Los Sistemas

Componentes del taladro de perforación rotatorio.

Un taladro de perforación rotatorio está compuesto básicamente por cinco sistemas base:

1-. Sistema de elevación o Levantamiento.

La función principal y más importante del sistema de elevación es la de soportar el sistema rotatorio durante las operaciones de perforación, proporcionando además el equipo y área de trabajo necesarios para izar, bajar y sostener el peso de la tubería de perforación y de completamiento. Meter en el hoyo, sostener en el hoyo o extraer de él tan pesadas cargas de tubos, requiere de un sistema de elevación robusto, con suficiente potencia, aplicación de velocidades. Se cree que este es el sistema que más 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.

Los componentes del sistema de levantamiento se dividen en componentes estructurales y equipos y accesorios.

 Torre o cabria de perforación: Suministra la altura necesaria para levantar secciones de tubería desde el piso de la torre hasta el hueco. Tienen forma piramidal y la más común es la rígida cuyas cuatro patas se asientan y aseguran sobre las esquinas de una subestructura metálica muy fuerte. La parte superior de esta estructura puede tener una altura de 4 a 8,5 m. Esta altura permite el espacio libre deseado para trabajar con holgura en la instalación de tuberías, válvulas y otros accesorios de control. Entre pata y pata la distancia puede ser de 6,4 a 9,1 m, según el tipo de torre y el área del piso entre 40 y 88 m2. La altura puede ser de 26 a 46 m. El encuelladero se encuentra a 13, 24 o 27 m del piso según la altura total de la torre.

La torre tiene que ser fuerte para soportar el peso de la tubería que se le recuesta y además para soportar la carga del viento que puede tener velocidad máxima de 120 a 160 Km/h.

Soporta el piso de la instalación y además provee un espacio debajo del piso para la instalación de válvulas especiales llamadas Impide reventones. El piso de la cabria soporta y sostiene al malacate, la consola del perforador y al resto de los equipos relacionados con la perforación rotatoria.

2) El equipo para el izaje o levantamiento de cargas. Los principales componentes son:

 Corona: Constituye la parte superior del taladro de perforación, donde el peso de la sarta de perforación es transmitido a la torre a través de un sistema de poleas (Bloque Corona, el cual sostiene y da movilidad al Bloque Viajero.

 Encuelladero: Constituye una plataforma de trabajo ubicada en la torre a una altura aproximada entre80’ y 90’ y permite que el encuellador coloque las parejas de tubería y portamechas mientras se realizan operaciones como cambio de mechas, bajada de revestidores, etc.

 Consola del Perforador: Constituye un accesorio que permite que el perforador tenga una visión general de todo lo que está ocurriendo en cada uno de los componentes del sistema: presión de bomba, revoluciones por minuto de la mesa, torque, peso de la sarta de perforación, ganancia o pérdida en el nivel de los tanques, etc.

 Malacate: Esta ubicado entre las dos patas traseras de la torre. Consiste en un cilindro alrededor del cual el cable de perforación se enrolla permitiendo el movimiento de la sarta hacia arriba o hacia abajo, dependiendo del tipo de operación a realizar. Su funcionamiento está a cargo del perforador.

Suministra el levantamiento y la potencia para el freno requeridos para subir y bajar las sartas. Las partes principales son:

•Tambor

•Freno

•Transmisión

•Torno auxiliar o cabeza de gato.

En el tambor se encuentra enrollado el cable de perforación que permite el movimiento del bloque viajero. El freno posee la capacidad de tener y sostener las cargas impuestas cuando se va bajando la tubería. La transmisión suministra el medio para el cambio de dirección y velocidad del bloque viajero. El torno auxiliar se mueve continuamente y se usa para asistir en el levantamiento de equipos que se encuentran en el piso. Las dimensiones del malacate varían según su potencia. Su peso puede ser desde 4,5 hasta 35,5 toneladas de acuerdo con la capacidad de perforación del taladro.

 Bloque Viajero y Bloque Corona: El Bloque Corona está ubicado en la parte superior de la torre, constituido por una serie de poleas. El cable de perforación pasa a través de estas poleas y llega al Bloque Viajero, el cual está compuesto de un conjunto de poleas múltiples por dentro de las cuales pasa el cable de perforación y sube nuevamente hasta el Bloque Corona. Su función es la de proporcionar los medios de soporte para suspender las herramientas.

 Gancho: Es una herramienta localizada debajo del Bloque Viajero al cual se conectan equipos para soportar la sarta de perforación, se conecta a una barra cilíndrica llamada asa que soporta la Unión Giratoria.

 Cable de Perforación: Se encuentra en el carrete del malacate, enlaza los otros componentes del sistema de levantamiento como lo son las poleas fijas y el bloque viajero. Ha sido diseñado para cargas pesadas, por lo cual debe ser seleccionado según el peso que tendrá que soportar. Consta generalmente de 6 ramales torcidos. Cada ramal esta formado a su vez por 6 o 9 hebras exteriores torcidas que recubren otra capa de hebras que envuelven el centro del ramal.

 Cuñas: Son piezas de metal ahusado y flexibles con dientes y otros dispositivos de agarre, empleadas para sostener la tubería en la mesa rotatoria alternativamente durante un viaje y evitar que se resbale hacia adentro del hoyo cuando se está conectando o desconectando la tubería. Las cuñas encajan alrededor de la tubería y se calzan contra el buje maestro.

 Llaves de potencia: Comúnmente llamadas tenazas, se usan conjuntamente con las cuñas para hacer las conexiones de tubería y para realizar viajes. Permitiendo enroscar y desenroscar la tubería de perforación.

 Cadena de enroscar: Es una cadena de acero utilizada para enroscar una unión de tubería cuando se está introduciendo tubería al hoyo, enrollando un extremo de la cadena alrededor de la unión de tubería en las cuñas y el otro extremo se sujeta al tambor de enroscar del malacate.

2-. Sistema de rotación

Es el sistema de proporcionar la rotación necesaria a la sarta para que la mecha pueda penetrar la corteza terrestre hasta las profundidades donde se encuentran los yacimientos. El sistema de rotación 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.

Este posee un agujero en su centro generalmente de forma hexagonal por el cual se introduce la tubería de perforación. Dicha tubería, que también es de 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. Dentro de los componentes de este sistema se tienen:

 La mesa rotatoria o colisa: Es una maquinaria sumamente fuerte y resistente que hace girar el cuadrante y a la sarta de perforación. La colisa va instalada en el centro del piso de la cabria. Descansa sobre una base muy fuerte, constituida por vigas de acero que conforman el armazón del piso, reforzado con puntales adicionales.

 La junta giratoria: Constituye la mayor parte de la sarta de perforación, esta soportada en la parte superior por el cuadrante, el cual le transmite la rotación a través de la mesa rotatoria. La junta giratoria tiene tres puntos importantes de contacto con tres de los sistemas componentes del taladro. Por medio de su asa, cuelga del gancho del bloque viajero. Por medio del tubo conector encorvado, que lleva en su parte superior, se une a la manguera del fluido de perforación, y por medio del tubo conector que se proyecta de su base se enrosca a la junta kelly.

 La junta kelly: Es un tramo de la tubería de forma cuadrada hexagonal o triangular, generalmente de 40pies de largo, cuyo objetivo es transmitir el movimiento de rotación de la mesa rotatoria a la sarta de perforación.

 La sarta de perforación: Es una columna de tubos de acero, de fabricación y especificaciones especiales. Está compuesta de tubería de perforación y una tubería especial de paredes gruesas llamada Portamechas o Lastrabarrenas la cual va enroscada en el extremo inferior y en el extremo de ésta está enroscada la barrena. El lodo circula a través de los portamechas al igual que a través de la tubería de perforación. Transmite la potencia rotatoria a la mecha para poder perforar.

 Tubería de perforación: Constituye la mayor parte de la sarta de perforación, esta soportada en la parte superior por el cuadrante, el cual le transmite la rotación a través de la mesa rotatoria.

 Portamechas o Lastrabarrenas: Son cuerpos de acero más pesados que la tubería de perforación y se utilizan en la parte más profunda del hoyo para darle peso a la mecha y permitir que esta avance y se perfore un hoyo lo más vertical posible, bajo el principio del péndulo.

 Mechas: La mecha es uno de los componentes del sistema de rotación de mayor importancia durante la perforación de un pozo. Para continuar su

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