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SISTEMA DE ROTACION

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on 26 April 2014

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INTRODUCCION
El sistema rotario o de rotación comprende los siguientes componentes:
Ensamblaje rotatorio.
Sarta de perforación.
Herramientas de corte y o fractura.
SISTEMA DE ROTACION

OBJETIVO GENERAL
Conocer el funcionamiento de los equipos de perforación que compone el sistema rotatorio.
OBJETIVO ESPECIFICO
Describir las funciones de los componentes rotarios.
Conceptualizar los equipos que intervienen en sistema rotario.

OBJETIVOS
MARCO TEORICO
SARTA DE PERFORACION
La sarta de perforación es una columna de tubos de acero, de fabricación y especificaciones especiales, en cuyo extremo inferior va enroscada la sarta de lastra barrena o collares y en el extremo de ésta está enroscada la broca, pieza también de fabricación y especificaciones especiales, que corta la roca para hacer el hueco que llegará al yacimiento petrolífero.
HERRAMIENTAS DE CORTE Y FRACTURA
COMPONENTES DEL SISTEMA DE ROTACION
Emsamblaje rotatorio.
Sarta de perforacion.
Herramientas de corte y fractura.
EMSAMBLAJE ROTATORIO
MESA ROTARIA
Es una maquinaria sumamente fuerte y resistente que hace girar el cuadrante y a la sarta de perforación.
TOP DRIVE
Es un equipo superficial utilizado para imprimir rotación a la sarta de perforación sin la utilización de la mesa rotaria ni la flecha (Kelly).
ACCESORIOS DE LA MESA ROTARIA
BUJE MAESTRO
El Buje Maestro es un dispositivo que va colocado directamente en la mesa rotatoria, intercambiable y sirve para acoplar el buje de transmisión del cuadrante con la mesa rotatoria.
BUJE DE TRANSMISION DEL CUADRANTE
Es un dispositivo que va colocado directamente sobre la mesa rotatoria y por medio de la cual pasa el cuadrante.
FUNCIONES
Tiene dos funciones principales:

Impartir el movimiento rotatorio a la sarta de perforación.
Sostener el peso de la sarta cuando sea necesario para desenroscar toda la sarta en parejas o triples para sacarla toda del hoyo.
Unión giratoria integrada.
Manguera flexible.
Motor eléctrico.
Árbol de transmisión.
Caja de transmisión.
Preventores tipo BOP.
Llave de apriete.
Sustituto .
Control remoto para el gancho.
COMPONENTES
FUNCIONES
Rotar a alta revoluciones por minutos (rpm).
Pandearse bajo condiciones de alta tensión.
Circular fluidos bajo elevadas presiones.

COMPONENTES DE LA SARTA DE PERFORACION
UNION GIRATORIA (SWIVEL)
La unión giratoria es una herramienta rotatoria que esta colgada del gancho y el bloque de aparejo para suspender y permitir la rotación.
TUBERÍA DE PERFORACIÓN
La tubería de perforación es un tubo de acero o aleaciones de aluminio sado para transmitir energía rotaria y los fluidos de perforación a la barrena o trepano situada en el fondo del pozo.
TUBERIA DE TRANSICION
Tiene diferentes usos en función del tipo de pozo a perforar:
Pozos verticales: como zona de transición entre la tubería de Perforación y los portamechas, como protección de la tubería de perforación.
Pozos horizontales: se usa en la sección curva y en la sección horizontal.
Pozos direccionales: se usa en lugar de los portamechas para proveer el peso necesario sobre la mecha.
DRILLCOLLARS
Los Drillcollars son tubos de pared gruesa, rígidos y de alto peso que son la parte más importante del ensamblaje de fondo (Bottom Hole Assembly)(BHA), posicionados entre la tubería de perforación y la broca. La mayoría de los porta mechas regulares son redondos y tienen aproximadamente 30 pies (9 metros).
HERRAMIENTAS ESPECIALES
Son aquellas herramientas y equipos que se colocan en la sarta de perforación con algún fin específico.
 
Entre estas herramientas especiales se tienen las siguientes:
Estabilizadores
Martillos (Percusores)
Motores de fondo
MWD (Measurement while drilling)
LWD (Logging while drilling)
COMPONENTES
Cuerpo de la unión.
Rodamiento de carga.
Rodamiento superior de alineamiento.
Rodamiento de empuje superior.
Flecha principal.
Sellos de aceite.
Sellos de grasa.
Sellos de lodo.
Uniflex con sus cartuchos de ensambles de alta presión.
Espaciadores.
Láminas de ajuste.
Empaques.
Graseras.
Tornilleria.
Cuello de ganso.
Asa del cuerpo y demás componentes menores.
CUADRANTE O JUNTA KELLY
También llamada barra conductora, de ella depende toda la columna de perforación.
FUNCIONES
Tiene tres funciones especiales que son:
1.- Suspender la columna de perforación.
2.- Hacer que la columna gire.
3.- Conducir el fluido de perforación dentro de la columna.
SUSTITUTO DEL CUADRANTE
Es una sección corta de tubería con un macho (espiga) y una hembra (caja) cuyos extremos tienen roscas. Este tramo corto de tuberías se agrega al extremo inferior del cuadrante y la tubería de perforación se enrosca al sustituto en lugar que al cuadrante.
CARACTERISTICAS
Comúnmente tiene una longitud de 9 a 11 metros, con una caja de conexión (Tool Joint), macho o hembra, la cual está soldada en cada extremo.
Comúnmente, el peso de la tubería de 5” más utilizada es de 19.5 lbs/pie o 29.1 kg/m.
Las características de la tubería de transición son:
Más pesada que la tubería de perforación normal.
Punto de contacto (recalque) central, para estabilización.
Más resistentes al pandeo.
Uniones más largas para la remanufactura de las piezas.
CARACTERISTICAS
FUNCIONES
Proporcionar peso para la broca.
Proporcionar la resistencia para que los drillcollars estén siempre en compresión.
Proporcionar el peso para asegurar que la tubería de perforación siempre se mantenga en tensión para evitar que se tuerza.
Proporcionar rigidez o consistencia para que la dirección del pozo se mantenga.
Producir un efecto de péndulo, permitiendo que los pozos casi verticales puedan ser perforados.
TIPOS DE PORTAMECHAS
PORTAMECHAS LISOS.
PORTAMECHAS ESPIRALES.
PORTAMECHAS CUADRADOS.
ESTABILIZADORES
Estos son unos tramos cortos de tubería, posicionados entre los drillcollars con el fin de mantenerlos centrados dentro del hueco, mantener el pozo derecho y por medio de la acción de corte mantener el diámetro correcto en las paredes del pozo.
VENTAJAS DE LA UTILIZACION DEL ESTABILIZADOR
Menores desviaciones de los barrenas, sobre todo cuando se perfora inclinado.
Mayor duración del tricono y aumento de la velocidad de penetración, debido a un mejor aprovechamiento del empuje.
Menor desgaste de los faldones, de la hilera periférica de insertos y de los cojinetes.
Mayor estabilidad de las paredes del barreno, debido a que las barras de perforación no sufren pandeo.
Mejora de la carga de explosivo.
TIPOS DE ESTABILIZADORES
Los estabilizadores de aletas.
Los estabilizadores de rodillos.
MARTILLOS
Estos son elementos operados mecánicamente o hidráulicamente para proporcionar un golpe de alto impacto sobre la sarta de perforación dentro del pozo para el caso en que sobrevenga una pega de tubería
TIPOS DE MARTILLOS
Martillos Hidraulicos
Martillos Mecanicos
MARTILLO ACELERADOR
MOTORES DE FONDO (PDM) O TURBINA
Son usados para perforar pozos tanto verticales como horizontales.
TIPOS DE MOTORES DE FONDO
Motores de desplazamiento positivo.
Turbinas que básicamente son bombas centrífugas o axiales.
ELEMENTOS DE LOS MOTORES DE FONDO
Válvula de descarga (dump valve assembly).
Sección de poder o potencia (Power section).
Sección ajustable
Transmisión.
Sección de rodamientos (Bearing section).
Sección giratoria (Drive shaft Assembly).
MWD (MEASUREMENT WHILE DRILLING)
Permite medir en tiempo real, la inclinación y dirección de la trayectoria de un pozo mientras se perfora.
COMPONENTES
• Ensamblaje del MWD
• Sistema de superficie.
• Equipos de apoyo
LWD (LOGGING WHILE DRILLING)
Perfiles corregidos:
Resistividad
Rayos gamma
Densidad
Neutrón
Forma una unidad integral con el MWD y el motor de fondo.
BARRENA TRICÓNICA
El mecanismo principal es de trituración por impacto fallando la roca por compresión.
BARRENAS DE CORTADORES FIJOS
Tipos de barrenas de cortadores fijos:
Barrenas de diamante natural.
Barrenas de diamante térmicamente estable (TSP).
Barrenas compactas de diamante policristalino (PDC).
BARRENAS ESPECIALES
Las barrenas especiales pueden ser de dos tipos: ampliadoras o bicéntricas y se utilizan para operaciones tales como: la ampliación del diámetro, ya sea desde la boca del pozo (superficial) o desde una profundidad determinada
LAS HERRAMIENTAS DE CORTE SE CLASIFICAN EN:
Barrenas tricónicas.
Barrenas de Cortadores fijos.
Barrenas especiales.
Los conos son de dos tipos:
De dientes tallados
De insertos de carburo de tungsteno (Tugsten Carbide Inserts, TCI)
COMPONENTES DE LAS BARRENAS TRICÓNICAS

El cuerpo de una barrena tricónica está compuesta por:
MECANISMOS DE CORTE DE LAS BARRENAS TRICÓNICAS
ACCION DEL CONO
COJINETES Y SELLOS
Estos pueden ser:
Cojinete de rodillos.
Cojinete de fricción.
RODAMIENTOS
Los tipos de rodamientos son:
Sin sello.
Sellados y autos lubricados.
Bujes sellados.
ALMACEN DE GRASA
DIENTES
TOBERAS
Existen tres tipos de toberas:
Roscables (hexagonal y cuadrado).
De clavo o seguro.
De candado.
CODIGO IADC PARA BARRENAS TRICÓNICAS
La Asociación Internacional de Contratistas de Perforación (IADC) ha desarrollado un sistema estandarizado para clasificar las barrenas tricónicas de rodillos de acuerdo con:
El tipo de diente (acero o inserto).
El tipo de formación (en términos de serie y tipo).
Las características mecánicas.
Función del fabricante.
BARRENA DE DIAMANTE NATURAL
Las barrenas de diamante natural tienen un cuerpo fijo cuyo material puede ser de matriz o de acero.
Su tipo de corte es de diamante natural.
El uso de estas barrenas es limitado en la actualidad, salvo en casos especiales para perforar formaciones muy duras y abrasivas.
BARRENA DE DIAMANTE TERMICAMENTE ESTABLE (TSP)
Las barrenas térmicamente estables (TSP) son usadas para perforar rocas duras, por ejemplo: caliza dura, basalto y arenas finas duras, entre otras.
Se caracteriza por usar diamante sintético de forma triangular, la densidad, el tamaño y la forma del grano son característicos de cada fabricante.
Su diseño de cortadores está hecho con diamante sintético en forma de pastillas (compacto de diamante), montadas en el cuerpo de los cortadores de la barrena.
BARRENA DE COMPACTO DE DIAMANTE POLICRISTALINO (PDC)

CODIGO IADC PARA BARRENAS DE CORTADORES FIJOS
Barrena bicéntrica
Barrena ampliadora
CONCLUSIONES
La función que cumple el sistema rotatorio es indispensable en la perforación de un pozo ya que sin los componentes de este sistema no habría extracción del petróleo.

En las ventajas y desventajas del ensamblaje rotario como principal componente, se resaltó la elección del top drive, ya que es un equipo que conlleva funciones conjuntas en comparación de la mesa rotaria.
!!..GRACIAS..!!
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