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M.I JOSE HOMERO TREVIÑO GARCIA
Componentes del equipo de perforacion
1.- Equipos de perforación y sus componentes 
•Tipos de equipos de perforación 
•Clasificación de los equipos de perforación 
•Especificaciones y características de equipos de perforación 
•Sistemas que integran un equipo de perforación 
a. Sistema de Potencia 
b. Sistema de Levantamiento de cargas 
c. Sistema de Rotación 
d. Sistema de circulación de los fluidos 
e. Sistema de control superficial
EQUIPOS DE PERFORACION TERRESTRES 
(Onshore) 
AUTOTRANSPORTABLES CONVENCIONALES
CLASIFICACIÓN PROFUNDIDAD 
PESO PIES METROS 
LIGERO 3.000-5.000 1.000-1.500 
MEDIO 5.000-10.000 1.500-3.000 
PESADO 10.000-16.000 3.000-5.000 
ULTRAPESADO 16.000-25.000 5.000-7.500
Típicamente se fabrican en configuraciones liviana, mediana y 
pesada. Se movilizan empleando camiones de carga pesada y 
grúas. Los equipos livianos sólo pueden perforar unos pocos 
miles de metros. Los grandes son capaces de perforar por encima 
de los 6500 metros.
ARMABLES 
Los componentes de estos equipos van montados en “patines”, de 
tal forma, que el equipo puede moverse en unidades en paquetes 
que pueden ser acopladas fácilmente. 
La torre es ensamblada por partes, con pasadores, en el terreno 
de la localización, y luego se levanta como una unidad integral 
usando el sistema de levantamiento del equipo (malacate).
Los equipos modernos, se fabrican de tal manera que la torre y los 
elementos que constituyen el equipo, puedan movilizarse fácilmente e 
instalarse fácilmente. 
Se utilizan para perforar todo tipo de pozos en tierra firme, desde pozos 
someros hasta ultra profundos.
Autotransportables 
Autotransportables son aquellos 
equipos MONTADOS SOBRE 
UNIDADES MOVILES y son utilizados 
para la perforación de pozos 
verticales o direccionales, con la torre 
en posición fija (vertical) .
EQUIPOS PARA PERFORACION MARINA 
Semi 
Sumergibles 
(Offshore) 
APOYADOS EN 
FONDO FLOTANTE 
Plataformas Jackups 
Barcos 
Barcazas
Componentes del equipo de perforacion
BARCAZA SUMERGIBLE 
BARCAZA FLOTANTE
Componentes del equipo de perforacion
El cantiliver permite asercarse a 
las plataformas fijas
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
• TLP Tension Leg Platform 
• Mini-TLP Mini Tension Leg Platform 
• ETLP Extended Tension Leg Platform 
• SPAR Cylindrical Floating Vessels 
• DDCV Deep Draft Caisson Vessel 
• SCF Single column Floater 
• Semi-sub Semi-submersible Floater 
• FPS Floating Production System 
• FPSO Floating Production Storage and Offloading 
• GBS Concrete Gravity Based Structure 
Sec02_FieldDevelopmentPlann 
ing_All.ppt 
DEFINICIONES
TIPOS A B C D E 
Profundidad (pies) 8000 10000- 
12000 
15000 20000 25000 
Capacidad de torre 
(mil lbs) 
500 750 1200 1600 2000 
Potencia del 
malacate (HP) 
400 600-750 1500 2000 3000 
Potencia de la 
bomba (HP) 
800 800-1000 1300 1400 1600 
Capaidad de 
Almacenamiento 
(Bls) 
Menor 500 500-800 1200-1500 1200-1500 1200-1500 
Múltiple de 
estranguladores 
5000 5000 10000 10000 10000- 
15000
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
El cable de perforación sostiene todo el ensamble de 
perforación por medio de un sistema de poleas y 
varios dispositivos de agarre. Las poleas y los 
dispositivos de agarre son llamados, herramientas de 
elevación, entre ellas están incluidas: 
1. Bloque de corona 
2. Polea viajera 
3. El gancho 
4. Los elevadores
SISTEMA DE IZAJE
LINEA RAPIDA 
CABLE DE PERFORACION 
LINEA MUERTA 
ANCLA O BECERRO 
CORONA
Es un arreglo de poleas montado en 
vigas, en el tope de la de la torre de 
perforación, donde se pasa el cable de 
perforación en forma alternada, arriba en 
él mismo y abajo en el Polea viajera, para 
que el sistema de levantamiento sea 
operacional. 
La mayoría de las coronas tienen de 
cuatro a siete poleas que puedan ser 
hasta de 6 pies de diámetro y están 
montadas en fila en un pasador central. 
CORONA 
Su función es la de proporcionar los medios de soporte para 
suspender la sarta en el pozo o colocarla a una elevación 
conveniente durante las operaciones de perforación sobre el piso 
de la torre. 
Polea viajera
Diseño: la distribución del peso 
de un Polea viajera afecta su 
funcionamiento. 
Un buen diseño mantiene la 
mayor parte del peso más abajo 
del pasador central, esto hace 
que el bloque quede derecho, es 
decir en posición vertical, aun 
cuando no está cargado, 
ejemplo, cuando sale del 
agujero. 
POLEA 
COJINETES DE RODILLOS 
PROTECTOR DE 
POLEA 
RANURA DE 
POLEA 
CAJA PROTECTORA 
AEREODINAMICA 
PLACA DE GRILLETE 
GRILLETE 
GRASERAS 
PASADOR 
CENTRAL 
PASADOR DE SEGURIDAD DEL 
VISTA EN CORTE DE UNA POLEA VIAJERA 
ASA
EL RADIO DE LA RANURA. 
Si la ranura de la polea es demasiado angosta para el cable, 
habrá desgaste excesivo tanto en éste como en los lados de la 
polea. 
Si la ranura es demasiado ancha, el cable carecerá del soporte 
lateral necesario y tendrá la tendencia de achatarse al pasar 
por la polea. 
A medida que las ranuras se desgastan con el uso, poco a poco 
van cambiando sus dimensiones, hasta el punto de volverse 
ineficaces: por lo tanto, es importante que el radio de las 
ranuras sea inspeccionado con regularidad (tabla 1). 
Se emplean láminas calibradoras especiales en la inspección 
de las ranuras para determinar cuando deberán 
reacondicionarse.
Diámetro del Cable de 
Acero, d Tolerancia* 
Radio Fondo de Ranura, R** 
Mínimo Máximo 
3/8 (9.5) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.205 (5.20) 0.215 (5.46) 
7/16 (11.1) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.235 (5.97) 0.245 (6.22) 
1/2 (12.7) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.265 (6.73) 0.275 (6.99) 
9/16 (14.3) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.300 (7.62) 0.310 (7.87) 
5/8 (15.9) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.330 (8.38) 0.340 (8.64) 
3/4 (19.0) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.390 (9.91) 0.400 (10.16) 
7/8 (22.2) +3/64,-0 (+1.2,-0) 0.460 (11.68) 0.475 (12.07) 
1 (25.4) +3/64,-0 (+1.2,-0) 0.525 (13.34) 0.540 (13.72) 
1 1/8 (28.6) +3/64,-0 (+1.2,-0) 0.585 (14.86) 0.600 (15.24) 
1 1/4 (31.8) +1/16,-0 (+1.6,-0) 0.655 (16.64) 0.670 (17.02) 
1 3/8 (34.9) +1/16,-0 (+1.6,-0) 0.720 (18.29) 0.735 (18.67) 
1 1/2 (38.1) +1/16,-0 (+1.6,-0) 0.780 (19.81) 0.795 (20.19) 
1 5/8 (41.3) +3/32,-0 (+2.4,-0) 0.860 (21.84) 0.875 (22.23) 
1 3/4 (44.4) +3/32,-0 (+2.4,-0) 0.925 (23.50) 0.940 (23.88) 
FUENTE: American Petroleum Institute 
*Tolerancia según se especifica en la tabla 2. 
**Radio mínimo de fondo de ranura R es igual al radio nominal del cable de acero, más la mitad de la tolerancia 
positiva con la suma redondeada al 0.005 de pulgada (0.127mm) más cercano.
EL DIÁMETRO DE LA SUPERFICIE DE RODAMIENTO 
Es importante porque el hecho mismo de plegar una línea 
de acero alrededor de una polea ocasiona ya bastante 
desgaste en la misma. Los cables de acero de diámetros 
grandes como 1 1/2 pulgadas o más no son tan flexibles 
como los de diámetros menores. 
Cuando los cables de mayor diámetro están 
constantemente trabajando alrededor de las poleas, la 
fricción de alambre contra alambre y torón contra torón 
es bastante severa. Cuanto más pequeña es la polea más 
severo es el desgaste.
RANGO DE CARGA: 
350 a 1.000 Ton (300 a 900 TM) 
Es una pieza localizada debajo del Polea viajera al la que va 
unido y del cual van suspendidos la unión giratoria, la flecha y la 
sarta de tubería hasta la barrena durante las operaciones de 
perforación. 
Sostiene el elevador durante el ascenso y descenso de la sarta. 
Están diseñados según el peso máximo que pueden levantar. 
El rango de diseño varía entre 50 y más de 600 toneladas.
DIAMETRO DE LAS POLEAS: 
24” a 72” (61 a 183 cm) 
COMBINACIÓN POLEA-GANCHO GANCHO Y POLEA 
RANGO DE CARGA: 
175 a 650 Ton(160 a 590 TM) 
SEPARADOS 
RANGO DE CARGA: 
100 a 1.250 Ton(90 a 1.125 TM)
Son abrazaderas extremadamente resistentes que sujetan la 
sarta de tubería, ya sea de perforación, de revestimiento o de 
producción, de tal manera que la sarta de tubería pueda ser 
descendida dentro del agujero o sacada de él. 
Los elevadores de tubería usados específicamente para 
tubería de perforación están asegurados al gancho por medio 
de eslabones, o asas.
Elevador tipo Cuello de Botella: Este tipo de elevador puede 
levantar tuberías de perforación que tienen un ahusamiento de 
18 grados en el hombro de la unión de tubería, justo donde se 
une con la tubería. 
TIPO CUELLO DE BOTELLA DE 
CIERRE CENTRAL
Tanto los elevadores de cuello levadizo como los del tipo cuello de botella, se 
pueden conseguir en dos modelos distintos: 
1. Con un cerrojo central con abertura en el centro. 
2. Con una pequeña abertura lateral para acomodar la tubería de perforación. 
ELEVADOR DE TUBO DE TIPO DESLIZANTE 
PESO-LIVIANO PESO-PESADO 
Un modelo de elevador con cerrojo central tiene un pasador de bisagra angulado que 
obliga que el elevador se cierre cuando está cargado.
AHUSAMIENTO DE 
18 GRADOS 
UNIÓN DE TUBERÍA EN 
EXTREMOS CAJA 
CUERPO 
UNIÓN DE TUBERÍA EN 
EXTREMO ESPIGA 
TUBERÍA DE PERFORACIÓN CON 
AHUSAMIENTO DE 18 GRADOS 
ELEVADOR TIPO CUELLO 
DE BOTELLA 
Un elevador diseñado para 
corresponder con el 
ahusamiento de 18 grados es 
conocido en el campo como 
elevador cuello de botella o de 
18 grados.
ELEVADOR TIPO CUELLO LEVADIZO 
El elevador tipo cuello levadizo es el que se utiliza con un tipo de tubería 
que tiene un hombro cuadrangular en la caja de la unión de tubería; la 
superficie maquinada del elevador levanta contra el hombro cuadrado de 
la unión de tubería. 
Este tipo de elevador también se usa con portabarrenas y tubería de 
perforación para agujeros de diámetro reducido que no tienen hombros 
donde el elevador pueda agarrar. En este caso, hay que atornillar un 
sustituto de izaje o una unión sustituta al portabarrenas o a la tubería, 
para así proporcionar una superficie de agarre al elevador.
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Características y especificaciones del malacate. 
Es la unidad de potencia más importante de un equipo. Por lo tanto, su selección requiere de un 
mayor cuidado al adquirir los equipos o, en su caso, al utilizarlos en un programa especifico. 
Los malacates han tenido algunos cambios evolutivos, pero sus funciones son las mismas. Es un 
sistema de levantamiento en el que se puede aumentar o disminuir la capacidad de carga, a 
través de un cable enrollado sobre un carrete.
Componentes del equipo de perforacion
POTENCIA NOMINAL EN LOS MALACATES 
LBS X1000
POTENCIA 
TIEMPO
Componentes del equipo de perforacion
CALCULO DE LA LONGITUD 
DEL CARRETE
Bloque Corona 
Un bloque localizado en el tope de la torre ó mástil 
1. Contiene un número de poleas donde se enrolla la 
cable de perforación. 
2. El bloque corona provee los medios para llevar la cable 
de perforación desde el tambor hasta la polea viajera. 
3. El bloque o corona es estacionario y esta firmemente 
montado sobre el tope de la torre ó mástil. 
4. Cada polea dentro del bloque corona actúa como una 
polea individual.
POLEA VIAJERA Y CABLE DE PERFORACION
EL EQUIPO ROTATORIO 
EL EQUIPO ROTATORIO CONSISTE 
EN UNA UNION GIRATORIA, FLECHA, 
MESA ROTATORIA, Y LA SARTA DE 
PERFORACION .
TOP DRIVE
TOP DRIVE Needed for 
Drilling with Casing 
 Drilling rotation and torque 
 Hoisting 
 Circulating 
 Pipe Make-up 
 Drilling Automation
Casing Drive System 
 Transfers pipe from “V” door. 
 Applies connection and drilling 
torque to casing. 
 Supports weight of casing string. 
 Protects the casing threads. 
 Makes circulation seal. 
 Fast connections. 
 Not absolutely necessary but normally 
used.
1. Pick Up CDS. 
2. Make up CDS to top drive. 
3. Place joint in V-door with crane. 
4. Hoist Joint with CDS. 
1 
4 
3 
2 
Surface Equipment – Drilling 
(Conventional Rig)
5 6 
5. Tail in joint. 
6. Stab joint. 
7. Stab CDS. 
8. MU & Tq connection. 
9. Drill Joint down. 
7 8
Unobstructed Floor when Drilling with Casing
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Su función es resistir el peso de la sarta de 
perforación durante las operaciones de 
levantamiento y descenso de la misma, así 
como el de las tuberías de revestimiento. 
El cable de perforación es una de las partes 
más costosas en las operaciones de 
perforación, por lo tanto requiere de un 
cuidadoso manejo y un mantenimiento 
adecuado para prolongar su uso.
El Cable de Perforación: 
Los cables difieren en el número de torones y en el arreglo ó 
patrón de los hilos en cada uno de ellos. La mayoría de los Cables de 
Perforación se clasifican en 4 grupos, basados en el número de torones 
y el número de hilos por Torón como se muestra en la tabla inferior 
extraída del manual IADC: 
torones HILOS torón
PREFORMADO 
El preformado de los torones es para que encajen 
apretadamente unas con otras, sin necesidad de 
someterlos a una tirantez excesiva. 
El cable preformado corre menos riesgo de enroscarse 
o retorcerse cuando se afloja la tensión de la línea 
(hacer cocas), y se desliza por las poleas con más 
suavidad, además de tener una vida útil más larga. 
El cable preformado es, en cierto sentido, cable 
muerto, lo que significa que es menos propenso a 
desprenderse o saltar al ser cortado, como sucedería 
con un cable que no lo está.
CONSTRUCCIÓN 
El alma o núcleo, soporta los torones 
exteriores del cable y determina su 
flexibilidad. La mayoría de los cables 
utilizados en los campos petroleros 
tienen un alma de acero denominada 
núcleo de cable de acero independiente 
(NCAI). 
Los cables con NCAI tienen mayor 
fuerza y resistencia al aplastamiento 
que los cables con alma de fibra; pero 
éstos últimos son menos costosos y más 
flexibles, por lo que a menudo se usan 
para operaciones de limpieza de pozo. 
ALMA O 
NÚCLEO 
CABLE DE 
ACERO 
CONSTRUCCIÓN DEL CABLE DE 
ACERO
CONSTRUCCIÓN 
El alma de un cable es una torón de hilos de acero que van en espiral en 
dirección contraria a la torcedura de las torones exteriores. Este arreglo de 
las torceduras en dirección opuesta equilibra la resistencia del cable y 
neutraliza el tremendo esfuerzo de torsión que el cable tendrá que resistir 
cuando esté soportando cargas. 
Calidad del acero. La calidad, o grado, del 
acero que se usa en los cables de perforación 
es generalmente acero de arado mejorado. 
Trama. La envoltura espiral de las torones en 
un cable de acero, hacia la derecha o hacia la 
izquierda, visto desde arriba, se llama la 
trama del cable. 
TRAMA DERECHA TRAMA REGULAR 
TRAMA IZQUIERDA TRAMA REGULAR 
TRAMA DERECHA TRAMA LANG 
TRAMA IZQUIERDA TRAMA LANG
TRAMA DEL CABLE 
 La trama derecha, indica que la dirección del 
espiral es hacia la derecha. 
 La trama izquierda, indica que la dirección del 
espiral es hacia la izquierda. 
 La trama REGULAR, señala que los hilos en cada 
torón están torcidos en dirección contraria a la 
dirección del espiral de los torones; esta torsión en 
direcciones opuestas fortalece el cable y reduce la 
tendencia a desenroscarse. 
Los cables con trama LANG, tienen las torones y los 
hilos de cada torón torcidos en la misma dirección. 
Estos cables de trama LANG son usados en 
operaciones industriales más que en los campos 
petroleros. 
TRAMA DERECHA TRAMA REGULAR 
TRAMA IZQUIERDA TRAMA REGULAR 
TRAMA DERECHA TRAMA LANG 
TRAMA IZQUIERDA TRAMA LANG
DISEÑO 
Un diseño común es el diseño 6 x 19 Seale. 
El número 6 se refiere al número de torones que 
rodean al núcleo de cable de acero independiente. 
El número 19 indica que cada torón tiene 19 hilos: 
un alambre central rodeado por nueve hilos delgados, 
y éstos a su vez, rodeados por nueve hilos más 
gruesos. En el diseño SEALE, el número de hilos 
internos de cada torón es el mismo que el número de 
hilos externos.
DISEÑO
El Trenzado y su construcción 
2. Hilos de Rellenos (Filler)– Consiste en dos capas de hilos 
del mismo tamaño trenzados alrededor de un hilo 
central. La capa interna tiene la mitad de los hilos de 
la capa externa y entre las dos capas se colocan hilos 
de relleno más delgados. 
Tipo Filler
El Trenzado y su construcción 
3. Sellado (Seale)– Dos capas alrededor de un hilo central con el mismo 
número de hilos en cada una. Los hilos en la capa exterior son 
más gruesos que los de la capa interior y descansan en los 
valles que se forman entre los hilos interiores, haciendo el 
trenzado hermético o sellado 
Tipo Seale
El Trenzado y su construcción 
4. Warrington – Dos capas de hilos, la capa exterior tiene hilos 
de dos tamaños que se alternan entre grande y pequeño. Los 
hilos grandes descansan en los valles que se forman entre los 
hilos de la capa interna y los pequeños en la coronas o crestas 
del trenzado de la capa interior. 
Tipo Warrinton
5.-Patrones combinados 
(Seale-Warrinton) 
El Trenzado y su construcción 
Normalmente las trenzas están preformadas para que tomen la 
forma helicoidal que van a tener una vez que estén envolviendo 
el cable central. Estas se denomina Trenzas Preformadas o 
PRF de sus siglas en ingles (Preformed strands) 
Patrones utilizados en los cables de perforación: 
1) Hilos de Relleno 
2) Sellado (“Seale”) 
3) Combinado
DISEÑO 
Una descripción completa de un cable de acero incluye: 
1. Longitud 
2. Diámetro 
3. Número de torones 
4. Número de hilos de cada torón 
5. Diseño de construcción 
6. Tipo, dirección y longitud de su trama 
7. Calidad del acero 
8. Preformado y tipo de alma 
Por lo tanto, una descripción de un cable que especifique 5,000 pies (1500 m), 
1 1/8” (29 mm), 6 x 19, Seale, regular, acero de arado mejorado, preformado 
y NCAI, designa un cable de acero de 5,000 pies (1500 m) de longitud, de un 
diámetro de 1 1/8” (29 mm), con seis torones de 19 hilos cada uno, de diseño 
SEALE, con trama regular derecha, de acero de arado mejorado, preformado y 
con núcleo de cable de acero independiente.
SELECCIÓN 
Diámetro. 
Es necesario recordar que los cables de perforación están fabricados 
con sobredimenciones, es decir, con un diámetro mayor a lo 
especificado. 
Un cable con un diámetro ligeramente mayor que su tamaño 
nominal puede funcionar apropiadamente, pero un cable cuyo 
diámetro es menor que su tamaño nominal no podrá ser utilizado. 
Diámetro Nominal del Cable Subtamaño Sobretamaño 
0 a ¾ (0.00 a 19.00) 0 1/32 (0.79) 
13/16 a 11/8 (20.63 a 28.57) 0 3/64 (1.19) 
1 13/16 a 1 ½ (30.16 a 38.10) 0 1/16 (1.58) 
FUENTE: American Petroleum Institute
SELECCIÓN 
La medición del diámetro de cables se efectúa 
mediante el uso de un calibrador lineal capaz de 
medir incrementos hasta de 1/64 de pulgada (0.4 
mm). El calibrador se coloca de manera que mida el 
máximo espesor del cable, o sea, la distancia desde 
el punto más saliente de una de sus torones hasta el 
punto más saliente del torón opuesto. 
Una medición correcta del cable permitirá que éste 
siente perfectamente en las ranuras de las poleas. 
Si cabe demasiado ajustado, la ranura apretará 
excesivamente la parte exterior del cable y 
distorsionará el alma. Si queda demasiado flojo, el 
cable se aplastará, y desgastará la superficie de 
rodamiento de la ranura. Cualquiera de estas dos 
situaciones limitará sustancialmente la vida útil del 
cable. 
UCsOoR RdEeClT OcalibraIdNoCOr RpRaErCaTO determinar el 
diámetro del cable de acero 
Apareamiento del cable del acero con 
las ranuras de las poleas
LONGITUD 
Antes se acostumbraba cortar el cable de perforación la 
longitud precisa para guarnir en los bloques el número exacto de 
líneas que se requeria para realizar un trabajo determinado. 
Hoy, se acostumbra tener una longitud de cable adicional como 
línea de reserva en el tambor, lista para ser usada en el programa 
de deslizamiento y corte. 
El hecho comprobado de que cable más largo rinde más servicio 
por cada pie (metro) adicional de longitud. 
Una cantidad excesiva de cable en el carrete de abastecimiento 
puede resultar un estorbo si se están perforando pozos someros, 
con traslados frecuentes de la instalación de perforación.
LONGITUD 
El costo de trasladar el 
cable varias veces puede 
anular la economía 
resultante del 
rendimiento mayor de un 
cable más largo. 
La línea de reserva 
facilita un programa de 
deslizamiento y corte que 
resultará en una vida más 
larga para el cable, si las 
demás condiciones se 
mantienen constantes. 
Altura de la 
Torre o Mástil 
en Pies 
(Metros) 
Líneas 
Ensartadas 
Longitud Mínima 
en Pies (Metros) 
Longitud Sugerida en 
Pies (Metros) 
180 (54.86) 6 1,550 (472) 3,500 (1 067) 
8 2,000 (610) 5,000 (1 524) 
10 2,250 (686) a 
12 2,600 (792) 7,500 (2 286) 
150 (45.72) 6 1,300 (396) 3,500 (1 067) 
8 1,600 (488) 5,000 (1 524) 
10 1,900 (579) a 
12 2,200 (671) 7,500 (2 286) 
125 (38.10) 6 1,100 (335) 3,500 (1 067) 
8 1,350 (411) a 
10 1,600 (488) 5,000 (1 524) 
90 (27.43) 6 800 (244) 1,350 (411) 
8 1,000 (305) 1,550 (472)
ÁNGULO DE DESVIACIÓN 
Es importante para controlar el desgaste del 
cable. Cuando un cable está guenido entre el 
tambor y la polea de la línea viva, queda 
paralelo a la ranura de la polea únicamente en 
su punto específico del tambor, generalmente 
en el centro. 
A medida que el cable se mueve desde este 
punto hacia uno u otro extremo del tambor, 
se va formando un ángulo que causa desgaste 
al pegar en los flanges o en los lados del 
tambor la línea viva a alta velocidad. 
El ángulo de desviación es inevitable, pero se 
puede mantener a un mínimo menos de 1.5 
grados para tambores ranurados. 
Polea viva 
Línea central de 
la polea viva 
Angulo de 
desviación 
Angulo de 
desviación 
incorrecto 
1.5º 
Angulo de desviación
DIAMETRO DE LA POLEA: 
7/8” a 2” (22 a 51 mm)
VIDA ÚTIL 
De todos los accesorios reemplazables es decir, artículos que se 
desgastan más por el uso en las operaciones de perforación el cable de 
perforación es la unidad de mayor costo para el contratista de 
perforación, con la posible excepción del combustible y las barrenas. 
Por lo tanto, es económicamente de 
gran importancia prestar atención a 
las diferentes maneras de prolongar 
la vida útil del cable de perforación. 
Estos cuidados incluyen: 
1. Comprar el cable adecuado para el trabajo especifico 
2. Usar poleas y tambor de tamaño apropiado 
3. Mantener registros de servicio en toneladas-millas o km 
4. Tener un programa de deslizamiento y corte bien planificado y 
mantener cuidadosamente el cable.
DESLIZAMIENTO Y CORTE 
Para planificar un programa de deslizamiento y corte es necesario tomar 
nota de factores tales como: 
1. Altura de Ia torre o mástil 
2. Número de líneas ensartadas y diámetro de las poleas 
3. Registro de las toneladas-km que el cable rinde y debería rendir (según 
operaciones). 
El concepto del deslizamiento de una línea está basado en la idea de que, 
puesto que la línea se desgasta más en ciertos puntos críticos, éstos deben 
ser cambiados frecuentemente a diferentes posiciones, para evitar que se 
deteriore prematuramente en los puntos críticos de trabajo durante las 
operaciones.
Las rupturas del cable de perforación pueden derivar en: 
Lesiones a la tripulacion del equipo 
Dños a la torre. 
Caída de la sarta de perforación al agujero perforado.
Cada vez que sube o baja la polea viajera el cable realiza un trabajo. 
Este Trabajo se puede cuantificar en Toneladas-Kilómetro (T-K) 
que es la carga al gancho en toneladas que se multiplica por la 
distancia recorrida en km. 
Por lo tanto mientras se perfore, se haga un viaje de tubería o 
se introduzca TR al pozo el cable realiza Trabajo. 
La cuantificación y registro continuo del Trabajo del cable es 
indispensable durante la perforación, ya que la seguridad del 
personal estará en juego si se descuida este control. 
Aunque en la primera impresión parece muy complicado el 
cálculo de Trabajo del cable en realidad no lo es, y en cambio, 
es una forma efectiva de vigilar su vida útil .
Se le denomina factor de seguridad del cable a la relación que existe entre la resistencia 
real de cable y la carga de trabajo. En cada trabajo específico se recomienda utilizar un 
factor de seguridad. Al elegir un cable para una carga determinada ya que de esto 
depende su rendimiento. Dicho factor de seguridad (o coeficiente de seguridad) se 
puede expresar en forma matemática como: 
Donde: 
F.S. = Factor de seguridad, adimensional. 
Rr = Resistencia a la ruptura del cable, en Tons. o kg o lbs. 
Ce = Cargas estática (o carga de trabajo), en Tons. o kg o lbs. 
Los factores mínimos de seguridad, para los cables de acero aprobado 
por el API son los siguientes: 
CABLES DE TAMBOR PRINCIPAL…………………. = 3 
CABLES DEL TAMBOR DE SONDEO…………….... = 3 
EN OPERACIÓN DE PESCA………………………….. = 2 
CORRIENDO TUBERÍAS DE REVESTIMIENTO….= 2
Dependiendo de la aplicación se podrá variar el F.S. cuando se manejen cargas que 
requieren un máximo cuidado por que involucran un gran riesgo (como en el caso de 
los ascensores de pasajeros que se aumenta a 8:1 y aún hasta 12:1) Sin embargo, hay 
que tomar en cuenta que es necesario aumentar el factor de seguridad cuando hay 
vidas en juego, un ambiente muy corrosivo y si no se tiene una inspección frecuente. 
Los factores de seguridad más recomendable en las operaciones de perforación se 
encuentran entre 3.0 y 5.0, para el cálculo de la carga máxima permisible en las lineas
El concepto de este cálculo, significa que se puede manejar en las líneas 
guarnidas en el aparejo una carga o peso hasta de 350 tons., con cierta 
seguridad ya que nuestras líneas tendrán una resistencia de 2 ½ veces de la 
carga máxima
Tabla 7.11 Datos del cable acero - Alma de fibra 
Clasificación de 6 x 37 alma de fibra 
Acero de arado mejorado y extra mejorado tipo SUPERFLEX.
Ejemplo: 
Se tiene un mástil T-126 (38.4 m de altura) que 
requiere un guarnido de cable de 370 m. para esto 
utilizamos un carrete con cable de 11/8 pulg. y 
longitud de 2,460 pies (750 m.) construido con 
acero de arado mejorado preformado serie 6 x 19. 
Con la gráfica (Fig. 7.14) se hace lo siguiente: 
Se localiza horizontalmente el valor de la longitud 
inicial del cable 2,460 pies (750 m). 
Trazar una vertical que intercepte la curva que 
indica un guarnido de cable de 366 m. (valor más 
cercano a 370m). 
Se traza una horizontal hacia la izquierda y se 
localiza la vida relativa del cable en servicio el cual 
para este ejemplo es de 6.8 x 10,000 = 68,000 ton– 
km aproximadamente.
GRÁFICA 2 PARA CALCULAR 
META DE SERVICIO 
Relación entre ton-km, altura del mástil 
y diámetro del cable-1315 ton x km 
De acuerdo al API, los cortes posteriores 
al inicial para cables de 11/8 pg. y 
diámetros menores serán de 160 ton-km 
menos, o sea 1,315-160 = 1,154. ton-km. 
Y para cables de 1¼” o mayores será de 
322ton-km menos. 
Una milla = 1.609 km.
GRAFICA 3 PARA ESTIMAR EL 
FACTOR DE SERVICIO DE TON-KM 
En el ejemplo anterior los resultados 
obtenidos son para un factor de 
seguridad 5, pero suponiendo que el 
equipo operara en condiciones severas, 
hay que corregir las ton-km 
disminuyendo el factor a un valor de 3. 
Para lograrlo se requiere utilizar la 
grafica número (Fig. 7.16) como sigue: 
Partiendo de la intersección, trazar una 
horizontal a la izquierda, donde se 
localiza el factor de servicio nuevo, que 
da un valor adimensional de 0.58, el cual 
se multiplica por las ton-km. iniciales 
indicadas para este equipo, 
obteniéndose los valores corregidos 
como se señalan a continuación. 
Con factor de servicio de 1 El 1ro corte = 
1,315 x 1= 1,315 ton-km 
El 2do corte = 1,315 - 160 = 1,154 ton-km 
Con factor de servicio de 0.58 El corte = 
1,315 x 0.58 = 763 ton-km
DESLIZAMIENTO Y CORTE 
El Término Puntos Críticos se refiere a aquellos lugares a lo largo 
del cable de perforación que son sometidos a esfuerzos 
adicionales mientras se introduce o se extrae la tubería del 
agujero. Estas áreas incluyen los puntos de levante mientras se 
está entrando al agujero y saliendo de él, y los puntos de 
cruzamiento en las bridas del tambor donde el cable pega para 
regresar a formar la siguiente capa de enrollamiento. 
Cuando la carga no está soportándose con las cuñas, los puntos 
críticos sufren enorme tensión. Estos puntos están en la parte 
superior de las poleas del bloque de corona y en la base de las 
poleas del Polea viajera. 
El punto critico en la polea de la línea muerta nunca varía. Es 
constante durante el levantamiento de cargas, ya sea elevando 
tubería fuera del agujero o depositándola en el. 
Todos los demás puntos críticos de desgaste cambian, 
dependiendo si la carga sale del agujero o baja dentro de él. 
Puntos críticos de desgaste en el cable de 
perforación, en las dos posiciones de 
levante del bloque (sacando o metiendo 
la sarta)
7.5.8. Deslizamiento y corte del cable de perforación 
El concepto de deslizamiento del cable está basado en el propósito de que: 
1. El desgaste del cable es mayor en los puntos críticos. 
2. Deslizando el cable, los puntos críticos serán cambiados a un lugar diferente en el cable. 
3. Deslizando el cable, los puntos menos desgastados se colocarán en el lugar de los puntos críticos 
tan pronto como sean movidos. 
La vida útil del cable de perforación puede aumentarse si se utiliza un programa efectivo para efectuar 
los deslizamientos y cortes basándose en el incremento del servicio. Si se dependiera únicamente de la 
inspección a simple vista para estimar cuándo se debe deslizar y cortar, se obtendría como resultado 
cortes excesivos y desgastes no uniformes, disminuyendo con esto, la vida en servicio del cable. 
Una regla práctica para los deslizamientos y corte del cable, sería: 
1. Deslice el menor número posible de metros, mientras están en movimiento todos los puntos 
críticos de desgaste en el cable, para que ninguno sea expuesto al mismo desgaste por segunda 
ocasión, también es recomendable que se deslice el cable más seguido cuando las operaciones que 
se efectúan son severas o cuando el cable sufra tensiones intermitentes. 
2. Corte el cable deslizado siempre y cuando: 
a) Una inspección visual muestre desgaste bien definido, entonces deberá cambiarse. 
b) Se acumule mucho cable en el tambor. 
c) Las ton-km. acumulada desde el último corte alcancen el número predeterminado para un corte. 
Debemos seleccionar una meta de servicio entre cada corte en valores de ton x km. Este valor puede 
determinarse mediante gráfica, ajustándose de acuerdo con la experiencia. El trabajo realizado por el 
cable en cada una de las operaciones, se calculan y se lleva un control para aplicar el programa de 
deslizamientos y cortes.
Tabla 7.15 Número de vueltas por cortar de cable 
Longitud de una vuelta del cable en el tambor L = ΠX D 
L= 3.1416 x 18” = 56.54 pg. x 0.0254= 1.43 m 
Numero de vueltas = 22/1.43 = 15.5 Vueltas
7.5.9. Cálculo del trabajo realizado del cable en diferentes operaciones 
1.- FÓRMULA PARA TRABAJO DEL CABLE EFECTUANDO VIAJE REDONDO
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
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Sustituyendo valores
GUARNIDO DE APAREJOS PARA 
MASTILES
GUARNIDO 
Guarnido: Es el ensarte de la línea desde el tambor del malacate hasta el 
ancla de la línea muerta, pasando alternativamente por una polea del 
bloque de corona y una del Polea viajera. 
El orden en que se guarne la línea alternativamente a través del bloque y 
polea viajera produce lo que se llama el guarnido patrón, o modelo como 
se presenta enseguida.
Componentes del equipo de perforacion
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LA SARTA DE PRFORACION Y 
SUS COMPONENTES
COMBINACIONES ROTARIA, Y 
LLAVES DE FUERZA
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Componentes del equipo de perforacion
1. Presas 
2. Líneas de succión 
3. Bombas 
4. Conexiones superficiales 
5. Tubería de perforación 
6. Barrena 
7. Espacio anular 
8. Línea de descarga 
9. Vibradores y/o control de sólidos 
10. Recuperación de recortes 
10 
6 
7 
1 
2 
3 
4 
5 
9 
8
SISTEMA CIRCULATORIO Y BOMBAS DE LODO
COMPONENTES TIPO DEL EQUIPO DE SUPERFICIE
BOMBAS DE LODO LINEAS DE DESCARGA , PRESAS DE LODOS 
Y CENTRIFUGAS .
BOMBAS DE LODO Y VALVULAS DE SUCCION, 
DESCARGA Y DE SEGURIDAD
Componentes del equipo de perforacion
Componentes del equipo de perforacion
Para la eficacia de funcionamiento máxima, la presión de la precarga debe ser 75 por ciento de 
la presión mínima del sistema operativo o de 2,000 psi como mínima 
Para las condiciones de funcionamiento normales, la presión de la precarga debe ser de 50 a 60 
por ciento de la presión media del sistema operativo o de 2,000 psi. 
Para las condiciones de funcionamiento del límite, la presión de la precarga se debe mantener 
entre 30 y 75 por ciento de una presión de funcionamiento media del sistema o 2,000 psi, 
mínimo. Para verificar si tienen la presión adecuada de precarga, se debe medir sin la presión de 
funcionamiento del sistema.
PRESAS DE LODOS
Componentes del equipo de perforacion
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CLASIFICACION DE LOS SOLIDOS
Componentes del equipo de perforacion
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MOTORES 
CATERPILLAR 
CORTE TRANSVERSAL DEL MOTOR 
CORTE TRANSVERSAL DEL SISTEMA DE 
ADMISIÓN DE ESCAPE
Componentes del equipo de perforacion
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ARREGLO DE PREVENTORES
PREVENTORES ESFERICOS
PREVENTORE SENCILLO DE ARIETES
PREVENTOR DOBLE CON SALIDAS LATERALES
RAMS DE PREVENTORES
MULTIPLE DE ESTRANGULACION 
Y CONSOLA DE OPERACIÓN
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SISTEMAS
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CON
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Componentes del equipo de perforacion

  • 1. M.I JOSE HOMERO TREVIÑO GARCIA
  • 3. 1.- Equipos de perforación y sus componentes •Tipos de equipos de perforación •Clasificación de los equipos de perforación •Especificaciones y características de equipos de perforación •Sistemas que integran un equipo de perforación a. Sistema de Potencia b. Sistema de Levantamiento de cargas c. Sistema de Rotación d. Sistema de circulación de los fluidos e. Sistema de control superficial
  • 4. EQUIPOS DE PERFORACION TERRESTRES (Onshore) AUTOTRANSPORTABLES CONVENCIONALES
  • 5. CLASIFICACIÓN PROFUNDIDAD PESO PIES METROS LIGERO 3.000-5.000 1.000-1.500 MEDIO 5.000-10.000 1.500-3.000 PESADO 10.000-16.000 3.000-5.000 ULTRAPESADO 16.000-25.000 5.000-7.500
  • 6. Típicamente se fabrican en configuraciones liviana, mediana y pesada. Se movilizan empleando camiones de carga pesada y grúas. Los equipos livianos sólo pueden perforar unos pocos miles de metros. Los grandes son capaces de perforar por encima de los 6500 metros.
  • 7. ARMABLES Los componentes de estos equipos van montados en “patines”, de tal forma, que el equipo puede moverse en unidades en paquetes que pueden ser acopladas fácilmente. La torre es ensamblada por partes, con pasadores, en el terreno de la localización, y luego se levanta como una unidad integral usando el sistema de levantamiento del equipo (malacate).
  • 8. Los equipos modernos, se fabrican de tal manera que la torre y los elementos que constituyen el equipo, puedan movilizarse fácilmente e instalarse fácilmente. Se utilizan para perforar todo tipo de pozos en tierra firme, desde pozos someros hasta ultra profundos.
  • 9. Autotransportables Autotransportables son aquellos equipos MONTADOS SOBRE UNIDADES MOVILES y son utilizados para la perforación de pozos verticales o direccionales, con la torre en posición fija (vertical) .
  • 10. EQUIPOS PARA PERFORACION MARINA Semi Sumergibles (Offshore) APOYADOS EN FONDO FLOTANTE Plataformas Jackups Barcos Barcazas
  • 14. El cantiliver permite asercarse a las plataformas fijas
  • 24. • TLP Tension Leg Platform • Mini-TLP Mini Tension Leg Platform • ETLP Extended Tension Leg Platform • SPAR Cylindrical Floating Vessels • DDCV Deep Draft Caisson Vessel • SCF Single column Floater • Semi-sub Semi-submersible Floater • FPS Floating Production System • FPSO Floating Production Storage and Offloading • GBS Concrete Gravity Based Structure Sec02_FieldDevelopmentPlann ing_All.ppt DEFINICIONES
  • 25. TIPOS A B C D E Profundidad (pies) 8000 10000- 12000 15000 20000 25000 Capacidad de torre (mil lbs) 500 750 1200 1600 2000 Potencia del malacate (HP) 400 600-750 1500 2000 3000 Potencia de la bomba (HP) 800 800-1000 1300 1400 1600 Capaidad de Almacenamiento (Bls) Menor 500 500-800 1200-1500 1200-1500 1200-1500 Múltiple de estranguladores 5000 5000 10000 10000 10000- 15000
  • 32. El cable de perforación sostiene todo el ensamble de perforación por medio de un sistema de poleas y varios dispositivos de agarre. Las poleas y los dispositivos de agarre son llamados, herramientas de elevación, entre ellas están incluidas: 1. Bloque de corona 2. Polea viajera 3. El gancho 4. Los elevadores
  • 34. LINEA RAPIDA CABLE DE PERFORACION LINEA MUERTA ANCLA O BECERRO CORONA
  • 35. Es un arreglo de poleas montado en vigas, en el tope de la de la torre de perforación, donde se pasa el cable de perforación en forma alternada, arriba en él mismo y abajo en el Polea viajera, para que el sistema de levantamiento sea operacional. La mayoría de las coronas tienen de cuatro a siete poleas que puedan ser hasta de 6 pies de diámetro y están montadas en fila en un pasador central. CORONA Su función es la de proporcionar los medios de soporte para suspender la sarta en el pozo o colocarla a una elevación conveniente durante las operaciones de perforación sobre el piso de la torre. Polea viajera
  • 36. Diseño: la distribución del peso de un Polea viajera afecta su funcionamiento. Un buen diseño mantiene la mayor parte del peso más abajo del pasador central, esto hace que el bloque quede derecho, es decir en posición vertical, aun cuando no está cargado, ejemplo, cuando sale del agujero. POLEA COJINETES DE RODILLOS PROTECTOR DE POLEA RANURA DE POLEA CAJA PROTECTORA AEREODINAMICA PLACA DE GRILLETE GRILLETE GRASERAS PASADOR CENTRAL PASADOR DE SEGURIDAD DEL VISTA EN CORTE DE UNA POLEA VIAJERA ASA
  • 37. EL RADIO DE LA RANURA. Si la ranura de la polea es demasiado angosta para el cable, habrá desgaste excesivo tanto en éste como en los lados de la polea. Si la ranura es demasiado ancha, el cable carecerá del soporte lateral necesario y tendrá la tendencia de achatarse al pasar por la polea. A medida que las ranuras se desgastan con el uso, poco a poco van cambiando sus dimensiones, hasta el punto de volverse ineficaces: por lo tanto, es importante que el radio de las ranuras sea inspeccionado con regularidad (tabla 1). Se emplean láminas calibradoras especiales en la inspección de las ranuras para determinar cuando deberán reacondicionarse.
  • 38. Diámetro del Cable de Acero, d Tolerancia* Radio Fondo de Ranura, R** Mínimo Máximo 3/8 (9.5) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.205 (5.20) 0.215 (5.46) 7/16 (11.1) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.235 (5.97) 0.245 (6.22) 1/2 (12.7) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.265 (6.73) 0.275 (6.99) 9/16 (14.3) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.300 (7.62) 0.310 (7.87) 5/8 (15.9) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.330 (8.38) 0.340 (8.64) 3/4 (19.0) +1/32,-0 (+0.8,-0) 0.390 (9.91) 0.400 (10.16) 7/8 (22.2) +3/64,-0 (+1.2,-0) 0.460 (11.68) 0.475 (12.07) 1 (25.4) +3/64,-0 (+1.2,-0) 0.525 (13.34) 0.540 (13.72) 1 1/8 (28.6) +3/64,-0 (+1.2,-0) 0.585 (14.86) 0.600 (15.24) 1 1/4 (31.8) +1/16,-0 (+1.6,-0) 0.655 (16.64) 0.670 (17.02) 1 3/8 (34.9) +1/16,-0 (+1.6,-0) 0.720 (18.29) 0.735 (18.67) 1 1/2 (38.1) +1/16,-0 (+1.6,-0) 0.780 (19.81) 0.795 (20.19) 1 5/8 (41.3) +3/32,-0 (+2.4,-0) 0.860 (21.84) 0.875 (22.23) 1 3/4 (44.4) +3/32,-0 (+2.4,-0) 0.925 (23.50) 0.940 (23.88) FUENTE: American Petroleum Institute *Tolerancia según se especifica en la tabla 2. **Radio mínimo de fondo de ranura R es igual al radio nominal del cable de acero, más la mitad de la tolerancia positiva con la suma redondeada al 0.005 de pulgada (0.127mm) más cercano.
  • 39. EL DIÁMETRO DE LA SUPERFICIE DE RODAMIENTO Es importante porque el hecho mismo de plegar una línea de acero alrededor de una polea ocasiona ya bastante desgaste en la misma. Los cables de acero de diámetros grandes como 1 1/2 pulgadas o más no son tan flexibles como los de diámetros menores. Cuando los cables de mayor diámetro están constantemente trabajando alrededor de las poleas, la fricción de alambre contra alambre y torón contra torón es bastante severa. Cuanto más pequeña es la polea más severo es el desgaste.
  • 40. RANGO DE CARGA: 350 a 1.000 Ton (300 a 900 TM) Es una pieza localizada debajo del Polea viajera al la que va unido y del cual van suspendidos la unión giratoria, la flecha y la sarta de tubería hasta la barrena durante las operaciones de perforación. Sostiene el elevador durante el ascenso y descenso de la sarta. Están diseñados según el peso máximo que pueden levantar. El rango de diseño varía entre 50 y más de 600 toneladas.
  • 41. DIAMETRO DE LAS POLEAS: 24” a 72” (61 a 183 cm) COMBINACIÓN POLEA-GANCHO GANCHO Y POLEA RANGO DE CARGA: 175 a 650 Ton(160 a 590 TM) SEPARADOS RANGO DE CARGA: 100 a 1.250 Ton(90 a 1.125 TM)
  • 42. Son abrazaderas extremadamente resistentes que sujetan la sarta de tubería, ya sea de perforación, de revestimiento o de producción, de tal manera que la sarta de tubería pueda ser descendida dentro del agujero o sacada de él. Los elevadores de tubería usados específicamente para tubería de perforación están asegurados al gancho por medio de eslabones, o asas.
  • 43. Elevador tipo Cuello de Botella: Este tipo de elevador puede levantar tuberías de perforación que tienen un ahusamiento de 18 grados en el hombro de la unión de tubería, justo donde se une con la tubería. TIPO CUELLO DE BOTELLA DE CIERRE CENTRAL
  • 44. Tanto los elevadores de cuello levadizo como los del tipo cuello de botella, se pueden conseguir en dos modelos distintos: 1. Con un cerrojo central con abertura en el centro. 2. Con una pequeña abertura lateral para acomodar la tubería de perforación. ELEVADOR DE TUBO DE TIPO DESLIZANTE PESO-LIVIANO PESO-PESADO Un modelo de elevador con cerrojo central tiene un pasador de bisagra angulado que obliga que el elevador se cierre cuando está cargado.
  • 45. AHUSAMIENTO DE 18 GRADOS UNIÓN DE TUBERÍA EN EXTREMOS CAJA CUERPO UNIÓN DE TUBERÍA EN EXTREMO ESPIGA TUBERÍA DE PERFORACIÓN CON AHUSAMIENTO DE 18 GRADOS ELEVADOR TIPO CUELLO DE BOTELLA Un elevador diseñado para corresponder con el ahusamiento de 18 grados es conocido en el campo como elevador cuello de botella o de 18 grados.
  • 46. ELEVADOR TIPO CUELLO LEVADIZO El elevador tipo cuello levadizo es el que se utiliza con un tipo de tubería que tiene un hombro cuadrangular en la caja de la unión de tubería; la superficie maquinada del elevador levanta contra el hombro cuadrado de la unión de tubería. Este tipo de elevador también se usa con portabarrenas y tubería de perforación para agujeros de diámetro reducido que no tienen hombros donde el elevador pueda agarrar. En este caso, hay que atornillar un sustituto de izaje o una unión sustituta al portabarrenas o a la tubería, para así proporcionar una superficie de agarre al elevador.
  • 50. Características y especificaciones del malacate. Es la unidad de potencia más importante de un equipo. Por lo tanto, su selección requiere de un mayor cuidado al adquirir los equipos o, en su caso, al utilizarlos en un programa especifico. Los malacates han tenido algunos cambios evolutivos, pero sus funciones son las mismas. Es un sistema de levantamiento en el que se puede aumentar o disminuir la capacidad de carga, a través de un cable enrollado sobre un carrete.
  • 52. POTENCIA NOMINAL EN LOS MALACATES LBS X1000
  • 55. CALCULO DE LA LONGITUD DEL CARRETE
  • 56. Bloque Corona Un bloque localizado en el tope de la torre ó mástil 1. Contiene un número de poleas donde se enrolla la cable de perforación. 2. El bloque corona provee los medios para llevar la cable de perforación desde el tambor hasta la polea viajera. 3. El bloque o corona es estacionario y esta firmemente montado sobre el tope de la torre ó mástil. 4. Cada polea dentro del bloque corona actúa como una polea individual.
  • 57. POLEA VIAJERA Y CABLE DE PERFORACION
  • 58. EL EQUIPO ROTATORIO EL EQUIPO ROTATORIO CONSISTE EN UNA UNION GIRATORIA, FLECHA, MESA ROTATORIA, Y LA SARTA DE PERFORACION .
  • 60. TOP DRIVE Needed for Drilling with Casing  Drilling rotation and torque  Hoisting  Circulating  Pipe Make-up  Drilling Automation
  • 61. Casing Drive System  Transfers pipe from “V” door.  Applies connection and drilling torque to casing.  Supports weight of casing string.  Protects the casing threads.  Makes circulation seal.  Fast connections.  Not absolutely necessary but normally used.
  • 62. 1. Pick Up CDS. 2. Make up CDS to top drive. 3. Place joint in V-door with crane. 4. Hoist Joint with CDS. 1 4 3 2 Surface Equipment – Drilling (Conventional Rig)
  • 63. 5 6 5. Tail in joint. 6. Stab joint. 7. Stab CDS. 8. MU & Tq connection. 9. Drill Joint down. 7 8
  • 64. Unobstructed Floor when Drilling with Casing
  • 70. Su función es resistir el peso de la sarta de perforación durante las operaciones de levantamiento y descenso de la misma, así como el de las tuberías de revestimiento. El cable de perforación es una de las partes más costosas en las operaciones de perforación, por lo tanto requiere de un cuidadoso manejo y un mantenimiento adecuado para prolongar su uso.
  • 71. El Cable de Perforación: Los cables difieren en el número de torones y en el arreglo ó patrón de los hilos en cada uno de ellos. La mayoría de los Cables de Perforación se clasifican en 4 grupos, basados en el número de torones y el número de hilos por Torón como se muestra en la tabla inferior extraída del manual IADC: torones HILOS torón
  • 72. PREFORMADO El preformado de los torones es para que encajen apretadamente unas con otras, sin necesidad de someterlos a una tirantez excesiva. El cable preformado corre menos riesgo de enroscarse o retorcerse cuando se afloja la tensión de la línea (hacer cocas), y se desliza por las poleas con más suavidad, además de tener una vida útil más larga. El cable preformado es, en cierto sentido, cable muerto, lo que significa que es menos propenso a desprenderse o saltar al ser cortado, como sucedería con un cable que no lo está.
  • 73. CONSTRUCCIÓN El alma o núcleo, soporta los torones exteriores del cable y determina su flexibilidad. La mayoría de los cables utilizados en los campos petroleros tienen un alma de acero denominada núcleo de cable de acero independiente (NCAI). Los cables con NCAI tienen mayor fuerza y resistencia al aplastamiento que los cables con alma de fibra; pero éstos últimos son menos costosos y más flexibles, por lo que a menudo se usan para operaciones de limpieza de pozo. ALMA O NÚCLEO CABLE DE ACERO CONSTRUCCIÓN DEL CABLE DE ACERO
  • 74. CONSTRUCCIÓN El alma de un cable es una torón de hilos de acero que van en espiral en dirección contraria a la torcedura de las torones exteriores. Este arreglo de las torceduras en dirección opuesta equilibra la resistencia del cable y neutraliza el tremendo esfuerzo de torsión que el cable tendrá que resistir cuando esté soportando cargas. Calidad del acero. La calidad, o grado, del acero que se usa en los cables de perforación es generalmente acero de arado mejorado. Trama. La envoltura espiral de las torones en un cable de acero, hacia la derecha o hacia la izquierda, visto desde arriba, se llama la trama del cable. TRAMA DERECHA TRAMA REGULAR TRAMA IZQUIERDA TRAMA REGULAR TRAMA DERECHA TRAMA LANG TRAMA IZQUIERDA TRAMA LANG
  • 75. TRAMA DEL CABLE  La trama derecha, indica que la dirección del espiral es hacia la derecha.  La trama izquierda, indica que la dirección del espiral es hacia la izquierda.  La trama REGULAR, señala que los hilos en cada torón están torcidos en dirección contraria a la dirección del espiral de los torones; esta torsión en direcciones opuestas fortalece el cable y reduce la tendencia a desenroscarse. Los cables con trama LANG, tienen las torones y los hilos de cada torón torcidos en la misma dirección. Estos cables de trama LANG son usados en operaciones industriales más que en los campos petroleros. TRAMA DERECHA TRAMA REGULAR TRAMA IZQUIERDA TRAMA REGULAR TRAMA DERECHA TRAMA LANG TRAMA IZQUIERDA TRAMA LANG
  • 76. DISEÑO Un diseño común es el diseño 6 x 19 Seale. El número 6 se refiere al número de torones que rodean al núcleo de cable de acero independiente. El número 19 indica que cada torón tiene 19 hilos: un alambre central rodeado por nueve hilos delgados, y éstos a su vez, rodeados por nueve hilos más gruesos. En el diseño SEALE, el número de hilos internos de cada torón es el mismo que el número de hilos externos.
  • 78. El Trenzado y su construcción 2. Hilos de Rellenos (Filler)– Consiste en dos capas de hilos del mismo tamaño trenzados alrededor de un hilo central. La capa interna tiene la mitad de los hilos de la capa externa y entre las dos capas se colocan hilos de relleno más delgados. Tipo Filler
  • 79. El Trenzado y su construcción 3. Sellado (Seale)– Dos capas alrededor de un hilo central con el mismo número de hilos en cada una. Los hilos en la capa exterior son más gruesos que los de la capa interior y descansan en los valles que se forman entre los hilos interiores, haciendo el trenzado hermético o sellado Tipo Seale
  • 80. El Trenzado y su construcción 4. Warrington – Dos capas de hilos, la capa exterior tiene hilos de dos tamaños que se alternan entre grande y pequeño. Los hilos grandes descansan en los valles que se forman entre los hilos de la capa interna y los pequeños en la coronas o crestas del trenzado de la capa interior. Tipo Warrinton
  • 81. 5.-Patrones combinados (Seale-Warrinton) El Trenzado y su construcción Normalmente las trenzas están preformadas para que tomen la forma helicoidal que van a tener una vez que estén envolviendo el cable central. Estas se denomina Trenzas Preformadas o PRF de sus siglas en ingles (Preformed strands) Patrones utilizados en los cables de perforación: 1) Hilos de Relleno 2) Sellado (“Seale”) 3) Combinado
  • 82. DISEÑO Una descripción completa de un cable de acero incluye: 1. Longitud 2. Diámetro 3. Número de torones 4. Número de hilos de cada torón 5. Diseño de construcción 6. Tipo, dirección y longitud de su trama 7. Calidad del acero 8. Preformado y tipo de alma Por lo tanto, una descripción de un cable que especifique 5,000 pies (1500 m), 1 1/8” (29 mm), 6 x 19, Seale, regular, acero de arado mejorado, preformado y NCAI, designa un cable de acero de 5,000 pies (1500 m) de longitud, de un diámetro de 1 1/8” (29 mm), con seis torones de 19 hilos cada uno, de diseño SEALE, con trama regular derecha, de acero de arado mejorado, preformado y con núcleo de cable de acero independiente.
  • 83. SELECCIÓN Diámetro. Es necesario recordar que los cables de perforación están fabricados con sobredimenciones, es decir, con un diámetro mayor a lo especificado. Un cable con un diámetro ligeramente mayor que su tamaño nominal puede funcionar apropiadamente, pero un cable cuyo diámetro es menor que su tamaño nominal no podrá ser utilizado. Diámetro Nominal del Cable Subtamaño Sobretamaño 0 a ¾ (0.00 a 19.00) 0 1/32 (0.79) 13/16 a 11/8 (20.63 a 28.57) 0 3/64 (1.19) 1 13/16 a 1 ½ (30.16 a 38.10) 0 1/16 (1.58) FUENTE: American Petroleum Institute
  • 84. SELECCIÓN La medición del diámetro de cables se efectúa mediante el uso de un calibrador lineal capaz de medir incrementos hasta de 1/64 de pulgada (0.4 mm). El calibrador se coloca de manera que mida el máximo espesor del cable, o sea, la distancia desde el punto más saliente de una de sus torones hasta el punto más saliente del torón opuesto. Una medición correcta del cable permitirá que éste siente perfectamente en las ranuras de las poleas. Si cabe demasiado ajustado, la ranura apretará excesivamente la parte exterior del cable y distorsionará el alma. Si queda demasiado flojo, el cable se aplastará, y desgastará la superficie de rodamiento de la ranura. Cualquiera de estas dos situaciones limitará sustancialmente la vida útil del cable. UCsOoR RdEeClT OcalibraIdNoCOr RpRaErCaTO determinar el diámetro del cable de acero Apareamiento del cable del acero con las ranuras de las poleas
  • 85. LONGITUD Antes se acostumbraba cortar el cable de perforación la longitud precisa para guarnir en los bloques el número exacto de líneas que se requeria para realizar un trabajo determinado. Hoy, se acostumbra tener una longitud de cable adicional como línea de reserva en el tambor, lista para ser usada en el programa de deslizamiento y corte. El hecho comprobado de que cable más largo rinde más servicio por cada pie (metro) adicional de longitud. Una cantidad excesiva de cable en el carrete de abastecimiento puede resultar un estorbo si se están perforando pozos someros, con traslados frecuentes de la instalación de perforación.
  • 86. LONGITUD El costo de trasladar el cable varias veces puede anular la economía resultante del rendimiento mayor de un cable más largo. La línea de reserva facilita un programa de deslizamiento y corte que resultará en una vida más larga para el cable, si las demás condiciones se mantienen constantes. Altura de la Torre o Mástil en Pies (Metros) Líneas Ensartadas Longitud Mínima en Pies (Metros) Longitud Sugerida en Pies (Metros) 180 (54.86) 6 1,550 (472) 3,500 (1 067) 8 2,000 (610) 5,000 (1 524) 10 2,250 (686) a 12 2,600 (792) 7,500 (2 286) 150 (45.72) 6 1,300 (396) 3,500 (1 067) 8 1,600 (488) 5,000 (1 524) 10 1,900 (579) a 12 2,200 (671) 7,500 (2 286) 125 (38.10) 6 1,100 (335) 3,500 (1 067) 8 1,350 (411) a 10 1,600 (488) 5,000 (1 524) 90 (27.43) 6 800 (244) 1,350 (411) 8 1,000 (305) 1,550 (472)
  • 87. ÁNGULO DE DESVIACIÓN Es importante para controlar el desgaste del cable. Cuando un cable está guenido entre el tambor y la polea de la línea viva, queda paralelo a la ranura de la polea únicamente en su punto específico del tambor, generalmente en el centro. A medida que el cable se mueve desde este punto hacia uno u otro extremo del tambor, se va formando un ángulo que causa desgaste al pegar en los flanges o en los lados del tambor la línea viva a alta velocidad. El ángulo de desviación es inevitable, pero se puede mantener a un mínimo menos de 1.5 grados para tambores ranurados. Polea viva Línea central de la polea viva Angulo de desviación Angulo de desviación incorrecto 1.5º Angulo de desviación
  • 88. DIAMETRO DE LA POLEA: 7/8” a 2” (22 a 51 mm)
  • 89. VIDA ÚTIL De todos los accesorios reemplazables es decir, artículos que se desgastan más por el uso en las operaciones de perforación el cable de perforación es la unidad de mayor costo para el contratista de perforación, con la posible excepción del combustible y las barrenas. Por lo tanto, es económicamente de gran importancia prestar atención a las diferentes maneras de prolongar la vida útil del cable de perforación. Estos cuidados incluyen: 1. Comprar el cable adecuado para el trabajo especifico 2. Usar poleas y tambor de tamaño apropiado 3. Mantener registros de servicio en toneladas-millas o km 4. Tener un programa de deslizamiento y corte bien planificado y mantener cuidadosamente el cable.
  • 90. DESLIZAMIENTO Y CORTE Para planificar un programa de deslizamiento y corte es necesario tomar nota de factores tales como: 1. Altura de Ia torre o mástil 2. Número de líneas ensartadas y diámetro de las poleas 3. Registro de las toneladas-km que el cable rinde y debería rendir (según operaciones). El concepto del deslizamiento de una línea está basado en la idea de que, puesto que la línea se desgasta más en ciertos puntos críticos, éstos deben ser cambiados frecuentemente a diferentes posiciones, para evitar que se deteriore prematuramente en los puntos críticos de trabajo durante las operaciones.
  • 91. Las rupturas del cable de perforación pueden derivar en: Lesiones a la tripulacion del equipo Dños a la torre. Caída de la sarta de perforación al agujero perforado.
  • 92. Cada vez que sube o baja la polea viajera el cable realiza un trabajo. Este Trabajo se puede cuantificar en Toneladas-Kilómetro (T-K) que es la carga al gancho en toneladas que se multiplica por la distancia recorrida en km. Por lo tanto mientras se perfore, se haga un viaje de tubería o se introduzca TR al pozo el cable realiza Trabajo. La cuantificación y registro continuo del Trabajo del cable es indispensable durante la perforación, ya que la seguridad del personal estará en juego si se descuida este control. Aunque en la primera impresión parece muy complicado el cálculo de Trabajo del cable en realidad no lo es, y en cambio, es una forma efectiva de vigilar su vida útil .
  • 93. Se le denomina factor de seguridad del cable a la relación que existe entre la resistencia real de cable y la carga de trabajo. En cada trabajo específico se recomienda utilizar un factor de seguridad. Al elegir un cable para una carga determinada ya que de esto depende su rendimiento. Dicho factor de seguridad (o coeficiente de seguridad) se puede expresar en forma matemática como: Donde: F.S. = Factor de seguridad, adimensional. Rr = Resistencia a la ruptura del cable, en Tons. o kg o lbs. Ce = Cargas estática (o carga de trabajo), en Tons. o kg o lbs. Los factores mínimos de seguridad, para los cables de acero aprobado por el API son los siguientes: CABLES DE TAMBOR PRINCIPAL…………………. = 3 CABLES DEL TAMBOR DE SONDEO…………….... = 3 EN OPERACIÓN DE PESCA………………………….. = 2 CORRIENDO TUBERÍAS DE REVESTIMIENTO….= 2
  • 94. Dependiendo de la aplicación se podrá variar el F.S. cuando se manejen cargas que requieren un máximo cuidado por que involucran un gran riesgo (como en el caso de los ascensores de pasajeros que se aumenta a 8:1 y aún hasta 12:1) Sin embargo, hay que tomar en cuenta que es necesario aumentar el factor de seguridad cuando hay vidas en juego, un ambiente muy corrosivo y si no se tiene una inspección frecuente. Los factores de seguridad más recomendable en las operaciones de perforación se encuentran entre 3.0 y 5.0, para el cálculo de la carga máxima permisible en las lineas
  • 95. El concepto de este cálculo, significa que se puede manejar en las líneas guarnidas en el aparejo una carga o peso hasta de 350 tons., con cierta seguridad ya que nuestras líneas tendrán una resistencia de 2 ½ veces de la carga máxima
  • 96. Tabla 7.11 Datos del cable acero - Alma de fibra Clasificación de 6 x 37 alma de fibra Acero de arado mejorado y extra mejorado tipo SUPERFLEX.
  • 97. Ejemplo: Se tiene un mástil T-126 (38.4 m de altura) que requiere un guarnido de cable de 370 m. para esto utilizamos un carrete con cable de 11/8 pulg. y longitud de 2,460 pies (750 m.) construido con acero de arado mejorado preformado serie 6 x 19. Con la gráfica (Fig. 7.14) se hace lo siguiente: Se localiza horizontalmente el valor de la longitud inicial del cable 2,460 pies (750 m). Trazar una vertical que intercepte la curva que indica un guarnido de cable de 366 m. (valor más cercano a 370m). Se traza una horizontal hacia la izquierda y se localiza la vida relativa del cable en servicio el cual para este ejemplo es de 6.8 x 10,000 = 68,000 ton– km aproximadamente.
  • 98. GRÁFICA 2 PARA CALCULAR META DE SERVICIO Relación entre ton-km, altura del mástil y diámetro del cable-1315 ton x km De acuerdo al API, los cortes posteriores al inicial para cables de 11/8 pg. y diámetros menores serán de 160 ton-km menos, o sea 1,315-160 = 1,154. ton-km. Y para cables de 1¼” o mayores será de 322ton-km menos. Una milla = 1.609 km.
  • 99. GRAFICA 3 PARA ESTIMAR EL FACTOR DE SERVICIO DE TON-KM En el ejemplo anterior los resultados obtenidos son para un factor de seguridad 5, pero suponiendo que el equipo operara en condiciones severas, hay que corregir las ton-km disminuyendo el factor a un valor de 3. Para lograrlo se requiere utilizar la grafica número (Fig. 7.16) como sigue: Partiendo de la intersección, trazar una horizontal a la izquierda, donde se localiza el factor de servicio nuevo, que da un valor adimensional de 0.58, el cual se multiplica por las ton-km. iniciales indicadas para este equipo, obteniéndose los valores corregidos como se señalan a continuación. Con factor de servicio de 1 El 1ro corte = 1,315 x 1= 1,315 ton-km El 2do corte = 1,315 - 160 = 1,154 ton-km Con factor de servicio de 0.58 El corte = 1,315 x 0.58 = 763 ton-km
  • 100. DESLIZAMIENTO Y CORTE El Término Puntos Críticos se refiere a aquellos lugares a lo largo del cable de perforación que son sometidos a esfuerzos adicionales mientras se introduce o se extrae la tubería del agujero. Estas áreas incluyen los puntos de levante mientras se está entrando al agujero y saliendo de él, y los puntos de cruzamiento en las bridas del tambor donde el cable pega para regresar a formar la siguiente capa de enrollamiento. Cuando la carga no está soportándose con las cuñas, los puntos críticos sufren enorme tensión. Estos puntos están en la parte superior de las poleas del bloque de corona y en la base de las poleas del Polea viajera. El punto critico en la polea de la línea muerta nunca varía. Es constante durante el levantamiento de cargas, ya sea elevando tubería fuera del agujero o depositándola en el. Todos los demás puntos críticos de desgaste cambian, dependiendo si la carga sale del agujero o baja dentro de él. Puntos críticos de desgaste en el cable de perforación, en las dos posiciones de levante del bloque (sacando o metiendo la sarta)
  • 101. 7.5.8. Deslizamiento y corte del cable de perforación El concepto de deslizamiento del cable está basado en el propósito de que: 1. El desgaste del cable es mayor en los puntos críticos. 2. Deslizando el cable, los puntos críticos serán cambiados a un lugar diferente en el cable. 3. Deslizando el cable, los puntos menos desgastados se colocarán en el lugar de los puntos críticos tan pronto como sean movidos. La vida útil del cable de perforación puede aumentarse si se utiliza un programa efectivo para efectuar los deslizamientos y cortes basándose en el incremento del servicio. Si se dependiera únicamente de la inspección a simple vista para estimar cuándo se debe deslizar y cortar, se obtendría como resultado cortes excesivos y desgastes no uniformes, disminuyendo con esto, la vida en servicio del cable. Una regla práctica para los deslizamientos y corte del cable, sería: 1. Deslice el menor número posible de metros, mientras están en movimiento todos los puntos críticos de desgaste en el cable, para que ninguno sea expuesto al mismo desgaste por segunda ocasión, también es recomendable que se deslice el cable más seguido cuando las operaciones que se efectúan son severas o cuando el cable sufra tensiones intermitentes. 2. Corte el cable deslizado siempre y cuando: a) Una inspección visual muestre desgaste bien definido, entonces deberá cambiarse. b) Se acumule mucho cable en el tambor. c) Las ton-km. acumulada desde el último corte alcancen el número predeterminado para un corte. Debemos seleccionar una meta de servicio entre cada corte en valores de ton x km. Este valor puede determinarse mediante gráfica, ajustándose de acuerdo con la experiencia. El trabajo realizado por el cable en cada una de las operaciones, se calculan y se lleva un control para aplicar el programa de deslizamientos y cortes.
  • 102. Tabla 7.15 Número de vueltas por cortar de cable Longitud de una vuelta del cable en el tambor L = ΠX D L= 3.1416 x 18” = 56.54 pg. x 0.0254= 1.43 m Numero de vueltas = 22/1.43 = 15.5 Vueltas
  • 103. 7.5.9. Cálculo del trabajo realizado del cable en diferentes operaciones 1.- FÓRMULA PARA TRABAJO DEL CABLE EFECTUANDO VIAJE REDONDO
  • 113. GUARNIDO DE APAREJOS PARA MASTILES
  • 114. GUARNIDO Guarnido: Es el ensarte de la línea desde el tambor del malacate hasta el ancla de la línea muerta, pasando alternativamente por una polea del bloque de corona y una del Polea viajera. El orden en que se guarne la línea alternativamente a través del bloque y polea viajera produce lo que se llama el guarnido patrón, o modelo como se presenta enseguida.
  • 126. LA SARTA DE PRFORACION Y SUS COMPONENTES
  • 127. COMBINACIONES ROTARIA, Y LLAVES DE FUERZA
  • 132. 1. Presas 2. Líneas de succión 3. Bombas 4. Conexiones superficiales 5. Tubería de perforación 6. Barrena 7. Espacio anular 8. Línea de descarga 9. Vibradores y/o control de sólidos 10. Recuperación de recortes 10 6 7 1 2 3 4 5 9 8
  • 133. SISTEMA CIRCULATORIO Y BOMBAS DE LODO
  • 134. COMPONENTES TIPO DEL EQUIPO DE SUPERFICIE
  • 135. BOMBAS DE LODO LINEAS DE DESCARGA , PRESAS DE LODOS Y CENTRIFUGAS .
  • 136. BOMBAS DE LODO Y VALVULAS DE SUCCION, DESCARGA Y DE SEGURIDAD
  • 139. Para la eficacia de funcionamiento máxima, la presión de la precarga debe ser 75 por ciento de la presión mínima del sistema operativo o de 2,000 psi como mínima Para las condiciones de funcionamiento normales, la presión de la precarga debe ser de 50 a 60 por ciento de la presión media del sistema operativo o de 2,000 psi. Para las condiciones de funcionamiento del límite, la presión de la precarga se debe mantener entre 30 y 75 por ciento de una presión de funcionamiento media del sistema o 2,000 psi, mínimo. Para verificar si tienen la presión adecuada de precarga, se debe medir sin la presión de funcionamiento del sistema.
  • 153. MOTORES CATERPILLAR CORTE TRANSVERSAL DEL MOTOR CORTE TRANSVERSAL DEL SISTEMA DE ADMISIÓN DE ESCAPE
  • 159. PREVENTOR DOBLE CON SALIDAS LATERALES
  • 161. MULTIPLE DE ESTRANGULACION Y CONSOLA DE OPERACIÓN
  • 179. CON