sistema basico de resist en cia- grupo#1

5/17/2018 Sistema Basico de Resist en CIA- Grupo#1 - slidepdf.com

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OBJETIVOS DEL SISTEMA BASICO DE RESISTENCIA:

Proveer una estructura capaz de soportar todas las cargas generadas por el peso de las herramientas, la eficiencia suficiente y lasoperaciones a realizar en la perforación.Dar un ambiente seguro a las personas que trabajan en el equipo, puesto que se trabaja con herramientas de alto peso y el trabajo esmuy riesgoso.La perforación de un pozo se realiza mediante la perforación rotaria. La perforación rotaria se define como una acción conjugada entreel efecto de rotación que provee la mesa rotaria y el peso aplicado por un trepano que esta conectado a una columna de acero

compuesta por tuberías de perforación y portamechas, y todo el equipo que conforma la sarta de perforación.Durante la perforación se realizan varias acciones y trabajos controlados en superficie como ser: El retirar la sarta de perforación, ellevantamiento de muestras de testigo, etc.La perforación de pozos de petróleo y gas son realizadas en las mas diversas condiciones geológicas y climáticas; las profundidadesvarían desde varias centenas hasta miles de metros.Debido a esto es que las instalaciones de perforación existentes son de varias clases, cada una de las cuales tiene que cumplir lasexigencias que surjan al perforar en condiciones determinadas.El principal parámetro de una instalación de perforación de perforación es la capacidad de levantamiento de cargas o capacidadelevadora que determinan las estructuras y características de un equipo de perforación.Todo este trabajo realizado durante la perforación de un pozo se lo realiza con grandes esfuerzos, ya que se trabaja con materiales deacero, todo este esfuerzo de carga es soportado por el s istema básico de resistencia.

DEFINICIONEl sistema básico de resistencia forma la estructura y base del equipo de perforación.El sistema básico de resistencia es el equipo compuesto por la torre o mástil, la subestructura y las playas de almacenaje tubular, estosdeben tener la capacidad de realizar esfuerzos y trabajos proporcionados por las cargas o pesos de todas las herramientas deperforación, de manera que permitan una perforación con buenos resultados.Todos los sistemas de perforación necesitan el uso definido de la torre o mástil de perforación para sostener el equipo de perforaciónen posiciones de trabajo y para suspender el aparejo elevador con el cual se levantan las pesadas herramientas y las columnas detuberías de revestimiento.

PARTES DEL SISTEMA BÁSICO DE RESISTENCIA.El sistema básico de resistencia de un equipo de perforación convencional esta compuesto por las siguientes partes:Torre o mástil de perforación.La subestructura.Las playas de almacenaje tubular.

TORRE Y MASTIL DE PERFORACIONLa torre de perforación es una estructura metálica de cuatro lados, piramidal troncada de sección cuadrada que tiene cuatro piesderechos verticales que forman las esquinas de la estructura, unidas entre si por una serie de travesaños horizontales y contravientosinclinados.

Los cuatro lados de la torre están inclinados en una pendiente de 1 a 5 y 1 a 12 grados, dependiendo de la altura y el tamaño de laparte superior e inferior de la torre.Las torres o mástiles de perforación son utilizados para realizar perforaciones entre 800 y 6000 metros de profundidad en el suelo tantode pozos de gas, agua o petróleo, como así también pozos de exploración para analizar la geología y buscar nuevos yacimientos.Inclusive se utilizan para realizar perforaciones de prospección o explotación en minería cuando la profundidad del yacimiento superalos 1500m bajo el nivel de terreno. Cuando las perforaciones se realizan en el mar es aconsejable utilizar torres ya que estas debendesarmadas continuamente, las mismas son montadas sobre barcazas con patas o buques con control activo de su posición respectodel fondo del mar y se denominan Plataformas petrolíferas. Para torres que se van a utilizar en tierra, primero se tiene que montar la subestructura, un armazón de metal que descansa sobre latierra justo encima del hoyo.Con la subestructura en su sitio y armada, y con los motores y malacate en su sitio, el próximo paso es montar la torre o mástil deperforación.Es necesario establecer la diferencia entre una torre y un mástil, ya que comúnmente son confundidos .La torre es una estructura que se monta pieza a pieza con pernos por un acuadrilla de construcción de torres.El mástil es una estructura que se arma una sola vez en el sitio de manufactura y nunca se vuelve a desarmar. El mástil es portátil y

muchas veces se llama “torre” aunque en realidad no lo es.

Los mástiles y las torres tienen que ser lo mas fuertes posible y a la vez ser portátiles. Hay que tomar en consideración que en un pozoprofundo la sarta de perforación puede pesar hasta 250 toneladas.La mayoría de las perforaciones usan mástiles, aunque todavía existen algunas torres, especialmente en las plataformas marinas quetienen que ser montadas y desmontadas cada ves que se cambien de lugar.Un mástil se pone en posición en una cuna especial en la subestructura.En su posición original el mástil esta horizontal.Usando el malacate y cable, el mástil se sube poco a poco hasta que llega a su posición final vertical.Esta operación puede ser difícil. Primero, varias grúas montadas sobre camiones se utilizan para poner el mástil en la cuna. Ya que unmástil puede medir hasta 200 pies (61 m) y pesa muchísimo, y su base tiene que montarse encima de la subestructura, la operaciónpuede ser calculada y coordinada de cerca por los operadores de grúas y los chóferes de camiones. Otra consideración es que hay quetomar precauciones se seguridad cuando se esta elevando algo tan pesado como un mástil, para evitar accidentes.

http://es.wikipedia.org/wiki/Plataforma_petrol%C3%ADfera






DISEÑO DE LA TORREFactores que implican en el diseño de la torre de perforación.La carga máxima (esfuerzo) a la que será sometida la torre de perforación.Se debe tomar en cuenta todas las fuerzas que actuaran sobre la torre de perforación.El terreno donde se llevara a cabo la perforación.Del tipo de material disponible y costo para su construcción.

Fuerzas que soportan:Carga muerta. La carga muerta es la fuerza generada por el peso de las herramientas de perforación (la sarta de perforación). Lascapacidades de las torres y mástiles en cuanto a peso vertical varían de 0.25 millones hasta 1.5 millones de libras (113,400 a 680,400).Carga de viento. Es la fuerza generada por la velocidad del viento al chocar con la torre. La mayoría de las torres y mástiles puedensoportar vientos de 100 a 130 millas por hora (161 a 209 km por hora).Carga dinámicas (fuerzas combinadas). Son fuerzas que se originan debido al movimiento generado por los equipos de perforación opor la realización de lagunas maniobras de perforación. Por ejemplo la fuerza generada por la fricción al sacar la tubería, o la fuerzagenerada para sacar una herramienta. Estas fuerzas se suman a la carga muerta de la herramienta.Colocación de cimientos. Para distribuir las cargas correctamente y conservar todo el equipo mecánico bien alineado, la torre debetener una base rígida. El tamaño de los cimientos que se van a construir, puede determinase solamente después de una inspección desubsuelo sobre el cual se va a descansar, el terreno aluvial es capas de soportar una carga de 0,489 kg/cm2 sin ceder, la arena húmedasoporta 0.978 kg/cm2, las rocas 14.67 kg/cm2.Una ves estimada la carga vertical de la torre y la carga viva; el total se divide en partes igualmente entre los 4 pies derechos de la torrey se construye una base para cada pata.Es importante que los cimientos sean rígidos y resistentes, porque si no puede provocarse una falla en la torre. La mayoría de fallas enla torre es causada por distribución desigual de cargas de los pies derechos.Para pozos profundos se usan cimientos de concreto para la torre de perforación, varia con le tipo de equipo, con le tamaño y peso delequipo que se determina por la profundidad a la cual se propone, perforar por la naturaleza del terreno, carácter del suelo.

PARTES DE UNA TORRELas partes de la torre son:Corona.- Se encuentra ubicada en la parte superior de la torre, en esta corona se encuentran ubicadas las poleas fijas.Travesaños.- Son partes estructurales que conectan y soportan los 4 pies derechos de la torre.Contravientos.- Son partes mas utilizadas para fortalecer la torre, estos son esfuerzos propios entre los travesaños por lo que la torredebe también diseñarse para soportar vientos de 161 a 209 km/h.Peine.- Es un apoyo donde se colocan las tuberías para bajarlas al pozo o sacarlas del mismoPlataforma superior.- La plataforma superior suministra un lugar seguro para trabajar alrededor del caballete porta poleasPlataforma de trabajo.- Es el área donde se ponen los tubos de perforación y sirve para colocar al obrero encargado para manejarlocuando se saca o se inserta en el pozo las tuberías.Pie derecho.- Los pies derechos de la torre de perforación, son los miembros estructurales más importantes; la distribución de cada piederecho de la torre en un área relativamente grande se logra utilizando una base que tenga el área necesaria para cada esquina de la

subestructura.Escalera.- Esta ubicada sobre uno de los lados de la torre de perforación, empieza desde la plataforma de trabajo pasa por laplataforma del torrero y llega hasta la corona; sirve para que el torrero se desplace hasta su plataforma de trabajo.

TIPOS DE LA TORRETORRE EN TIERRA. Una torre de perforación en tierra perfora en tierra. Son las torres de perforación mas comunes. Estas torres sonconstruidas de diversas formas según a la profundidad a la que se quiere llegar.

Potencia Profundidad (pies) Profundidad (metros)

Potencia ligera 3000 – 5000 1000 – 1500

Potencia mediana 4000 – 10000 1200 – 3000

Potencia pesada 12000 – 16000 3500 – 5000

Potencia Ultrapesada 18000 – 25000 5500 – 7000



TORRES MARINA

TORRE SUMERGIBLE. Una torre sumergible tiene un casco sobre el cual flota mientras se traslada hasta el lugar de perforación.Cuando llega al punto, el casco se inunda con agua y se hunde al fondo.

TORRE SEMISUMERGIBLE. Una Torre semisumergible es parecida a la sumergible en que tiene dos cascos sobre los cuales flota hastael sitio de perforación. Algunas torres como esta son capaces de ser utilizadas como sumergible o semisumergible. La diferencia mayor

estriba en que, cuando llega al punto de perforación, los cascos se inundan pero son diseñados de tal manera que no se hunden hastael fondo.Solamente se hunden poco debajo de la superficie del agua. En realidad, una semisumergible flota, pero no en la superficie del agua. Ensitios donde el tiempo puede ser tormentoso, semisumergibles se seleccionan muchas veces por su estabilidad excelente en aguasturbulentas y hondas.Torre auto elevable. (jackup) Una torre elevable es construida de tal manera que flote mientras se esta llevando al lugar deperforación. Cuando llega al lugar indicado, sus largas patas se bajan por medio de gatos hasta que llegan al fondo del mar. Entonces laplataforma se sube en las mismas patas para que quede encima de la superficie del agua. Las torres elevables están elevadas a aguas nomas profundas de 300 pies (91.4 m)Plataforma marina. Una plataforma marina tiene que construirse y armarse en un sitio conveniente en las aguas sobre el yacimiento.Estas plataformas pueden ser enormes, tan grandes que la mayor parte se construye en tierra firme, y luego se flotan hasta el sitio deperforacion

BARCO DE PERFORACIÓN. Un buque de perforación también flota. Esencialmente un barco de perforación tiene la misma forma decualquier otro barco; sin embargo, equipo de perforación y otras modificaciones convierten un barco de perforación especial. Barcos deperforación contienen las torres mas móviles y se utilizan a menudo para perforar pozos de exploración de aguas profundas, remotas ylejanas a la costa.

LA SUBESTRUCTURALa subestructura es un gran armazón de acero que es ensamblada o armada directamente en el sitio de perforación.También se encarga de dar los espacios necesarios para los equipos y personal de trabajo bajo el piso de dicha plataforma. Ese espacionecesario variara de acuerdo a la cantidad de personal empleado y el equipo que se este usando.La subestructura es capaz de soportar tremendos pesos, incluyendo la torre o mástil, el equipo de izaje, mesa rotaria, sarta deperforación (tuberías de perforación, portamechas), cañerías de revestimiento y además el malacate.La subestructura es un gran armazón de acero que es ensamblada o armada directamente en el sitio de perforación.También se encarga de dar los espacios necesarios para los equipos y personal de trabajo bajo el piso de dicha plataforma. Ese espacionecesario variara de acuerdo a la cantidad de personal empleado y el equipo que se este usando.La subestructura es capaz de soportar tremendos pesos, incluyendo la torre o mástil, el equipo de izaje, mesa rotaria, sarta deperforación (tuberías de perforación, portamechas), cañerías de revestimiento y además el malacate.

PARTES DE LA SUBESTRUCTURA

Mesa rotaria.- Es la que le da el nombre de sistema de perforación rotaria, su energía proviene de su propio motor o un sistemaeléctrico fuera de la torre. La mesa rotaria gira y se encarga de hacer girar a toda la sarta de perforación, además que puede suspendera las mismas (tuberías, barras pesadas, portamechas, etc.)Mando rotario.- Transmite energía del mecanismo elevador a la mesa rotaria.Malacate.- el malacate es una pieza de maquinaria grande y pesada. Consiste en un cilindro alrededor del cual el cable llamado cable deperforación o Cable del aparejo se devana. Otra pieza del malacate es el cabezal de fricción que contiene el carretel de desenroscar enun extremo y el de enroscar en la otra. El malacate también contiene otros engranajes, cabezales y transmisiones para cambiar dedirección o de velocidad. El freno principal es otro componente del malacate cuya función es parar el carretel y aguantarlo. Cuandocargas pesadas se están levantando o bajando, el freno principal es asistido por un freno auxiliar hidráulico o eléctrico, tambiénconocido como freno de emergencia, que ayuda a absorber inercia creada por la carga pesada.Consola del perforador.- Es el instrumento principal de la perforación rotaria situada normalmente cerca del malacate.La consola es el corazón del sistema de instrumentación del equipo de perforación. La consola provee al perforador con una ampliavista de lo que esta sucediendo.La consola mide normalmente la in formación que viene de:Las bombas de lodo. Presión de la bomba. Momento de torque de tenazas. Peso suspendido. Otros.Tenazas de enroscado y desenroscado de la tubería.- son grandes llaves usadas para g irar secciones de tuberías, portamechas, cañerías,

y otras herramientas para conectar y desconectar secciones.

PLAYAS DE ALMACENAJE TUBULAREstán conformadas por pequeños armazones hechos preferentemente con material de acero, o puede ser con material de descarte deanteriores perforaciones.Su objetivo es suministrar material tubular necesario durante la perforación del pozo (cañerías de revestimiento, tuberías deperforación, porta mechas , etc.)

CALCULO DEL FACTOR DE EFICENCIA DE LA TORRECalcular el factor de eficiencia de la torre compuesta de 5 poleas móviles si se tiene un peso en el gancho de 800000 libras cuando lalínea muerta esta anclada al frente de este.



DATOS

W=800000 libras # de poleas móviles = 5

Calculo del # de líneas(n) = # de líneas = # de poleas móviles *2(n) = # de líneas = 5*2 = 10

Eficiencia del # de líneas (e) e = 0,81

Factor de corrección (α)(α) = n / # de patas( α ) = 10 / 4 = 2,5

CARGA TOTAL DE LA TORRECTT = 978765,4321 libras

MAXIMA CARGA EQUIBALENTEMCE = # DE PATAS * Σ PATA (C)MCE = 4 * 280000 = 1120000 libras

FACTOR DE EFICIENCIA DE LA TORRE FET = CTT / MCE= 0,8739 *100 = 87,39%

# DE LINEAS EFICIENCIA

6 0,874

8 0,841

10 0,81

12 0,77

14 0,74

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