1. Para: Instituto Tecnológico Tecno Ecuatoriano
De: Juan Carlos Madera Arce / Carmen Gabriela Díaz
Fecha: 08 de julio del 2022
Esquema:
Bibliografía:
2014 Normas API Operaciones de Perforación 07
marzo 2014
Prácticas y especificaciones usadas y recomendadas por la agencia
reguladora y control Hidrocarburifero referente a las normas API que deben
ser aplicadas en los equipos de perforación que prestan los servicios en el
Ecuador.
API RP 3, API ESPEC3 Prácticas recomendadas y especificaciones para uso
cuidado y corte del cable de perforación
MÉTODO TEÓRICO. - Es el método más complejo, donde los cálculos son largos, y por
consecuente un error puede suceder fácilmente. La ventaja que presenta este método, es su
exactitud, ya que las formulas API integran el factor de flotación en el hoyo. A continuación,
se hará una descripción de los parámetros matemáticos y las ecuaciones para calcular las
toneladas milla en diferentes operaciones típicas.
TM
RT = Toneladas millas en un viaje completo.
Wp = Peso del dril pipe sumergido en el lodo de perforación.
D. = Profundidad del pozo, en pies.
Lp = Longitud de una pareja de drill pipe.
Wb = Peso del bloque viajero.
2. Wc = Peso del drill collar sumergido en el lodo de perforación menos el peso de la misma
longitud del dril pipe sumergido en el lodo de perforación.
2000 = número de libras en una tonelada.
5280 = número de pies en una milla.
Ejemplo:
Peso de lodo = 9.6 ppg.
Profundidad medida = 4000 ft
Peso del drill pipe = 16.6 lb/ft
Peso del drill collar = 83 lb/ft
Longitud del dril collar = 300 ft
Peso del bloque viajero = 15000 lb.
Factor de flotabilidad (bouyancy factor = BF)
8534
.
0
5
.
65
6
.
9
5
.
65
ppg
BF
Peso del dril pipe sumergido en el lodo de perforación.
ft
lb
ft
lb
Wp /
16
.
14
8534
,
0
*
/
6
,
16
Peso del drill collar sumergido en el lodo de perforación menos el peso de la misma
longitud del dril pipe sumergido en el lodo de perforación.
.
17000
4250
21250
)
8534
.
0
*
6
.
16
*
300
(
)
8534
.
0
*
83
*
300
( lb
Wc
3. Toneladas millas de un viaje.
2000
*
5280
)
17000
15000
*
2
(
*
)
4000
*
2
(
)
4000
60
(
*
4000
*
16
.
14
TM
RT
2000
*
5280
)
17000
30000
(
*
8000
4060
*
4000
*
16
.
14
TM
RT
10560000
)
47000
*
8000
4060
*
4000
*
16
.
14
TM
RT
10560000
605958400
10560000
376000000
229958400
TM
RT
38
.
57
TM
RT
Para determinar las toneladas milla durante la perforación, se debe multiplicar por tres las toneladas
millas obtenidas desde donde se terminó menos las toneladas millas obtenidas desde donde
empezó la perforación. Como se detalla en las formulas se determina realizar el corte del cable de
perforación.
1-INTRODUCCIÓN.
A-Propiedades físicas del cable
B-Principales características para cortar el cable de perforación
C-Inspección visual del cable de perforación
D- Los cables de perforación se deben enrollar varias veces en el tambor
E-La vida útil del cable puede afectarse de acuerdo como se lo use
F-El cable de perforación no debe soportar solamente las cargas estáticas
4. (Breve introducción)
Dentro de la industria petrolera en el aspecto de perforación de pozos se debe tener en cuenta
las herramientas que se utilizan en superficie (taladro); para garantizar las operaciones de
perforación, por lo que el tiempo de servicio de una de las herramientas que es el cable de
perforación que este sujeto constantemente a movimientos como tensión, compresión e
incluso en contacto con elementos abrasivos que causan su deterioro. Para lo cual se debe
renovar el cable en tramos regulares de acuerdo a su grado de desgaste.
La vida normal del cable puede afectarse por la forma como se utilice desgastándose el tramo
en servicio o el tramo que este en contacto con los puntos critico (poleas, bloque viajero).
El cable de perforación debe soportar no solamente cargas estáticas, sino también todas las
cargas causadas por las varias operaciones, tales como viajes de tubería, corridas de
revestimiento, arranque y paradas bruscas, sarta de tubería pegada.
La longitud del cable corrido y cortado debe ser suficiente para asegurar que ninguna parte del cable
estará una segunda vez en la posición de desgaste crítico.
2.DESARROLO
A-PROPIEDADES FISICA DEL CABLE
Las propiedades físicas del cable, dependen de los materiales con que este este hecho. Para
fabricar los cables utilizados en la industria de perforación, se utiliza acero de alta calidad y
el cable se denomina según el material del cual se hace como acero galvanizado o acero
inoxidable.
Acero Galvanizado. - Usado en perforación costa afuera. La capa de Zinc sobre el
alambre de acero, ofrece mejor protección contra la corrosión que la grasa sobre un alambre
5. de acero brillante. Además, con la lubricación se mejora la resistencia a la corrosión del
alambre de acero galvanizado.
Acero Inoxidable. - Los cables hechos con acero inoxidable tienen alta resistencia a la
corrosión. Y alta resistencia al calor, hasta 250 grados centígrados.
Las siguientes son las denominaciones para los cables de acero brillante:
El cable debe soportar no solamente cargas estáticas, sino también todas las cargas
causadas por las varias operaciones de perforación como viajes de tubería y corridas de
revestimiento arranques y paradas repentinas, cargas de impacto, fricción en las poleas etc.
Cuando se trata de elegir un cable para determinado servicio hay que tener presentes
algunas condiciones, cuya importancia se debe estimar con cuidado, para que el cable
resulte adecuado y soporte bien los efectos de un uso continuado. El cable debe reunir las
condiciones siguientes:
Aptitud para soportar flexiones repetidas, sin que se rompan los alambres por fatiga
del material.
Aptitud para soportar sin desgaste excesivo las acciones abrasivas.
Aptitud para soportar distorsiones y aplastamientos o maltrato.
7. B- PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS PARA CORTAR EL CABLE
DE PERFORACIÓN.
La longitud de cable a cortar depende de varios factores como, Los puntos finales arriba y
abajo del recorrido del bloque viajero con la carga; El diámetro del tambor del malacate y los
puntos de sobre paso en el tambor; La calidad y diámetro del cable; Los factores de seguridad
aplicables en el área y en el trabajo en el que se ejecutará. La longitud de cable a cortar y
correr debe ser suficiente para asegurar que ninguna parte del cable estará una segunda vez
en la posición de desgaste crítico.
El total de trabajo ejecutado por un cable de perforación puede evaluarse totalizando el
trabajo realizado por el cable en las diferentes operaciones de perforación realizada
(perforación, corriendo revestimiento, viajando, pesca, otros).
El trabajo diario en toneladas milla, realizado por el cable de perforación en las diferentes
operaciones, es totalizado y registrado en el reporte diario, llevándose así un control de
trabajo acumulado entre cortes y también el trabajo total realizado durante el servicio de la
línea de perforación actual.
Es de tal importancia la inspección visual diaria del cable de perforación es primordial,
cualquier daño detectado en el cable, debe ser analizada la causa que la originó y proceder a
cortar el cable hasta un punto donde el daño sea retirado.
8. COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ELEVACIÓN
EXPERIENCIA DEL PERSONAL
ELABORADO POR: CARLOS MADERA / CARMEN DÍAZ
9. C- INSPECCIÓN VISUAL DEL CABLE DE PERFORACIÓN
La inspección diaria es tal vez uno de los métodos más sencillos y efectivos para detectar
cualquier situación anormal, ya que los desperfectos de fabricación pueden ocurrir. Los jefes
de equipo deben hacer un adecuado y eficiente cálculo de toneladas milla. Un exceso de
toneladas millas acumuladas puede dar como resultado grietas horizontales en el cable
causadas por la fricción y temperatura debilitando el cable en un 30 o 40%.
La Instalación de un nuevo cable sobre poleas o tambores que muestran algún tipo de
desgaste puede reducir la vida del cable. Luego es indispensable inspeccionar las poleas, etc.,
antes de montar un cable y hacer los cambios del caso para evitar su deterioro. El cable debe
quedar colocado en la garganta, en forma tal que no quede muy ajustado porque se acuñaría,
tampoco muy holgado porque se aplastaría.
Los cables de acero durante su fabricación son lubricados de tal manera que cada alambre
recibe una adecuada cantidad de grasa lubricante. El lubricante aplicado tiene la función de
permitir que cada alambre se mueva libremente el uno contra el otro durante el trabajo del
cable y nos ayuda a prevenir corrosión u oxidación. Lo anterior es esencial para permitir que
los alambres se ajusten de tal manera que cada uno asuma la carga que le corresponde durante
el trabajo.
Un cable sin la adecuada lubricación fallará rápidamente por fatiga. Es importante para
proteger el cable durante su utilización emplear lubricantes compatibles con los empleados
originalmente.
Durante la fabricación del cable de acero, Compañías como SHELL, producen aceite
lubricante (S–8085E), para la lubricación de cables con compuesto asfáltico para trabajar
10. bajo extrema presión. Este aceite, tiene una elevada viscosidad, además contiene aditivos que
le imparten características especiales de adhesividad y protección contra el desgaste en
mecanismos de baja velocidad sometidos a cargas elevadas.
Este lubricante tiene buena fluidez a temperatura ambiente y por lo tanto puede aplicarse sin
necesidad de precalentamiento para la aplicación puede realizarse manualmente empleando
una brocha
INSPECCIÓN VISUAL DEL CABLE DE PERFORACIÓN
ELABORADO POR: CARLOS MADERA / CARMEN DÍAZ
11. D- El CABLE DE PERFORACIÓN SE DEBE ENROLLAR VARIAS
VECES EN EL TAMBOR
Un cable sujeto a fuerza de tensión tiene la tendencia a rotar, esta tendencia es mayor en los
cables no preformados. Cuando ancle la línea de perforación a la brida del tambor del
malacate, tenga presente que la línea debe quedar enrollando del fondo hacia arriba. Ósea
el cable derecho debe fijarse en la brida izquierda del tambor (visto desde el piso de la torre).
Cuando el bloque viajero está en la posición más baja, para levantar la sarta de tubería, debe
haber aproximadamente veinte hileras de cable en el tambor acanalado y mínimo una camada
completa si el tambor es pulido. Esto se hace para evitar demasiada fuerza sobre la
abrazadera de anclaje de la línea a la brida del tambor.
El patrón para guarnir o enhebrar un cable de perforación nuevo, es generalmente a la derecha
(en sentido del giro de las manecillas del reloj), pero esto depende de la ubicación del ancla
de la línea muerta, como se indica el dibujo. La manera de guarnir ó enhebrar el bloque
viajero al bloque corona cuando está vistiendo equipo varía según las condiciones del
momento.
Lo más importante no es el método empleado, sino guarnir de acuerdo al arreglo de poleas en
utilización. Los arreglos de guarnidos recomendados para ensartar 12, 10, 8 y 6 líneas se prestan en
la Tabla.
Para enhebrar el cable en el bloque viajero, se debe colocar alineado con las poleas de la
corona (vertical u horizontal). Con esto evitara equivocarse al enhebrar y evitara que se
crucen las líneas.
13. E- La vida útil del cable de perforación puede verse afectado por los
siguientes motivos
Daños Causas
Desgaste rápido Poleas desgastadas
Insuficiente peso del bloque viajero
Poleas mal alineadas falta de lubricación
Cable roto Sobrepeso
Torceduras, desgaste, daños
Debilitamiento en la resistencia de uno o más
torones
Daños en el cable
Golpear el carreto durante el transporte
Golpear el cable con herramientas
Utilizar eslingas sobre el cable cuando se quiere
levantar el carreto
Arrastrar el cable por el piso
Usar altas velocidades cuando subimos o
bajamos el bloque Viajero
Limpiar el cable con solventes
Alargamiento y reducción del
diámetro Frecuentemente producido por sobrepeso
Distorsión o deformación del
cable Mal empleo de perros o grapa sobre el cable
Cable Aplastado
Poleas con canales muy grandes o muy
pequeños para el diámetro del cable
Mal enrollamiento en el tambor
Carreto demasiado lleno de cable
Corrosion excesiva
Falta de lubricación y revestimiento
Periodo de inactividad sin protección adecuada
Exposición a gases o líquidos corrosivos
Falta de lubricación y revestimiento
Periodo de inactividad sin protección adecuada
Exposición a gases o líquidos corrosivos
Desgaste por abrasión
Falta de lubricación
Trabajo en medios arenosos
Poleas subdimensionadas
Roce contra objetos estáticos
Vapuleo del cable Peso insuficiente del bloque viajero
Velocidad muy alta al arrancar
15. CONCLUSIÓN:
Es necesario hacer las debidas recomendaciones orientadas a mejorar y solucionar problemas
existentes durante la corrida y corte de cable de perforación, por lo que a continuación
expongo las siguientes:
El jefe de equipo y personal que labora en una torre de perforación debe tener
conocimientos básicos de todos los componentes del sistema de elevación.
Una efectiva lubricación de los componentes del sistema de elevación es
recomendable realizar cada en un tiempo no mayor a 24 horas.
El personal obrero debe ser capacitado periódicamente acerca de la
manipulación y manejo del cable de perforación.
La información técnica respecto a cables de acero de ser expuesta en la sala
de reuniones del personal.
Debe estar disponible la certificación de inspecciones de todos los
componentes del sistema de elevación, con su fecha de caducidad visible.
La información detallada del fabricante del cable de perforación debe
permanecer en el equipo durante el tiempo de vida útil de todo el carreto.
Los procedimientos deben ser revisados entes de empezar las operaciones de
corrida y corte de cable.
En la charla pre-operacional se debe dar lectura a los procedimientos de
corrida y corte de cable de perforación.
Al realizar el cálculo de toneladas milla se debe revisar cuidadosamente todo
el proceso.
16. Al desenrollar el cable del tambor se debe inspeccionar cuidadosamente el
estado del cable restante, si presenta daños se debe cortar todo el cable en mal
estado.
El método de cálculo para las toneladas milla debe ser verificado con el
comportamiento del cable.
Registrar todas las actividades realizadas en las operaciones de una torre de
perforación.
Las actividades no previstas en las operaciones de perforación, como
sobretensiones, reciprocando sarta y otras deben ser consideradas para el
cálculo de toneladas milla.
Realizar inspecciones interdiarias al tambor del malacate para verificar
visualmente el estado del cable.
ELEBORADO POR: CARLOS MADERA / CARMEN DÍAZ
