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Petroleos
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Tuberia de Perforación
Agenda
• Introducción
• Componentes del Taladro
• Operaciones Convencionales
• Perforación
Conocimiento del equipo usado en
perforación y su función
Las operaciones en el taladro tienen como fin
principal el lograr alcanzar las formaciones que
contienen hidrocarburos de una manera
económica, efectiva y que permita el recobro de
estos en superficie
Introducción
Componentes del Taladro
1. Corona
3. Cable de Perforación
4. Trabajadero tubería
5. Bloque Viajero
6. Top Drive
7. Mástil o Torre
8. Tubería de Perforación
9. Casa del Perro
10. Preventoras
13. Generadores de CA/CD
16. Bombas de Lodo
18. Tanques de Lodo
19. TK de Reserva
20. Separador de Gas
21. Zarandas Vibratorias
22. Choke Manifold
23. Rampa de Tubería
Componentes del Taladro
CORONA (Crown)
Es un ensamblaje de poleas
montado sobre vigas en el
tope del taladro. El cable de
perforación es corrido sobre
las poleas hasta el tambor de
levantamiento (parte del
malacate)
Componentes del Taladro
Boom o extensión de
levante
Estructura metálica
erigida cerca del tope
del taladro, usada para
levantar material, hoy
dia se utilizan Winches
con poleas sobre la
torre.
Componentes del Taladro
Cable de Perforación
(Drilling Line)
Es un cable grueso de acero,
organizado en un tambor o carretel
que recorre la corona y el bloque
viajero. Su propósito primario es
levantar o bajar dentro del pozo la
tubería de
perforación ó el revestimiento. Es
también usado para soportar las
herramientas de perforación.
Componentes del Taladro
Encuelladero o
trabajadero de Tuberia
(Monkeyboard)
Es la plataforma de
trabajo del encuellador
desde donde organiza la
tubería de perforación, su
altura depende del
número de tubos
conectados que se
manejen en el taladro.
Componentes del Taladro
Componentes del Taladro
Bloque Viajero
(Travelling Block)
Es un arreglo de poleas a
través del cual el cable
de perforación es
manejado y sube o baja
en la torre
Componentes del Taladro
Top Drive
El top drive rota la sarta
de perforación y la broca
sin usar la mesa rotaria.
Permite la circulación del
lodo de Perforacion. Es
operado desde una
consola de control en el
piso del taladro (rig floor)
Componentes del Taladro
Malacate
(Drawworks)
Es el mecanismo de
levantamiento en un
taladro de perforación.
Consiste de un Winche de
gran tamaño que enrolla
y libera el cable de
perforación y asi levanta
o baja los componentes
de la sarta y las
herramientas
Componentes del Taladro
Consola del Perforador
(Drillers Console)
El panel de control,
ubicado en la plataforma
desde donde el
perforador controla las
operaciones del taladro y
maneja el equipo
Componentes del Taladro Casa del Perro
(Dog House)
Es un pequeño cuarto
ubicado en el piso del
taladro, usado cómo
oficina del
Supervisor/Perforador y
cómo almacén para
herramientas pequeñas
Componentes del Taladro
Preventora Anular
(Blowout Preventer)
Es una válvula de gran
tamaño, instalada sobre
la cabeza del pozo y
sobre las preventoras de
ariete, que forma un
sello en el espacio anular
entre la tubería y la pared
del pozo ó en caso de no
haber tubería presente,
sella el pozo
Componentes del Taladro Torre ó Mástil
Es una estructura
portátil, con la
capacidad de ser erigida
ó izada como una
unidad a la posición
de trabajo
Componentes del Taladro
Bombas de Lodo
(Mud Pumps)
Grandes bombas de
reciprocación son
usadas para circular el
lodo (fluido de
perforación) en un
taladro
Componentes del Taladro
Tanques de Lodo
(Mud Pits)
Serie de tanques abiertos, a
través de los cuales el lodo es
circulado para permitir que
arena y sedimentos se
depositen y sean retirados.
Aditivos son mezclados
con el lodo y este es
temporalmente almacenado
antes de ser bombeado
nuevamente al pozo. Los
tanques están divididos en
compartimentos de acuerdo
con su uso: shaker pits,
settling pits y suction pits.
Componentes del Taladro
Separador de Gas
(Mud Gas Separator)
Es un aparato usado para
retirar gas del lodo
proveniente del pozo cuando
se presenta invasión de gas en
el pozo
Componentes del Taladro
Choke Manifold
El arreglo de tuberías
y válvulas especiales,
llamadas chokes a
través del cual se
circula el fluido de
perforación cuando
se cierran las
preventoras para
controlar presiones
encontradas en la
formación durante un
reventón
Componentes del Taladro
Rampa de Tuberia
(Pipe Ramp)
Rampa angular que sirve
para arrastrar y subir la
tuberia y herramientas hasta
la plataforma y la mesa
rotaria.
Componentes del Taladro
Acumulador
(Accumulator)
Es el aparato de
almacenamiento para
fluido hidráulico a
presión que es usado
en la operación de las
válvulas preventoras
Componentes del Taladro
Generadores
(Engine Generators Sets)
La energía para el taladro es
producida por motores que
trabajan con diesel, gas ó
gasolina, así cómo con un
sistema mecánico de
transmisión y generadores.
La mayoría de taladros
actuales usan generadores
eléctricos que dan potencia a
motores eléctricos en otras
partes del equipo
Componentes del Taladro
Mesa Rotaria
(Rotary Table)
Es el principal componente
de rotación para girar y
soportar la sarta de
perforación; consiste de
elementos de rotación que
permiten utilizar velocidades
variables y a la vez soportar
el peso de la sarta dentro del
pozo.
Componentes del Taladro
Kelly
Es un componente de
acero pesado, hexagonal
(común) ó cuadrado
suspendido por el bloque
viajero a través de la
mesa rotaria. Esta
conectado a la última
junta de la sarta para
girar la tuberia a medida
que rota la mesa.
Componentes del Taladro
Tubería de Perforación
(Drill Pipe)
Son tubos de alto peso
usados para rotar la broca
y circular el fluido de
perforación. Por lo general
son juntas de 30 pies que
permiten acoplarse entre
ellas y con las
herramientas necesarias
para perforar.
Componentes del Taladro
Tubería de Perforación
(Drill Pipe)
La tubería de perforación “Drill Pipe” es bastante fuerte y relativamente
liviana. En la sarta de Tubulares el “Drill Pipe” va conectada a un top drive o
a la Kelly. El Drill Pipe conforma la parte superior de la sarta de perforación.
Usualmente la tubería de perforación rota, lo cual hace que la broca también
rote. Cuando se utilizan Sistemas de rotación de fondo generalmente la
tubería no rota o su rotación es baja. La fabricación de esta tubería se rige por
Norma API Spec 5 y API Spec 7, mientras que, la estandarización de las
conexiones roscadas se rige por las normas API RP7G y RP7A1.
Componentes del Taladro
Tubería de Perforación
(Drill Pipe)
La selección de tubería de perforación es de acuerdo a grado (material) y peso. La
tubería de perforación tiene un área en cada extremo la cual tiene aproximadamente
siete pulgadas de longitud llamado recalcado (Tool Joint), el recalcado es necesario
para reforzar el tubo y se identifica por ser la parte más gruesa de éste. La
información referente al grado y el peso de la tubería de perforación se graba en una
muesca localizada en la base del pin (figura 1). En la tubería estándar los datos se
encuentran en el sello del hombro del pin (figura 2).
Figura 1 Figura 2
Componentes del Taladro
Tubería de Perforación
(Drill Pipe)
La selección de la tubería de perforación a utilizarse también se
realiza de acuerdo al diseño de la sarta de perforación, en donde
se determina el orden, de acuerdo al grado de acero, en que se
introducirá la tubería. La selección del peso de la tubería
dependerá de la profundidad que se va a perforar, por ejemplo si
se va a perforar un pozo somero, se utilizará una tubería de
menor diámetro, por ejemplo 3 ½” con un peso de 13.3 lb/pie.
Componentes del Taladro
Tubería de Perforación (Drill Pipe)
Especificaciones del Drill Pipe.
La tubería de perforación “Drill Pipe” al igual que otros tubulares, puede ser
especificada de acuerdo con las siguientes características:
1. Diámetro
2. Grado o Resistencia del Material
3. Peso
4. Rango o Longitud
• El diámetro nominal de la tubería de Perforacion se encuentra: 2 3/8”, 2 7/8”, 3½”,
4”, 4½”, 5”, 5½” y 6 5/8”.
• El peso y la resistencia usados dependen del tamaño del hueco, la profundidad del
hueco y las propiedades del pozo. Estas dos condiciones determinan el diámetro
real del tubo. Los Grados de DP mas usados son: E-75, X-95, G-105, S-135 y la
ultima versión V-150.
• El rango o Longitud esta determinado en la tabla siguiente.
Componentes del Taladro
Tubería de Perforación
(Drill Pipe)
Rango “Range” Longitud
Pies “Feet” Metros “Meters”
Rango I 18 – 22.5 5 – 6.7
Rango II 27 – 30.8 2 – 9.1
Rango III 38 – 45.11 6 –13.7
El rango más común es el dos: 27 –30 ft (8.2 – 9.1 m).
Componentes del Taladro
Tubería de Perforación
(Drill Pipe)
Ya que el pozo puede tener una profundidad de miles de pies, los miembros de la
cuadrilla tendran que conectar cientos de juntas de “Drill Pipe”.
Los tubos de diámetro 2 3/8” y 2 7/8” generalmente se usa como tubería de trabajo o
en Perforacion de Pozos bien someros.
Los Tubos de diámetro mayor (6 5/8” - 27.60 Lb/ft) se usa en Pozos profundos.
Los tubos con diámetro de 5” - 19.5 Lb/ft son los mas usados en nuestra Industria, en
pozos de 7.500/12.000 pies o Pozos Horizontales.
Componentes del Taladro
Tubería de Perforación
(Drill Pipe)
El “Drill Pipe” se acopla con
los demás tubulares con
conectores (tubos cortos) a
través de la junta roscada (Tool
Joint)
Cada Tubo tiene una rosca
hembra o Caja y una rosca
macho o Pin.
La unión del tubo o “Tool
Joint” varia de tamaño y tipo.
Componentes del Taladro
Tubería de Perforación
(Drill Pipe)
El “Tool Joint” es la parte mas resistente del tubo y se distinguen por tener mayor
diámetro que el resto del tubo.
Durante la perforación la tubería debe limpiarse
y las conexiones roscadas deben ser lubricadas
para evitar desgaste por fricción, corrosión y
garantizar el ajuste necesario. En MECL esta
establecida una inspección de luz negra usando
partículas magnéticas húmedas y AC Joke,
electromagnética cada seis meses o cuando la
operación lo requiera para todos los tubulares y
herramienta de manejo, de acuerdo con la
norma Standard DS-1.
Componentes del Taladro
Tubería de Perforación
(Drill Pipe)
Conexiones.
Las conexiones roscadas de la tubería de perforación están referenciadas por norma API.
En Mansarovar Energy las mas usadas son:
IF, (Internal Flush) desde 2-3/8 hasta; 2-7/8, 3-1/2; 4 y 4-1/2.
Ej: 3-1/2 IF.
X H (Xtra Hole) desde 2-3/8 hasta; 2-7/8, 3-1/2; Y 4.
Ej: 4 XH.
FH (Full Hole) desde 2-3/8 hasta; 2-7/8, 3-1/2; 4, 4-1/2, 5-1/2 y 6-5/8.
Ej: 5-1/2 FH.
Componentes del Taladro
TUBERÍA PESADA
(Heavy Weight)
La tubería pesada (“Heavy Weight”) se compone de elementos
tubulares de grandes dimensiones geométricas (altura: 9.05 m a
9.10 m; peso: 760 a1480 lb y espesor de 0.875” a 1”. Tiene la
función de ser una transición entre la tubería de Perforación y
las Drill Collar.
La tubería pesada se puede identificar fácilmente ya que cuenta
con un protector o cinturón de pared (recalcado) en medio del
tubo.
Características de la tubería Heavy Weight
•Uniones de tubería extra largas (24" y 30" de longitud) (609.6
y 762 mm)
•La pared gruesa da máximo peso por metro.
•Larga sección central recalcada (24" de longitud) (609.6 mm).
Componentes del Taladro
TUBERÍA PESADA
(Heavy Weight)
La tubería pesada (Heavy Weight) se conecta por
debajo del Drill pipe. Esta tubería (HW) también se
conoce como Heavy Weight Drill Pipe, o Heavy
Wate, Su posición en la sarta está entre el Drill Pipe y
los Drill Collar. El HW se usa para suministrar una
zona de transición entre el Drill Pipe, más liviano, y
el Drill Collar, el cual es rígido y pesado.
El uso de HW reduce la fatiga que los Drill Collar
provocan en la sarta. Como resultado, el Heavy
Weight reduce la fatiga en el Drill pipe.
También ayudan a mantener el Drill Pipe en tensión,
y le dan peso a la broca, al igual que lo hacen los
Drill Collar, especialmente en perforación
direccional.
Componentes del Taladro
TUBERÍA PESADA
(Heavy Weight)
El Heavy Weight Drill tiene
paredes más gruesas y Tool
Joint más largas que el
Drill pipe. También tiene
un diámetro mayor (wear
pad) en el centro del cuerpo
para disminuir el contacto
con las paredes del pozo.
Los “Tool Joint” más largo
reducen el desgaste en el
cuerpo del Heavy Weight.
Ellos mantienen el cuerpo
del tubo alejado de las
paredes del hueco.
Componentes del Taladro
TUBERÍA PESADA
(Heavy Weight)
Heavy Weight Spiral.
Posee estrías en espiral en el cuerpo del tubo. El Heavy Weight regular no tiene estrías,
el spiral El Heavy Weight no tiene wear pad.
Cuando el Spiral El Heavy Weight hace contacto con las paredes del hueco, solo una
pequeña parte del cuerpo del tubo las toca. De hecho, solo el área que hay entre las
estrías lo hace. Las estrías no tocan las paredes del pozo, reduciendo el área de
contacto. Al reducir el área de contacto, disminuye el riesgo de que la tubería se pegue.
Componentes del Taladro
Van en la sarta de perforación entre el DP y los DC, y en otros puntos. El crossover tiene roscas especiales en la caja y en el pin. Los fabricantes los diseñan para unir partes de la sarta de perforación que tienen roscas de diferente diseño.
Por ejemplo, el pin de un DP puede no enroscar directamente en la caja de un DC, por ello la cuadrilla coloca un crossover en la última junta de drill pipe, donde se une con la primera junta de drill collar.En Mansarovar Energy las conexiones mas usadas son: IF X H (Xtra Hole) FH (Full Hole) REGULAR
Sub o Crossover
Componentes del Taladro
Las roscas del crossover
encajan con las del pin
del DP, permitiendo a la
cuadrilla unir la sarta de
Drill Pipe con la de
heavy weight y Drill
Collar.
Sub o Crossover
Componentes del Taladro
Collares de Perforación
(Drill Collars)
Los drill collars van en la parte
inferior de la sarta. Los drill collars
tienen paredes gruesas, y son muy
pesados. Ellos colocan peso sobre la
broca para hacer que los cortadores
de la misma perforen la formación, y
también mantienen el drill pipe en
tensión.
El diámetro de los drill collars oscila
entre 3 y 12 pulgadas (76.2 a 304.8
mm). Su peso varía
entre 650 y 11500 lbs (300 a 5100
Kg). Un drill collar de 6 pulgadas
pesa alrededor de 2700 libras
(1225 Kg).
.
Componentes del Taladro
Collares de Perforación
(Drill Collars)
Ya que la cuadrilla usualmente instala varios
drill collars, es evidente que la broca requiere
bastante peso para perforar adecuadamente. La
cantidad de peso depende del tipo de formación
y del tamaño o tipo de broca, puede tratarse de
varios miles de libras.
La longitud de los DC normalmente es de 30 a
31 pies (9.5 m) ,y tienen una conexión hembra
con rosca en un extremo (caja) y un pin con
rosca en el otro.
Es interesante ver que en el negocio de la
perforación, el diámetro de los tubos y de los
pozos casi siempre se denota en pulgadas, pero
las longitudes se miden en pies o metros.
.
Componentes del Taladro
Drill Collars Lisos y en Espiral..
Algunos drill collars son lisos, otros tienen estrías en forma de espiral.
Los DC lisos se usan bajo condiciones normales.
Los DC con espiral se usan cuando existe la posibilidad de que la tubería se pegue.
Los espirales en el exterior de los DC previenen que se peguen con las paredes del
pozo, al reducir el área de contacto.
Los drill collars de gran diámetro tienen casi el mismo que el del pozo; bajo ciertas
circunstancias ellos pueden hacer contacto con las paredes del pozo y pegarse.
Estándar: Estándares del API 7, del API 7-1 y de SY/T.
Material: AISI 4145 H o material no magnético.
Componentes del Taladro
Conexiones ( Roscas )
Una de las partes mas importantes de las herramientas que acabamos de ver tanto en
tuberías como en herramientas, son las roscas, estas se encuentran en los extremos de
las mismas y también deben ser sometidas a un mantenimiento o en algunos casos a
construirse nuevamente, procedimiento basado en estándares internacionales como
Especificación 7 y 71 API y DS 1 TH HILL, los cuales determinan los parámetros para
la reparación y construcción de las conexiones como son:
-Dimensiones.
-Diámetros.
-Conicidad de la rosca.
-Paso de la rosca.
-Profundidad de los hilos.
Este proceso usualmente se hace una vez que se les realiza la inspección
correspondiente, que generalmente es de luz negra usando partículas magnéticas
húmedas fluorecentes y AC Joke, la cual también se le aplica una vez sea maquinada la
conexión y aplica para todas las conexiones.
Componentes del Taladro
Conexiones ( Roscas )
Proceso de maquinado
de las roscas.
Componentes del Taladro
Conexiones ( Roscas )
Conexión terminada y operativa.
Componentes del Taladro
BROCAS DE PERFORACIÓN “DRILL BITS”.
los miembros de la cuadrilla instalan la broca en la parte inferior de los drill collars.
Las brocas también denominadas mechas, son los elementos que colocados en el
extremo inferior de la sarta y que se encargan de cortar, triturar y abrir paso a través de
las formaciones, mediante peso y rotación aplicados sobre ellas.
Hay dos tipos de brocas y se usan de acuerdo a las caracterisiticas de las formaciones.
Estas son:
Brocas cónicas Brocas con cortadores fijos
“roller cone bits”. “fixed cutter bits”.
Componentes del Taladro
Ensamble
típico de la
sarta de
perforación
•La operación se realiza siguiendo una
simple regla: “ponga la broca en el fondo con
algo de peso y gírela a la derecha”
•Esta operación para ser exitosa debe ser libre de
problemas y económica.
•Para lograr una perforación económica, se debe
perforar en el menor tiempo posible, obteniendo
altas ratas de penetración (ROP)
Perforación
• Jefe del Taladro (tool pusher)
• Supervisor de Turno (tour pusher) - 1
• Perforador (driller) - 1
• Encuellador (derrickman) - 1
• Cuñeros (floorhands) - 3
• Obreros de Patio (roustabouts) - 5
• Mecánico (mechanic)
• Electricista (electrician)
• Soldador (welder)
• Operador de Grua (crane operator)
Personal del Taladro
Muchas gracias…..
Ingeniero. Pedro Miguel perez
Edgar Vargas
Proceso Básico de Perforación