Equipos de Izaje

Transcripción

Equipos de Izaje

CURSO DE
COMPANY MAN
EQUIPOS DE IZAJE
EQUIPO CONVENCIONAL
!
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EQUIPO CONVENCIONAL
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"
#
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EQUIPO CONVENCIONAL
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"
$
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"
EQUIPO HIDRAULICO
EQUIPO HIDRAULICO
EQUIPO HIDRAULICO
EL MOTON DE APAREJO
El sistema de elevación
Está formado por los siguientes
componentes:
Corona
Tambor de arrollamiento del malacate.
Corona.
Aparejo
Cable.
Anclaje.
Sensor del Martin Decker.
Tambor de
arrollamiento
Aparejo
Línea
viva
Línea
muerta
Anclaje
o muerto
EL MOTON DE APAREJO
El conjunto formado por la corona y el
aparejo, conforma un sistema de
“aparejo factorial”, debido a que cada
línea del cable, desmultiplica la carga del
gancho del aparejo,
Igualmente desmultiplica la velocidad de
ascenso del aparejo, en la misma
magnitud que reduce la carga sobre la
por lo línea muerta del cable.
Corona
Aparejo
Línea
viva
Línea
muerta
Anclaje
o muerto
EL MOTON DE APAREJO
La fuerza que recibirá la línea muerta
será igual a
W
FDL =
n
donde W : carga en el gancho, Kg fuerza
FDL : carga en la línea muerta (Kg
fuerza.
n : número de líneas del aparejo.
La rotación del tambor de arrollamiento
del cable, desenrolla el cable. Esto hace
descender el aparejo.
A la inversa, para elevar la columna los
motores hacen girar el tambor en sentido
inverso
al
anterior,
previamente
liberando el freno Esto hará elevar el
aparejo.
Corona
Aparejo
Línea
viva
FDL
FFL
W
Anclaje
o muerto
Línea
muerta
EL MOTON DE APAREJO
Efecto de rozamiento
En teoría, la fuerza FDL que tendrá el
sistema en la línea muerta del cable,
será igual a la fuerza FFL que tendrá la
línea viva, sobre el tambor de
arrollamiento, que se la llama “línea
rápida”.
FFL =
W
n . ηrew
donde W
: carga en el gancho, Kg
fuerza
FFL : carga en la línea rápida, Kg
fuerza.
n
: número de líneas del
aparejo.
ηrew : factor de rebobinado.
Corona
Aparejo
Línea
viva
FDL
FFL
W
Anclaje
o muerto
Línea
muerta
EL MOTON DE APAREJO
Efecto de rozamiento
Corona
El factor de rebobinado, ηrew
ηrew =
Kn – 1
n . (K-1) . Kn
donde K es el coeficiente de rozamiento.
La tabla siguiente se encuentran los
valores de ηrew. Para valores intermedios
se deberá extraplar.
COEFICIENTE DE
FRICCION
Simple hilera
de bolas
Simple hilera
de rodillos
4
NUMERO DE LINEAS
6
8
10
12
1,09
0,810
0,748
0,692
0,642
0,597
1,04
0,907
0,874
0,842
0,811
0,782
Aparejo
Línea
viva
FDL
FFL
W
Anclaje
o muerto
Línea
muerta
EL MOTON DE APAREJO
Ejemplo, para el caso de la figura, si en
el gancho hay 110 Tn de carga y el
equipo tiene seis líneas y las poleas
tienen rodamiento de rodillos, ¿cuánto
valdrá FFL?
De la tabla anterior extraemos el valor
de hrew. = 0,874, por lo que hrew valdrá:
Corona
Aparejo
Línea
viva
FDL
FFL
FFL = 110 / (6 . 0,874) = 21 Tn
W
Anclaje
o muerto
Línea
muerta
EL MOTON DE APAREJO
La corona
Desde lo constructivo, no hay grandes diferencias entre las coronas para los
equipos convencionales y los automáticos.
Están formadas por un conjunto de
poleas fijas, montadas sobre un eje
común y todo el conjunto va
montado sobre sus bancadas, en la
cúspide de la torre.
Las poleas van instaladas sobre su
respectivo eje con rodamientos (4),
que pueden ser de simple o doble
hilera de rodillos,.
EL MOTON DE APAREJO
La corona
EL MOTON DE APAREJO
La corona
EL MOTON DE APAREJO
Carga sobre la corona
La carga aplicada sobre el aparejo es el peso de la columna W, que es transmitido
por las seis líneas hacia la corona y tiene dirección vertical y sentido hacia abajo, a
lo que se sumará el peso del aparejo.
Pero las sobre las dos líneas
extremas del cable, aparecen las
fuerzas (cargas) FDL y FFL, que
también actúan hacia abajo.
La carga que hay aplicada sobre
cada línea es igual:
W+P
FDL =
n
Donde F: carga sobre cada línea
W: peso de la columna
P : peso del aparejo
n : N° de líneas.
FDL
FFL
W
EL MOTON DE APAREJO
Y la carga total FT aplicada sobre la corona, estará dada por:
FT =
W + P . (n+ 2)
n
Esta carga la recibe en su totalidad
la estructura de la torre y de la
subestructura, pero no es transmita
al suelo.
El peso que el equipo trasmite hacia
el suelo estará dado por su propio
peso, más el peso de la columna
Las reacciones de las fuerzas que
generan las dos líneas adicionales
de la torre, FDL y
FFL, son
absorbidas por la propia estructura
del equipo.
FDL
FFL
W
EL MOTON DE APAREJO
Aparejos
El aparejo o block viajero, forma la parte móvil del motón de aparejo. Al ser el
componente móvil del sistema de elevación, es el que sufre mayor mal trato y por
ende el que sufre mayor desgaste y el que requiere mayor mantenimiento.
Los
aparejos
pueden
estar
conformados de tres maneras:
1. Formado un solo block compacto
formando una sola pieza el
conjunto de poleas con el
gancho.
Conocidos
como
“monoblock”.
2. Constituido por dos miembros
separados, formando una pieza
articulada entre el gancho y la el
unidos
conjunto de poleas
ambos mediante una articulación
unidireccional (cruceta), permitiendo mejor maniobrabilidad al
conjunto.
EL MOTON DE APAREJO
Aparejos
3. Constituido por dos miembros separados, formando una pieza el gancho y la
otra pieza el conjunto de poleas. El block de poleas móviles, se une al gancho
mediante un vínculo articulado bidireccional, formado por un gran cáncamo en el
block de poleas y otro de características parecidas sobre el gancho.
EL MOTON DE APAREJO
Aparejos
El empleo de uno u otro modelo, depende solo de la capacidad requerida por el
equipo. Los aparejos de capacidad inferior a las 100 Tn son del primer tipo, ya que
el peso total del conjunto es medianamente manejable con los medios habituales
para cargarlos a camiones para su traslado .
EL MOTON DE APAREJO
Aparejos
En equipos de hasta 250 Tn y para mayor capacidad de carga, se utilizan los
aparejos del segundo tipo debido a su gran peso, resulta dificultosa su
maniobrabilidad en el suelo, o cuando se debe transportar a los talleres para su
mantenimiento o reparación.
EL MOTON DE APAREJO
Aparejos
Los del tercer tipo, debido a la característica de estar formado por dos piezas, en
los movimientos a alta velocidad, sin carga suspendida, suelen producir movimientos rotativos, que ponen en peligro la operación y a los operarios que están en el
piso de trabajo del equipo .
EL MOTON DE APAREJO
El gancho
Los ganchos son los elementos que están solicitados a la mayor carga que mueve
el equipo, ya que este debe soportar el peso total de la columna de perforación, y en
condiciones anormales podrán soportar hasta dos veces el peso de la columna, como
ser en el momento de un aprisionamiento.
Cuando se está perforando, la aplicación de la carga no es constante, ya que el
a
movimiento del trépano hace que libere peso en forma repentina, volviéndolo
aplicar casi instantáneamente, o sea que además de la carga constante de la
columna, debe soportar cargas dinámicas. Esto le reduce considerablemente la vida.
Todo esto hace que requiera de mucho control, por medio de inspecciones, visuales
y no destructivas y de un adecuado mantenimiento.
Se construyen para cargas desde 50 tn. hasta 1.000 Tn, pudiendo tener desde 6
líneas (3 poleas) hasta 20 líneas (10 poleas).
EL MOTON DE APAREJO
El gancho
Los ganchos cuentan con accesorios, tales como:
1. cierre de seguridad.
2. asas
laterales para enganchar las
melas.
3. un
resorte
que
amortiguador, 3.
actúa
3
como
El gancho central tiene un sistema de cierre
automático.
Los ganchos laterales, o asas, van cerrados
con pasadores, no necesitando un sistema
automático de cierre ya que las melas
raramente se retiran.
2
1
EL MOTON DE APAREJO
El gancho
Independientemente del tipo que sea, tiene
tres movimientos:
1. Puede rotar sobre su eje vertical, para
permitir alguna torsión que se desee
hacer, sin torsionar el cable.
2. Carrera vertical de amortiguado.
Cuando se encastran los motores, se
transmite una violenta tracción sobre la
columna, que el resorte la amortigua.
3. Pueden pendular.
Los aparejos compactos no tiene la
articulación central, por lo que deberá
pendular con el cable. Los aparejos de
2° y 3° tipo, pendularán por la
articulación central.
EL MOTON DE APAREJO
Poleas
Las poleas que se utilizan tanto en las coronas como en los aparejos son de igual
diseño, pues el cable que corre por la corona es el mismo que pasa por el aparejo.
El diseño es el mismo para equipos
convencionales
como
para
equipos
automáticos
Pueden estar construidas de fundición,
forjadas o de chapa soldada.
Las poleas de construcción estándar deben
respetar la relación entre su diámetro el del
cable, de la siguiente manera:
Para cables de 6 x 19: D
35 d
24 d
21 d.
Donde D es el diámetro de la polea y d es el
diámetro del cable
EL MOTON DE APAREJO
Poleas
El canal por donde corre el cable, se conoce como garganta, también tiene sus
detalles, principalmente la manera en que se deben tomar sus medidas.
Las normas API 8 A especifican la toma
de estas mediciones, que especifica:
La profundidad de la garganta para una
polea será igual a 1,33.d para las poleas
nuevas e igual a 1,75.d para poleas
usadas, donde d es el diámetro del cable.
El arco de contacto será de 150° sin existir
luz, para las poleas nuevas y para poleas
usadas se aplicarán tolerancias máximas y
mínimas.
La forma correcta de medir la garganta de
una corona es utilizar el calibre PASA – NO
PASA conocido en la jerga petrolera como
“galga”.
EQUIPO SEMIAUTOMATICO
Sistema de elevación
El sistema de elevación de los equipos automáticos es sustancialmente diferente y
no guarda relación con lo visto.
Está formado por las siguientes pares:
Tramo inferior fijo de la torre.
Tramo superior móvil.
Corona
Cilindro de elevación del tramo superior.
Línea viva del cable de elevación.
Línea muerta del cable de elevación.
Top drive.
El funcionamiento del sistema hidráulico de
elevación es el siguiente:
El pistón hidráulico, 1, se mueve
verticalmente dentro del cilindro, 2,
accionado por aceite a presión.
Sobre el extremo superior del pistón se
encuentra la corona,
por la que el cable de
tracción hace su movimiento.
Cuando se acciona el cilindro hidráulico
para el ascenso, asciende todo el conjunto
de tramo superior y top drive, pero lo hacen
a distintas velocidades.
Estando estático el conjunto, la carga W
que genera el peso de la columna, es resistida por la línea muerta del cable, por una
fuerza de valor igual a W, que llamaremos
R
W
R
El conjunto pistón cilindro, tendrá que
soportar una carga igual a la suma de
ambas fuerzas (W y R) juntas y al ser
ambas iguales, el pistón estará cargado con
una fuerza igual al doble del peso de la
columna.
FT = W + R
FT
Donde FT es la caga total aplicada sobre la
corona.
Al igual que en los equipos convencionales,
la recibe en su totalidad la estructura de la
torre, pero el suelo solo recibe el peso del
equipo más el peso de la columna.
El concepto de rozamiento, es el mismo que
con los equipos convencionales.
W
R
CABLES DE PERFORACION
Tipos de cables
El tipo de cable que se emplea para el motón de aparejo es de acero formado por
varios cordones de alambre. Están construidos por alambres de acero estirados en
frío, trenzados en hélice, formando los mencionados cordones.
El número de cordones que forman el
cable generalmente es de seis, aunque
algunas veces se trenzan ocho o más
cordones para formar el cable.
Existen diversos modelos de cables, diferenciándose unos de otros por dos
motivos:
•
Por el trenzado.
•
Por la construcción de los cordones.
El trenzado del cable se efectúa combinando los sentidos de torsión de los
alambres de los cordones, con la torsión de
los cordones en el cable, produciéndose
dos tipos fundamentales de torsión, que
son:
Alambre
Cordones
Núcleo
Cordones
Tipos de cables
A.
B.
Torsión regular o cruzada.
Torsión Lang.
Torsión regular: el sentido del cordoneado
de los alambres es contrario al sentido del
cableado de los cordones. Torsión regular
derecha cuando los cordones se
cablean (se tuercen) a la derecha y
torsión regular izquierda cuando los
cordones se cablean a la izquierda.
El trenzado del cable se efectúa combinando los sentidos de torsión de los
alambres de los cordones, con la torsión de
los cordones en el cable, produciéndose
dos tipos fundamentales de torsión, que
son:
Tipos de cables
La torsión Lang es aquella en que los
alambres del cordón y los cordones del
cable se tuercen en el mismo sentido.
Los cables con torsión lang son
ligeramente más flexibles que los de
torsión cruzada y más resistentes a la
abrasión y a la fatiga, pero tienen una
muy fuerte tendencia a destorcerse.
Los cables con torsión regular tienen baja
tendencia al destrenzado y mayor
resistencia a deformarse, pero tienen mayor
tendencia al desgaste y menor flexibilidad.
Los cables de torsión lang tienen
tendencia de destrenzarse y
resistencia a la deformación, pero
gran resistencia al desgaste y
flexibilidad.
mayor
menor
tienen
mayor
Tipos de cables
La estructura de los cordones la podemos
clasificar de un modo general en dos grupos:
a)
Cordones
diámetro.
de
alambre
de
igual
b)
Cordones de alambre de distinto
diámetro.
Los pertenecientes a este grupo a) son
denominados cordones normales y como su
nombre lo indica, tienen todos sus alambres
de igual diámetro y cada capa lleva seis
alambres más que la precedente, pudiendo
tener alma d acero (Figura 3-20) o bien
alma de fibra vegetal (figura 3-21).
Tipos de cables
En el grupo b) existen tres subgrupos de
cordones bien definidos, que se conocen
como Seale, Warrington y Filler.
Los cable tipo Seale, A, todas sus capas
tiene la misma cantidad de alambres, por lo
que los de la capa interior tiene menor
diámetro.
La configuración Warrington, B, la capa
externa tiene alambres de dos diferentes
diámetros y la interna tiene los alambres
todos del mismo diámetro.
La configuración Filler, C, la capa externa y
la interna tienen alambres del mismo
diámetro con diferente cantidad cada una.
El espacio entre ambas capas está
rellenada con alambres de menor diámetro.
Tipos de cables
La figura 3-22 D tiene una configuración
conocida como Warrington-Seale, que es
una combinación de ambas.
Clasificación de los cables
La denominación exacta al cable que se desea adquirir se deberá nominarlo por:
1.
•
•
•
•
•
•
2.
Por la estructura:
Número de cordones.
Número de alambres del cordón.
Disposición de los alambres del
cordón.
Tipo de torsión (cruzada o lang).
Tipo de
alma del cable (fibra o
acero)
Sistema de fabricación (preformado).
Por el tipo de acero:
Resistencia específica del acero empleado
3. Por las condiciones de trabajo.
Para medir el diámetro del cable, se debe realizar siempre tomando el diámetro
mayor.
De acuerdo a la Norma API Std 9-B, está
dentro de las tolerancias, construir los
cables con -5 % a + 7 % de
ovalización del diámetro del cable.
Las tablas de cables tienen las siguientes
características:
Aceros de los cables
Los tipos de acero con que se construyen los cables pueden ser:
Acero negro
Acero galvanizado
Acero inoxidable.
La clasificación correspondiente a las Normas API, tenemos:
IPS: Improved plow steel, (acero de arado mejorado).
XIPS: Extra Improved plow steel, (acero de arado extra mejorado)
XXIPD: 2 Extra Improved plow steel, (acero de arado extra extra mejorado)
Acero de los cables
La tabla 3-4 sintetiza las diferentes calidades de acero, tanto de normas locales
como internacionales, indicando la resistencia a la rotura, en Kg/mm2. Los
cuatro
primeros aceros de las normas locales, son para construir cables monocordón.
La máxima tensión admisible está dada de acuerdo al coeficiente seguridad, F, que
se aplique:
σtrabajo =
σrotura
F
El valor de F recomendado por las normas
IRAM es entre 2,5 y 5. La Norma API Std 9B recomienda:
FFL
σrotura
F =
σlinea rapida =
A
Σlinea rapida
Donde A es la sección trasversal del cable
FFL es la carga en la línea rápida.
EEUU
API
ASTM
Kgf/mm2
Argentina
Comunidad
América del Sur Europea, ISO
IRAM, ABNT
DIN, etc.
2
2
Kgf/mm
N/mm
80
100
120
140
140
160
180
200
220
SM
HS
1.370
1.570
1.770
1.960
2.160
EHS
MPS
PS
IPS
175/190
XIPS 195/210
XXIPS 215/235
Recomendaciones en el uso de cables
Una causa muy común que acorta la vida del cable es el estado de las poleas y
tambores por donde pasa. Debe tenerse mucho cuidado que las ranuras de las
poleas tengan el tamaño y forma correcta, de modo que el cable asiente
correctamente.
En la tabla se indican las tolerancias
permisibles para la construcción de las
poleas.
Se deben utilizar las poleas y tambores del
tamaño correcto para cada cable. Para esto
se recomiendan las siguientes medidas:
Para cable de 6 x 7 : D = 72 x d
Donde D : diámetro del tambor o polea
d : diámetro del cable.
TOLERANCIAS MÁXIMAS ADMISIBLES PARA POLEAS
DIAMETRO DEL CABLE DIAMETRO DE LA RANURA
pulgadas
Pulgadas
Desde
Hasta
Máximo
Mínimo
1/4
5/16
+ 1/64
1/32
3/8
3/4
+ 1/32
1/16
13/16
1 1/8
+ 1/16
3/32
1 3/16
1 1/2
+ 1/16
1/8
1 19/32
2
+ 3/32
3/16
Recomendaciones en el uso de cables
Siempre se recomienda el uso de tambores acanalados en forma helicoidal, de modo
de guiar adecuadamente la primera capa de cable enrollada Cuando se use tambor
sin acanalar, se recomienda enrollar el cable de acuerdo a:
Desgaste del cable
Debido al uso, el cable de perforación se deteriora, se gasta, se fatiga, por lo que
oportunamente se lo deberá cambiar. ¿Cuándo es oportuno el cambio?
No es conveniente esperar a que se corten las hebras de alambre y cause algún
accidente, antes de cambiarlo.
Tampoco es beneficioso realizar el cambio demasiado tiempo antes de que esto
ocurra, pues se podría perder parte de la vida útil del cable.
La figura muestra un gráfico en el cual se
puede obtener la cantidad máxima de
alambres cortados en un cable de aparejo .
MAX ALAMBRES CORTADOS
120
N° max de alambres
cortados
Una posibilidad es evaluar por una
inspección visual. Los cables admiten cierta
cantidad de alambres cortados, sin perder
su capacidad de carga.
Lang L= 6d
100
Lang L=30d
Regular L=6d
80
Regular L=30d
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
N° de alambres del cable
7
8
Desgaste del cable
En la práctica el cable no se cambia en su totalidad, sino que periódicamente se va
“corriendo”. Luego de una cierta cantidad de “trabajo” efectuado por el cable, se
realiza una “corrida”.
De esta manera se cambia de lugar las zonas
del cable expuestas a permanentes flexiones
provocadas por las poleas, colocando en su
lugar cable que no había sido flexionado aún.
El cable no se corta en la línea del muerto, sino
que es anclado solamente, permaneciendo
vinculado entero a la bobina de cable nuevo.
Trabajo del cable
El trabajo del cable está representado por la energía que este debe “absorber” en
elevar el peso de la columna de perforación o de entubación una distancia igual a la
altura de la torre. Matemáticamente se expresa
como energía potencial:
T=W.h
Donde T : trabajo realizado por el cable
W: peso de la columna mas el
aparejo.
h: altura de la torre.
Las distintas maniobras realizadas por el
cable durante la perforación son:
•
Perforación.
•
Cambio de trepano.
•
Entubación
Maniobra de perforación
Partiendo desde el momento que se debe agregar una barra nueva, se efectúan las
siguientes maniobras:
Matemáticamente se expresa
como energía potencial:
T=W.h
Donde T : trabajo realizado por el cable
W: peso de la columna mas el
aparejo.
h: altura de la torre.
Las distintas maniobras realizadas por el
cable durante la perforación son:
•
Perforación.
•
Cambio de trepano.
•
Entubación
a) Elevar la columna la longitud del vástago hasta colocar las cuñas. Paso 1
de la figura.
b) Desenroscar el vástago y enroscar la nueva barra a agregar. Paso 3 de la
figura 3.
c) Levantar la nueva barra enroscada al vástago hasta poder enroscarla a la
columna, Paso 4.
d) Retirar las cuñas, elevando una corta distancia toda la columna. Paso 4-5.
e) Perforar la longitud de la nueva barra agregada. Paso 6.
El trabajo Tp que ha realizado el cable en todo este proceso de agregado de
una barra
a)
b)
c)
d)
e)
Tl = W . Lv
T2 = 0
T3 = W’a . Lv
T4 = 0
T5 = W . L
Tp = Ta + Tc + Te
Donde W : Peso total de la columna de perforación, reducido por flotación.
Lv : Longitud del vástago.
W’a : Peso del aparejo más el vástago
Agrupando términos podemos resumir:
Tp = Lv ( 2W + W’a)
La profundidad H, alcanzada en un determinado momento, será lograda por el
agregado de “n” barras, matemáticamente esto es:
H = Σno Lv
Del mismo modo, el trabajo realizado sobre el cable hasta la misma profundidad
será:
Tp = Lv1 ( 2W + W’a) + Lv2 (2W + W’a) + ….. + Lvn (2W + W’a)
Tp =
Σno Lv (2W W’a)
Que reemplazando en esta nos queda:
Tp = H. (2W + W’a)
Que corresponderá al trabajo realizado por el cable desde la profundidad 0
hasta la respectiva de las n barra agregadas.
Maniobra de cambio de trépano
Levantar la columna la longitud del vástago, colocar las cuñas,
desenroscarlo y colocarlo en su vaina. Bajar nuevamente hasta
enganchar el elevador. El peso aplicado al cable es el de la
columna, más el aparejo y el vástago.
Extraer un tiro (doble o triple) hasta colocar las cuñas para su desenrosque. El
peso aplicado al cable es el peso de la columna, formada por “n” tiros de
peso Wt.
W = n . Wt
Bajar el aparejo hasta enganchar nuevamente la columna. El peso sobre el
cable es el del aparejo.
Repetir el punto b. El peso sobre el cable será ahora el de la columna menos el
de un tiro.
A partir de este momento se repetirán sucesiva y alternativamente los puntos c
y b hasta que llegue el trépano a la superficie.
Para bajar el trépano se procede de forma similar, invirtiéndose los pasos a, b,
c y además en el agregado de un tiro a la columna, irá aumentando el peso
sobre el cable.
Si
realizamos un gráfico en coordenadas cartesianas
representando la carga sobre el cable en función del número
de tiros que forman la columna, podrá ver gráficamente la
expresión desarrollada más arriba.
Haciendo un análisis similar al que se hizo para la maniobra de
perforación, se puede determinar que el trabajo realizado por
el cable durante esta maniobra, vale:
Tct = Lv (2W + 3Wa) + H (W + 3Wa )
Maniobra de entubación
Es bastante similar a la operación de bajar el trépano, la diferencia es que el
peso que se suspende del cable es el de la tubería,
Mediante un análisis similar a los anteriores, el trabajo heco por el cable en esta
maniobra es:
Te = 2 Lv (Wc + Wa) – (n . Lt . Wc / 2)
Donde Wc : Peso de la sarta de entubación
We: peso de la cañería de entubación
Lt : Longitud de la columna.
n: número de piezas de tubería.
Corrida el cable
Los análisis anteriores están relacionados con el desgaste del
cable y la base para la decisión para correr el cable.
Las unidades métricas serán en Kg.m. y las unidades inglesas en Toneladas.
Millas. Por razones prácticas, el trabajo del cable se calcula en Tn-millas.
MARCA DEL ALTURA DE DIAMETRO DIAMETRO
CADA
CORRER
EQUIPO
LA TORRE TAMBOR DEL CABLE
Tn.-millas
CORTAR
CADA 3
CORRIDAS
IDECO H-40
105 ft
18"
1 1/8
5m
200
18 m
600
IDECO H-525
105 ft
18"
1 1/8
5m
200
18 m
600
OIL WELL 55
128 ft
20"
1 1/8
7m
200
21 m
900
EMSCO 500
136 ft
20"
1 1/8
8m
300
24 m
900
EMSCO 800
136 ft
24"
1 1/4
8m
370
24 m
1110
UPETRON
120 ft
24"
1 1/4
8,50 m
430
25,5 m
1290
IDECO S 7-11
143 ft
24"
1 1/4
8,50 m
4630
25,5 m
1290
La tabla muestra algunos ejemplos de equipos, con la cantidad de metros que
se deben correr luego de las correspondientes Tn-millas y los respectivos
cortes de cable,
Corrida el cable
Un método rápido y simple para calcular las toneladas millas de
un cable, es el de la figura siguiente, que es utilizado para
profundidades hasta 2.000 metros
Corrida el cable
Primero determinamos el “factor aparejo”, está dado por:
wpe . Lp
wbe . Lb
Fa = Wa +
2
2
Donde Fa : Factor de aparejo
Wa : Peso del aparejo en Kg.
wpe: Peso “efectivo” de los portamechas.
Lp : Longitud de los portamechas.
Lb : Longitud de las barras de sondeo.
wbe: Peso “efectivo” de las barras de sondeo.
Luego determinamos el peso efectivo de los portamechas y barras de sondeo
es el peso por metro (unitario) de cualquiera de estos, disminuido por el
efecto de flotación:
wpe = w’ . Ff
wbe = w . Ff
Donde Ff: Factor de flotación.
Corrida el cable
δlp
Ff =
δac −
Los valores de w y w’ se obtienen de tablas. Ff se puede calcular
por medio de la siguiente ecuación
δac
Donde δlp: densidad
relativa del lodo.
δac: densidad relativa
del acero.
Corrida el cable
Con estos valores, lo primero que se hace es ubicar la
profundidad. Supongamos 1.000 m:
Corrida el cable
Luego determinamos el factor de aparejo. Supongamos que da
15.000 Kg.
Corrida el cable
Luego intersectamos con una recta que une el peso unitario de
las barras, con la intersección entre la profundidad y el factor
Luego
proyectamos esta línea hasta corta el eje vertical, que nos
de aparejo.
dará las Tn.millas efectuadas por el cable durante la maniobra
perforación.
Corrida el cable
El método rápido para calcular las toneladas millas de un cable,
Luego es de
utilizado para profundidades hasta 4.000 metros,
el
calcular
siguienteel factor de aparejo, se opera de la misma manera
que el gráfico anterior.
Corrida el cable
El trabajo aplicado al cable durante la
El método API RP 9 B:
perforación, sin repasar, de la profundidad H1 hasta la H2, se
calcula por la siguiente ecuación: :
Tp = 2 . (Tp2 - Tp1)
Donde Tp : T-m (U-inglesas) durante la perforación.
Tp1 : trabajo de la perforación en la profundidad H1.
Pp2: trabajo del cable a la profundidad H2.
Y el trabajo aplicado al cable durante la perforación, pero
repasando el tramo perforado, está dado por:
Tp = 3 (Tp2 - Tp1)
Donde Tp : Trabajo de perforación entre dos profundidades.
Tp1 : Valor obtenido del gráfico para la profundidad H1,
de la corrida
anterior del cable.
Tp2 : Valor obtenido del gráfico para la profundidad
actual, H2.
Corrida el cable
El trabajo total del cable será la suma de
las Tn-m generadas en los cambios de trépanos más las Tn-m
generadas durante la perforación del tramo H2 – H1:
T = Tct + Tp
El trabajo aplicado al cable durante la bajada de casing al pozo
(entubando), está dado por la siguiente ecuación:
H . (Lc + H wcm
H . Wa
Te =
+ 0,5
10.560.000
2.640.000
Donde Te : trabajo en YN-m (inglesas) al entubar.
H : profundidad del pozo, pies.
wcm : peso unitario del casing (reducido por flotación),
lb/pie.
Wa : peso del aparejo, pies.
Lc : longitud promedio del tubo, pies
Recomendaciones
por la corrida el cable
El jefe de pozo (tool pusher), debe ir efectuando cálculos
periódicos de las Tn-m con el objeto de prever y programar la
corrida del cable, a los fines de realizarla en el momento
oportuno.
Cuando
se decide efectuar una corrida de cable, habrá que tener
presente de realizarla cuando la columna de perforación se
encuentre fuera del pozo.
Siempre es conveniente adelantarse un poco a la corrida y no
esperar hasta la “próxima sacada de trépano”.
En pozos con una guía profunda o con cañería intermedia, se
podrá efectuar la corrida de cable dejando el trépano dentro
de estas cañerías, pero nunca dejándolo parado un par de
dentro deldescrito
pozo abierto.
El horas
procedimiento
para calcular la corrida del cable
empleando los ábacos anteriores, fue desarrollado por YPF
por los años 1970. Se describió con el solo objeto de resaltar
la importancia de proteger el cable por un mal uso.
Actualmente, con el uso de la tecnología, resulta sumamente
fácil efectuar un cálculo de las Tn-m del cable. Con el uso de
los monitores de perforación, por ejemplo el PAYSON, se
pueden determinar on-line las Tn-m efectuadas por el cable
Corrida el cable
El trabajo sobre el cable durante un viaje
completo de la columna, las Tn-m aplicadas al cable se
calculan mediante la siguiente fórmula:
H . (Lst + H) . wm + 4 . H . (Wa + 0,5 . C)
Tct =
10.560.000
Donde Tct : T-m (U-inglesas) durante el viaje de cambio de
trépano.
wbe : peso unitario efectivo de las barras de sondeo, = w . Ff
, lb/pie
H : profundidad del pozo, pies.
Lst : longitud del tiro (doble o triple), pies.
Wa : peso del aparejo, lb.
C = (w’ - w) . Lp . Ff [lb]
w´ : peso unitario de los portamechas, lb/pie.
w : peso unitario de las barras de sondeo, lb/pie.
Lp : longitud de los portamechas, pies.
Ff : factor de flotación,

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