Equipos De Perforacion Y Reparacion De Pozos 5h466m

Equipos de Perforación de Pozos Lecturas de Perforación 1

EQUIPOS DE PERFORACIÓN Y REPARACIÓN DE POZOS CLASIFICACIÓN, ESPECIFICACIONES Y CARACTERÍSTICAS DE EQUIPOS DE PERFORACIÓN Y REPARACIÓN DE POZO

1


EQUIPOS DE PERFORACIÓN Y REPARACIÓN DE POZOS CLASIFICACIÓN,

ESPECIFICACIONES

Y

CARACTERÍSTICAS

DE

EQUIPOS DE PERFORACIÓN Y REPARACIÓN DE POZO

Introducción

En este contexto, los equipos de terminación han evolucionado al parejo. Pero en tiempos recientes, los requerimientos para explorar y explotar nuevos yacimientos en localizaciones inaccesibles, han dado hincapié para promover el desarrollo tecnológico de los equipos de perforación y reparación de pozos

El primer pozo se empezó a perforar en Ébano, SLP, el 1 de abril de 1901 sin que obtuviera producción considerable. El primer pozo con producción significativa (1500 bl/d a 1650 pie de profundidad), fue localizado por el Ingeniero mexicano Ezequiel Ordóñez en el cerro de La Pez, iniciando el 3 de abril de 1904. Descubriéndose uno de los mejores campos de México y el mundo. Hasta la fecha, se han utilizado equipos de perforación muy diversos como se observará en el desarrollo de este tema.

El objetivo es familiarizar al alumno con las principales características, componentes, y sistemas de los equipos de terminación terrestres, así como su clasificación por clase de movimientos.

Estos equipos son terrestres, barcazas, plataformas fijas y autoelevables; barcos, semisumergibles y equipos de reciente tecnología, en este manual solo mencionaremos a los equipos terrestres. 2


Los equipos terrestres se clasifican en equipos convencionales y auto transportables. La diferencia es que los primeros tienen mayor capacidad en la profundidad de perforación y los segundos, disponen de un conjunto de malacate motores C.I. montados sobre un remolque que se autotransporta. Así, cuenta con mayor facilidad de transporte de una localización a otra, pero con menor capacidad en la profundidad de perforación.

Clasificación de los Equipos de Perforación y Reparación de Pozos por el Lugar Geográfico y Suministros de Potencia.

Fig. 1.- Clasificación de los equipos de acuerdo al lugar geográfico o área de instalación.

3


EQUIPO MOVIBLE

EQUIPO CONVENCIONAL

BARCAZA LACUSTRE

PLATAFORMA SEMISUMERGIBLE

4


PLATAFORMA AUTOELEVABLE

PLATAFORMA AUTOELEVABLE MATT

PIERNAS INDEPENDIENTES (JACK-UP)

PLATAFORMA FIJA

BARCO PERFORADOR

5


Los equipos de perforación y mantenimiento de pozos, por el lugar geográfico para operar se diseñan en Terrestres, Marinos y Lacustre (Fig. 1). Estos se clasifican por el tipo de suministro de potencia en:

1. Diesel mecánico o convencional 2. Diesel eléctricos CD/CD 3. Diesel eléctrico CA/CD

1. Diesel mecánico o convencional

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 65% promedio (Fig. 2)

Fig. 2.- Equipo de perforación diesel mecánica o convencional

6


2. Diesel eléctrico CD/CD Los equipos de perforación con sistema CD/CD 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 CD. se puede enlazar eléctricamente a un motor CD dando por resultado 1600 H.P; disponibles para impulsar el malacate (Fig. 3).

Fig. 3.- Equipo de perforación diesel eléctrico CD/CD

7


3. Diesel eléctrico CA/CD Los equipos de perforación con sistema CA/CD (corriente alterna/corriente directa) están compuestos por generadores de CA 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. 4).

Fig. 4.- Equipo de perforación diesel eléctrico CA/CD

8


ESPECIFICACIONES

Y

CARACTERÍSTICAS

REPARACIÓN DE POZO.

9

DE

EQUIPOS

DE


Especificaciones y características de los equipos de reparación de pozos

EQUIPO No. P.M

Marca

MALACATE

CAPAC AÑO MOTS C.I. DW

Modelo CAP (HP) Metros ADQ Marca Modelo

1

NATIONAL

80-B

880

6500

1960

CAT

D353E

2

IDECO

H25CD

250

2500

1964

G.M

8V92

3

IDECO

H25CD

250

2500

1964

G.M

8V92

4

IDECO

H25CD

250

2500

1964

G.M

8V92

5

IDECO

H25CD

250

2500

1964

G.M

8V92

6

EMSCO

GB-250

250

2500

1970

G.M

8V92

7

EMSCO

GB-250

250

2500

1970

G.M

8V92

8

NATIONAL

T-45

600

5500

1974

G.M

8V92

9

NATIONAL

T-45

600

5500

1974

G.M

8V92

10

NATIONAL

T-45

600

5500

1977

G.M

8V92

11

NATIONAL

T-45

600

5500

1977

G.M

8V92

12

NATIONAL

T-45

600

5500

1977

G.M

8V92

13

IDECO

H-725

725

6000

1981

G.M

12V92

14

IDECO

H-725

725

6000

1983

G.M

12V92

15

COOPER

LTO-350

350

4000

1983

G.M

8V92

16

COOPER

LTO-350

350

4000

1983

G.M

8V92

17

COOPER

LTO-350

350

4000

1983

G.M

8V92

18

COOPER

LTO-350

350

4000

1983

G.M

8V92

10


GENERADORES

MOTORES

BOMBAS PARA BOMBAS

Marca

Modelo

CAPKW

Marca

Modelo

Marca

Modelo

CAP (HP)

POTENCIA

P18-2

150

G. MOTORS

1065-7300

G.DENVER

PZ-8

750

DELCO

4E6402

100

G. MOTORS

Abr-71

G.DENVER

PZ-7

550

POTENCIA

AD131423CMC

125

G. MOTORS

8065-7084

G.DENVER

PZ-7

550

DELCO

6401

75

D. DIESEL

1043-7305

G.DENVER

PZ-7

550

POTENCIA

P18-2

150

D. DIESEL

8603-7405

G.DENVER

PZ-8

750

POTENCIA

ARMP15

100

G. MOTORS

1043-7305

G.DENVER

PZ-8

750

DELCO

6401

75

CUMMINS

6CTA

G.DENVER

PZ-7

550

POTENCIA

P18-2

150

D. DIESEL

8063-7405

G.DENVER

PZ-8

750

DELCO

E-7209

90

D. DIESEL

1043-7305

G.DENVER

(2) PZ-8

750

POTENCIA

P-15

150

D. DIESEL

8063-7405

G.DENVER

PZ-8

750

POTENCIA

P18-2

150

D. DIESEL

8063-7405

G.DENVER

PZ-8

750

STANFORD

P-15

150

D. DIESEL

8063-7405

G.DENVER

PZ-7

550

POTENCIA

P18-2

150

D. DIESEL

8063-7405

G.DENVER

PZ-8

750

POTENCIA

P18-2

150

CUMMINS

6CTA

G.DENVER

PZ-8

750

POTENCIA

DC-100

100

D. DIESEL

8063-7405

G.DENVER

PZ-7

550

CAT

SR4B

165

D. DIESEL

8063-7405

CM-IDECO

T-500

500

POTENCIA

P-15

100

D. DIESEL

8063-7405

G.DENVER

PZ-7

550

CAT

SR4B

280

CAT

3208

CM-IDECO

T-500

500

11


Especificaciones y características de los equipos de reparación de pozos.

EQ. AÑO

No. P.M ADQ.

MÁXIMA CARGA AL GANCHO RECOMENDADA EN BAJA (TON.)

MALACATE

MARCA

1

1960 NATIONAL

2

1964

3

MODELO

CAP. (HP)

6

8

10

LIN.

LIN.

LIN.

154

201

244

4 LIN.

CAPACIDAD

METROS

80-B

1000

IDECO

H25CD

250

28

40

2,500

1964

IDECO

H25CD

250

28

40

2,500

4

1964

IDECO

H25CD

250

28

40

2,500

5

1964

IDECO

H25CD

250

28

40

2,500

6

1970

EMSCO

GB-250

250

28

40

2,500

7

1970

EMSCO

GB-250

250

28

40

2,500

8

1974 NATIONAL

T-45

600

52

76

99

5,500

9

1974 NATIONAL

T-45

600

52

76

99

5,500

10

1977 NATIONAL

T-45

600

52

76

99

5,500

11

1970 NATIONAL

T-45

600

52

76

99

5,500

12

1977 NATIONAL

T-45

600

52

76

99

5,500

13

1981

IDECO

H-725

725

140

6,000

14

1981

IDECO

H-725

725

140

6,000

15

1983

COOPER

LTO-350

350

34

50

4,000

16

1983

COOPER

LTO-350

350

34

50

4,000

17

1983

COOPER

LTO-350

350

34

50

4,000

18

1983

COOPER

LTO-350

350

34

50

4,000

SISTEMA DE ELEVACIÓN 12

4,000


Especificaciones de Malacates

En manuales anteriores para las diferentes categorías de piso, chango y encargado de equipo se ha descrito cada una de las partes del sistema de elevación. En esta sección trataremos las especificaciones, normas y algunos cálculos referentes a los componentes del sistema de elevación.

Las

especificaciones principales de un malacate deben ser como lo muestra el siguiente ejemplo; en la Fig. 5 se muestra un malacate semejante al modelo 80-B:

Malacate

Marca: Nacional Modelo: 80-B Potencia: 1000 H.P. Diámetro de cable: 1-1/4” (746 Kw). Dimensiones del tambor: 25” x 49” (Diámetro x largo)

Nomenclatura:

H.P.=

Caballo fuerza (Las siglas por el

idioma inglés). KW=

kilovatio = 1000 W.

1H.P= 746W = 0.746 kw = 75 kg x m /s W=

Vatios (Unidad de potencia).

Para que se tenga una comprensión de Fig. 5.- Malacate National-80-UE.

13


una de las aplicaciones de la potencia de las máquinas, realicemos el siguiente problema:

¿Cuál es la potencia al gancho que se desarrolla al levantar una sarta de trabajo que pesa 40 ton. A una distancia del piso rotaria al changuero (28 m) en 30 s?

Fórmula: 𝐻. 𝑃. 𝐺. =

𝑃𝑠 × 𝑑 𝐹 × 𝑑 = 75 × 𝑡 75 × 𝑡

Donde: H.P.G =

Potencia al gancho, en H.P.

Ps

=

Peso de la sarta de tubería en el pozo, en kg.

d

=

Desplazamiento de la fuerza, en m.

t

=

Tiempo transcurrido, en s

75

=

Constante

F

=

Fuerza

Sustituciones y operaciones:

𝐻. 𝑃. 𝐺. =

40,000 𝑘𝑔 × 28 𝑚 = 497.77 𝐻. 𝑃. ó 498.0 𝐻. 𝑃. 30 𝑠𝑒𝑔 × 75

14


Si se aplica un 20% de pérdida de potencia de la(s) máquina(s) al gancho, debido a la fricción del cable, transmisiones, etc. Entonces tendríamos una potencia desarrollada en las máquinas para hacer este trabajo en:

497.77 x 1.20 = 597.3 H.P. (El 1.20 es la operación directa de agregar el 20%)

Una característica especial del tambor del malacate es su sistema ranurado tomando el nombre en el campo de las ranuras de “Lebus” crédito a la organización de Lebus de Wichita Falls y Longview, Texas, por originar el sistema ranurado (Fig. 6). Este sistema se aplica para el control del enrollado del cable y obtener un balance dinámico adecuado.

Fig. 6.- Ejemplo de un tambor ranurado (Cía.: Lebus International, Inc.).

La mayor parte del cable en operación está en o con las ranuras (canaletas) del tambor y poleas. A medida que el cable trabaja en las ranuras,

15


los alambres y torones se deslizan unos sobre otros en un esfuerzo para ajustarse a la curvatura de la polea y tambor.

Para permitir este movimiento las ranuras deben ser ligeramente mayores al diámetro real del cable (diámetro nominal más tolerancia máxima) Fig. 7

Fig. 7.- Medidas de la ranura en un tambor.

Especificación y mantenimiento del cable de acero

El acero utilizado en los cables para los equipos de perforación y mantenimiento de pozos son de acero de arado mejorado (A.M.) y acero de arado extra mejorado (A.E.M.). Sabemos que la construcción es el número y disposición de los alambres en cada torón, las principales construcciones de los torones, se pueden clasificar en tres grupos, a saber:

Grupo 7:

Sólo tiene 7 alambres.

Grupo 19. Incluyen construcciones que tienen desde 16 a 26 alambres. Grupo 37: Incluyen construcciones que tienen desde 29 a 49 alambres. 16


El grupo 6 x 19, es el tipo de cable de mayor uso por tener las ventajas de ser más resistente a la abrasión y al mismo tiempo ser bastante flexible. Compare varias construcciones a un mismo diámetro de cable en la gráfica de la Fig. 8. Para analizar los esfuerzos inversos, piense que a menor número de construcciones y en un mismo diámetro del cable existe mayor diámetro de los alambres, siendo más rígidos y teniendo mayor área de o con ellos mismos.

Fig. 8.- Gráfica de relación inversa de resistencias.

De estas dos últimas propiedades del cable, observaremos tendencias opuestas en el comportamiento del cable; es decir, que mientras por un lado aumentamos el diámetro de los alambres exteriores del cable buscando una mayor resistencia a la abrasión, por otro lado estamos disminuyendo su resistencia a la fatiga por fatiga por flexión en esos mismos alambres. La 17


grafica “X” muestra de una manera sencilla la relación entre estos dos aspectos.

La dureza recomendable en los alambres del cable, en las ranuras de poleas y tambores es:

Dureza en los alambres del cable Tipo de acero o calidad

Rockwell “C”

Arado Extra mejorado

52

Arado mejorado

45

Arado

43

Dureza para canales de poleas y tambores Tipo de acero

Rockwell “C”

Bajo carbono

17 a 20

Acero manganeso o equivalente

30 a 35

Una de las aplicaciones de la resistencia a la ruptura del cable es para calcular la carga máxima permisible en las líneas con la siguiente fórmula:

𝐶𝑀𝐿 =

𝑅𝑟 × 𝑁𝑔 𝐹. 𝑠.

Donde:

CML = Rr = F .s. = Ng =

Carga máxima permisible en las líneas, en ton. Resistencia a la ruptura, en ton. Factor de seguridad, adimensional (De 3.0 a 5). Numero de líneas 18


1 x7

1x12

1x19

1x37

3x19

6x7

SEALE 6X19

SEALE 6X19

FILLER 6X21

FILLER 6X25

FILLER 6X25

WARRINGTON SEALE

WARRINGTON SEALE

6X41

6X36

6X37

6X26

6X43

6X49 7X7 8X19 18X7 CORTES SELECCIONADOS DE LAS CONSTRUCCIONES MÁS COMUNES DE LOS CABLES DE ACERO

19


TIPO COBRA SERIE 6 X 19 ALMA DE FIBRA ACERO DE ARADO MEJORADO Peso Diámetro Resistencia a mm

pg

Aprox. En kg.por metro

3.18 4.76 6.35 7.94 9.53 11.11 12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40 28.60 31.75 34.93 38.10 41.27 44.45 47.62 50.80

⅛ /16 ¼ 5 /16 ⅜ 7 /16 ½ 9 /16 ⅝ ¾ 7 /8 1 1⅛ 1¼ 1⅜ 1½ 1⅝ 12/4 17/8 2

0.040 0.080 0.150 0.240 0.360 0.460 0.620 0.790 0.980 1.400 1.900 2.480 3.120 3.760 4.550 5.430 6.370 7.380 8.480 9.640

3

TIPO BOA SERIE 6 X 19 ALMA DE ACERO ACERO DE ARADO MEJORADO Peso Diámetro Resistencia a

la ruptura en toneladas

mm.

0.63 1.4 2.4 3.86 5.53 7.50 9.71 12.2 15.1 21.6 29.2 37.9 47.7 58.6 70.5 83.5 97.1 112.0 128.0 145.0

3.18 4.76 6.35 7.94 9.53 11.11 12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40 28.60 31.75 34.93 38.10 41.27 44.45 47.62 50.80

pg

Aprox. En kg por metro


⅛ /16 ¼ 5 /16 ⅝ 7 /16 ½ 9 /16 ⅝ ¾ 7 /8 1 1⅛ 1¼ 1⅜ 1½ 1⅝ 12/4 17/8 2

0.040 0.100 0.170 0.280 0.390 0.510 0.690 0.870 1.080 1.540 2.100 2.750 3.470 4.200 5.150 6.200 7.140 8.300 9.520 10.820

0.69 1.43 2.74 4.25 6.08 8.25 10.68 13.48 16.67 23.75 32.13 41.71 52.49 64.47 77.54 91.80 106.77 123.74 140.70 159.66

3

CONSTRUCCIONES 6 X 19 (9/9/1) Seale 6 X 19 (12/6/6/1) Seale 6 X 19 (12/6/1) 2 Operaciones 6 X19 (10/5/5/1) Filler

CONSTRUCCIONES 6 X 19 (9/9/1) Seale 6 X 19 (12/6/6/1) Seale 6 X 19 (12/6/1) 2 Operaciones 6 X19 (10/5/5/1) Filler

20


TIPO CASCABEL SERIE 6 X 37 ALMA DE ACERO ACERO DE ARADO MEJORADO Peso Resistencia Diámetro

TIPO SUPERFLEX SERIE 6 X 37 ALMA DE FIBRA ACERO DE ARADO MEJORADO Peso Diámetro Resistencia a mm 6.35 7.94 9.53 11.11 12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40 28.60 31.75 34.93 38.10 41.27 44.45 47.62 50.80 54.00 57.15 60.33 63.50

Pg



mm

¼ /16 ⅜ 7 /16 ½ 9 /16 ⅝ ¾ ⅞ 1 1⅛ 1¼ 1⅜ 1½ 1⅝ 1¾ 1⅞ 2 2⅛ 2¼ 2⅜ 2½

0.150 0.240 0.350 0.480 0.620 0.780 0.970 1.380 1.900 2.470 3.120 3.850 4.660 5.560 6.420 7.490 8.670 9.840 11.200 12.400 13.800 15.100

2.4 3.66 5.23 7.09 9.7 12.2 15.1 21.6 29.2 37.9 47.7 58.6 70.5 83.5 97.1 112.0 128.0 145.0 162.0 181.0 201.0 221.0

6.35 7.94 9.53 11.11 12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40 28.60 31.75 34.93 38.10 41.27 44.45 47.62 50.80 54.00 57.15 60.33 63.50

5

CONSTRUCCIONES 6 X 37 (18/12/6/1)-3 Operaciones 6 X 37 (14/7+7/7/1) Warrington-Seale 6 X 37 (12/6+6/6/1) Warrington-Seale 6 X 37 (14/14/7/7/1) Filler

pg


a la ruptura en toneladas

¼ /16 ⅜ 7 /16 ½ 9 /16 ⅝ ¾ ⅞ 1 1⅛ 1¼ 1⅜ 1½ 1⅝ 1¾ 1⅞ 2 2⅛ 2¼ 2⅜ 2½

0.160 0.290 0.380 0.540 0.700 0.880 1.090 1.570 2.150 2.780 3.540 4.350 5.280 6.270 7.370 8.580 9.790 11.150 12.570 14.100 15.660 17.400

2.59 4.03 5.75 7.80 10.4 13.2 16.2 23.2 31.4 40.7 51.3 63.0 75.7 89.7 104.0 121.0 138.0 156.0 174.0 195.0 217.0 238.2

5

CONSTRUCCIONES 6 X 37 (18/12/6/1)-3 Operaciones 6 X 37 (14/7+7/7/1) Warrington-Seale 6 X 37 (12/6+6/6/1) Warrington-Seale 6 X 37 (14/14/7/7/1) Filler

21


TIPO ANGULA SERIE 6 X 37 ALMA DE FIBRA ACERO DE ARADO MEJORADO GALVANIZADO Peso Diámetro Resistencia a

TIPO TONINA SERIE 6 X 19 ALMA DE FIBRA ACERO DE ARADO MEJORADO GALVANIZADO Peso Diámetro Resistencia a mm

pg


3.18 4.76 6.35 7.94 9.53 11.11 12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40 28.60 31.75 34.93 38.10

⅛ 3 /16 ¼ 5 /16 ⅜ 7 /16 ½ 9 /16 ⅝ ¾ ⅞ 1 1⅛ 1¼ 1⅜ 1½

0.040 0.080 0.150 0.240 0.340 0.450 0.600 0.760 0.940 1.340 1.850 2.350 3.050 3.700 4.500 5.350


0.55 1.18 2.17 3.35 4.82 6.52 8.7 11.0 13.6 19.4 26.3 34.1 42.9 52.7 63.4 75.1

mm 7.94 9.53 11.11 12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40 28.60 31.75 34.93 38.10 41.27 44.45 47.62 50.80 54.00 57.15 60.33 63.50

CONSTRUCCIONES 6 X 19 (12/6/1)-2 Operaciones 6 X 19 (12/6/61) Filler

pg 5

/16 ⅜ 7 /16 ½ 9 /16 ⅝ ¾ 7 /8 1 1⅛ 1¼ 1⅜ 1½ 1⅝ 1¾ 17/8 2 2⅛ 2¼ 2⅜ 2½



0.240 0.330 0.440 0.580 0.730 0.910 1.300 1.770 2.300 2.900 3.600 4.350 5.200 6.100 7.080 8.120 9.240 10.410 11.680 13.010 14.420

2.9 4.6 6.3 8.7 11.0 13.6 19.4 26.3 34.1 42.9 52.7 63.4 75.1 87.4 101.0 115.0 131.0 146.0 163.0 181.0 200.0

CONSTRUCCIONES 6 X 37 (18/12/6/1)-3 Operaciones 6 X 37 (14/7+7/7/1)

22


TIPO BALLENA SERIE 6 X 24 ALMA DE FIBRA ACERO DE ARADO GALVANIZADO Peso Diámetro Resistencia a Aprox. En kg.por metro

TIPO JIRAFA SERIE 6 X 7 ALMA DE FIBRA ACERO DE ARADO MEJORADO Peso Diámetro Resistencia a



0.220 0.300 0.440 0.540 0.670 0.800 1.200 1.700 2.280 2.680 3.300 4.000 4.800

2.75 3.76 4.94 6.63 8.45 10.25 14.79 19.87 25.86 32.57 40.00 48.18 57.07

0.61 1.36 2.40 3.72 5.3 7.20 9.34 11.8 14.40 20.6 27.9 36.01 45.18 55.34 66.32 78.20

mm 7.94 9.53 11.11 12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40 28.60 31.75 34.93 38.10

pg 5

/16 ⅜ 7 /16 ½ 9 /16 ⅝ ¾ ⅞ 1 1⅛ 1¼ 1⅜ 1½

CONSTRUCCIONES 6 X 24 (12/12/7) Almas

mm

pg


3.18 4.76 6.35 7.94 9.53 11.11 12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40 28.60 31.75 34.93 38.10

⅛ /16 ¼ 5 /16 ⅜ 7 /16 ½ 9 /16 ⅝ ¾ 7 /8 1 1⅛ 1¼ 1⅜ 1½

0.035 0.083 0.140 0.220 0.320 0.450 0.580 0.740 0.910 1.290 1.760 2.300 2.910 3.580 4.330 5.130

3

CONSTRUCCIONES 6 X 7 (6/1)

23


TIPO CANGURO (NO PREF. IZQ.) SERIE 6 X 21 ALMA DE FIBRA ACERO DE ARADO MEJORADO Peso Diámetro Resistencia a mm

pg


12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40

½ 9 /16 ⅝ ¾ ⅞ 1

0.620 0.790 0.980 1.400 1.900 2.480


8.4 10.7 13.2 18.8 25.4 33.0

TIPO ATUN SERIE 6 X 19 ALMA DE FIBRA ACERO DE ARADO GALVANIZADO Peso Diámetro mm 12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40

TIPO ASCENSOR SERIE 8 X 19 ALMA DE FIBRA ACERO TRACCIÓN (ELEVADOR) Peso Diámetro Resistencia a mm 7.94 9.53 11.11 12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40

pg 5

/16 ⅜ 7 /16 ½ 9 /16 ⅝ ¾ ⅞ 1


0.210 0.310 0.430 0.550 0.700 0.850 1.230 1.800 2.190

2.55 3.75 5.00 6.60 8.40 10.50 14.55 19.06 24.50

Resistencia a la ruptura en toneladas

½ /16 ⅝ ¾ ⅞ 1

0.620 0.790 0.980 1.400 1.900 2.480

9.02 11.18 14.25 20.50 27.75 36.05

9

CONSTRUCCIONES 6 X 19 (9/9/1)

CONSTRUCCIONES 6 X 21 (10/5/5/1)


pg


TIPO ELEFANTE (NO ROTATORIO) SERIE 8 X 19 ALMA DE FIBRA ACERO TRACCIÓN (ELEVADOR) Peso Diámetro mm 6.35 7.94 9.53 11.11 12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40

CONSTRUCCIONES 8 X 19 (9/9/1) Seale 8 X19 (12/6/6/1) Filler

pg



¼ /16 ⅜ 7 /16 ½ 9 /16 ⅝ ¾ ⅞ 1

0.166 0.282 0.360 0.490 0.640 0.820 1.020 1.450 1.900 2.600

2.26 2.65 5.07 6.88 8.49 11.25 13.88 19.78 26.77 34.75

5

CONSTRUCCIONES 18 X 7 (6/1)

24


TIPO TIBURON SERIE 6 X 7 ALMA DE FIBRA ACERO DE ARADO EXTRAGALVANIZADO Peso Diámetro mm 3.18 4.76 6.35 7.94 9.53 11.11 12.70 14.30 15.90 19.05 22.23 25.40

pg


⅛ 0.040 /16 0.080 ¼ 0.150 5 /16 0.240 ⅜ 0.360 7 /16 0.460 ½ 0.620 9 /16 0.790 ⅝ 0.980 ¾ 1.400 ⅞ 1.900 1 2.480 CONSTRUCCIÓN 6 X 7 (6/1) 3


0.53 1.18 2.09 3.23 4.63 6.26 8.13 10.25 12.61 17.96 24.22 31.30

TIPO RETENIDA SERIE 1 X 7 TORON Diámetro mm

pg

3.18 6.35 7.94 9.53 12.70

⅛ ¼ 5 /16 ⅜ ½

Resistencia a la Ruptura en Toneladas Peso Aprox. En Kg. Por metro

Calidad Siemens Martín Efectiva

0.056 0.181 0.307 0.409 0.775 CONSTRUCCIÓN 1 X 7 (6/1)

25

0.29 1.45 2.45 3.17 5.50

Calidad Alta Resistencia Efectiva 0.59 2.29 3.65 4.95 8.55


Con respecto al número de líneas guarnidas, al tener una carga o un peso en el gancho, la tensión en cada línea es igual al peso dividido entre el número de líneas guarnidas y de acuerdo con esto, al aumentar el uso de poleas para guarnir más líneas disminuye la fuerza necesaria entre las líneas para mover una carga dada.

Una de las actividades importantes para la vida útil del cable, es programar una inspección física del mismo y del equipo donde se instala el cable.

A

continuación se proporcionan algunas recomendaciones para la inspección para éstas partes, quedando libre de que se anoten otras de acuerdo a sus conocimientos y experiencias.

Recomendaciones de Inspección del dable de acero y equipo.

1. Evitar varias capas (o camas) en el tambor, ya que el cable se apoya sobre si mismo, originando mayor aplastamiento y fricción.

2. Verificar rozamientos del cable con partes metálicas, para evitar la abrasión, siendo su enemigo más común y destructivo.

3. Checar el lubricante en el cable siendo el protector a la corrosión y disminución de fricción. El lubricante de fábrica es una buena protección a la oxidación cuando está almacenada y en operación, pero por un tiempo razonable.

26


4. Proteger el carrete de reserva del cable de fluidos del pozo y de lluvias.

5. Verificar, buscar la causa y dar una solución inmediata por deterioro del cable por: alambres rotos y desgastados, corrosión, deformación, etc.

6. Verificar las condiciones de anclaje del cable en el tambor y en el ancla (Fig. 9).

7. Comprobar que el enrollado del cable en el tambor sea uniforme, ya que el irregular produce aplastamiento.

8. Verificar en los canales de las poleas si se encuentran lisas y libres de corrosión, fracturas, etc. Usar calibradores de poleas para comprobar los diámetros correctos. Esta actividad se realiza cuando el equipo esté en condiciones apropiadas.

9. Si se encuentran desgaste en alguna parte del cable, al seguir el recorrido del mismo, podemos encontrar la causa, una solución es la colocación de protectores o rodillos.

10. Tener actualizado el reporte del trabajo realizado del cable (ton x km.), para realizar el programa de deslizamiento y corte.

27


Fig. 9.- Partes principales del ancla de línea muerta

TIPOS DE ANCLAS NATIONAL

ANCLA

INDICADOR DE PESO

CABLE (RECOMENDADO) PG

CAPACIDAD TON

PESO KG

SENSOR

D

D

1-1/8 - 1-1/4

22.7

487

E80

E

EB

1-3/8 - 1-1/2

34.0

707

E80

EB

EB

1-1/2 - 1-5/8

45.4

707

E80

FS

F

7/8 - 1

18.0

175

E160A

G

G

7/8 - 1

13.6

91

E190

28


RANURADOS EN POLEAS. Es de gran importancia la revisión de las ranuras de poleas y tambores. Los aspectos más importantes por verificar son:   

El tamaño de la ranura. Contorno de la ranura. Cantidad de desgaste.

Las ranuras en las Poleas

Tolerancia permisibles en el diámetro de la ranura de un tambor o polea

Diámetro nominal pg ( 14 ( 38 -

Diámetro de ranura pg

) + ( 1 64 3 ) + ( 1 32 4 5

16

1

32

1 16

) )

(1 316 - 1 18 ) + ( 3 34 - 3 32 ) (1 316 - 1 1 2 ) + ( 116 - 18 ) (1 19 32 - 2) d = diámetro Nominal del Cable 0 0 α = 120 a 150 r = 0.53/0.56 d 0 0 0 β = 30 a 60 (180 - α)

Fig. 10. Inspección de la ranura de una polea.

29

+ ( 3 32 -

3

16

)


TRABAJO REALIZADO DEL CABLE DE ACERO (TON X KM.) Se ha visto hasta este momento los diferentes tipos de fatiga del cable de acero, siendo una de las severas el aplastamiento, esto ocurre en forma continua cuando la carga o peso de una sarta de tubería es levantada de las cuñas el cable en la parte inferior de la polea viajera y en la parte superior de la polea fija (corona) toman pulsaciones, de igual forma en otras operaciones y localización del cable. A estas partes, cuando el cable está en servicio, donde el desgaste o fatiga es mayor que el normal, se le denomina “Puntos Críticos” (Fig.10). Cable de perforación Puntos críticos en el guarnido de un mástil 1. Grapa de sujeción del ancla 2. Grapa del tambor principal del malacate 3. Curvatura en el perímetro de la polea de línea muerta 4. Curvatura en el perímetro del resto de las poleas de la corona y polea viajera 5. Línea viva de la polea loca al tambor principal del malacate

Fig. 10.- Puntos críticos en el sistema de elevación.

30


Para disminuir esta fatiga en el cable se realiza la operación de deslizamiento del cable, cuyo concepto está basado en los propósitos de que:

1. El desgaste del cable es mayor en los puntos críticos. 2. Deslizando el cable, los puntos críticos serán cambiados a un lugar diferente en el cable, antes que se desgaste completamente en los puntos críticos. 3. Deslizando el cable, los puntos menos desgastados se colocarán en el lugar de los puntos críticos tan pronto como sean movidos.

Una regla práctica en el número de metros de cable que se moverán en cada deslizamiento que pueden hacerse antes del siguiente corte, es:

1. Deslice el menor número posible de metros, para evitar que ninguno sea expuesto al mismo desgaste por segunda ocasión. 2. Corte el cable deslizado siempre y cuando: a) Una inspección visual muestre desgaste bien definido, entonces deberá cambiarse. b) Se acumule mucho cable en el tambor. c) Las ton x km acumuladas, desde el último corte alcancen el número predeterminado para un corte.

Nota.- Esta regla práctica (y la mayoría de otras) deberán ser descartadas cuando el cable está torcido o estirado por una fuerte tensión inapropiada, como puede pasar en las operaciones de pescas y otros casos dañados por servicio perjudicial. 31


No olvidar que la vida de servicio de los cables de acero, puede ser aumentada por el uso de programas planeado de deslizamiento y corte, basado sobre los incrementos de servicio. Una meta del servicio del cable en términos de Ton x Km entre los cortes, se selecciona aplicando la gráfica de la Fig. 11

Fig. 11.- Relaciones entre la altura del mástil, toneladas kilómetros y diámetro del cable

32


Fórmulas para calcular el trabajo realizado por el cable.

𝑇𝑉𝑅 =

𝑃𝑇.𝑃. ×𝑃 (𝑃+ 𝐿𝑝 )+ 4 ×𝑃 ×𝐴

𝑇𝑝 = 3(𝑇2 − 𝑇1 )

1,000,000

𝑇 = 2 × 𝑃𝑡

Donde:

Tvr = Trabajo realizado en un viaje redondo, en ton x km.

PT .P. = Peso unitario de la T.P., en kg/m (flotado). Lp = Longitud de una parada, en m. P = Profundidad en donde se realiza el viaje, en m. A = Peso del aparejo, en kg.

Ll = Longitud de lastrabarrenas, en m. Pl = Peso unitario de lastrabarrenas, en kg/m (flotado). Tp = Trabajo realizado cuando se perfora (o moliendo), en ton x km. T2 = Trabajo realizado para un viaje donde se termina de perforar (o de moler),

en ton x km. T1 = Trabajo realizado para un viaje donde se inicia a perforar (o de moler), en

ton x km. T = Trabajo realizado para una operación de pesca, en ton x km. (Para una

operación de pesca fuerte, se sugiere esta fórmula).

Pt = Trabajo realizado de un viaje redondo a la profundidad total del pozo, en ton x km.

33


Ejemplo

Datos: Cable – 1⅛” Altura del mástil – 142 pie Diámetro del tambor – 25”. Factor de seguridad del cable – 5 Fluido de control – 1.22 g/cm3

Profundidad – 2,850 m. T.P. - 2 7 8 ” – 10.4

lb

ft

Lastrabarrena - 4⅛”x 2”- 35 lb/pie- 82.20 m Molino – 5 ⅝” Peso del aparejo – 5 ton.

Con la información anterior, desarrollar los siguientes cálculos:

a) Las ton x km meta de servicio del cable. b) Programa de deslizamiento y corte del cable (Dos operaciones). c) Trabajo realizado del cable en un viaje redondo a 2850 m.

34


Desarrollo de operaciones

Antes de iniciar las operaciones verifique si la información está completa, realizar las conversiones pertinentes y cálculos preliminares:

Peso de T.P.:

Peso de Lastrabarrenas:

10.4lb/pie x 1.49 = 15.49kg/m 35lb/pie x 1.49 = 52.15kg/m Flotada:

Factor de flotación:

Ff  1 -

1.22  0.844 7.85

Flotada:

15.49 x 0.844 = 13.07 kg/m

52.15 x 0.844 = 44 kg/m

d) Con la altura del mástil y el diámetro del cable: 13.15 x 100 = 1315 ton x km.

Para un factor de seguridad de 5, en la Fig. 3.2.3.2 se encuentra en la gráfica un factor de servicio de 1.0, este valor se multiplica con la meta de servicio: 1315 ton x km x 1.0 = 1315 ton x km.

b) En la de longitudes recomendadas para los cortes se localiza los metros por cortar del cable, con la altura del mástil (142 pie) y el diámetro del tambor (25”) resultando 26 m por cortar.

35


Programa de deslizamiento y corte del cable 2da. Operación

1ra. Operación 1315ton / km  657.5 ton / km 2

Acumular

Continuando con las operaciones al acumular 1315 ton / km se deslizan 13

Para un margen de mayor seguridad se

m y se cortan los 26 m calculados.

realizaran dos deslizamientos y un corte. Deslizar -

26m  13m 2

Al acumular 657.5 ton/km se realizara el 1er deslizamiento de 13 m.

Tvr 

PT .P.  P( P  Lp)  4  P  A 1,000,000

A) Calcular las ton/km de D.C. a la profundidad total del molino, como se indica en el ejemplo siguiente: Tvr =

44 x 2850 (2850 + 28) + (4 x 2850 x 5000) 1000 000

= 417.90 ton/km

B) Se calcula las ton/km de los D.C. de la profundidad total del molino la longitud de los D.C. (2850 - 82.20 = 2767 m). Tvr =

44 x 2767 (2767 + 28) + (4 x 2767 x 5000) 1000 000

= 395.62 ton/km

C) Realizando la resta de las dos resultantes obtenemos las ton/km de los D.C. 417.90 -395.62 = 22.28 ton/km 36


D) Calculamos las ton/km de la tubería.

Tvr =

13.07 x 2767 (2767 + 28) + (4 x 2767 x 5000) 1000 000

= 156.42 ton/km

E) Sumando las ton/km de los D.C. y la T.P. se obtiene el resultado de las ton/km viaje redondo. 22.28 + 156.42 = 178.70 ton/km En caso de existir dos o más tuberías se repetirá la operación realizada por cada una de ellas, tomando en cuenta la longitud de cada T.P.

A continuación se presenta otra forma de calcular ton/km con la siguiente formula, en una operación al tener una sarta combinada con dos tuberías únicamente.

Tvr =

W1 x P (Lp + P) + 2 x P (2A + C) 1000 000

Tvr = Trabajo realizado en un viaje redondo, en ton-km. W1 = Peso de la T.P flotada, en kg/m. P = Profundidad del pozo, en m. Lp = Longitud de una parada, en m. A = Peso de aparejo, en kg. C = Peso de los D.C. flotada (kg/m) menos el peso de la T.P.(kg/m) flotada, multiplicado por la longitud de las D.C., en Kg. 2 = Factor Constante.

37


Ejemplo:

C = Peso de los D.C. flotada (kg/m) menos el peso de la T.P.(kg/m) flotada, multiplicado por la longitud de las D.C., en kg. C = 44 – 13.07 = 30.93 x 82.20 = 2542 kg

Tvr =

13.07 x 2850 (28 + 2850) + 2 x 2850 (2 x 5000 + 2542) 1000 000

Tvr =

107204061 + 71489400 1000 000

Tvr =

17869346 1000 000

Tvr = 178.69

Nota: Estos calculados fueron realizados con el peso nominal, al utilizar tuberías de trabajo emplear los pesos ajustados kg/m.

38


Fig. 12.- Gráfica para el factor de servicio

39


LONGITUDES (METROS) RECOMENDADAS PARA LOS CORTES DE ACUERDO CON LA ALTURA DEL MASTIL Y EL DIAMETRO DEL TAMBOR

DIAMETRO DEL TAMBOR EN MILIMETROS Y PULGADAS Altura del mástil o torre en metros y pies

279 330 356 406 457 508 589 610 660 711 762 813 864 914 (11”)

(13”)

(14”)

(16”)

(18”)

NUMERO

(20”)

DE

(22”)

(24”)

METROS

(26”)

(28”)

POR

(30”)

(32”)

(34”)

(36”)

34

33

CORTAR

56.8 (186’) 43.1

43.5

44.5

(141’)

(143’)

(146’)

40.5

41.3

42

(133’)

(135’)

(138’)

37.8

39.2

39.8

(122’)

(129’)

(131’)

28.5

29.2

30.4

(94’)

(96’)

(100’)

26

27

27

25

27

24

24

26

25

24

23

23

24

23

23

24

24

18

19

18

12

19

18

18

16

16

17

34

26

22

20

35

26

22 20

35

27

26.5 (87’) 20 (66’)

11

12

Núm. de vueltas  Longitud del cable (m)

Perímetro del tambor (m)

Nota:

Se pueden hacer dos deslizamientos, antes del corte, siempre y cuando la suma de las longitudes sea igual a la longitud del corte recomendado.

Se debe tener mucho cuidado de que los puntos de cruce y carga, no se repitan. Esto se puede lograr evitando que los cortes sean múltiplos de la circunferencia del tambor o de los puntos de carga. 40

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