Sistema de suministro de energa.Sistema de izaje.Sistema de circulacin.Sistema rotatorio.Sistema de control.Sistema de medidor de parmetros de perforacin. TEMA IITEMA IIObjetivo: El alumno identificar el funcionamiento e interrelacin de los sistemas que constituyen el equipo de perforacin rotatorio.Principales componentes del equipo de peroracinSistemas que componen el equipo de perforacin

La planta motriz es el corazn del equipo de perforacin. La energa producida por esta planta se utiliza para el funcionamiento de los cinco sistemas restantes.

Adems de proporcionar energa a sistemas complementarios como: bombas de agua, alumbrado, desarenadores, operacin de preventores, etc.

Los equipos de perforacin tienen altos requerimientos de potencia (energa), la cual es transmitida a algunas partes del equipo como: el malacate, las bombas, el sistema de rotacin y algunos sistemas auxiliares.

El sistema de potencia en un equipo de perforacin generalmente consiste de una fuente primaria de potencia (generador) y de algn medio para transmitir dicha potencia hasta el equipo que la utilizar. En la actualidad las fuentes primarias de potencia son motores diesel.Sistema de suministro de energa (Planta motriz) Maquinas de vapor Maquinas de combustin interna Maquinas elctricasFuentes primarias de potencia Sistema diesel mecnico (convencional. Sistema diesel elctrico c.d./c.d. Sistema diesel elctrico c.a./c.d.

Sistema de suministro de energa (Planta motriz)Sistema diessel mecnico (convencional).Los equipos de perforacin diesel mecnicos son aquellos en que la transmisin de energa, desde la toma de fuerza del motor diesel de combustin interna hasta la flecha de entrada de la maquinaria de perforacin (malacate, bombas, etc.) se efecta a travs de convertidores de torsin, flechas, cadenas y transmisiones, cuya eficiencia mecnica promedio es del 65%.

Sistema de suministro de energa (Planta motriz)Sistema diessel elctrico c.d./c.d.Estos sistemas usan generadores y motores de corriente directa con una eficiencia real en conjunto del 95%. En este sistema, la energa disponible se encuentra limitada por la razn de que slo un generador c.d. se puede enlazar elctricamente a un motor c.d. dando como resultado 1,600 HP disponibles por motor para impulsar el malacate.

Sistema de suministro de energa (Planta motriz)M1M2M3CACACATCDPANEL DE CONTROL P.C.R.CDS. AUX.B1B2CDMALACATE2,100 HPSistema diessel elctrico c.a./c.d.Estos sistemas estn compuestos por generadores de c.a. y por rectificadores de corriente ( alterna a directa SCR). Estos sistemas obtienen una eficiencia del 98%, y cuya energa disponible se concentra en una barra comn (PCR) y puede canalizarse parcial y totalmente a la maquinaria que la usar (rotaria, malacate y bombas). La ventaja de este sistema es tal que, en un momento dado y de acuerdo a las necesidades, toda la potencia concentrada en las barras podra dirigirse o impulsar al malacate teniendo una disponibilidad de potencia de 2,000 HP. Estos motores ofrecen una vida ms larga y menor costo.

Sistema de suministro de energa (Transmisin de energa)Los requerimientos de potencia mecnica en las fuentes primarias se determina:HHPmotor = CargaEconvertLa potencia primaria puede ser transmitida hacia el equipo que la utilizar por medio de los siguientes mtodos:

Transmisin mecnica. Transmisin elctricaLa transmisin mecnica transmite la energa desde los motores o generadores hasta el malacate, bombas y otros equipos, a travs de un ensamble de distribucin que consta de; embragues, uniones, poleas, flechas y cadenas.La transmisin elctrica suministra la energa mediante cables hasta un dispositivo de distribucin y de ste a los motores elctricos que estn conectados directamente el equipo (malacate, bomba, etc.)HPmalac =F x V33,000HHPconv = HHPmalacE cad y flechDonde: HHPmalacate en HP F fuerza en lbs V velocidad en pie/seg

Sistema de suministro de energa (Planta motriz)Los requerimientos de potencia son afectados por la altitud y la temperatura y as que:

La potencia al freno de un motor se reduce el 3% por cada 300 por arriba del nivel del mar.

Respecto a la temperatura se reduce el 1% por cada 10F por arriba de una temperatura de 85F, o bien, adicione el 1% por cada 10F por debajo de 85F.Los convertidores de torsin estn unidos a la flecha del motor con el objetivo de incrementar las revoluciones (r.p.m.) y suministrar una potencia de salida constante, la eficiencia de un convertidor esta en un rango de 0.75 a 0.85. Eficiencia = 0.98 n donde n, es el nmero de flechas y cadenasEl factor de eficiencia (E) describe las prdidas de potencia que existen desde la fuente primaria hasta el motor y matemticamente se representa:

3.- La potencia mnima se obtiene a la temperatura ms alta. (110 85)(0.01/10) x 2400 = 60 HP 2,400 60 = 2,340 HP

4.- La potencia mxima se obtiene a la temperatura ms baja.

(85 40)(0.01/10) x 2400 = 108 HP 2400 + 108 = 2,508 HPSistema de suministro de energa (Planta motriz)

Ejemplo:Un equipo de perforacin est trabajando en un desierto a una altitud de 2,000 m sobre el nivel del mar. La temperatura ms baja es de 40F (en la madrugada) y la ms alta es de 110F. El equipo tiene tres motores diesel cuya potencia nominal es de 1,000 H.P. cada uno. Determinar los HP mnimos y mximos disponibles durante las 24 horas.

Solucin:

1.- H.P. nominal = 3 x 1000 = 3,000 HP

2.- Prdida de potencia por altitud = (2000 x 3000 x 0.03) / 300 = 600 HP 3000 600 = 2400 HP

Ej: En un equipo diesel mecnico se requiere levantar una carga de 500,000 lb a una velocidad de 90 pies/seg, calcular la mnima potencia aceptable para los motores. Se asumir una eficiencia para el convertidor del 75% y para las cadenas y flechas del 98%.Sistema de suministro de energa (Planta motriz)MotorConvertidorMalacate1.- Potencia del malacate = (F x V) / 33000 = (500000 x 90) / 33000 = 1,363 HP2.- Determinar la eficiencia promedio de los tres motores: E = [ (0.98)n + (0.98)n + (0.98)n ] / 3 donde n es el nmero de cadenas y flechas por motor E = [ (0.98)8 + (0.98)8 + (0.98)11 ] / 3 = 0.833.- El requerimiento de potencia en los convertidores es (RPC): RPC = Pm / E = 1,363 / 0.83 = 1,642 HP4.- El requerimiento mnimo de potencia en los motores es: RPM = RPC / Ec = 1,642 / 0.75 = 2,190 HP

Mil gracias por su atencin