Mesa Rotaria o Rotatoria
La mayor parte de los equipos, sobre todos los de mayor capacidad, transmiten el movimiento rotativo mediante mesas de rotación. Este elemento lleva en su eje un hueco ajustado a la sección de la barra Kelly. Suelen ser elementos abatibles o incluso totalmente desmontables, para permitir las operaciones de entubación. Por esta razón requieren de otro elemento para soportar el peso de la sarta de perforación, y al mismo tiempo, conectar el circuito del fluido de perforación en el tren de varillaje, que es el denominado giratoria de inyección y que está soportado por un cabrestante y debe tener capacidad para soportar grandes cargas a considerables revoluciones. Su principal ventaja radica en su elevado par de rotación, su capacidad para trabajar a mayor rango de velocidad y la sencillez de su mecánica.
Accesorios Rotatorios
Unión Riratoria
Pieza con una triple función: (1) suspender la columna durante el trabajo de perforación, (2) permitir al mismo tiempo el giro del varillaje y (3) hacer posible el paso del fluido de perforación desde la manguera de impulsión de la bomba a la columna de perforación mientras ésta está girando y avanzando.
Está compuesta de dos partes: una superior sujeta al cable sustentador y otra inferior roscada a la barra Kelly, que puede girar independientemente merced a unos rodamientos de bolas o rodillos de gran capacidad de resistencia al empuje axial (o vertical) ya que de él pende toda la columna de perforación, que puede llegar a pesar fácilmente hasta 80 Tm en pozos para agua y hasta 300 Tm en los de petróleo, o incluso más.
Como la cabeza giratoria de inyección y suspensión tiene que permitir, mientras la columna gira, el paso del fluido de la perforación, la unión de las dos partes de las que se compone la cabeza giratoria tiene que ser estanca, por lo que van dotadas de una junta hermética de caucho, fibra sintética o similar, de gran calidad, toda vez que a la presión a que trabaja el circuito de lodos (normalmente de unos 20 kg/cm2, pudiendo llegar en algunos momentos o situaciones a 30 kg/cm2) evitando que se produzcan fugas del fluido que salgan al exterior o dañen a los cojinetes por su alto poder de abrasión.
Está compuesta de dos partes: una superior sujeta al cable sustentador y otra inferior roscada a la barra Kelly, que puede girar independientemente merced a unos rodamientos de bolas o rodillos de gran capacidad de resistencia al empuje axial (o vertical) ya que de él pende toda la columna de perforación, que puede llegar a pesar fácilmente hasta 80 Tm en pozos para agua y hasta 300 Tm en los de petróleo, o incluso más.
Como la cabeza giratoria de inyección y suspensión tiene que permitir, mientras la columna gira, el paso del fluido de la perforación, la unión de las dos partes de las que se compone la cabeza giratoria tiene que ser estanca, por lo que van dotadas de una junta hermética de caucho, fibra sintética o similar, de gran calidad, toda vez que a la presión a que trabaja el circuito de lodos (normalmente de unos 20 kg/cm2, pudiendo llegar en algunos momentos o situaciones a 30 kg/cm2) evitando que se produzcan fugas del fluido que salgan al exterior o dañen a los cojinetes por su alto poder de abrasión.
Cuadrante Kelly
También llamada barra conductora, de ella depende toda la columna de perforación. Su función es transmitir el giro que le proporciona la mesa de rotación al varillaje, permitir su descenso y ascenso, así como conducir por su interior el fluido de perforación que ha de circular por todo el varillaje.
En su extremo superior va enroscada la cabeza giratoria de inyección que a su vez sirve para suspender toda la columna de perforación. En su extremo inferior se enrosca la primera varilla de la columna mediante la interposición de un acoplo que es el que sufre el desgaste de todas las maniobras de roscado cada vez que se añade o quita una nueva varilla a la columna, impidiendo el deterioro de la propia barra Kelly.
La barra Kelly pasa por el alojamiento que con este fin tiene la corona de la mesa de rotación, por el cual se desliza al hacer las maniobras de descenso o extracción de la columna de perforación.
La sección de la barra conductora o Kelly puede ser hexagonal, cuadrada o circular con dos o más cheveteros semicirculares. La longitud debe ser algo superior a la correspondiente a las varillas que se empleen.
En su extremo superior va enroscada la cabeza giratoria de inyección que a su vez sirve para suspender toda la columna de perforación. En su extremo inferior se enrosca la primera varilla de la columna mediante la interposición de un acoplo que es el que sufre el desgaste de todas las maniobras de roscado cada vez que se añade o quita una nueva varilla a la columna, impidiendo el deterioro de la propia barra Kelly.
La barra Kelly pasa por el alojamiento que con este fin tiene la corona de la mesa de rotación, por el cual se desliza al hacer las maniobras de descenso o extracción de la columna de perforación.
La sección de la barra conductora o Kelly puede ser hexagonal, cuadrada o circular con dos o más cheveteros semicirculares. La longitud debe ser algo superior a la correspondiente a las varillas que se empleen.
Tubería de Perforación
Está formado por varillas huecas de acero, roscadas en los extremos por donde se unen unas a otras.
Se utiliza para suspender el útil de corte y los lastrabarrenas, transmitir el movimiento de giro que le proporciona la mesa de rotación y conducir por su interior el fluido de la perforación.
Es imprescindible que el varillaje trabaje estriado. Asimismo, es conveniente saber que el punto neutro de la columna de perforación debe estar siempre dentro de los lastrabarrenas, ya que son más resistentes y no dentro del varillaje, que es un elemento mucho más débil. El punto neutro es donde cambian los esfuerzos de tracción a compresión, teniendo en cuenta el empuje del lodo, que quita peso a los lastrabarrenas. Suele considerarse de forma aproximada un peso efecto de 0,85 del peso sin sumergir.
Se utiliza para suspender el útil de corte y los lastrabarrenas, transmitir el movimiento de giro que le proporciona la mesa de rotación y conducir por su interior el fluido de la perforación.
Es imprescindible que el varillaje trabaje estriado. Asimismo, es conveniente saber que el punto neutro de la columna de perforación debe estar siempre dentro de los lastrabarrenas, ya que son más resistentes y no dentro del varillaje, que es un elemento mucho más débil. El punto neutro es donde cambian los esfuerzos de tracción a compresión, teniendo en cuenta el empuje del lodo, que quita peso a los lastrabarrenas. Suele considerarse de forma aproximada un peso efecto de 0,85 del peso sin sumergir.
Lastrabarrenas
Son barras de acero con características específicas, huecas de pared muy gruesa, cuyo fin es proporcionar peso al útil de corte, permitiéndole de éste modo trabajar en las mejores condiciones para que su avance sea el óptimo en cada clase de terreno. Se colocan inmediatamente encima del útil de corte.
Otra de sus funciones es colaborar en el mantenimiento de la verticalidad del pozo, por su propia rigidez y por bajar el centro de gravedad de la columna de perforación, con lo cual ésta trabaja extendida en vez de comprimida, evitando así la tendencia del útil de corte a desviarse cuando el varillaje flecta o pandea al estar comprimido.
Están construidos con aceros de alta calidad (acero de aleación al cromo-molibdeno, con dureza Brinnell 280-320) respondiendo a las especificaciones API. Puede ser toda la pieza del mismo material o estar formados por una barra central y dos extremos soldados de acero de calidad superior, mecanizados con las roscas macho y hembra correspondientes.
Siempre que la línea de tiro y torre de la máquina perforadora lo permitan, se deben usar los lastrabarrenas de mayor diámetro compatible con el de la perforación, facilitando de éste modo la disminución del pandeo y la fatiga del material. El aumento del diámetro de los lastrabarrenas debe llevar consigo la disminución de la velocidad de rotación.
Los lastrabarrenas más corrientes son de sección circular, aunque también los hay de sección cuadrada y otros formados por barras helicioidales. Lo normal es que sean de 9 m de longitud, aunque para trabajos de pozo para agua es frecuente usarlos de 6 m, e incluso de hasta de 3 m, por no tener algunas máquinas capacidad, ni en altura de la torre ni en potencia del cabrestante y línea de tiro, para manejar lastrabarrenas de mayor longitud.
Otra de sus funciones es colaborar en el mantenimiento de la verticalidad del pozo, por su propia rigidez y por bajar el centro de gravedad de la columna de perforación, con lo cual ésta trabaja extendida en vez de comprimida, evitando así la tendencia del útil de corte a desviarse cuando el varillaje flecta o pandea al estar comprimido.
Están construidos con aceros de alta calidad (acero de aleación al cromo-molibdeno, con dureza Brinnell 280-320) respondiendo a las especificaciones API. Puede ser toda la pieza del mismo material o estar formados por una barra central y dos extremos soldados de acero de calidad superior, mecanizados con las roscas macho y hembra correspondientes.
Siempre que la línea de tiro y torre de la máquina perforadora lo permitan, se deben usar los lastrabarrenas de mayor diámetro compatible con el de la perforación, facilitando de éste modo la disminución del pandeo y la fatiga del material. El aumento del diámetro de los lastrabarrenas debe llevar consigo la disminución de la velocidad de rotación.
Los lastrabarrenas más corrientes son de sección circular, aunque también los hay de sección cuadrada y otros formados por barras helicioidales. Lo normal es que sean de 9 m de longitud, aunque para trabajos de pozo para agua es frecuente usarlos de 6 m, e incluso de hasta de 3 m, por no tener algunas máquinas capacidad, ni en altura de la torre ni en potencia del cabrestante y línea de tiro, para manejar lastrabarrenas de mayor longitud.
Accesorios de Fondo
Matrillos (jar), motores de fondo (tuboperforación), rimas, estabilizadores, escariadores, herramientas LWD y MWD.
Mecha de Perforación (Bit, Barrena)
Su función es perforar y hacer un hoyo útil. La perforación de los estratos del subsuelo en busca de hidrocarburos requiere bajar una barrena con una columna (tubería, sarta) de perforación o tubería flexible y hacerla girar desde la superficie mediante equipos de perforación rotativa, o directamente en el fondo con motores y turbinas emplazados en el fondo del hueco. A la hora de planear el pozo, es la selección de la mejor barrena para una aplicación en particular.
SISTEMA DE ROTACION-TOP DRIVE
* Habilidad para transmitir rotación a la sarta de tubería a cualquier altura, pudiéndose así perforar parejas de 90 pies, en lugar de tramos de 30 pies.
* Independencia funcional para rotar la tubería mientras esta se saca fuera de pozo, lo cual no puede hacerse con el sistema convencional.
* Habilidad para transmitir rotación a la sarta de tubería a cualquier altura, pudiéndose así perforar parejas de 90 pies, en lugar de tramos de 30 pies.
* Independencia funcional para rotar la tubería mientras esta se saca fuera de pozo, lo cual no puede hacerse con el sistema convencional.
Principales componentes del Sistema Top Drive:
-. Motor Eléctrico, Eje Inferior y Planetario
-. Brazo Hidráulico
-. Enrroscador y desenrroscador
-. Válvulas de seguridad Inferior/Superior.
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