Sensores y calibración

Instrumentación MD Totco Página 1 de 29

Sensores – Calibración & Conexión 1. Peso Sarta (Hook Load)

a. Transductor hidráulico (Peso del equipo, lazo interior)

b. Transductor hidráulico (Registrador manual, lazo interior)

c. TCE y TCL

2. Torque Rotaria

a. Eléctrico (SCR Diesel-Eléctrico)

b. Hidráulico

3. Presión de Bomba

a. Transductor hidráulico

b. Diafragma de presión de bomba, eléctrico

4. Flujo

5. Volumen de Presas

a. Ultrasónico

b. Probeta ó Varilla (5’-20’)

6. Total Gas

7. Emboladas y RPM de rotaria

a. Proximidad inductivo (Turck)

b. Proximidad Magnético

c. Limit (Whisker)

8. Profundidad

a. Encoder (Incremental)

9. Conexiones comunes de Top Drive y Calibración

10. Especificaciones de conexión para alarma/corneta

11. Esquema de canales para DAQ Standard

12. Especificaciones de conexión - Referencia rápida


Conteos de RAWSS Qué son y cómo son calculados? Para ponerlo de manera simple, los conteos de RAWS son determinados por la entrada del canal y lo que a su vez seleccionamos como “channel type” en el DAQ. Cuando seleccionamos corriente o voltaje en el tipo de canal, el DAQ determina que tanta señal es igual a “UN RAWS”. Usando los valores de RAWS MIN con valor Mínimo y RAWS MAX con el valor máximo se determinará una escala lineal para dicho canal. La escala lineal se consigue en la mayoría de los casos usando el algoritmo Estándar (Standard Algorithm) en el DAQ. El Ejemplo 1, que se describe a continuación, nos ayudará a entender como se correlaciona lo aquí comentado. Ejemplo 1: RAWS MAX = 4095 VALUE MAX = 100 RAWS MIN = 700 VALUE MIN = 0 *NOTA: EL CANAL SELECCIONADO ES DE 0-5 VDC RAWS MAX – RAWS MIN = 3395 VALUE MAX – VALUE MIN = 100 Ahora, queremos saber cuantos RAWS equivalen a 1. Tomamos (RAWS MAX – RAWS MIN) en este caso es 3395, “esto es cuantos RAWSS debe moverse para igualar al 100 desde 0”. A continuación dividimos 3395 / 100 y obtenemos 34. Hemos determinado que cada incremento de 34 RAWS la lectura aumenta en 1. Usando este método podemos determinar si la lectura de nuestro canal es correcta o si hay algo externo al DAQ causando problemas. Ver ejemplo 2. Ejemplo 2: Usando la calibración del ejemplo 1 podemos determinar si la lectura de

nuestro canal es correcta. La lectura actual en RAWS es de 2700, el valor actual es 62; usando el método descrito anteriormente sabemos que se requiere un incremento de 34 para aumentar el valor en 1, de tal manera que 62*34 serían 2108 y que para 2700 correspondería un valor de 79. Esto nos ayuda a determinar que nuestro problema está en el programa del DAQ o en la tarjeta digital, y no en nuestro sensor. Este método puede ser usado en cualquier canal o sensor.


Peso Sarta (Hook Load) – Transductor hidráulico (Sistema de peso del Equipo) Los sensores hidráulicos de peso de sarta se conectan en línea con el sistema indicador de peso del equipo. En la mayoría de las ocasiones el transductor se conecta entre la celda de carga en el ancla y el indicador de peso en el piso de perforación. Este transductor usa conexión de 2 hilos al DAQ en un canal de 24Vdc (corriente) usando las terminales “Source” y “Signal” Tipo de Transductor: 1 Kpsi Transductor (Sistema de Fluido Hidráulico) 100 psi Transductor (Sistema de Aire) Requerimientos:

1. Base para montar el sensor Libre de obstáculos Sin riesgo de daños durante transporte del equipo

2. Conectores adecuados que se ajusten a los conectores actuales ¼” Conector rápido (Cobre o Acero) ¼” Conector enroscable MD (Acero)

3. Cinta teflón para las roscas.

Procedimiento: 1. Coloque las conexiones al transductor usando cinta teflón para sellar fugas. 2. Usando una bomba manual, bombee líquido a través del sensor para desplazar

cualquier burbuja de aire. 3. Cuando el equipo esté en cuñas, (peso igual o menor a 30K), coloque el transductor

en la línea. 4. Conecte la laptop al DAQ y ejecute el Calconf para calibrar el sistema

Calibración: Calibración mínimo:

El equipo debe estar en cuñas. Aceptar los RAWSS actuales (por ejemplo: 750 – 900 RAWSS) y escriba el valor actual que se lee en el indicador de peso. El archivo maestro del DAQ predefine las líneas de guarnido a 10, por lo tanto si el peso que se lee es de 30Klbs, la calibración correcta sería de 3.0.

Calibración máximo (Esta puede realizarse de 2 maneras):

1. Usando las lecturas actuales. Mientras el equipo sostiene peso, sin estar en el fondo y fuera de cuñas, acepte el conteo de RAWSS como la Calibración máximo y escriba el valor actual que se lee en el indicador de peso. El archivo maestro del DAQ predefine las líneas de guarnido a 10, por lo tanto si el peso que se lee es de 200Klbs, la calibración correcta sería de 20.0.

2. Calibración estándar. Use el valor de RAWSS de 3750 y el peso máximo permitido por el indicador de peso. Si el indicador de peso tiene un valor máximo de 500klbs, la calibración correcta sería de 50.0


Peso Sarta (Hook Load) – Transductor hidráulico (Registrador Manual) Sensores de peso de sarta hidráulicos conectados en línea con los sistemas de registrador mecánicos del equipo. En muchas ocasiones el transductor se conecta entre el diafragma de la línea muerta o la celda de carga en el ancla y el registrador mecánico en la caseta del perforador. Este transductor usa conexión de 2 hilos al DAQ en un canal de 24Vdc (corriente) usando las terminales “Source” y “Signal” Tipo de Transductor: 100 psi Transductor 1 Kpsi Transductor (Sistema Sensator) Requerimientos:

1. Base para montar el sensor Libre de obstáculos Sin riesgo de daños durante transporte del equipo

2. Conectores adecuados que se ajusten a los conectores actuales ¼” Conector rápido (Cobre o Acero) ¼” Conector enroscable MD (Acero)

3. Cinta teflón para las roscas. Procedimiento:

1. Coloque las conexiones al transductor usando cinta teflón para sellar fugas 2. Usando una bomba manual, bombee líquido a través del sensor para desplazar

cualquier cámara de aire. 3. Cuando el equipo esté en cuñas, (peso igual o menor a 30K), coloque el transductor

en la línea 4. Conecte la laptop al DAQ y ejecute el Calconf para calibrar el sistema


El equipo debe estar en cuñas. Aceptar los RAWSS actuales como la Calibración mínimo (por ejemplo: 750 – 900 RAWSS) y escriba el valor actual que se lea en el registrador mecánico (por ejemplo: 1.0 a 4.0). El archivo maestro del DAQ predefine las líneas de guarnido a 10, por lo tanto si el peso que se lee es de 30Klbs, la calibración correcta sería de 3.0.

Calibración máximo (Esta puede realizarse de 2 maneras): 1. Usando las lecturas actuales. Mientras el equipo sostiene peso, sin estar en el fondo

y fuera de cuñas, acepte el conteo de RAWSS como la Calibración máxima y escriba el valor actual que se lee en el registrador mecánico. El archivo maestro del DAQ predefine las líneas de guarnido a 10, por lo tanto si el peso que se lee es de 200Klbs, la calibración correcta sería de 20.0.

2. Calibración estándar. Use el valor de RAWS de 3750 y el peso máximo permitido por el cilindro del registrador. Si el registrador tiene un valor máximo de 400klbs, la calibración correcta sería de 40.0


Peso Sarta (Hook Load) – TCE & TCL (Transductores para línea muerta) TCE & TCL son transductores para línea muerta, lo que significa que están anexados a una sección del cable de perforación que conecta la corona con el ancla. Estos transductores usan una conexión de 2 hilos al DAQ en un canal de 24Vdc (corriente) usando las terminales “Source” y “Signal” Montado:

1. Debe montarse de 8 a 15 FT por arriba del piso de perforación. (Esto previene que cualquier herramienta o máquina pueda golpear al sensor)

2. El plato trasero del TCL o TCE debe encarar al perforador de tal manera que las cuerdas o los cables no se enreden en la manivela

3. Una cuerda debe unir al sensor con la torre de tal manera que se eviten las caídas libres o desliz hacia el piso de perforación.

4. El sensor debe ser montado y ajustado fuertemente cuando el equipo esté en cuñas. 5. El ajuste debe ser lo más fuerte posible, hecho a mano.


El equipo debe estar en cuñas. Aceptar los RAWS actuales como la Calibración mínimo (por ejemplo: 750 – 900 RAWS) y escriba el valor actual que se lea en el indicador de peso (por ejemplo: 1.0 a 4.0). El archivo maestro del DAQ predefine las líneas de guarnido a 10, por lo tanto si el peso que se lee es de 30Klbs, la calibración correcta sería de 3.0.

Calibración máximo: Usando las lecturas actuales. Mientras el equipo sostiene peso, sin estar en el fondo y fuera de cuñas, acepte el conteo de RAWS como la calibración máxima y escriba el valor actual que se lee en el indicador de peso. El archivo maestro del DAQ predefine las líneas de guarnido a 10, por lo tanto si el peso que se lee es de 200Klbs, la calibración correcta sería de 20.0.


Torque Rotaria (Rotary Torque) – Eléctrico El torque eléctrico usa un sensor llamado “Dona” de Torque. Este sensor trabaja midiendo la electricidad que pasa entre el malacate y el cuarto de SCR. Si la formación se vuelve más dura durante la perforación, la mesa de rotaria requerirá más electricidad para mantener la misma velocidad. El incremento en la energía demandado será detectado por la DONA y una señal será transmitida al DAQ. El sensor de torque eléctrico requiere energía de dos fuentes. El canal es de 5Vdc (voltaje) pero requiere un suministro desde una terminal de 24Vdc en el DAQ. Montaje: La “Dona” abraza al cable de alimentación que conecta el cuarto de SCR con el malacate. En la mayoría de los casos hay una conexión para el positivo, neutro y tierra localizados en la parte posterior del malacate. Calibración: Calibración mínimo:

Cuando el equipo esta sin operar y la mesa de rotaria no está girando, acepte los RAWS (0-100) y el mínimo valor de cero.

Calibración máximo: Para una calibración exacta el equipo debe estar perforando. Mientras la mesa de rotaria está girando acepte los RAWS actuales y escriba el valor del torque que se lee en el indicador de la consola del perforador.

Usualmente hay diferencias de cómo le gusta ver el torque a los usuarios. Algunos clientes prefieren ver una gráfica lineal con pequeños picos durante la perforación. Esto requiere ajustes del filtro (Filter) y la velocidad de actualización (Update rate). *Nota: Mantenga presente que un filtro alto produce retraso en la velocidad en que el valor se muestra en el Rigsense. El valor de filtro aceptado generalmente es de 75% y un velocidad de actualización de (2-4 segundos).


Torque Rotaria (Rotary Torque) – Hidráulico Los sensores para torque de rotaria hidráulico se conectan en línea con el sensor del torque hidráulico del equipo dentro del guarda cadena. El sensor empuja fluido a través del sistema haciendo que se registre el torque en el manómetro de la consola. Estos transductores usan una conexión de 2 hilos al DAQ en un canal de 24Vdc (corriente) usando las terminales “Source” y “Signal” Tipo de Transductor: 1 Kpsi Transductor (Sistema de Fluido Hidráulico) 500 psi Transductor Requerimientos:

1. Base para montar el sensor Libre de obstáculos Sin riesgo de daños durante transporte del equipo Montaje en consola de ser posible.

2. Conectores adecuados que se ajusten a los conectores actuales ¼” Conector rápido (Acero) ¼” Conector enroscable MD (Acero)



cualquier cámara de aire. 3. Cuando el equipo esté en cuñas, (peso igual o menor a 30K), coloque el transductor

en la línea 4. Conecte la laptop al DAQ y ejecute el Calconf para calibrar el sistema


Cuando el equipo esta sin operar y la mesa de rotaria está girando sin estar en el fondo, acepte los RAWSS (750-1000) y el mínimo valor de cero.

Calibración máximo: Use las lecturas actuales. Mientras el equipo esté perforando acepte los RAWS actuales y escriba el valor del torque que se lee en el indicador de la consola del perforador.

El valor de filtro aceptado generalmente es de 75% y un velocidad de actualización de (2-4 segundos).


Presión de Bomba (Pump pressure) – Transductor Hidráulico Los transductores hidráulicos de presión de bomba se conectan en línea con el sistema de presión de bomba del equipo o en otro diafragma específicamente para el transductor de Rigsense. El sensor empuja fluido a través del sistema haciendo que se registre presión en el manómetro de la consola. Estos transductores usan una conexión de 2 hilos al DAQ en un canal de 24Vdc (corriente) usando las terminales “Source” y “Signal” Tipo de Transductor: 5 Kpsi Transductor 10 Kpsi Transductor 12 Kpsi Transductor 20 Kpsi Transductor Requerimientos:

1. Base para montar el sensor Libre de obstáculos Sin riesgo de daños durante transporte del equipo Montaje en consola de ser posible.

2. Conectores adecuados que se ajusten a los conectores actuales ¼” Conector rápido (Acero) ¼” Conector enroscable MD (Acero)



cualquier cámara de aire. 3. Cuando el equipo no esté perforando, coloque el transductor en la línea

*Nota: Puede ser necesario empujar el diafragma firmemente después de conectar el transductor. Para evitar que el diafragma estalle, simplemente ajústelo firmemente con la mano.

4. Conecte la laptop al DAQ y ejecute el Calconf para calibrar el sistema Calibración: Calibración mínimo:

Cuando el equipo esté parado y las bombas apagadas, acepte los RAWS y escriba el valor mínimo de cero

Calibración máximo (Esta puede realizarse de 2 maneras): 1. Usando las lecturas actuales. Mientras el equipo perfora, acepte el conteo de RAWS

como la calibración máxima y escriba el valor actual que se lee en el indicador de presión.

2. Calibración estándar. Use el valor de RAWS de 3750 y la presión máxima permitida en el manómetro de presión. Si el manómetro tiene un valor máximo de 5000psi, la calibración correcta sería de 5000.


Presión de Bomba (Pump pressure) – Transductor electrónico de Diafragma Los transductores electrónicos de diafragma se montan directamente en el “Stand Pipe” del equipo y sustituyen al diafragma hidráulico de presión de bomba. Estos transductores usan una conexión de 2 hilos al DAQ en un canal de 24Vdc (corriente) usando las terminales “Source” y “Signal”. Los transductores electrónicos de diafragma pueden medir presiones de 5Kpsi y 15Kpsi.


Cuando el equipo esté parado y las bombas apagadas, acepte los RAWSS y escriba el valor mínimo de cero

Calibración máximo (Esta puede realizarse de 2 maneras): 3. Usando las lecturas actuales. Mientras el equipo perfora, acepte el conteo de RAWS

como la Calibración máxima y escriba el valor actual que se lee en el indicador de presión.

4. Calibración estándar. Use el valor de RAWS de 3750 y la presión máxima permitida en el transductor electrónico de diafragma. Si el transductor electrónico de diafragma tiene un valor máximo de 5kpsi, la calibración correcta sería de 5000.


Sensor de Flujo (Flow sensor) Los sensores de Flujo se montan en línea en el tubo que va desde el tubo conductor hasta las temblorinas del equipo. El diseño simple de paletas permite una calibración fácil, cuando la paleta cuelga libremente la lectura de flujo es de 0%. Inversamente cuando la paleta se encuentra totalmente extendida hacia atrás la lectura es del 100%. El sensor de flujo usa un canal de 5Vdc (Voltaje). Calibración del sensor:

1. Desconecte el cable que va del sensor al DAQ, del bloque de terminales dentro del sensor de flujo.

2. La paleta debe estar colgando libremente, posición 0%. 3. Conecte un voltímetro en modo de medir resistencia (OHM) entre el Pin 1 (Verde-

tierra) y Pin 2 (Blanco-señal) a. Lectura correcta debe ser: 1.45k ohms o 1450 ohms. b. Si la lectura es incorrecta, afloje el juego de tornillos en la flecha de

transmisión y gire (MUY DESPACIO) la flecha usando un desarmador pequeño.

c. Gire la flecha hasta que se obtenga la lectura correcta y apriete nuevamente los tornillos.

d. Con el voltímetro conectado, levante y baje la paleta para verificar el cambio en la resistencia eléctrica.

e. Paleta abajo = 1450 ohms - Paleta arriba = 0.0 4. Reconecte el cable que va del sensor al DAQ (Ver diagrama)

Calibración en el DAQ: Calibración mínimo:

Sin flujo y con la paleta hasta abajo, acepte el valor de RAWS MIN; este es nuestro 0%. RAWS aceptables se encuentran entre (150-400)

Calibración máximo: Levante la paleta toda, hasta arriba, y acepte la lectura actual como RAWS MAX; este es nuestro 100%. RAWS aceptables se encuentran entre (2000– 2600)


Sensor Ultrasónico para Presas (Ultrasonic Tank Probes) Un sensor ultrasónico emite una serie de pulsos ultrasónico desde el transductor. Cada pulso es reflejado como “ECO” desde el líquido y sensado por la cabeza del sensor. El tiempo que le toma viajar al pulso hacia el líquido y de regreso es medido y convertido a distancia que se muestra en una pantalla de cristal líquido (LCD). Posteriormente, la señal se convierte a un valor en miliampere y se envía al DAQ para su procesamiento. Los sensores ultrasónicos requieren de un canal de 24Vdc (corriente) Montaje: El sensor debe colocarse perpendicular al tanque que se va a monitorear. Idealmente el sensor debe montarse en un soporte adecuado arriba de la rejilla del tanque. Para evitar picos en la señal, el sensor no debe ser asentado dentro de un soporte metálico. El rango mínimo de sensibilidad es de 10” (25cm), por lo que el sensor debe estar como mínimo a esta distancia, sobre el punto máximo a medir de lodo. Calibración del sensor: Las medidas que se necesitan previo a la calibración del sensor son la distancia desde el sensor hasta el fondo de la presa y la distancia desde el sensor hasta el punto más alto del volumen máximo de lodo. Las medidas deben tomarse desde la cabeza del sensor. *Nota: En el volumen máximo, la cabeza del sensor debe estar por lo menos 10” por arriba.

1. Abra la tapa de protección del sensor. 2. El sensor por default despliega la distancia actual al encenderse. 3. Presione los botones “20” y “4” al mismo tiempo, una sola vez. Esta es la

distancia hasta el fondo del tanque. Use los botones “20” ó “4” para ajustar la distancia. Una vez que la distancia sea la correcta observaremos el valor actual en la pantalla de cristal líquido.

4. Presione los botones “20” y “4” al mismo tiempo, una sola vez. Esta es la distancia hasta la parte superior del tanque. Use los botones “20” ó “4” para ajustar la distancia. Una vez que la distancia sea la correcta observaremos el valor actual en la pantalla de cristal líquido.

5. Presione los botones “20” y “4” al mismo tiempo, tres veces. (Blanking). Este valor debe ser igual o menor al ingresado en el punto anterior (4). Una vez que la distancia sea la correcta observaremos el valor actual en la pantalla de cristal líquido.

6. Presione los botones “20” y “4” al mismo tiempo, cinco veces. (Fail-safe). Este valor debe ser “3”. Una vez que la distancia sea la correcta observaremos el valor actual en la pantalla de cristal líquido.


Sensor Ultrasónico para Presas (Ultrasonic Tank Probes) – Continuación Calibración en el DAQ: Calibración mínimo:

Si el sensor se configuró bien, el valor de RAWS mínimo debe ser de 750 y le corresponde el valor mínimo de 0.

Calibración máximo: Si el sensor se configuró correctamente, el valor de RAWS max debe ser de 3750. Para encontrar el volumen máximo de la presa use la siguiente fórmula: L = Longitud de la Presa (Pies) W = Ancho de la Presa (Pies) H = Alto de la Presa (Pulgadas) Bbls por pulgada = (L)(W) * 0.0148 (Bbls por pulgada) * H = Volumen máximo presa.


Sensor de Varilla para Presas (Stick Tank Probes) – Modelos de 5’, 8’, 10’, 15’ y 20’ Los sensores de varilla son los más viejos y el método tradicional para medir los volúmenes en las presas. El sensor consiste de un eje hueco (varilla) que se extiende a lo alto del tanque. Uno de sus extremos descansa sobre el fondo del tanque y el otro extremo se sujeta arriba de la parilla del mismo. Se añade una esfera que se desliza a lo largo de la varilla. La esfera flota en la superficie del lodo, abriendo y cerrando contactos a lo largo de la varilla. El movimiento de la esfera origina diferentes resistencias electrónicas, las cuales son enviadas al DAQ para su procesamiento. Las varillas requieren de un canal de 5Vdc (voltaje) Montaje: Estos sensores si no son asegurados de manera firme y segura, pueden caerse fácilmente dentro del tanque y ser destruidos por los agitadores. De la misma manera, las esferas deben poder viajar a lo largo de la varilla sin golpear o atorarse en tuberías o válvulas sumergidas. Calibración en el DAQ: Calibración mínimo:

El anillo retenedor de la esfera debe colocarse 6” arriba de la punta inferior de la varilla. En este punto los RAWS MIN deben ser de 58. Para encontrar el volumen mínimo del tanque, use la siguiente fórmula. L = Longitud de la Presa (Pies) W = Ancho de la Presa (Pies) Bbls por pulgada = (L)(W) * 0.0148 (Bbls por pulgada) * 6 = Volumen mínimo presa.

Calibración máximo:

Los RAWS MAX correctos son 2468. Para encontrar el valor correcto de la calibración máxima use la siguiente fórmula. L = Longitud de la Presa (Pies) W = Ancho de la Presa (Pies) (L) * (W) = Calibración máxima


Total Gas (Gas Watch II) El sensor del Gas Watch II extrae gases C1 a C7 del lodo en la sección de las temblorinas. La unidad consiste de 3 componentes: agitador de gas, botella de filtro (Depósito Glycol), y el analizador de gas. El agitador de gas está equipado con un aspa que agita el lodo que pasa a través de ella. Existe un vacío leve que jala las muestras de aire, que rodean al agitador, a través de un tubo hacia la botella de filtro. Esta botella está llena hasta la mitad ya sea de glycol o anticongelante. La humedad se extrae de la muestra de aire en la botella y se pasa al analizador de gas a través de un pequeño tubo. El analizador de gas emite un rayo infrarrojo a través de la muestra de aire. El procesador calcula la velocidad de absorción del infrarrojo en las partículas de gas y emite una señal de corriente en el rango de los 4-20mA, dicha señal se envía al DAQ. El sensor no requiere calibración interna y usa un canal de 24Vdc (corriente). El Gas Watch II usa las terminales “Signal” y “Ground” en el DAQ.

Montaje: El agitador de gas se coloca boja abajo en el depósito de descarga, en el área de temblorinas, de tal manera que las aspas del agitador hagan contacto con el lodo. Consulte con el Rig Manager o Perforador para encontrar la temblorina de uso más frecuente. Asegúrese que todas las mangueras del sistema estén bien conectadas y alejadas de objetos que las puedan cortar o golpear. El agitador y el analizador de gases requieren de una alimentación de 110Vac. El agitador también puede usar alimentación de 220Vac, en caso de requerirse. Calibración: Calibración mínimo:

Cuando no hay presencia de Gas o el equipo aún no está perforando en zona de gases C1 a C7, los RAWS MIN deben ser aproximadamente de 750 con valor de 0.

Calibración máximo (Dos rangos de calibración): Región de las costas del Golfo usen RAWS MAX de 3750 y valor máximo de 5000 unidades. Todas las otras regiones usen RAWS MAX de 3750 y valor máximo de 10000 unidades.



Sensor Emboladas/RPM (Pump stroke/Rotary table) – Proximidad inductivo Turck El sensor de proximidad Turck puede usarse tanto para medir las emboladas de las bombas como para el RPM de la mesa de rotaria. Éste cuenta las veces que un objeto de metal pasa enfrente del sensor. Esto ocasiona que el se encienda o se apague, lo cual el DAQ lo considera como una embolada, dependiendo de la calibración. El sensor tiene la capacidad de 500 conteos por segundo. Este sensor depende de un canal de +/- 10Vdc del DAQ. Montaje: El sensor debe fijarse muy bien a un soporte que no se mueva durante su uso. Un objeto metálico (Target) debe colocarse a la flecha giratoria o polea y debe ser igual o mayor al diámetro del sensor (30mm). Buenos “Target” son aquellos de cara plana y colocados paralelamente con la cara del sensor para mejor contacto. El rango máximo de sensibilidad para el sensor Turck es de a lo mucho ½” (10mm). Cuando el “Target” pase enfrente del sensor se activará una luz, ya sea apagándose o prendiéndose de acuerdo al esquema de conexión. Asegúrese que el “Target” u otro objeto no golpee al sensor cuando la maquinaría esté en uso. Calibración: La velocidad de calibración (Calibration rate) difiere ampliamente dependiendo de la bomba; el tamaño y modelo de la mesa rotaria. Si el sensor se monta en el engrane principal de la bomba, una calibración típica puede ser de 4.0 a 5.0. Este número debe ajustarse hasta que la lectura se ajuste a la velocidad actual de la bomba. Esta velocidad de calibración es la relación de emboladas por giro en la flecha. Una relación de Debounce (Debounce rate) de 0.0 – 0.5 debe ser usada para el sensor de proximidad Turck.


Sensor Emboladas/RPM (Pump stroke/Rotary table) – Proximidad Magnético

Similar a los sensores de proximidad inductivos, estos sensores pueden ser usados tanto para medir las emboladas de las bombas como para el RPM de la mesa de rotaria. A diferencia de los inductivos, los sensores de proximidad magnética requieren de un imán como “Target”. Éste cuenta las veces que el “Target” pasa enfrente del sensor. Esto ocasiona que el sensor se encienda o se apague, lo cual el DAQ lo considera como una embolada o rpm, dependiendo de la calibración. Este sensor depende de un canal de +/- 10Vdc del DAQ.

Montaje: El sensor debe fijarse muy bien a un soporte que no se mueva durante su uso. Un imán (Target) debe colocarse a la flecha giratoria o polea, debe ser igual o mayor al diámetro del sensor (30mm). Buenos “Target” son aquellos de cara plana y colocados paralelamente con la cara del sensor para mejor contacto. El rango máximo de sensibilidad para el sensor Turck es de a lo mucho ½” (10mm). Cuando el “Target” pase enfrente del sensor se activará una luz, apagándose. Asegúrese que el “Target” u otro objeto no golpee al sensor cuando la maquinaría esté en uso. Calibración: La velocidad de calibración (Calibration rate) difiere ampliamente dependiendo de la bomba; el tamaño y modelo de la mesa rotaria. Si el sensor se monta en el engrane principal de la bomba, una calibración típica puede ser de 4.0 a 5.0. Este número debe ajustarse hasta que la lectura se ajuste a la velocidad actual de la bomba. Esta velocidad de calibración es la relación de emboladas por giro en la flecha. Una relación de Debounce (Debounce rate) de 0.0 – 0.5 debe ser usada para el sensor de proximidad magnético.


Sensor Emboladas (Pump stroke) – Limit Switch A diferencia de los sensores de proximidad, los limit switches consisten de una parte mecánica que abre y cierra un circuito. Los limit switches son usados únicamente para las emboladas de las bombas. Estos sensores también son llamados “Whisker” (barbones) debido a la varilla de aluminio que hace contacto con las partes en movimiento de la bomba. Los limit switches requieren de una canal de +/- 10Vdc del DAQ. Montaje: Los limit switches deben sellarse antes de ser montados. Llenar las cavidades de los switches con grasa es un buen método para detener el agua y la corrosión. El sensor debe fijarse muy bien a un soporte en el canal abierto de las bombas, evitando que el cuerpo del sensor se mueva durante su uso. La “barba” o varilla metálica debe extenderse hasta las partes móviles del cilindro de la bomba. Esto moverá la varilla adelante y atrás originando que el circuito se cierra o se abra con cada pasada. Asegúrese que únicamente la “Barba” o varilla haga contacto con la bomba. Los limit switches usan cables de señal separada pero pueden usar un cable común de tierra. ( Ver diagrama siguiente para especificaciones de cableado) Calibración: Para la mayoría de las situaciones una velocidad de calibración (Calibration rate) de 1.0 es suficiente (Una embolada = Una Cuenta). La relación de Debounce (Debounce rate) correcta es de 0.20 – 0.40. Este debounce no permitirá un conteo doble en caso de que el limit switch se haya colocado en posición incorrecta.


Profundidad (Depth) – Encoder Incremental – Acoplamiento directo o c/ Polea Los encoder incrementales se montan en el eje del malacate, línea de aire o flauta. Conforme gira el malacate, el encoger registra el movimiento y lo reporta al DAQ. Tanto el encoger con polea como el directo tienen circuitos separados para medir la dirección, arriba o abajo. La señal es dividida en conteos EDMS, los cuales son usados por la tarjeta de profundidad (o tarjeta EDMS) para determinar el sentido del movimiento y la distancia. Estas cuentas manejan como estándar +/- 2000 cuentas EDMS por cada rotación completa del malacate. El movimiento hacia arriba del Block genera cuentas EDMS positivas, el movimiento hacia abajo genera cuentas Negativas. Montaje: Los encoders se enroscan en el eje (línea de aire) del malacate. En algunos casos se requieren de bujes o adaptadores para acoplar el encoder debido a las diferentes roscas y tipos de malacate fabricados. Antes de colocar el encoder engrase las roscas para evitar problemas en las cuerdas. *Nota: En algunos modelos de malacate, un lado del eje sólo gira en sentido hacia abajo; mientras en otros, ambos lados giran en ambos sentidos. Consulte con el Rig Manager o Perforador antes de colocar el encoder. El encoder de acoplamiento directo se envía con un soporte para evitar que el encoder gire. Este soporte debe estar instalado. Calibración: La siguiente página demuestra el método de calibración de encoders incrementales.


Profundidad (Depth) – Encoder Incremental – Continuación Calibración EDMS 10 Puntos Antes de iniciar la calibración de 10 puntos:

1. Fijar el encoder para evitar movimientos adicionales. 2. Verificar en la tarjeta de profundidad el chip correcto, revisar la etiqueta del chip y

buscar (v4.23 ó v4.22). 3. Verificar que las cuentes EDMS varíen correctamente. Mover el block hacia arriba

y observar que los conteos EDMS se incrementen. Mover el block hacia abajo y observar que los conteos EDMS disminuyan.

*Nota: Si las cuentas EDMS operan de manera contraria a lo descrito en el punto 4, invierta los cables de los conectores 0A y 0B en la terminal E-Depth del DAQ, verifique el movimiento otra vez.

4. Equipo de apoyo: a. Cinta medidora (100 ft) b. Gis o marcador c. Pluma y papel d. Laptop y calconf

5. Notifique al Rig Manager y Perforador que la calibración de 10 puntos puede tomar 10- 20 minutos.

6. No tener la flecha Kelly conectada. Los elevadores y “Bales” deben estar instalados. 7. Con el Gis marque la mitad del malacate. Haga la marca visible a simple vista.


Realizando la calibración de 10 puntos En una libreta construya una tabla para la Altura del Block – Cuentas EDMS (Mire abajo para ver el ejemplo de tabla)

1. Posición 1: Eleve el block hasta que la línea de perforación haya completado una

capa completa y esté a punto de iniciar la segunda. Use el gis para marcar la orilla del tambor y guarda malacate; este punto será su referencia de cambio de capa (Layer change). Coloque a cero los EDMS (Zeroed EDMS) ya sea a través del Calconf o NTtracer.

*Nota: Coloque la posición 1 lo suficientemente alto para compensar la longitud del Kelly. Podría ser necesario en algunos equipos que la Posición 1 fuera en la segunda capa de cambio (layer change).

2. Posición 2: Baje el block hasta que los elevadores toquen el piso de perforación. Registre en su tabla la altura cero y los conteos EDMS, en la primera línea de “BLock Height”.

*Nota: Los conteos EDMS deben ser negativos en la posición 2.

3. Posición 1: Amarre la cinta de medir (100ft) al elevador. Eleve el block hasta que la línea de perforación esté de regreso en la posición 1. Use el gis para marcar la referencia. Registre la altura del block y los conteos EDMS en la primera línea de “Layer Change”. (Los conteos EDMS deben estar entre -200 a +200)

4. Posición 3: Eleve el block hasta que la línea de perforación se encuentre a la mitad del tambor incluso con la marca de gis. Registre la altura del block y los conteos EDMS en la siguiente línea de “Block Height”.

5. Posición 4: Eleve el block hasta que la línea de perforación haya completado la capa y se haya iniciado la capa siguiente. Como en la posición 1, use el gis para marcar la orilla del tambor y el guarda malacate, como puntos de referencia. Registre la altura del block y conteos EDMS como “Layer Change”

6. Posición 5: Eleve el block hasta que la línea de perforación se encuentre a la mitad del tambor incluso con la marca de gis. Registre la altura del block y los conteos EDMS en la siguiente línea de “Block Height”. Asegúrese que la cinta de medir esté pensionada antes de tomar sus lecturas.

7. Continué realizando los 2 pasos previos hasta que la altura del block esté por encima de los 100ft. La última línea de su tabla debe ser una línea de “Block Height”

8. Registre el número de vueltas por capa del malacate. 9. Registre el diámetro del cable de perforación. 10. Registre el valor de guarnido de líneas.


Realizando la calibración de 10 puntos – Continuación Distribución de la pantalla de Calibración de EDMS en el Calconf

1. Calibration Factor: Siempre en Pies (FEET) 2. Cable Diameter: Tamaño de la línea de perforación, siempre en medidas inglesas. 3. Counts per Wrap: Las cuentas son determinadas por el tipo de encoger, hay dos

opciones: 625 ó 2000. 4. Average Wraps per Layer: Calculado automáticamente por el programa 5. Lines Strung: Se establece durante la calibración total. Líneas de Guarnido. 6. Zero Count: Automáticamente establecido por el programa cuando se completa la

calibración. Puede ser intoducido de manera manual si se conoce el valor exacto. 7. Load from disk: Carga el archivo seleccionado desde el disco duro. 8. Save to disk: Guarda todos valores mostrados a un archivo en el disco duro. 9. Calculate: Únicamente selecciónelo cuando todos los datos se han ingresado. 10. Quit: Sale de esta ventana de calibración. 11. If Calculated, counts and ft. values autocalculated by program. Si nos encontramos

en un “Layer Change”, los pies serán calculados automáticamente, los conteos EDMS serán capturados por el usuario. Si nos encontramos en “Block Height” las cuentas y los valores de Pies son capturadas por el usuario.

12. Ver punto 11 13. Ver punto 11 14. Wraps to next layer: Calculados automáticamente por el programa.


Realizando la calibración de 10 puntos – Continuación Ingresando la calibración de 10 puntos al Calconf: Vaya a la pantalla de calibración de EDMS (Imagen en la página anterior)

1. Ingrese el diámetro correcto del cable en formato decimal (Ejemplo: ¼” -> 1.25) 2. Ingrese el número de líneas de guarnido (Lines Strung) en caso de que sea

incorrecto. 3. Cambie todos los renglones a “Unused” antes de ingresar valores. 4. Línea 0: Cambie “Unused” a “Block Height” e ingrese la primera línea de alturas.

(Tanto los valores de altura como de conteos deben ser ingresados) 5. Línea 1: Cambie “Unused” a “Layer change” e ingrese la primera línea de cambio

de capa. *Nota: La línea “Layer change” no permite introducir valores de altura.

6. Continué los pasos 4 & 5 hasta que todas las líneas de su tabla hayan sido ingresadas. Alterne “Block Height” y “Layer Changes”

7. Todos los datos ingresados. Seleccione el boton de “Calculate”. Todas las demás líneas “Unused” se convertirán en líneas calculadas.

8. Seleccione “Quit” 9. Seleccione “Quit” de la sección de Calibraciones. 10. Seleccione “Send All to DAQ” cuando aparezca la opción. 11. Guarde el archivo en la laptop. 12. Pídale al Perforador que mueva el block a la posición 1 y seleccione “Zero EDMS

counts” 13. Establezca la profundidad cuando esté en el fondo. 14. Coloque su tabla de calibración dentro del DAQ:

Verificando una correcta calibración de 2 puntos: (opcional)

1. “Average Wraps per layer” debe tener una diferencia de +/- 2 con el número registrado durante nuestra calibración

2. Líneas 3 – 8 (XX wraps to next layer) XX debe estar en un rango de +/-1 del siguiente valor.

3. Líneas 3 – 8: a. Líneas 3 & 4: Reste el valor EDMS de la línea 3 a la línea 4. b. Líneas 4 & 5: Reste el valor EDMS de la línea 4 a la línea 5. c. Líneas 5 & 6: Reste el valor EDMS de la línea 5 a la línea 6. d. Líneas 6 & 7: Reste el valor EDMS de la línea 6 a la línea 7.

4. Todos los resultados de la restas en el punto 3 deben tener a lo mucho una diferencia de +/- 2000 entre ellos.


Conexión Corneta Alarma (Alarm Horn Wiring) – Alarma de acero inoxidable

Conexión Corneta Alarma (Alarm Horn Wiring) – Alarma de plástico naranja


Conexiones Comunes para Top Drive (Common TopDrive Wiring & Use) TopDrive Tesco: Empalme un cable de 4 hilos al conector G en la unidad de control de Tesco. Conector G – Cableado y Pines de salida Pin A – Señal de Torque Pin B – Tierra Torque Pin C – Señal RPM Pin D – Tierra RPM Topdrive RPM: Canal tipo “Event” de tipo Digital Conexión: Blanco = Digital In Verde = Tierra Calibración: Cal Rate: 10 : 1 Debounce: 0.00 Topdrive Torque: *

Canal tipo “Current” @ 24Vdc. Conexión: Rojo = Signal Negro = Tierra

Calibración: Min: 318 @ 0 Ft-lbs. Máx: 417 @ 240 Ft-lbs. *Note: Un método común para medir el torque de un TopDrive Tesco es colocar un transductor hidráulico de 5K ó 10K en la línea que va entre el motor Diesel y el manómetro que se encuentra en la unidad de control. Muchas veces hay un manómetro de 5000psi montado bajo la unidad de control. Calíbrese como un transductor normal de presión.


Conexiones Comunes para Top Drive (Common TopDrive Wiring & Use) - Continua

TopDrive Canrig (Nabors): Canrig debe proporcionar el conector Amphenol. Conector Amphenol – Cableado y Pines de salida Pin A – Negro Pin B – Verde Pin C – Blanco Pin D – Rojo Topdrive RPM: Canal tipo “Current” @ 24Vdc Conexión: Blanco = Signal Rojo = Ground Calibración: Min: 750 @ 0 RPM. Máx: 1645 @ 150 RPM. Topdrive Torque:

Canal tipo “Current” @ 24Vdc. Conexión: Negro = Signal Verde = Ground

Calibración: Min: 775 @ 0 KFt-lbs. Máx: 1044 @ 4000 KFt-lbs.



Especificaciones de cableado – Referencia rápida

Sensor Código de Color en Sensor

Código de Color en DAQ

Transductor Source Rojo Negro Signal Negro Blanco Ground Malla Verde TCL – 1000 Source Rojo / Verde (Pin C) Negro Signal Negro (Pin A) Blanco Ground No se usa No se usa TCE – 100K Source Negro (Pin C) Negro Signal Rojo / Verde (Pin A) Blanco Ground No se usa No se usa Torque Rot. (Eléctrico) Source Rojo (24Vdc) Negro Signal Blanco (5Vdc) Blanco Ground Negro Verde Proximidad (Magnético) Source Negro Negro Digital In Blanco Blanco Ground Verde Verde Proximidad (Turck - Inductivo) Source No se usa No se usa Digital In Café Negro Ground Blanco o Azul Blanco Limit Switch Source No se usa No se usa Digital In (J5D) (Bomba 1 Negro) (Bomba 1 Negro) Digital In (J7D) (Bomba 2 Blanco) (Bomba 2 Blanco) Ground Verde Verde Nivel Ultrasónico Source Negro Negro Signal Blanco Blanco Ground No se usa No se usa


Nivel Varilla 10’ Source Rojo Negro Signal Blanco Blanco Ground Negro Verde Sensor Flujo Source Negro (Pin 3) Negro Signal Bare resistor (Pin 2) Blanco Ground Verde (Pin 1) Verde Total Gas (Gas Watch II) Source No se usa No se usa Signal Azul (Terminal 4) Blanco Ground Negro (Terminal 1) Verde Encoder (Polea) Exec Rojo Rojo 0A Negro Negro 0B Blanco Blanco Ground Verde Verde Encoder (BEI – Directo) Exec Rojo Rojo 0A Negro Negro 0B Blanco Blanco Ground Verde Verde Corneta Alarma (Caja de acero) Source No se usa No se usa Digital In No se usa No se usa Ground Verde (Pin C) Verde Digital Out Negro (Pin A) Negro Corneta Alarna (Naranja) Source TB1 – 4 Negro Digital Out TB1 - 3 Verde

Documents

Sensores y calibración