El documento proporciona un análisis detallado sobre la historia y los componentes del taladro de perforación, destacando sus sistemas operativos como potencia, levantamiento, rotación, circulación y seguridad. Se mencionan los avances desde el primer pozo productor de petróleo en Venezuela hasta los equipos modernos, enfatizando la importancia de cada componente en la eficacia del proceso de perforación. También se abordan características específicas de los elementos del taladro y su función en la operación de perforación.

1. El Taladro
y sus
Componentes
UNIDAD DE CAPACITACION
OPERACIONAL

2. Historia:
* Los Chinos son los pioneros (agua salada y sal común)
* Primer pozo perforado en América: Drake en Pensilvania
•En Venezuela comenzó en 1878, hacienda la Alquitrana
Edo.Táchira (27 mts.)
•El Zumaque I o MG-1 fue el primer pozo productor de
petróleo en territorio venezolano.
* Primera técnica utilizada fue la Percusión

3. Zumaque-1
“Primer pozo productor de petróleo en territorio venezolano”
Se encuentra cercano a la población de Mene Grande, en el Municipio Baralt del Estado
Zulia y a pocos kilómetros de la ribera del Lago de Maracaibo.

4. Actualidad:
Proceso rápido y económico
Mejor rendimiento (calidad) en:
. Mechas Policristalinas
. Portamechas
. Elementos estructurales
. Fluidos de perforación
. Otros

5. Equipos de Perforación:
Deben cumplir funciones especificas eficientes
* Componentes diseñados en forma tal que cumplan con el
tipo de trabajo que deberán realizar.
. Capacidades equivalentes en cuanto a potencia, capacidad
de peso soportado y longitud de la tubería
. Facilidad de movilidad
. Requerimientos de energía para elevación, rotación y
circulación
.Tamaño adecuado de todo el equipo principal y auxiliar.
(torre, bombas, mesa rotatoria, bloque viajero, gancho, plantas eléctricas, etc.)

6. Sistemas del Taladro
1. Sistema de Potencia
2. Sistema de Levantamiento
3. Sistema de Rotación
4. Sistema de Circulación
5. Sistema de Seguridad.

7. 1. SISTEMA DE POTENCIA
MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

8. Sistema de Potencia
Características
 Generan la fuerza o energía requerida para la operación de todos
los componentes del taladro.
 Se necesitan varios motores para proveer esta energía
(dependerá del tamaño y capacidad de la torre).
 En su mayoría son del tipo Diesel por la facilidad de conseguir el
combustible.
 La energía producida es distribuida al taladro de dos formas:
mecánica o eléctrica

9. 2. SISTEMA DE LEVANTAMIENTO
“ Soporta todo el sistema de rotación, mediante la utilización de
equipos apropiados capaces de levantar, bajar y suspender los
pesos requeridos por el “

10. Estructura de Soporte
Sistema de Levantamiento
Consta de:
Equipo de Levantamiento
Torre o Cabria, Corona, Encuelladero, Plataforma
o Piso del taladro, Sub-estructura, Consola del
Perforador
Malacate, Bloque Corona y Bloque Viajero,
Gancho, Cable de Perforación, Cuñas, Llaves de
Potencia

11.  Torre o Cabria
Sistema de Levantamiento
Estructura de Soporte
 Corona
 Encuelladero
 Plataforma o Piso del taladro
 Sub-estructura
 Consola del Perforador

12.  Es una estructura grande que soporta mucho peso.
 Tiene cuatro patas que bajan por las esquinas de la infraestructura o
sub-estructura.
 Soporta el piso de la instalación y además provee un espacio debajo
del piso para la instalación de válvulas especiales del sistema de
seguridad.
Torre o Cabria de Perforación

13. Características:
Altura: Desde 69´ hasta 189´(142´ la mas común)
Capacidad: Depende de la carga que puedan suspender
* Ligeras
* Medianas
* Pesadas
Las mas comunes entre 250 y 750 toneladas
La mayoría de las torres pueden soportar vientos de 100 -
130 mph . Con la tubería parada en la torre (75 mph) y sin
tubería (115 mph)
Torre o Cabria de Perforación

14. Medio por el cual se transmite el peso de la Sarta de Perforación a la torre.
Corona

15.  Es una plataforma de trabajo ubicada en la torre a una altura aproximada entre
80’ y 90’.
 Permite que el encuellador coloque las parejas de tubería y portamechas
mientras se realizan operaciones. Cambio de mechas, bajada de revestidores,
etc.
 Este accesorio consta de una serie de espacios semejando un peine donde el
encuellador coloca la tubería.
Encuelladero

16. “Estructura colocada debajo de la torre y encima de la Sub-estructura donde se
realizan la mayoría de las operaciones de perforación “
Accesorios: Malacate, Mesa Rotatoria, Consola del Perforador, Llaves de
Tenazas, Hueco ratón, Hueco de rata, Carreto Hidráulico, etc.
Plataforma o Piso del Taladro

17. “ Armadura grande de acero que sirve de soporte a la torre y los
componentes del equipo de perforación. Proporciona espacio bajo el piso
de la torre para instalar los Preventores de Reventón y otros equipos de
control de pozos.”
Sub- estructura

18. Constituye un accesorio que permite que el perforador tenga una visión
general de todo lo que esta ocurriendo en cada uno de los componentes del
sistema: presión de bomba, revoluciones por minuto de la mesa, torque, peso
de la sarta de perforación, ganancia o perdida en el nivel de los tanques, etc
Se obtiene información sobre :
Bombas de lodo, Presión de Bombas, Torque de la
Mesa Rotatoria, Velocidad de la mesa, Torque de
las Llaves, peso suspendido, peso sobre la mecha
Consola del Perforador

19.  Malacate
Sistema de Levantamiento
Equipo de Levantamiento
 Bloque Corona y Bloque Viajero
 Gancho
 Cable de Perforación
 Cuñas
 Llaves de Potencia

20. Consiste en un cilindro alrededor del cual el cable de perforación se
enrolla permitiendo el movimiento de la sarta hacia arriba o hacia abajo,
dependiendo del tipo de operación a realizar. Además, el malacate
transmite la potencia para hacer girar la mesa rotatoria, los carretos
auxiliares y sistemas de enrosque y desenrosque de tubería.
Malacate:

21. Sistema de Frenos:
Constituido por un freno mecánico principal y uno auxiliar que pueden ser
hidráulicos o eléctricos, usados para mover lentamente o para detener
la guaya de perforación. Posee un sistema de seguridad del Bloque Viajero
llamado Crown-o-Matic.

22. Bloque Corona y Bloque Viajero :
El Bloque Corona esta ubicado en la parte superior de la torre, constituido por
una serie de poleas. El cable de perforación pasa a través de estas poleas y
llega al Bloque Viajero, el cual esta compuesto de un conjunto de poleas
múltiples por dentro de las cuales pasa el cable de perforación y sube
nuevamente hasta el Bloque Corona.
Su función es la de proporcionar los medios de soporte para suspender las
herramientas. Durante las operaciones de perforación se suspenden el
Gancho, la Unión Giratoria, el Cuadrante, la Sarta de Perforación y la Mecha.

23. Gancho:
Herramienta localizada debajo del Bloque Viajero al cual va unido y
del cual esta suspendida la Unión Giratoria, el Cuadrante y la Sarta de
Perforación durante las operaciones de perforación. Sostiene al
Elevador durante el ascenso y descenso de la tubería o sarta.
Están diseñados de acuerdo al peso máximo que puedan levantar,
varia entre 50 y mas de 600 Toneladas

24. Cable de Perforación:
Cable metálico hecho exteriormente de acero mejorado, unido entre si por
rotación Su función es resistir la fuerza o peso de la sarta durante las
operaciones de sacada y metida de tubería. Tiene un diámetro variable entre 1
pulgada a 1 3/4 de pulgada y esta enrollado en grandes carretos.
Uno de sus extremos va enrollado al tambor del Malacate y el otro llamado
línea muerta va conectado al tambor de reserva. Su rendimiento se mide en
Ton / Milla

25. Cuñas:
Conjunto de piezas flexibles cuya superficie interior es curva y dentada.
Durante el viaje de tubería , la Sarta de Perforación se sostiene
alternativamente por el Bloque Viajero y las Cuñas, las cuales se
introducen en la abertura cónica en el centro de la Mesa Rotatoria, rodean
la tubería de perforación sujetándola por acción combinada de fricción y
mordedura.

26. Llaves de Potencia :
Permiten desenroscar la tubería de perforación en el momento de hacer un
viaje , ejerciendo fuerza sobre la tubería. Igualmente, al meter la sarta de
perforación se invierte el proceso y se procede a enroscar las uniones.

27. Es aquel que permite girar la Sarta de perforación y que la Mecha perfore
un hoyo desde la superficie hasta la profundidad programada.
Esta localizado en el área central del sistema de perforación y es uno de
los componentes mas importantes de un taladro.
Esta compuesto por:
• Mecha de Perforación
• Portamechas o Lastrabarrenas
• Tubería de Perforación
• Cuadrante o Kelly
• Unión Giratoria
• Mesa Rotatoria
3. SISTEMA DE ROTACION

28. Mechas de Perforación:
Su funcionamiento óptimo es la base principal del proceso de perforación
rotatoria. Cuando esta en el fondo haciendo el hoyo, produce ganancias solo
mientras sea efectiva
Para hacerla perforar es necesario aplicarle peso mediante el uso de
Portamechas y rotación a través de la Mesa Rotatoria. Su desempeño depende
de muchas variables como: tipo de formación y el control de las mismas
permitirá perforar un hoyo al menor costo por pie

29. Portamechas o Lastrabarrenas:
Tubería especial encargada de darle peso a la mecha, conformada por cilindros
de acero hueco con paredes muy gruesas de una longitud de mas o menos 30
pies.
Proporciona peso a la mecha manteniendo peso en la sección inferior de la
sarta. Ademas, proporciona efecto de péndulo para causar que la mecha
perfore un hoyo lo mas vertical posible .
El peso de los portamechas depende de su longitud, diámetro interno y
externo. Su longitud API es de 30 pies.

30. Tubería de Perforación:
Constituye la mayor parte de la Sarta de perforación. Esta soportada en su
extremo superior por el Cuadrante o Kelly, el cual la hace girar por el efecto de
la Mesa Rotatória.
Permite que el fluido de perforación se desplace hacia abajo hasta llegar a la
mecha y luego salir por el espacio anular.
Los tramos de tubería se unen entre si por medio de roscas, las cuales están
diseñadas para soportar grandes esfuerzos de tensión, enrosque y
desenrosque constante, pandeo, torsión y otros esfuerzos que pueden
ocasionar fallas en la tubería de perforación.

31. Cuadrante o Kelly:
Tubo de acero pesado, hueco, que tiene generalmente forma Hexagonal. Esta
suspendido en su extremo superior de la Unión Giratoria; pasa a través del
hueco de la Mesa Rotatoria y esta conectado a la sarta de perforación.
La parte exterior del Cuadrante es hexagonal para poder así transmitir el
momento de torsión de la Mesa Rotatoria a la tubería de perforación. Su longitud
es de 40 a 50 pies

32. Unión Giratoria
Se encuentra colgando del Gancho, muy cerca del Bloque Viajero. Esta
conectado a la parte superior de la válvula del Cuadrante, soportando todo el
peso de la sarta mientras se esta rotando.
Esta ubicada en la parte superior de la sarta y permite que el Cuadrante y la
sarta roten libremente durante las operaciones de perforación. Proporciona una
conexión para la manguera rotatoria y separa a través de ella una vía para que el
lodo fluya hacia la parte superior de la unión y de allí a la sarta de perforación.

33. Mesa Rotatoria:
Maquinaria sumamente fuerte y resistente que hace girar el Cuadrante y a través
de este a la Sarta de perforación y la Mecha.
Funciona por intermedio de un buje de transmisión,el cual transmite el Momento
de Torsión (torque) e imparte el movimiento giratorio a la sarta. Retiene a las
cuñas que soportan el peso de toda la sarta de perforación cuando esta no esta
soportada por el Gancho y los Elevadores.
Esta compuesta por:
* Cuerpo de la mesa
* Piso de la mesa
* Polea del piñón de la transmisión
* Conexión directa
Entre sus accesorios mas importantes:
. Buje Maestro
. Buje del Cuadrante
. Kelly Bushing

34. Formado por una serie de equipos y accesorios que permiten el movimiento
continuo del eje principal de la perforación como lo es el fluido de
perforación.
Para su óptimo funcionamiento se deben tener en cuenta varios principios
básicos:
* Capacidad adecuada de tanques de reserva
* Disposición de equipos auxiliares para mantener circulación cuando la
bomba este fuera de uso.
* La bomba auxiliar debe estar conectada en forma tal que pueda
usarse para mezclar lodo mientras la bomba principal trabaja en
la perforación.
* Debe proveerse tanques para la sedimentación de arena, para evitar
la acumulación de este material abrasivo en los tanques de lodo.
4. SISTEMA DE CIRCULACION

35. Circuito o ciclo del lodo:
Bombas de Lodo
Conexiones de Superficie
Tubo Vertical (Stand Pipe)
Manguera de Lodo
Portamechas (Drill Collars)
Mecha
Tubo Canal (Linea de retorno)
Equipos de Control de Solidos
Polea Giratoria (Swibel)
Cuadrante ( Kelly )
Tubería de Perforación
Espacio Anular
Tanque de Succión
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36. Equipos de circulación:
Son aquellos que movilizan el lodo de perforación a través de todo el
sistema de circulación y permiten un mejor recorrido del mismo.
Componentes:
Bombas de Lodo:
Bombas de Lodo son los componentes primarios de cualquier sistema de
circulación de fluido; funcionan con motores eléctricos conectados
directamente a ellas o con energía transmitida por la central de distribución.
Tiene mucha potencia y son capaces de mover grandes volúmenes de fluidos a
presiones altísimas. Existen varios tipos de bombas y entre ellas están: Duplex,
Triplex y Centrifugas; la diferencia entre ellas es él numero de pistones

37. Lineas de Descarga y Retorno:
Conectan las lineas que transportan el lodo bajo presión. Las lineas de
descarga llevan el lodo fresco y tratado a la Sarta de Perforación. La linea
de retorno lleva el lodo conteniendo ripios y gases por gravedad desde la
boca del pozo al área de acondicionamiento.

38. Tubo Vertical: (Stand Pipe )
Esta ubicado paralelo a una de las patas de la torre y conecta la línea de
descarga de las bombas de lodo con la manguera de lodo, la cual se
conecta con la unión giratoria y permite el paso del lodo a través de la
misma. Tanto la manguera de lodo como la unión giratoria se pueden
mover verticalmente hacia arriba o hacia abajo cuando así se requiera

39. Manguera Rotatoria :
Manguera de goma con extremo muy fuerte , flexible y reforzada que
conecta el Tubo Vertical en la Unión Giratoria. Debe ser flexible para
permitir el movimiento vertical libremente

40. Area de Acondicionamiento del Lodo :
Constituida por una serie de equipos que permiten acondicionar el lodo
eliminándole gran cantidad de solidos indeseables que han sido
incorporados durante la perforación:
Equipos limpiadores de lodo:
Tanque de Asentamiento:
Permite la deposición de solidos por gravedad durante el proceso de
tratamiento del lodo.

41. Vibradores:
Separan los ripios cortados al hacer pasar el lodo que viene del pozo a
través de una malla o tamiz vibrador que retiene estos solidos grandes
indeseables.
La eliminación de solidos perforados es de vital importancia durante el
proceso de perforación para el buen funcionamiento del fluido de
perforación.
Las mallas utilizadas son intercambiables y de su tamaño dependerá la
presencia o no de solidos grandes en el sistema.

42. Desarenadores:
Equipos de control de solidos que permiten separar la arena contenida en
el fluido de perforación producto de la perforación.
Funcionan a través del principio de fuerza centrifuga ejercida sobre el
fluido de perforación cuando el mismo pasa por conos.

43. Limpiador de lodos :
Consiste en una batería de conos colocados por encima de un tamiz de
malla fina y alta vibración. Este proceso remueve los sólidos
perforados de tamaño de arena, aplicando primero el Hidrociclón al
lodo y haciendo caer luego la descarga de los Hidrociclones sobre el
tamiz vibratorio de malla fina.
El lodo y los sólidos que atraviesan el tamiz, son recuperados y los
sólidos retenidos sobre el tamiz se descartan; el tamaño de la malla
varia entre 100 y 325 mesh

44. Degasificador:
Permite la separación continua de pequeñas cantidades de gas presentes
en el lodo para evitar la reducción de la Densidad del mismo, la eficiencia
de las Bombas de Lodo y la Presión Hidrostática ejercida por la columna
de lodo

45. Formado por válvulas impiderreventones (BOP), cuya función principal es
controlar mecánicamente una ARREMETIDA que si no se controla a tiempo
puede convertirse en un REVENTON
Funciones: • Permitir un sello del hoyo cuando ocurra una arremetida.
• Mantener suficiente contrapresión en el hoyo.
• Impedir que continúe la entrada de fluidos desde la formación
5. SISTEMA DE SEGURIDAD

46. Componentes:
Preventor Anular :
Constituido por un elemento de empaque de acero reforzado con
goma especial que cierra y sella la tubería, el cuadrante o el hoyo
abierto.

47. Preventor de Arietes :
Permite cerrar el diámetro de tuberías de perforación determinados
o el hoyo abierto
Tipos de Ariete:
De tubería: Cierran solamente el tamaño del diámetro externo del
tubo para el cual han sido diseñados.
Ciegos: Cierran solamente el hoyo abierto
De corte: Cortan tubería y cierran el pozo

48. Son espaciadores entre los preventores, provistos de orificios donde se
conecta la linea que va al distribuidor de flujo usado para controlar las
arremetidas y la linea de matar el pozo por donde se bombea lodo pesado.
Carretos:

49. Acumulador:
Los preventores se abren o cierran con fluido hidráulico que va
almacenando bajo presión en un equipo llamado Acumulador. Varios
recipientes en forma de botella o esféricos están localizados en la unidad
de operaciones y es allí donde se guarda el fluido hidráulico. Posee
líneas de alta presión que llevan el fluido hidráulica a los preventores y
cuando las válvulas de control se activan, el fluido causa que los
preventores actúen.

50. Múltiple Estrangulador:
Ensamblaje de tuberías blindadas de alta presión con salidas laterales
controladas por válvulas manuales y automáticas.
La línea de estrangulación lo comunica con el conjunto de válvulas de
seguridad.
Cuando se activa el distribuidor de flujo se mantiene suficiente contrapresión
en el hoyo para que no continúe entrando fluidos desde la formación hacia el
pozo, al desviarse el lodo a través de las válvulas que restringen el flujo y lo
dirigen a los tanques de reserva, el separador de gas o al área de
acondicionamiento del lodo.

51. Linea de Matar:
Va desde la bomba de lodo al conjunto de válvulas de seguridad, conectándose
a estas en el lado opuesto a las líneas de estrangulación.. A través de esta línea
se bombea lodo pesado al pozo hasta que la presión se haya restaurado, lo cual
ocurre cuando se ejerce suficiente presión hidrostática contra las paredes del
hoyo para prevenir cualquier irrupción del fluido al pozo

52. Tanque de Viaje:
Estructura metálica utilizada con la finalidad de contabilizar el volumen de lodo
en el hoyo durante los viajes de tubería.
Permite detectar si la sarta de perforación esta desplazando o manteniendo el
volumen dentro del hoyo cuando se meta o se saque tubería del mismo.