoyo requieren hacer altos durante el curso de los trabajos. Entonces, el tiempo es primordial e influye en la economía y eficiencia de la perforación.
Contenido
Componentes del taladro de perforación rotatoria
Un taladro de perforación rotatorio está compuesto básicamente por cinco sistemas:
Sistema de elevación
Su función principal es soportar el sistema de rotación, además de proporcionar el desplazamiento vertical necesario a la sarta de perforación durante el enrosque o desenrosque de la tubería. Se cree que este es el sistema que mas energía necesita pues es el que tiene que soportar el peso de cientos de metros de tubería pesada y que en ocasiones necesita retirarse lo que implica levantar dicha tubería de manera vertical y estaríamos hablando de decenas de toneladas. Con los avances en la tecnología los antiguos sistemas de poleas se han reducido dando paso a sistemas hidráulicos.
Sistema de rotación
Realmente depende del tipo de taladro, el más común es el de mesa rotatoria, el cual consiste en una mesa giratoria ubicada al pie del taladro que posee un agujero en su centro generalmente de forma hexagonal por el cual se introduce la tubería de perforación la cual por también contar con una forma hexagonal rota junto a la mesa. Esta mesa gira porque es accionada por una conexión de diferenciales que va unida a un motor de alta potencia.
Sistema de circulación
En este sistema se trabaja con altas presiones, ya que consiste en la circulación de lodo químico a alta presión, cuyo objetivo es "Lubricar", "Refrigerar" y "Transportar" los escombros removidos por la mecha a su paso dentro del terreno. Es de vital importancia ya que sin este sistema el taladro no lograría penetrar ni siquiera 5 metros en el suelo, pues la fricción fuese tremenda y por consiguiente también la temperatura aumentaría y se fundiría la mecha. Sistema de circulación y tratamiento de inyección
•Tanques •Zarandas Desgasificadores •Desarenadoresy desarcilladores •Centrífugas •Removedoresde fluidos •Embudos•Bombas centrífugas •Bombas a pistón Funciones del sistema
•Preparación del fluido •Recuperación a su retorno a la superficie •Mantener limpio el fluido •Tratarlo químicamente •Bombearlo al pozo Tipos de fluidos •Su composición depende de las características fisico-químicas de las capas a perforar, profundidad final, disponibilidad, costos, contaminación, etc. •Se utiliza: agua (dulce o salada), hidrocarburos, mezclas de ambos, gas o aire Propiedades de los fluidos
•Densidad •Viscosidad •pH •Composición química •Conducción del calor •Grado de filtrado Funciones de los fluidos •Enfriar y limpiar el trépano •Acarrear los recortes que genera el trépano •Mantener en suspensión los recortes y sólidos •Mantener la estabilidad de la pared del pozo •Evitar la entrada de fluidos al pozo Mecánica de la operación de perforación •Preparación de los fluidos de inyección •Enroscar trépano en vástago, calzado en mesa rotatoria. •Circulación de fluido => apoyo de trépano en superficie => perforación (verticalidad). •Agregar portamechasy tubos de perforación Importancia de la circulación del fluido•Solo se interrumpe al agregar barras de sondeo o por el cambio de trépano. El pozo debe mantenerse siempre lleno de fluido.•No cumplir esto puede ocasionar:-Derrumbe del pozo-Surgencias fuera de control (blow outs SISTEMA DE CIRCULACION La mayor función de un sistema de circulación es remover los recortes del agujero mientras la perforación avanza. El fluido de perforación o lodo, es una mezcla de agua y agentes químicos (aditivos ), a veces se utiliza diesel en vez de agua o se añade un poco de diesel al agua para darle ciertas propiedades. El fluido de perforación debe cumplir con las siguientes funciones: Transportar los recortes y derrumbes a superficie Mantener los recortes en suspensión Control de presión Enfriar y lubricar el trépano Sostener las paredes del pozo Suspensión de la sarta y tubería de revestimiento
Transmisión de energía hidráulica
La circulación del lodo empieza en el tanque de succión. La bomba succiona el lodo del tanque, después que el lodo sale de las bombas a alta presión, este fluido viaja a través de la tubería vertical, manguera de inyección que esta conectada a la cabeza de inyección, el lodo entra por la cabeza de inyección baja por el cuadrante o Kelly. EQUIPOS DE CIRCULACIÓN Es uno de los mayores componentes en el sistema. El equipo mueve físicamente el lodo, esta compuesto por: Bombas de Lodo Tubería Vertical (Stand Pipe) Manguera de Inyección Unión Giratoria Cuadrante Sarta de Perforación Equipos de Control de Solidos Equipo de Mezclado BOMBAS DE LODO Estas bombas son el corazón del sistema de circulación. Su función principal es el de mover grandes volúmenes de lodo a bajas y altas presiones. Las más comunes son las bombas duplex y triplex Bombas Duplex: Son bombas que llevan dos cilindros, y son de doble acción, es decir desplazan lodo en dos sentidos en la carrera de ida y vuelta Este tipo de bomba queda definido por: diámetro del vástago del pistón, diámetro de la camisa y la longitud de la camisa. BOMBAS DE LODO Bombas Triplex: Son bombas que llevan tres cilindros, y son de simple acción, es decir desplazan el lodo en un solo sentido, este tipo de bomba queda definido por diámetro de la camisa y longitud de la camisa Manguera de Inyección Es una manguera de goma reforzada, flexible y extremadamente fuerte. La característica de flexibilidad permite bajar y elevar la tubería de perforación durante las operaciones de perforación mientras el lodo se esta bombeado a través y hacia debajo de la tubería Es extremadamente durable, transporta fluido extremadamente abrasivo bajo presión. Son por lo general de 7.62 mm o más de diámetro interior para que no se tengan en ellas caída de presión apreciable y están disponibles en largos mayores a 75 pies Separador Gas/Lodo Los separadores de gas/lodo son las primeras unidades del equipo de control de sólidos, es una unidad que separa y ventea o quema el gas del lodo que sale del pozo y que hubiera sido contaminada durante la perforación.
Los separadores de gas lodo no tiene parte móviles y el proceso de separación se lleva a cabo por diferencia de densidades entre el gas y el lodo. Zaranda Vibratoria La zaranda vibratoria, tiene como función primaria separar la fracción más gruesa de los recortes, partículas entre 74 (mesh 200 x 200) y 600 micrones (mesh 30 x 30 Se compone de una o varias mallas separadas que están montadas en un caja vibratoria que es movida por un motor eléctrico, el cual a través de poleas o ejes, le imprime la vibración necesaria para separar los sólidos del fluido
Sistema de seguridad
esta compuesto principalmente por las válvulas impide reventones que se instalan en la boca de el pozo para controlar las altas presiones a las q sale el ptroleo una vez q se haya llegado al yacimiento
Sistema de potencia
Anteriormente solía componerse por enormes calderas y motores a vapor, pero por razones de seguridad y espacio fue sustituido por motores diésel que eran de reducido tamaño pero de mucha más eficacia. Actualmente las salas de máquinas de los taladros se suelen dividir en distintas etapas para mayor eficacia.
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