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Perforacion De Pozos

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Categoría: Tecnología

Enviado por: Christopher 21 junio 2011

Palabras: 6170 | Páginas: 25

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ría de revestimiento de diámetro adecuado.

El tiempo de perforación de un pozo dependerá de la profundidad programada y las condiciones geológicas del subsuelo. En promedio se estima entre dos a seis meses.

La perforación se realiza por etapas, de tal manera que el tamaño del pozo en la parte superior es ancho y en las partes inferior es cada vez más angosta. Esto le da consistencia y evita derrumbes, para lo cual se van utilizando brocas y tubería de menor tamaño en cada sección.

Todo sistema de perforación eficiente debe cumplir con tres requisitos básicos:

❖ Un medio para penetrar la formación y abrir el ducto.

❖ Un medio para extraer los cortes a medida que se profundiza, y

❖ Un medio de control de presiones de las formaciones atravesadas.

La Perforación de un pozo contempla varias etapas:

➢ Movilización de equipos / Mudanza.

➢ Instalación de válvulas impiderreventones.

➢ Perforación del Hoyo (Superficial, Intermedio, Producción).

➢ Bajada de tubería revestidores.

➢ Cementación de tubería revestidora.

➢ Registros Eléctricos y cañoneo.

➢ Completación del pozo.

➢ Instalación de equipos de superficie.

Cada actividad es debidamente coordinada con el objeto de lograr la mejor eficiencia y rapidez.

Las actividades de perforación causan daños a la resistencia mecánica de la formación los cuales son directamente proporcionales a la tasa de penetración de la mecha. Adicionalmente los fluidos de perforación también pueden causar daños debido a pesos demasiados altos que causan un rompimiento mecánico de la formación (fractura hidráulica no planificada) y problemas de invasión del lodo causando daño de formación en las inmediaciones del pozo ("skin damage") que reduce la permeabilidad. Aunque la perforación siempre va a causar algún daño a la formación se deben modificar las operaciones para minimizar dichos daños.

Taladros de Perforación

Son equipos utilizados para perforar pozos de petróleo o gas en tierra o costa fuera. Su tamaño depende de la profundidad y características del yacimiento a perforar.

Tipos de Taladros:

➢ En Tierra: Son llamados Taladros, perforan sobre la superficie terrestre o tierra firme. Pueden ser pequeños (Chivitos) los cuales se utilizan para perforar pozos someros, es decir de poca profundidad o Taladros Grandes para perforar pozos más profundos.

➢ Jack Up, Tritón o Autoelevadisas: Perfora pozos costa afuera, posee pilares que soportan la cubierta del equipo. Dichos pilares se apoyan en el fondo del mar o lago, y posterior mente se eleva la plataforma del nivel del agua.

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➢ Plataformas de Perforación: Es una estructura inmóvil a poca distancia de la costa, es decir, una vez levantada no se mueve del sitio de la perforación. Se perforan varios pozos desde la plataforma. La hay de estructura de acero, tipo cajón y de base de hormigón.

➢ Sumergibles: Son equipos que permanecen en el fondo del mar o lago mientras perforan, son utilizados en aguas poco profundas. Tienen unos compartimientos que se inundan para que se pueda sumergir. Los hay de Barcazas de pilares, Sumergible Ártico, entre otros.

➢ Semisumergibles: Es un equipo que perfora pozos costa afuera. Cuando se inundan los compartimientos hacen que el equipo se sumerja parcialmente a una profundidad determinada. Estos equipos hay que anclarlos para mantenerlos en su sitio durante la perforación. Pueden perforar pozos en aguas profundas.

➢ Buques de Perforación: Es un grupo flotante y autopropulsado para perforaciones a corta y mediana distancia de la costa.

2. Métodos para Perforar un Hoyo

Existen dos métodos principales para perforar pozos:

1. Método de perforación a percusión o método a cable:

Este método se remota a la época antigua, los chinos perforaban pozos de salmuera. El método nació con la industria petrolera en 1859. Aquí se utiliza una barra puntiaguda de acero, conectada a otra pesada que da rigidez, peso y estabilidad. Seguidamente se conecta un cable de perforación que hace efectivo el momento de impacto (altura x peso) de la barra contra la roca finalmente se conecta un cable de perforación al tope del percutor. Según este método, las herramientas se levantan a cierta altura para luego dejarlas caer libre y violentamente sobre el fondo del hoyo, la acción repetida ahonda el hoyo, despedazando la roca en formación. Como el hoyo se mantiene seco, para extraer el ripio se saca la barrena de perforación, se echa agua para hacer una mezcla acuosa y se introduce un achicador que consiste en un tubo abierto con una válvula en el fondo, una vez limpiado el hoyo se continúa la perforación.

Partes del equipo de perforación a cable:

1. Máquina de vapor

2. Correas de transmisión

3. Cable para achicar

4. Malacate

5. Malacate de transmisión

6. Malacate para carga pesada

7. Malacate para cable de perforación

8. Biela

9. Eje conector

10. Viga maestra (balancín)

11. Puntal mayor

12. Bases de la torre

13. Sótano

14. Patas de la torre

15. Travesaños

16. Cornisa

17. Poleas.

2. Métodos de perforación rotatoria:

Se inicio en 1863 en Francia. Este método es el comúnmente usado y contempla construir un hoyo mediante la rotación de una mecha, la cual se aplica peso. La sarta se hace girar a altas velocidades el número de juntas de tuberías de perforación se incrementa en la medida que se profundiza. Con este método, se protege las paredes del hoyo con revestidores (tubos de acero de mayor diámetro) y los recortes de rocas se extraen con la ayuda de un fluido de perforación, que se bombea por la tubería y retorna por el anular (espacio entre pared del hoyo y la tubería). Este nuevo sistema de perforación supero dificultades del método a cable.

3. Perforación Rotatoria

El sistema de perforación rotatoria lo conforman las siguientes partes principales:

a) Equipo para introducir y extraer tuberías.

b) Equipo de rotación.

c) Equipo para circulación del fluido de perforación.

d) Equipo de fuerza/potencia (motores).

e) Equipo de seguridad.

Sistemas de perforación rotatoria:

3.1. Sistema de Izamiento

La función de este sistema es la de proveer un medio para bajar o levantar sartas de perforación, de revestimiento y otros equipos de subsuelo. El introducir extraer o sostener tan pesadas cargas requiere de un sistema de izamiento robusto con suficiente potencia, aplicación de velocidades adecuadas, freno eficaz y mandos seguros que garanticen la realización de las operaciones sin riesgos para el personal y el equipo. Los componentes estructurales del sistema de izamiento son: cabria, bloque corona, bloque viajero, subestructura, encuelladero, plataforma, rampa de tubería. Los equipos y accesorios son: consola del perforador, malacate, gancho, elevadores, cable o guaya de perforación, grúa hidráulica.

2. Sistema de Rotación

Tiene como función impartirle movimiento a la sarta de perforación, ya que es por medio de sus componentes que se va hacer el hoyo hasta la profundidad donde se estime que este el yacimiento petrolífero. Este sistema esta conformado por: mesa rotaria, sarta de perforación, unión giratoria (swivel), junta kelly.

3. Sistema de Circulación de Fluido de Perforación

Es el encargado de suministrar el LODO con propiedades adecuadas al hoyo perforado. Su función es permitir preparar el lodo, almacenarlo y bombearlo hacia el pozo, estableciendo un circuito cerrado de circulación con retorno a los tanques, desde donde fue succionado por las bombas de lodo, es decir, el mismo lodo circula una y otra vez durante la perforación, continuamente se añade agua u otros agentes químicos para mantener el volumen de lodo requerido o para ajustar sus características o propiedades a las exigidas. Sus componentes principales son:

a. Lodo de Perforación: Es un fluido de base agua o de base petróleo, cuyas propiedades han sido alteradas por sólidos, naturales o de producción industrial, disueltos o suspendidos que se utiliza para perforar un yacimiento en el subsuelo.

b. Bombas de Lodo Dobles (Duplex): Son bombas de embolo y pistos reciprocantes y se fabrica de dos o tres pistones. Son las bombas de doble acción, es decir, desplazan el fluido en las dos carreras del ciclo de cada pistón, mediante juegos de válvulas de admisión y descarga en ambos extremos de la camisa. Cuando el pistón se desplaza en su carrera de enfrente, al mismo tiempo succiona por la parte posterior y viceversa.

c. Circuito de Circulación: El ciclo de circulación de lodo comienza en el tanque de succión, lugar desde el cual, las bombas de circulación envían el lodo a un determinado caudal y presión hasta el fondo de el hoyo. Las bombas de lodo (duplex y triple) son las encargadas de hacer cumplir el ciclo de circulación del lodo, desde que lo succiona del tanque respectivo hasta que el fluido retorna al extremo opuesto del tanque de succión después de pasar por el interior de las tuberías y los espacios anulares respectivos.

Ciclo del Lodo en el Pozo

1. El lodo se mezcla y guarda en el tanque de lodo.

2. Una bomba extrae el lodo del tanque y lo envía a través de la tubería de perforación directo hacia el pozo.

3. El lodo emerge a través de la tubería de perforación, desde el fondo del pozo, donde la broca de perforación está fragmentando la formación rocosa.

4. Ahora el lodo comienza el viaje de regreso a la superficie, arrastrando los fragmentos de roca, denominados detritos, que se han desprendido de la formación por acción de la broca.

5. El lodo sube a través del anular, el espacio existente entre la tubería de perforación y las paredes del pozo.

6. En la superficie, el lodo viaja a través de la línea de retorno del lodo, una tubería que conduce a la zaranda vibratoria.

7. Las zarandas vibratorias son una serie de rejillas vibratorias de metal que se utilizan para separar el lodo de los detritos. El lodo gotea a través de las rejillas y regresa al tanque de lodo.

8. Los detritos de las rocas se deslizan por el descargador de lutitas que se encarga de desecharlos.

4. Sistema de Generación de Potencia

Es el encargado de generar y transmitir la energía requerida por cada uno de los equipos y/o sistemas que conforman la gabarra, para ello cuenta con un grupo de motores de combustión interna de tipo diesel, los cuales pueden ir acoplados directamente a los diferentes equipos que los requieran (transmisión mecánica) o a un generador de corriente eléctrica (transmisión eléctrica).

Para transmitir la potencia generada hasta los equipos que la requieran se pueden utilizar dos métodos:

➢ Transmisión de Potencia Mecánica: Mediante este sistema la potencia generada en los motores diesel es mecánicamente transmitidas. Este proceso se realiza conectando el grupo de motores generadores de potencia a un acoplamiento hidráulico (convertidores de torsión) y este a su vez se conecta a una serie de embragues, acoples, transmisiones, mandos y cajas de velocidad de operación de los equipos.

➢ Transmisión de Potencia Eléctrica: Utiliza un sistema diesel eléctrico. Esto significa que el motor diesel mueve un generador eléctrico, el generador produce electricidad que se envía a través de cables a un tablero de distribución y control de energía eléctrica. Los taladros de perforación impulsados por electricidad son denominados taladros eléctricos, la parte eléctrica del taladro es simplemente la forma como se trasmite la potencia de un lugar a otro. Los componentes de perforación que se usan para la actividad de perforación y rehabilitación (malacate, mesa rotaria, bombas de lodo son los mismos para un taladro mecánico o eléctrico). El equipo eléctrico es el equivalente al compuesto de cadenas de un taladro mecánico.

Las transmisiones eléctricas consisten en las siguientes partes:

a) Impulsores Primarios Motores Diesel: Son la fuente que origina la potencia. Para taladros diesel eléctrico, son una fuente indirecta, puesto que la potencia requerida por los motores eléctricos es producida por los generadores acoplados a los motores principales. Según el manual de operación y mantenimiento caterpilar (1998) estos motores fueron desarrollados con el fin de proporcionar potencia para las aplicaciones industriales y grupos electrógenos.

Son motores de cuatro tiempos caracterizados por un sistema de inyección directa (ID) que comprende una bomba de alimentación de engranajes, de baja presión que impulsa el combustible hacia las bombas de inyección individuales de elementos intercambiables que alimentan los inyectores; un sistema de refrigeración por circulación de agua y un sistema de sobrealimentación por turbo alimentador. El sistema de lubricación esta compuesto por una bomba de tipo engrane que proporciona lubricación completa bajo presión a todas las piezas móviles del motor. Desde el punto de vista de su construcción, tiene el bloque de fundición y las camisas móviles, intercambiables. Los pistones de alineación ligera y las válvulas en cabeza (cuatro por cilindro), tiene un giro de tres grado cada vez que se levantan, el árbol o los árboles de leva están accionados por piñones desde el cigüeñal, que acciona también, por el mismo procedimiento otro árbol de levas para el gobierno de las bombas de inyección.

b) Generadores Eléctricos: Los generadores eléctricos cambian la potencia mecánica desarrollada por los motores primarios en corriente eléctrico. Son de corriente alterna, las bobinas del inducido sirve para establecer un campo magnético (o corriente de salida) es tomada de las bobinas estacionarias o bobinas del estator, por conexiones directa. Van acoplados a los motores diesel los cuales le imparten el movimiento rotatorio para generar la electricidad.

c) Motores Eléctricos: Son los encargados de transformar la corriente eléctrica, proveniente de los generadores, en potencia mecánica la cual será transmitida a los equipos respectivos. Poseen al igual que los generadores, dos elementos constituyentes principales: 1 rotor y 1 estator. La corriente eléctrica pasa primero a través de las bobinas del estator, creando un campo magnético que arrastra al inducido produciendo su movimiento. El eje de salida del inducido transmite este movimiento al equipo respectivo a través de acoples.

d) Centro de Control de Motores SCR: Los concertadores de motores (scr) nos permiten rectificar a través de los tiristores (dispositivos que sirven para convertir la CA en CD) el voltaje generado 600 VAC a voltaje 750 VCD para ser usados en motores de potencia de corriente directa que accionan equipos tales como: bombas de lodo y malacate, al mismo tiempo nos permite usar independientemente todas las cargas auxiliares 480 VAC que enciende equipos principales y auxiliares que trabajan con corriente alterna a través del centro de control de motores.

e) Suministro de Potencia Auxiliar: Las gabarras de rehabilitación están generalmente equipadas con generadores de 200 a 300 Kw. Estos incluirán los cuartos con aire acondicionado, la cocina y los servicios de abastecimiento para una cuadrilla de 10 a 20 hombres. Iluminación eléctrica, agitadores de tanque de lodo, unidad de control impide reventones, equipo de mezclado y tratamiento de lodo y otra serie de equipos auxiliares que conforman la gabarra.

3.5. Sistema de Seguridad

Tiene como función prevenir el flujo incontrolado de fluidos, de la formación hacia el pozo. Cuando la mecha penetra en una formación que contiene un fluido a una presión mayor que la hidrostática ejercida por el fluido de perforación, los fluidos de la formación comenzaran a desplazar al fluido de perforación fuera del pozo. El flujo desde la formación hacia el pozo, originado por un desbalance hidrostático, se conoce como arremetida.

El sistema de seguridad permite:

➢ Detectar la arremetida.

➢ Cerrar el pozo en la superficie.

➢ Circular el pozo bajo presión para sacar el fluido invasor e incrementar la densidad del lodo.

➢ Mover la sarta de perforación con el pozo cerrado bajo presión.

➢ Desviar el flujo lejos de personal y equipos.

El sistema esta compuesto por:

a) Válvula de Seguridad: El flujo de fluidos desde el pozo, originado por una arremetida, es detenido con el uso de dispositivos especiales de sellado llamados válvulas impide reventones deben ser capaces de detener el flujo desde el pozo, bajo cualquier condición de perforación.

b) Unidad Preventora: La unidad preventora o acumuladora de presión es la encargada de presurizar el fluido necesario para hacer accionar las válvulas impide reventones. El fluido se almacena en la unidad a una presión normalmente del doble de la requerida en cilindros especialmente diseñados, y se envían a la válvula de seguridad que se desea abrir o cerrar por medio de válvulas de cuatro días y líneas de alta presión. Los sistemas de seguridad estándar utilizan unidades que poseen capacidad para almacenar fluido presurizado a 3000 Psi, la cual es el doble de la presión requerida normalmente para la operación de los impide reventones. De igual manera la capacidad de almacenamiento de fluido del sistema debe ser aproximadamente 1.5 veces el volumen requerido para abrir/cerrar simultáneamente todas las válvulas de seguridad accionadas desde la unidad. Se puede operar también remotamente desde estaciones ubicadas estratégicamente en el taladro.

3.6. Sistema de Aire Comprimido

Este sistema tiene como función suministrar aire comprimido a 120 psi (presión requerida para accionar los diferentes sistemas, equipos y herramientas que componen la gabarra de perforación), este es almacenado en un tanque que suministra aire a los diferentes equipos de mecanismos neumáticos a través de una línea identificada por color azul de acuerdo a la norma establecida por PDVSA. Es un sistema que cuenta con un suiche de presión el cual esta calibrado a una presión mínima de 100 psi y una presión máxima de 120 psi que se encarga de controlar el arranque y parada de un motor eléctrico AC el cual esta acoplado a un compresor de aire. El sistema de aire comprimido esta conformado por tres compresores de aire.

Compresor de aire: Es un equipo se utiliza para producir aire comprimido a una elevada presión proporcional al valor del trabajo deseado, opera bajo el principio de la dinámica de fluidos, el aire es aspirado por un lado y comprimido como consecuencia de la aceleración de la masa. Esta compuesto por un embolo que esta animado por embolo rotativo, el aire es comprimido por la continua reducción del volumen en un cilindro hermético.

4. Partes de un taladro de perforación rotatoria:

Existen muchas partes que conforman un equipo de perforación rotatoria. Una parte de ellas se encuentra en la superficie y otra parte en el subsuelo:

En la superficie encontramos:

➢ Torre, Cabria o Mástil: Es una estructura de acero de silueta piramidal cuyas cuatro patas se asientan y aseguran sobre las esquinas de una subestructura metálica muy fuerte. La función de la cabria es la proporcionar la altura requerida para levantar secciones de tubería desde el hoyo o bajarla dentro de este. Mientras mayor sea la altura, mayor será la sección de la tubería que pude ser manejada y en función de esto, mas rápidamente pude la tubería sacarse o meterse al hoyo.

El tamaño estandarizado para la tubería de perforación (rango 2) es entre 30 y 33 pies. Las cabrias que pueden manejar secciones llamadas (Standard) o “parejas” compuesta de dos, tres o cuatro tubos de perforación, se dicen que son capaces de sacar dobles, triples o cuádruples respectivamente.

La cabria resiste más de 100 toneladas de peso de tubería de perforación además brinda la altura necesaria para manejar la metida y sacada (Viajes) de la tubería al hoyo. Las torres pueden ser fijas o portátiles, telescópicas o trípodes. Las torres se clasifican de acuerdo a la capacidad para soportar cargas verticales y la velocidad lateral del viento que puedan soportar. La torre esta formada por la corona (cornisa) la plataforma del encuellador y la subestructura.

➢ Corona o Cornisa: Es la parte superior de la torre donde se instala un sistema de poleas fijas por donde pasan las líneas de perforación este sistema soporta la carga total sobre la torre mientras se corre la tubería.

➢ Plataforma: La plataforma, también es conocida como planchada o piso da la cabria, es la parte superior de la subestructura. Aloja la mesa rotaria, la consola del perforador y la caseta del perforador. Sirve de base para las paradas de la tubería de perforación y portamechas.

➢ Plataforma del Encuellador: Es el piso del encuelladero que está debajo de la corona y es donde se maneja la tubería en orden y con seguridad para meterla o sacarla del hoyo, aquí el bloque viajero sube hasta la plataforma, donde el encuellador ya ha capturado y desplazado la parte superior de la pareja y termina enganchando y asegurando el cuello de pesca de la pareja al elevador del bloque. Luego el perforador procede a bajar la pareja para conectarla y después meterla al hoyo. Es el sitio de trabajo de la persona encargada de abrir el elevador y acomodar la tubería en los “peines” (racks), durante la sacada y de encuellar (cerrar el elevador sobre el tubo), para levantarla e introducirla al pozo, durante la bajada.

➢ Subestructura: Es la parte inferior de la torre que está debajo del piso de perforación. Es un conjunto de vigas resistentes que debe soportar el mástil, los equipos elevadores y el sistema de rotación.

Esta estructura provee espacio debajo de la torre para instalar grandes válvulas de seguridad impide reventones (BOP) que evitan la arremetida del pozo la subestructura soporta todo el peso de la torre el de la mecha rotatoria, el del bloque, el del cuadrante (Kelly) y de toda la sarta.

➢ Poleas Fijas: Están montadas en la parte superior de la torre (Cornisa), en las cuales pasa el cable de perforación que viene del malacate. Dicho cable va enhebrado en ellas y pasan luego por el bloque viajero.

➢ Bloque Viajero: Es un sistema de poleas que se encuentran dentro de una carcasa de acero por donde pasa la línea de perforación varias veces y se encarga de sostener, subir y bajar las cargas del taladro en forma segura. Usa una estructura grande de acero que pesa de 2 a 12 toneladas y capaz de suspender de 60 a 700 toneladas según características.

➢ Gancho: Herramientas de acero que se acopla al asa del bloque viajero sirve para sostener la junta giratoria del sistema de rotación, durante la perforación el gancho también cuelga los escalones del elevador que sirve para colgar o correr la tubería. Va instalado en el extremo inferior del bloque viajero y debe poseer la misma capacidad de carga de este. Internamente posee un mecanismo de amortiguación para compensar altas cargas en él.

➢ Elevadores: Los elevadores van colgados del gancho por medio de la asas del elevador. Sirven para sacar la tubería del pozo o para bajarla. En combinación con los eslabones, proveen el medio para asir los tubos y poder introducir o sacar del pozo las sartas de tuberías utilizadas. Están fabricados con materiales ultra resistentes y con cierre tipo cerrojo, el cual evita la apertura del elevador con cargas suspendidas y al mismo tiempo, de fácil apertura cuando no existen cargas impuestas.

➢ Cable o Guaya de Perforación: Son los cables ó guayas de acero que se utilizan para suspender y sostener las cargas manejadas en la torre. Las líneas de perforación pasan por el bloque viajero y por la corona. Este cable viene en un gran carrete. Las líneas de perforación constan de seis ramales torcidos de acero y cada ramal consta de 9 hebras externas también torcidas que envuelven el núcleo o centro.

Línea viva: Es la guaya que viaja continuamente hacia arriba o hacia abajo y que se enrolla o desenrolla en el tambor del malacate.

Línea muerta: es la guaya que esta fija al pie de la torre en el ancla del cable. Es para asegurar firmemente el cable de perforación y lo protege de los desplazamientos. Es el cable que sale del carrete, pasa por el ancla para después pasar por las poleas fijas, al bloque viajero y al malacate; luego el cable es fijado en el ancla.

➢ Malacate: Es el equipo encargado de proveer la potencia requerida para el izamiento de las cargas que están colgando el gancho, ubicado entre las dos patas traseras de la cabria, sirve de centro de distribución de potencia para el sistema de elevador o izaje y el sistema rotatorio. Su funcionamiento está a cargo del perforador. Es el carrete principal que sirve para devanar y mantener enrollados cientos de metros de cable de perforación, el malacate sube y baja el grupo móvil de poleas. Las partes principales del malacate son:

a. El tambor: transmite la potencia requerida para el levantamiento o el frenado. También almacena el cable de perforación.

b. Los frenos: el freno principal debe tener la capacidad de detener y de sostener los grandes pesos (carga) impuesta cuando se baja la tubería al pozo. Es un sistema de bandas.

c. El freno auxiliar (hidrodinámico) se usa para ayudar a disipar la gran cantidad de calor generado durante el frenado, absorbiendo parte de la carga manejada por el malacate. El freno auxiliar de la gabarra objeto de estudio es de tipo hidrodinámico, su acción se obtiene a través del flujo de agua circulando en sentido a la rotación del tambor.

d. La transmisión: proporciona una manera de cambiar fácilmente la dirección y velocidad del bloque viajero. La potencia también debe trasmitirse al carreto auxiliar de fricción acoplados a ambos extremos del malacate. El carreto auxiliar de fricción gira continuamente y pueden usarse para ayudar a levantar o a mover equipos que se encuentran en el piso de la cabria. El número de vueltas del mecate sobre el carreto auxiliar y la tensión aplicada por el operador, controlan la fuerza de halado. Actualmente su función ha sido desplazar por los winches de aire, ya que su uso genera condiciones inseguras para el personal de perforación.

➢ Grúa Hidráulica: Es un equipo de gran apoyo para el sistema de izamiento ya que sirve para el traslado de las tuberías de perforación que se utilizan para rehabilitar cada pozo desde una barcaza hasta el interior de la embarcación; para bajar, movilizar un pie que queda fijo en el piso de la gabarra.

➢ Mesa Rotaria o Colisa: La colisa va instalada en el centro del piso de la cabria. Descansa sobre una base muy fuerte, constituida por vigas de acero que conforman el armazón del piso, reforzado con puntales adicionales. Cumple dos funciones, le suministra movimiento de rotación al buje maestro para que este a su vez mueva el kelly y la sarta de perforación, y la otra es de servir de apoyo o caída a las cuñas de perforación, para mantener en suspensión la sarta dentro del hoyo cuando de va hacer una conexión de tubería.

➢ Unión Giratoria (Swivel): permitir el paso de fluido a través de ella, mediante un conducto interno empacado (washpipe) y absorber la rotación de la sarta mediante un sistema de engranajes. Soportar el peso de la sarta de producción y va colgada en el ancho del bloque viajero. Posee una conexión para la manguera de lodo y se clasifican en función de sus capacidades de carga.

La unión giratoria tiene tres puntos importantes de contacto con tres de los sistemas componentes del taladro. Por medio de su asa, cuelga del gancho del bloque viajero. Por medio del tubo conector encorvado, que lleva en su parte superior, se une a la manguera del fluido de perforación, y por medio del tubo conector que se proyecta de su base se enrosca a la junta kelly.

➢ Junta Kelly o Cuadrante: Estructura de acero de alto carbono con geometría cuadrada o hexagonal. Es la primera porción de la tubería por debajo de la unión giratoria, posee rosca a la derecha mientras que el swivel lo tiene a la izquierda. El kelly tiene un buje especial que encastra en la mesa rotaria, la cual le imparte rotación cuando el perforador baja el sistema elevador, el kelly se desliza a través del buje y de la mesa rotatoria cuando el cuadrante penetra completamente a través de la mesa, el hoyo se ha profundizado en su longitud.

➢ Top Drive: Algunas torres hacen girar la sarta de perforación con un Top Drive o equipo de transmisión superior. Estos equipos son caros pero muy eficaces. Se ahorra mucho tiempo con estos equipos debido a la rapidez con que se hacen las conexiones de las parejas y juntas de la sarta de perforación. Un motor hace girar el árbol de transmisión que esta en el Top Drive, en dicho árbol de transmisión va conectada la sarta de perforación y es este quien la hace girar. La sarta de perforación pasa por la mesa rotaria pero esta no gira.

➢ Rampa de Tubería: Es la rampa utilizada para subir los tubos de perforación, los portamechas, los revestidotes y cualquier herramienta necesaria para realizar el proceso de perforación.

➢ Consola del Perforador: Es un conjunto de paneles, donde van instalados los instrumentos de medición de las variables involucradas en la perforación (presión y velocidad de las bombas de lodo, porcentaje de caudal circulando, velocidad de la mesa rotatoria, peso aplicado sobre la mecha, peso colgando del gancho, tasa de penetración, volumen de los tanques) y controles para accionar los equipos utilizados durante la perforación (malacate, bomba de lodo, mesa rotaria). Es operada por el perforador y sus ayudantes.

En el subsuelo tenemos:

➢ Sarta de Perforación: Es el conjunto de tubería de acero, más el ensamblaje de fondo o BHA (Bottom Hole Assembly). Con esta columna metálica que lleva en su extremo inferior a la mecha, se puede desgranar la roca y alcanzar la profundidad deseada. Provee peso suficiente para penetrar la corteza terrestre, proporciona un conducto para la circulación del fluido de perforación, permite perforar un pozo con una dirección e inclinación preestablecida.

➢ Mecha o barrena de perforación: La mecha de perforación es la herramienta de acero resistente y diseño mecánico especial que se enfrenta a la roca formación y la degrada o despedaza en la medida que rota, y de esta manera hacer el hoyo durante las operaciones de perforación de pozos, la mecha se conecta en el extremo inferior de la sarta de perforación por medio de una unión a los Porta Mecha o Lastrabarrena (Drill Collars), los cuales ejercen peso sobre ella para realizar la perforación, la rotación de la mecha es una función combinada de la tubería de perforación y la mesa rotatoria, o bien por el motor de fondo. Hay mechas de diferentes diámetros desde 3 a 42 pulgadas. El peso de varía dependiendo del tipo y tamaño. La barrera se selecciona en función del revestidor requerido y de la litología atravesada desde el punto de vista litológico las formaciones pueden ser: muy blandas, blandas, semiduras, duras y muy duras. Existen 3 tipos principales de mechas, las de Cabeza Móvil como las tricónicas, de carburo de Tungsteno, de acero al carbono; las de Cabeza Fija como las PDC y de Diamante y las usadas para Toma Núcleo.

➢ Motores de Fondo: En la perforación de pozos direccionales se utiliza motores especialmente diseñados para perforar una curva predecible desde vertical a horizontal y mantener una geometría constante, este motor tiene la particularidad de eliminar la rotación de la tubería mediante una fuerza de torsión pozo abajo, impulsada por el fluido de perforación, los motores traen incorporado un cuerpo de desvío (Bent Housing) ajustable de 0.5 a 3º, con la finalidad de permitirle a la mecha, construir inclinación y/o cambiar la dirección del hoyo sin rotación en la tubería y de perforar en forma recta cuando la sarta es rotada.

➢ Porta mechas, Barras o Lastrabarrenas (Drill Collar): Son tubulares lisos o en espiral de acero o metal no magnético de espesores significativos, pesados y rígidos, los cuales sirven de unión entre la mecha y la tubería de perforación (Drill Pipe), ellos constituyen el componente principal del ensamblaje de fondo, el cual proporciona la rigidez y el peso suficiente para producir la carga axial requerida a aplicar sobre la mecha. Los Drill Collars de espiral debido a que sus ranuras reducen el área de contacto con la pared en un 40 % para una reducción de peso de solo el 4 %, reduciendo la oportunidad de la pega diferencial, además de favorecer a la circulación del lodo.

➢ Tubería de Transición (Heavy Weight): Se conoce también con los nombres de Heavy Wall, Hevi Wate, Heavy Wate; constituye el componente intermedio del ensamblaje de fondo, es un tubular de gran espesor de pared similar a los Drill Collars pero menos rígidos y de menor diámetro, cuya conexión posee las mismas características de la tubería de perforación, pero mucho más pesadas y ligeramente más largas sus uniones o conexiones; es bastante flexibles y sirve de zona de transición entre los Drill Collars y la tubería de perforación (Drill Pipe) para minimizar cambios en rigidez entre estos componentes, así como también para reducir la alta tensión y las fallas originadas por la concentración de flexión cíclica en la conexión de la tubería de perforación.

➢ Tubería de Perforación (Drill Pipe): Se entiende como tubería de perforación a la tubería de acero resistente pero poco pesada que se conecta al ensamblaje de fondo (BHA, Botom Hole Assmebly) y termina enroscándose al Kelly o al Top Drive, la cual se usa para transmitir la potencia generada por los equipos de rotación a la mecha y servir como canal de flujo para transportar los fluidos de alta presión desde el taladro hasta los Drill Collars y la mecha. Se clasifican según su diámetro, grado del acero, longitud, peso por pie. LA longitud tiene un promedio de 30 pies. Los tubos se conectan por medios de juntas que se encuentran en los extremos denominada Pin (Macho) y Box (Hembra).

➢ Estabilizadores: En la perforación de pozos horizontales, se hace uso de los estabilizadores para controlar o modificar el ángulo de inclinación del pozo de acuerdo a lo deseado, los estabilizadores se instalan en la sarta de perforación para aumentar, reducir o mantener el ángulo, ellos constituyen el componente del ensamblaje de fondo que permite tener el contacto adecuado con la pared del hoyo para proporcionar estabilidad de la sarta, así como prolongar la vida de la mecha, obteniendo a su vez hoyos más rectos y más seguros.

➢ Rectificadores o Reamer: Son herramientas que son corridas mientras se perfora en formaciones muy duras y abrasivas, cuando la estructura cortante externa de la mecha se desgasta gradualmente si no está protegida, de esta forma cada pie adicional de hoyo perforado es ligeramente de diámetro más pequeño que el anterior y de esta forma rectificar la pared y el diámetro del hoyo.

➢ Conexión (Tool Joint): Son prácticamente fracciones de tuberías que tienen por objeto convertir un tipo de rosca en otro a fin de empalmar tubos incompatibles en unión.

➢ Cross Over: Son tubulares que posen roscas especiales macho y hembra, se utilizan para conectar componentes de la sarta de perforación que tienen roscas diferentes.

➢ Martillo: Es una herramienta diseñada para dar un impacto en la sarta o en el BHA, cuyo objetivo principal es de lograr que la misma sea liberada en el caso de atascamiento o pega de tubería. Los martillos pueden ser mecánicos, hidráulicos o hidromecánicos; teniendo los hidráulicos la particularidad de permitir martillar con gran variedad de impactos y ser insensible al torque, por lo cual no afecta la orientación de la herramienta cuando sé esta desviando el hoyo.

➢ Existen otros equipos que se pueden calificar como accesorios ó equipos misceláneos:

• Winches: manejan cargas.

• Rampas o puente: permite suspender y mantener cargas y/ o equipos.

• Llaves: aguante o fuerza, llaves hidráulicas, etc.

• Escaleras: permiten el acceso personal del equipo.

• Grúas: movilizan equipos de cargas.

• Tarima de tubería (Rack): Permiten arreglar y manejar la tubería adecuadamente para conectarla, medirla, inspeccionarla, etc.

• Montacargas: movilizan cargas.

• Depósitos: sitios de almacenaje de herramientas.