Expo Inge Arcadio_tema 5_Hidraulica_ Inlges (1) PDF

INGENIERIA PETROLERA CERRO AZUL MATERIA: HIDRÁULICA PROFESOR: MC ÁNGEL ARCADIO CRUZ MIEMBROS: AZENET HERNÁNDEZ ESCOBAR JENNIFER MAYORGA DOMÍNGUEZ MADAÍ MONTSERRAT ROMÁN HERNÁNDEZ ALEJANDRA CRUZ DEL ANGEL 1  ÍNDICE IN...

INGENIERIA PETROLERA CERRO AZUL MATERIA: HIDRÁULICA PROFESOR: MC ÁNGEL ARCADIO CRUZ MIEMBROS: AZENET HERNÁNDEZ ESCOBAR JENNIFER MAYORGA DOMÍNGUEZ MADAÍ MONTSERRAT ROMÁN HERNÁNDEZ ALEJANDRA CRUZ DEL ANGEL 1  ÍNDICE INTRODUCCIÓN……………………………………………… …………………………..3 5.7 UNIÓN ROTATIVA…………………………………………………… ……………….4 5.8 FLECHA O KELLY………………………………………………………… …….10 5.9 MESA GIRATORIA………………………………………………… …………………..18  INTRODUCCIÓN Rotación Sistema La junta giratoria es un componente esencial del sistema de rotación en la perforación. Su función principal es permitir la rotación continua de la columna de perforación manteniendo una conexión sellada para el flujo del fluido de perforación. Partes principales del sistema de rotación: Cuerpo principal: Estructura que soporta el peso de la sarta. Pasador giratorio: Permite la rotación y conexión al gancho o al Top Drive. Rodamientos: Facilitan el movimiento rotatorio suave y soportan cargas axiales. Sellos: Evitan fugas de fluido de perforación durante la operación. Este dispositivo es clave para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro durante la perforación. 3  5.7 Rotary Union 4 What is a rotary union? La unión rotatoria es un dispositivo utilizado para unir piezas de tal manera que ambas giren libremente, se conecta directamente a la válvula de seguridad superior del pozo, permitiendo que la sarta de perforación o producción gire dentro del pozo. 5 Componentes de la unión rotativa Los componentes principales son: un cojín de empuje; un tubo suavemente curvado llamado cuello de cisne; y un sello de fluido giratorio que consta de anillos de goma o fibra. 1.- Mango 7.-Casco 2.- Cuello de cisne 8.- Cónico Principal 3.- Tubo de lavado 9.- Pezón 4.- Portada 10.- Cojinete de alineación 5.- Estacionamiento con principal salida lateral 11.- Acoplamiento de unión 6.- Cojinete de empuje giratoria 6 La unión rotativa realiza tres funciones básicas: 1. Sujete la kelly y la tubería de perforación. 2. Permitir la libre rotación del kelly y de la tubería de perforación. 3. Proporcionar una conexión para la manguera de perforación que se conecta al cuello de cisne; el lodo luego pasa a través del kelly y por medio de un acoplamiento giratorio, se inyecta a través de la tubería de perforación hasta el fondo del pozo. La unión giratoria está suspendida del mango de gancho del bloque móvil. El fluido ingresa por la parte superior de la unión a través de un tubo ligeramente curvado, que proporciona una conexión descendente para la manguera. De esta manera, la manguera de perforación queda apoyada entre la parte superior fija de la unión y el tubo 7  Mantenimi ento La lubricación de la junta rotativa es esencial y se deben seguir las instrucciones del fabricante. Se debe mantener un control estricto sobre la cantidad de aceite para la lubricación , se deben lubricar las siguientes piezas: a) Engrase los retenes de aceite diariamente b) Engrase diariamente los pasadores del mango. d) Engrasar el tubo de lavado al menos una vez en cada turno si hay maniobra. c) Mantener el baño de aceite en el nivel recomendado. 9  Características de la unión rotativa Se compone de un conjunto caja de empaquetadura, que es un cilindro, caja roscada a la izquierda, que se enrosca al vástago, en su interior se encuentran las empaquetaduras y en la parte superior el tubo de lavado. 1. Construcción robusta: Debe soportar condiciones extremas de presión, temperatura y abrasión generadas por fluidos y operaciones de perforación. 2. Capacidad de sellado: Utiliza sellos mecánicos avanzados que evitan fugas durante la rotación. 3. Diseño resistente al desgaste: Está hecho de materiales como acero de alta resistencia o aleaciones tratadas para resistir la corrosión y la abrasión. 4. Rotación eficiente: Utiliza cojinetes de precisión para minimizar la fricción durante la rotación. 10  5.8 º Flecha º o Kelly 11  ¿Qué es flecha o kelly? También conocida como junta Kelly, es un trozo de tubo cuadrado o hexagonal fabricado en un metal pesado que mide aproximadamente º 12 metros, su diámetro nominal va de 6 a 15 centímetros y diámetro interno de 4 a 9 centímetros y su peso varía de 395 kilogramos a 1,6 toneladas. 12 Función de la flecha o kelly Su función principal es transmitir torque a la sarta de perforación y a la broca, el extremo superior del eje está conectado a la unión giratoria y su extremo inferior está conectado a la sarta de perforación. La barra está hecha de acero de alta dureza y es hueca en el centro para permitir el paso del lodo de 13 En general, un eje hexagonal es más resistente que un eje cuadrado. Por lo tanto, los ejes hexagonales tienden a usarse en plataformas más grandes para perforar agujeros profundos debido a su resistencia adicional. Las plataformas más pequeñas a menudo usan ejes cuadrados porque son más económicos. 14  Válvulas Kelly Normalmente, se instalan dos válvulas de seguridad en el Kelly, una conectada a la rosca de caja en la parte superior y otra a la rosca macho en el interior. Ambas válvulas se utilizan para cortar el flujo a través de la tubería en caso de una afluencia al pozo. 15 generalida des del El buje maestro: se instala en la mesa kelly son: rotatoria y es el elemento que, junto con las cuñas, fija la sarta Buje maestro de perforación a la mesa rotatoria para Buje Kelly transmitirle el Unión rotaria movimiento. Mesa giratoria 16 El casquillo de la flecha o Kelly Bushing: se instala en el extremo inferior de la flecha (Kelly) y se fija al casquillo principal mediante pasadores para transmitir el movimiento de la flecha. 17  Operación con sistema que El Kelly, de cuatroutiliza a seis lados,Kelly se desplaza a través de una abertura cuadrada en el Kelly Bushing que encaja en el Master Bushing, el cual a su vez gira debido al movimiento que le transmite la mesa giratoria. Esto º hace que toda la columna de perforación y la broca en la parte inferior de la mesa giren. El Kelly se mueve hacia abajo a medida que aumenta la profundidad del pozo. La barra del Kelly pasa por el alojamiento provisto para tal efecto en la corona de la mesa giratoria, por donde se 18 5.9 Mesa giratoria 19 Definición y función La mesa rotatoria es una plataforma giratoria que se utiliza para rotar la columna de perforación en la perforación de pozos y perforaciones. Su función principal es transmitir la energía de rotación del motor a la columna de perforación, permitiendo que la perforación avance de manera controlada y eficiente. 20  COMPONENTES Una mesa giratoria típica consta de los siguientes componentes: 1. Plato giratorio: Es la parte superior de la mesa giratoria que gira alrededor de un eje vertical. 2. Eje vertical: Es el eje alrededor del cual gira la plataforma giratoria. 3. Motor: Es el equipo que proporciona la energía necesaria para girar la plataforma giratoria. 4. Sistema de transmisión: Es el sistema que transmite la energía de rotación del motor a la plataforma giratoria. 5. Sistema de frenado: Es el sistema utilizado para detener el giro de la plataforma giratoria cuando sea necesario. 21  Ventajas y desventajas Ventajas: Desventajas: Mayor eficiencia de Mayor costo en perforación comparación con otros métodos de perforación. Mayor precisión en la perforación. Mayor complejidad en la operación y mantenimiento. Menor daño a la formación geológica. Requiere personal capacitado para operar y Mayor seguridad para el mantener personal 25  Aplicaciones La mesa giratoria se utiliza en una variedad de aplicaciones, que incluyen: 1. Perforación de pozos petroleros: Perforar pozos de petróleo y gas. 2. Perforación de pozos de agua: Perforar pozos para agua potable y riego. 3. Perforación: Perforar pozos para la exploración y extracción de minerales. 4. Perforación de túneles: Perforar túneles para la construcción de infraestructura. 26 En resumen, la mesa rotatoria es un equipo fundamental en la perforación de pozos y sondeos, ofreciendo mayor eficiencia, precisión y seguridad en la perforación. Sin embargo, requiere de personal capacitado para su operación y mantenimiento, y puede resultar más costosa en comparación con otros métodos de perforación. 27  Tracción superior El sistema Top Drive es un motor eléctrico o hidráulico controlado a distancia que está suspendido del mástil y hace girar la columna de perforación y la barrena. El sistema reemplaza la mesa giratoria y el Kelly al hacer girar la columna de perforación desde el tope, utilizando un cabezal de inyección patentado, en lugar del cabezal de inyección, el vástago y la mesa giratoria convencionales. Adecuado para todas las operaciones de perforación: direccional, horizontal, en equilibrio, perforación con gas o aire, control de pozos. 28  Piezas de transmisión superior La figura muestra brevemente los componentes del top drive: A – Elevador B – Rejillas (de asa o de enlace) C – BOP interno o IBOP (operación manual y neumática) D – Cabezal de rotación E – Motor del top drive F – Rieles G – Gancho H – Bloque de pasajeros. 29  hidráulica superior Utiliza un motor hidráulico para generar la potencia necesaria para girar la columna de perforación. Ventajas : Proporciona un control preciso del par y la velocidad. Menos propenso al sobrecalentamiento en condiciones de carga elevada. Ideal para entornos donde la energía eléctrica es limitada. Desventajas : Requiere sistemas hidráulicos complejos, lo que puede aumentar el mantenimiento. Más voluminoso debido a los componentes hidráulicos. Usos comunes: Perforación en lugares remotos y en plataformas con infraestructura limitada para energía eléctrica. 30  Tracción superior eléctrica Utiliza un motor eléctrico (CA o CC) para impulsar la sarta de perforación. Ventajas: Mayor eficiencia energética. Menor mantenimiento en comparación con los sistemas hidráulicos. Mayor facilidad para integrar sistemas de control automatizados. Desventajas: Requiere una fuente de energía eléctrica confiable y de alta capacidad. Sensible a fluctuaciones de voltaje y posibles fallas eléctricas. Usos comunes: Perforación en plataformas marinas y en operaciones donde la infraestructura eléctrica es robusta. 31  Aplicaciones en nuevos sistemas de perforación Perforación automatizada y control remoto En los sistemas de perforación automatizados, el Top Drive se integra con software y sensores avanzados para monitorear y controlar parámetros como el torque, la velocidad de rotación y la presión de circulación. Facilita el control remoto, permitiendo a los operadores monitorear y ajustar la perforación desde una cabina segura o incluso desde una ubicación remota. 2. Perforación direccional y horizontal Permite un control preciso de la sarta de perforación, lo cual es esencial para alcanzar objetivos específicos en la perforación direccional y horizontal. El Top Drive facilita la rotación continua de la columna, lo que mejora la eficiencia al atravesar formaciones complejas y reduce el riesgo de que las tuberías se atasquen. 3. Gestionado Presión Perforación (MPD) En MPD, el Top Drive juega un papel fundamental en la circulación de fluidos, controlando la presión del pozo en tiempo real. Permite ajustar rápidamente las condiciones de perforación para evitar problemas como arrebatos o reventones. 4. Perforaciones en alta mar Sistemas En plataformas offshore, donde las operaciones son más complejas y costosas, el Top Drive ayuda a minimizar los tiempos muertos. Su integración con tecnologías de recuperación de energía y sistemas de compensación de movimientos (debido al oleaje) permite perforar con mayor estabilidad. 32  Video https://youtu.be/R_Argf4WSV4 º 33  REFERE NCIAS De Repositorios Universitarios Universidad Nacional Autónoma de México, DG (2019, 22 de mayo). Repositorio Institucional de la Universidad Nacional Autónoma de México. https://repositorio.unam.mx/contenidos/equipos-y-herramientas-de-la-perforacion-3486898?c=L7ajd4&d=fals e&q=*:*&i=8&v=1&t=search_1&as=0 Campos Sarazúa, E. O. (2006, noviembre). Normas principales de operación y mantenimiento de equipos de perforación y workover. Universidad de San Carlos de Guatemala. http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_0481_M.pdf Repositorio Institucional de la Universidad Nacional Autónoma de México, (2020) Equipos y Herramientas de Perforación de Pozos https://www.paginaspersonales.unam.mx/app/webroot/files/4676/Asignaturas/1458/Archivo1.4143.pdf Instituto Politecnico Nacional (2016) Perforación en la Industria Petrolera https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/22476/25-1-16959.pdf?sequence=1 34  REFERE NCES Gutiérrez, L. A. (2019). Estudio de la dinámica y el control de un sistema de energía solar fotovoltaica (Tesis de licenciatura). Instituto Politécnico Nacional. https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/22476/25-1-16959.pdf?sequence=1&isAllowed=y Universidad Nacional Autónoma de México. (s.f.). Archivo 1.4143. https://www.paginaspersonales.unam.mx/app/webroot/files/4676/Asignaturas/1458/Archivo1.4143.pdf Scribd. (s.f.). 5.8 Flecha o Kelly. Scribd. https://es.scribd.com/presentation/514009585/5-8-Flecha-o-kelly 35