TDS-4S
Sistema dePropulsiónSuperiorSistema deperforación
DescripciónSM00620-1
Rev. B
8 de marzo de 2001
1-2 Descripción del TDS-4S
Descripción del TDS-4S 1-3
Contents
IntroducciónConvenciones de este manual ................ 1-5
Información de seguridad ................................................ 1-5Referencias de dirección ................................................... 1-6Organización del manual ................................................. 1-6
Capítulo 1Introducción ......................................... 1-7
Descripción general .......................................................... 1-7
Capítulo 2
Descripción de los componentes principales1-20
Conjunto de caja de motor ............................................ 1-20Motor de perforación ............................................... 1-21Transmisión de dos velocidades ............................... 1-21Asa y tubo de lavado de unión giratoria integrados ... 1-23Cabezal rotatorio estándar ........................................ 1-25Cabezal rotatorio impulsado .................................... 1-27
Controles para el cabezal rotatorio ..................... 1-28Sistemas de enfriamiento................................................ 1-30
Soplador local .......................................................... 1-30Circuito cerrado ....................................................... 1-32Soplador remoto ...................................................... 1-34
Conjuntos de carretillas de guía ..................................... 1-36Sistema de alineación de motor ...................................... 1-39Pipehandler .................................................................... 1-40
Adaptador de eslabones ............................................ 1-41Válvulas de seguridad (IBOP) .................................. 1-42
Substitutos protectores y adaptadores ................. 1-42Actuador de válvula de seguridad ............................. 1-43Llave de torsión........................................................ 1-45
8 de marzo de 2001
1-4 Descripción del TDS-4S
Mecanismos de inclinación de eslabones .................. 1-49Mecanismos neumáticos de inclinación deeslabones, tipo estándar y extendido ................... 1-49Mecanismo hidráulico de inclinación de eslabones . 1-52
Controles de inclinación de eslabones .......... 1-52Eslabones del elevador .................................................... 1-54Sistema de contrapeso .................................................... 1-55Sistema de control del TDS (TDCS) ............................. 1-57
Consola de control e instrumentación del PerforadorVarco (VDC) ........................................................... 1-57Tablero de transferencia de control .......................... 1-58Sistema de control de purga ..................................... 1-59
Circuitos de servicio ....................................................... 1-60Juego de terminación eléctrica en la torre ....................... 1-61Equipos auxiliares .......................................................... 1-62
Guía de desgaste interior del buje maestro ............... 1-63Colgador giratorio de lastrabarrenas ......................... 1-64Adaptador de cable de alambre................................. 1-65Indicador de altura de corona................................... 1-67
Capítulo 3
Especificaciones ..................................1-69
Motor de perforación ............................................... 1-69Sistema principal de lubricación de caja de engranajes1-69Sistemas de enfriamiento.......................................... 1-70
Soplador local * .................................................. 1-70Soplador remoto montado en la torre * .............. 1-70Circuito cerrado ................................................. 1-70
Carretillas de guía .................................................... 1-71Pipehandler .............................................................. 1-71Juegos de circuitos de servicio .................................. 1-71
Circuito de energía (áreas no reguladas) ............. 1-71Circuito compuesto de control ........................... 1-72Circuito de fluido .............................................. 1-72
Accesorios para equipos eléctricos ............................ 1-73API Clase I, División II - NEC. ......................... 1-73Norma europea área zona 2 -EExd ..................... 1-73
Descripción del TDS-4S 1-5
Introducción
Convenciones de estemanual
Información de seguridad
Este manual contiene información sobre la posibilidad de heridaspersonales y daños al equipo con el propósito de llamar laatención del usuario a las indicaciones, advertencias oprecauciones importantes. Vea los ejemplos siguientes y prestaratención a estos avisos importantes.
z Recomendaciones para procedimientos de operación o serviciocon poco riesgo de heridas personales o daños al equipo.
e Precauciones contra riesgos de daños al equipo.
n Advertencias de riesgos definitivos de heridas para el personal delequipo de perforación.
Lea este manual y los documentos relacionados para evitar lasheridas personales y los daños al equipo antes de operar,inspeccionar o dar servicio al equipo.
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1-6 Descripción del TDS-4S
Referencias de dirección
Las referencias al lado derecho o izquierdo de los componentesdescritos en este manual son tomadas desde un punto detrás delTop Drive (TDS-4S), mirando al centro del pozo.
Organización del manual
Esta carpeta contiene varios libros individuales que pueden serseparados para su conveniencia.
Descripción del TDS-4S 1-7
Capítulo 1
Introducción
Descripción general
Durante muchos años se usaba una mesa rotatoria, un buje decuadrante y un cuadrante de 45 pies para la perforación de lospozos petroleros. Durante muchas décadas, los perforadoresagregaron tubos nuevos a la sarta de perforación mediante unproceso realizado con la mesa rotatoria, el cuadrante, las llaves detubería, el torno auxiliar del malacate, un buje maestro, tazones ycuñas. Este método de manipular la tubería y realizar lasconexiones permaneció constante, aparte de algunas mejorasmenores tales como los giradores de cuadrante, hasta la llegada delos sistemas de perforación con unidades de propulsión superior(“Top Drive”).
Varco produce varios diferentes Sistemas de Propulsión Superior,“Top Drive System” (TDS) para girar la sarta de tubería y agregarparadas completas de 93 pies de tubería, eliminando dos terciosde las conexiones sencillas convencionales. Este manual describeel funcionamiento y el mantenimiento de la unidad TDS-4S, queincorpora los sistemas de conexión de la tubería de perforación yde propulsión con la unión giratoria de perforación.
La unidad TDS (Figuras 1-1 y 1-2) proporciona la misma energíade torsión que una mesa rotatoria convencional, eliminando lanecesidad de utilizar la combinación unión giratoria/cuadrante.
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1-8 Descripción del TDS-4S
La unidad TDS no interfiere con los equipos convencionalesexistentes. Permite hacer viajes, mantener circulación y rotación ycorrer el revestidor así como escariar hacia arriba en secciones de90 pies para reducir las posibilidades de pegar la tubería.
Descripción del TDS-4S 1-9
LO
Carretilla Guía
Conjunto Pipehandler
Conjunto DeCaja De Motor
Figura 1-1. Vista general típico del TDS-4S
8 de marzo de 2001
1-10 Descripción del TDS-4S
El asa integrada de la unión giratoria del TDS se conectadirectamente a un gancho de perforación. Al conectar la unióngiratoria que está integrado con el asa directamente al bloqueviajero o compensador de movimiento, se puede eliminar elgancho de perforación y reducir aún más la altura del TDS.
Asa Integrada DeUnión Giratoria
Freno De Aire
Cuello De Ganso
Empaque NormalPara TuboDe Lavado
Tapa De SoporteDe Motor
Cojinete De UniónGiratoria
EngranajeMayor
Cabezal Rotatorio
Eje Principal/VástagoDe Impulso
Caja De EngranajesInferior
Engranaje De Alta(Desengranado)
Motor De PerforaciónDe CD
Engranaje De PiñónDe Motor
Cilindros DeContrapeso (2)
Engranaje De Baja(Engranado)
Caja De EngranajesSuperior
Figura 1-2. Conjunto de caja de motor TDS-4S y unión giratoria
Descripción del TDS-4S 1-11
El vástago de impulso integrado funciona como la flecha principalque impulsa a la sarta de perforación. El motor eléctrico y latransmisión de perforación, ubicados adyacente al vástago, hacengirar el vástago.El motor CD se conecta a la parte superior de la caja deengranajes,llamada la tapa de soporte de motor.
El armazón del motor y la carretilla de guía se conectan alconjunto del motor. El ensamble completo se desplazaverticalmente en dos carriles instalados en la torre. Los carrilesverticales resisten la torsión del motor durante las operaciones deperforación y mantienen el TDS en posición sobre el centro delpozo.
El conjunto Pipehandler (Figuras 1-3 y 1-4) puede enroscar odesenroscar la tubería de perforación a cualquier altura en la torre.
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1-12 Descripción del TDS-4S
Cabezal Rotatorio(Parte Del Conjunto De
Caja De Motor)
Adaptador De Eslabones(También Conocido Como:Elevador De Cuerpo Sólido)
(Cuello De AsentamientoDentro Del Eje Principal/
Vástago De Impulso)
Actuador De VálvulaIBOP Superior
Inclinación Hidráulica/Neumática
De Eslabones
Válvula IBOPSuperior Ranurada
Llave De Torsión
Eslabón De 350 Ton.108 Pulg. (2)
(Equipo Opcional De Varco)
Válvula IBOP Inferior(Dentro Del Tubo Torsión)
Compensador DeTorsión (4)
Elevador De Tubería DePerforación De Operación
Manual O Remota(Equipo Opcional De Varco)
Figura 1-3. Conjunto Pipehandler PH-85, de 650 ton.
Descripción del TDS-4S 1-13
Cabezal RotatorioDe 650 Ton.
(Parte Del Conjunto DeCaja De Motor)
Inclinación neumáticaDe Eslabones
Válvula IBOPSuperior Ranurada
Llave De Torsión
Eslabón De 350 Ton.108 Pulg. (2)
(Equipo Opcional De Varco)
Adaptador De Eslabones(También Conocido Como:Elevador DeCuerpo Sólido)(Cuello De AsentamientoDentro Del Eje Principal/
Vastago De Impulso)
Actuador De Seguridad
Valvula IBOP Inferior(Dentro Del Tubo Torsión)
Compensador DeTorsión (4)
Elevador De Tuberia DePerforación De Operación
Manual O Remota(Equipo Opcional De Varco)
Figura 1-4. Conjunto Pipehandler PH-60d, de 650 ton.
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1-14 Descripción del TDS-4S
Las válvulas impiderreventones internas (IBOP) se conectan alextremo del vástago de impulso (Figura 1-5). El Perforador puedecerrar el IBOP superior en cualquier posición en la torre desde laconsola de control del perforador. Se puede cerrar un IBOPinferior adicional e introducirlo en el pozo para controlar apatada.
Descripción del TDS-4S 1-15
Cuerpo DeActivación De
Válvula De Seguridad
Conjunto De Manivela (2)
IBOP Superior
Brazo Actuador (2)
Tubo De Torsión
IBOPInferior
SustitutoDe Protección
Tubería DePerforación
Cuello De Asentamiento
Adaptador De Eslabones(También Conocido Como
El Elevador De Cuerpo Sólido)
Cilindro NeumáticoActuador Para La
Válvula IBOP Superior (2)
Eje Principal/Vástago De
Impulso
Figura 1-5. Ensamble de válvulas de seguridad (IBOP) y actuador
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1-16 Descripción del TDS-4S
El vástago de perforación pasa a través del adaptador de eslabones.Los compensadores de torsión mantienen el adaptador deeslabones encima del cuello de asentamiento en el vástago deimpulso cuando se está perforando (Figuras 1-6, 1-7 y 1-8).Cuando se levanta la sarta, el adaptador de eslabones se apoya enel cuello de asentamiento debido al peso adicional de la sarta detubería. La carga de izaje es transmitida a través del vástago deimpulso, el conjunto de caja de motor, y el asa de la unióngiratoria.
El circuito de servicios hidráulicos proporciona la energíahidráulica y neumática y el agua de refrigeración opcional para elTDS. Los circuitos de servicio eléctrico proporcionan energía deCD y energía/control de CA.
Un elevador de tubería de perforación se conecta a unos eslabonesconvencionales colgados del adaptador de eslabones. Al activar elsistema de inclinación de eslabones el elevador es extendido parafacilitar la operación de recoger la tubería.
El capítulo Descripción de los Componentes Principales de este librocontiene una descripción de cada ensamble. Los librosubsiguientes proporcionan más información sobre el equipoespecífico para la configuración de su equipo.
Descripción del TDS-4S 1-17
Adaptador De Eslabones(También Conocido ComoEl Elevador De Cuerpo)
Cabezal Rotatorio(Parte Del Conjunto De
Caja De Motor)
Compensadores DeTorsión (4)
Figura 1-6. Cabezal rotatorio de 650 ton., adaptador de eslabones y compensadoresde torsión
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1-18 Descripción del TDS-4S
Cabezal Rotatorio De 650/500-Ton
(Parte De ConjuntoDe Caja De Motor)
Compensadores De Torsión
650-Ton.: (4)500-Ton.: (2)
Placa De SoporteDel Adaptador De
Eslabones
Actuador De VálvulaDe Seguridad
Válvula IBOPInferior
Sustituto De Protección
Eslabones De108 Pulg.350-Ton.
(Equipo OpcionalDe Varco)
Elevador De Tubería De PerforaciónDe Operación Manual O Remota
(Equipo Opcional De Varco)
Válvula IBOPSuperior
Inclinación Hidráulica/Neumática De Eslabones
Llave De Torsión
Adaptador De Eslabones De
650/500-Ton.(También ConocidoComo El
Elevador DeCuerpo Sólido)
Figura 1-7. Pipehandler PH-85 de 650 ton., junto con otros componentes del TDS
Descripción del TDS-4S 1-19
Compensador DeTorsión (4)
Placa De SoporteDel AdaptadorDe Eslabones
Actuador De VálvulaDe Seguridad
Válvula IBOP Inferior
Sustituto De Protección
VálvulaIBOP Superior
Inclinación NeumáticaDe Eslabones
Llave De Torsión
Cabezal Rotatorio De 650 Ton.
(Parte De ConjuntoDe Caja De Motor)
Adaptador De Eslabones De 650 Ton.
(También ConocidoComo El
Elevador DeCuerpo Sólido)
EslabonesDe
108 Pulg.,350 Ton.
(Equipo OpcionalDe Varco)
Elevador De Tubería De Perforación De Operación Manual O Remota
(Equipo Opcional De Varco)
Figura 1-8. Pipehandler PH-60d de 650 ton., junto con otros componentes del TDS
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1-20 Descripción del TDS-4S
Capítulo 2
Descripción de loscomponentesprincipales
Conjunto de caja de motor
El conjunto de caja de motor está compuesto de lo siguiente:
❏ Motor de perforación y freno
❏ Transmisión de dos velocidades
❏ Cabezal rotatorio
❏ Asa y tubo de lavado de unión giratoria integrados
Descripción del TDS-4S 1-21
Motor de perforaciónEl motor de perforación en el TDS es un motor de perforación de1100 HP de CD. El motor cuenta con un eje de inducido de dosextremos y cojinetes de empuje para operación vertical.
Hay un freno de aire en el motor para aguantar la torsión en lasarta de perforación para los trabajos direccionales. Es operadoremotamente mediante una válvula de solenoide. Por favor vea lasespecificaciones incluidas en este libro para más detalles.
Transmisión de dos velocidadesLa transmisión de dos velocidades consiste de los siguientescomponentes significantes:
❏ Engranajes principales - 96 dientes, 2.0 paso diametral
❏ Engranajes compuestos de alta - 27 dientes y 30 dientes
❏ Engranajes compuestos de baja - 23 dientes y 40 dientes
❏ Engranajes de piñón de motor - 21 dientes
❏ Mecanismo de cruz de malta para cambio de transmisión(Figura 1-9)
❏ Cuerpo principal y caja inferior de engranajes
❏ Eje principal/vástago de impulso
❏ Tapa
❏ Cojinete de unión giratoria
Los engranajes compuestos son montados en los ejes excéntricoscon un cojinete de rodillos de dos filas en un extremo y uncojinete de rodillos esféricos en el otro extremo.
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1-22 Descripción del TDS-4S
HI LO
Eje Excéntrico De Alta(Engranado)
Eje Excéntrico De Baja(Desengranado)
Mecanismo De CruzDe Malta
Cambio DeVelocidades
Indicador ExternoALTA/BAJA
Ejes De Engranajes Compuestos
Eje De CambioDe Velocidades
Conjunto De CabezalRotatorio
VISTA INFERIOR
VISTA SUPERIOR
Figura 1-9. Transmisión / mecanismo de cruz de malta
Descripción del TDS-4S 1-23
La lubricación para los cojinetes y dientes de engranaje esalimentada por una bomba eléctrica montada en la caja deengranajes (Figura 1-10). La caja de engranajes inferior es unafundición de acero para servicio pesado, acanalada para disipacióndel calor.
Se cambia la velocidad de la transmisión rotando dos ejesverticales excéntricos con engranajes compuestos. Los dos ejescompuestos (alta y baja) están soportados por muñones pesadosentre el cuerpo principal y la caja inferior de engranajes. Al rotarlos ejes, (menos de media vuelta), los engranajes compuestos sesincronizan con el engranaje de piñón del motor y el engranajemayor porque los ejes de soporte son descentrados o excéntricos.
Cada eje compuesto lleva un seguidor tipo cruz de malta conranuras interiores. El engranaje maestro tipo cruz de malta realizala secuencia de desbloqueo, rotación y bloque de ambos engranes.El maestro gira usando un engranaje reductor con un eje verticalmanual. Cuenta con su propio mecanismo de bloqueo yproporciona un seguro doble para los ejes compuestos.
Una conexión hexagonal macho de 1 pulgada, en el fondo de lacaja de transmisión (Figura1-9), hacer girar el eje de entrada. Después de empujar el conectorhexagonal hacia adentro, se requieren cinco vueltas de eje paradesbloquear ambos engranes, girar el conjunto engranado a laposición desembragada, girar el engranaje desengranado a laposición embragada y asegurar ambos juegos en la posicióncorrecta. Un indicador externo muestra el rango seleccionado.
Asa y tubo de lavado de unióngiratoria integradosEl asa y la unión giratoria integrada permite la transferencia de lacarga rotatoria a los componentes de izaje(Figura 1-2).
El tubo de lavado de la unión giratoria es un sello rotatorio quepermite el flujo de lodo a la sarta de perforación.
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1-24 Descripción del TDS-4S
LEYENDA
FabricadoPerforado
Conexión De Presión
Eje Compuesta (No Visible)Entrada
EngranajesPrincipales
Engranajes De PiñónDe Motor
Cojinete Radial DeEje Inferior
VISTA INFERIOR
Side View
EngranajesPrincipales
Engranajes DePiñón De Motor
Figura 1-10. Sistema de lubricación de la transmisión
Descripción del TDS-4S 1-25
Cabezal rotatorio estándarEl cabezal rotatorio estándar transfiere la presión neumática ehidráulica de orificios estacionario en la caja del motor deperforación a puertos rotatorios en el cabezal rotatorio (Figura 1-11). Contiene de dos conductos hidráulicos, tres conductosneumáticos y conductos de repuesto capaces de operaciónneumática o hidráulica (todas con capacidad de 2500 psi).
El conjunto del cabezal rotatorio consiste en:
❏ Brida estacionaria
❏ Ocho anillos de sello “glyd”
❏ Bloque giratorio
❏ Leva
❏ Cilindro de retorno automático
❏ Seguidor de leva
❏ Mecanismo de bloqueo del bloque giratorio
Las líneas neumáticas e hidráulicas para las diferentes funcionesdel Pipehandler (inclinación de eslabones, llave de torsión, etc.)circulan de las respectivas válvulas solenoide a la bridaestacionaria. Los fluidos fluyen desde la brida hasta el bloquegiratorio mediante conductos rotatorios sellados. Los anillos“glyd” mantienen el sello entre los conductos.
Los puertos en el bloque giratorio se conectan con mangueras alos dispositivos correspondientes (inclinación de eslabones, etc.).El bloque giratorio gira con respecto a la brida para no torcer nidañar las mangueras. También existe un lóbulo para montar elcolgador de la llave de torsión con agujeros para conectar loscompensadores de torsión con el bloque giratorio.
La brida estacionaria del cabezal rotatorio se conecta directamentea parte inferior de la caja de engranajes y el vástago de impulsopasa por la parte central. También hay un cilindro de retornoautomático montado en la brida estacionaria. El cilindro deretorno automático está conectado al múltiple del contrapeso. Elextremo de la barra de cilindro se conecta a un seguidor de levaque se desplaza sobre la leva montada en el bloque giratorio.
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1-26 Descripción del TDS-4S
Brida Estacionaria
Palanca DeBloqueo
Anillo Glyd (8)
Cilindro De Retorno
Automático
Bloque Giratorio
Leva
Seguidor De Leva
Ubicación DeCompensador De
Torsión
Colgador De LlaveDe Torsión
(Saliente No Mostrado)
Figura 1-11. Conjunto del cabezal rotatorio estándar de 650 ton.
Descripción del TDS-4S 1-27
Cabezal rotatorio impulsadoEl cabezal rotatorio impulsado de 10 puertos (Figura 1-12)transfiere la presión neumática e hidráulica desde los orificiosestacionarios en el motor de perforación a los orificios en elcabezal rotatorio. Cuenta con tres conductos hidráulicos, cincoconductos neumáticos y dos conductos de reserva que puedenconducir fluido neumático o hidráulico (todas con una capacidadde 2,000 psi).
El conjunto del cabezal rotatorio consiste en los siguientescomponentes:
❏ Brida estacionaria
❏ Once anillos rotatorios “glyd”
❏ Bloque giratorio
❏ Engranaje mayor
❏ Ensamble del motor hidráulico
❏ Sensor de proximidad e indicadores ajustables
Las líneas neumáticas e hidráulicas para las funciones delPipehandler (inclinación hidráulica de eslabones, llave de torsión,etc.) circulan de las respectivas válvulas solenoide a la bridaestacionaria. Los fluidos fluyen desde la brida hasta el bloquegiratorio mediante conductos rotatorios sellados. Los anillos“glyd” mantienen el sello entre los conductos.
Los puertos en el bloque giratorio se conectan con mangueras alos dispositivos correspondientes (inclinación de eslabones, etc.).El bloque giratorio gira con respecto a la brida para no torcer nidañar las mangueras. También existe un lóbulo para montar elcolgador de la llave de torsión con agujeros para conectar loscompensadores de torsión con el bloque giratorio.
La brida estacionaria del cabezal rotatorio se conecta directamentea parte inferior de la caja de engranajes y el vástago de impulsopasa por la parte central.
El ensamble del motor hidráulico está conectado a la bridagiratoria acoplada con un engranaje compuesto, impulsado porun engranaje de piñón en el eje del motor hidráulico. El motorhidráulico es controlado por dos interruptores en el panel decontrol del perforador.
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1-28 Descripción del TDS-4S
Controles para el cabezal rotatorioEl cabezal rotatorio impulsado tiene dos interruptores. Elinterruptor ROTATING HEAD LEFT/RIGHT gira el cabezalrotatorio, el Pipehandler y la inclinación de eslabones a la derechao la izquierda (en el mismo sentido que la sarta de perforación).El interruptor AUTO STOP/FREE ROTATE [Paro Automático /Rotación Libre] controla la modalidad de operación del cabezalrotatorio impulsado.
Descripción del TDS-4S 1-29
A4
A5
H3
S2
H2
A2
A3
H1
S1
A1
A1
A3
A5
A4
H2 S1
A2
S2
H3
PR
ES
SU
RE
H1
BridaEstacionaria
Engranaje Mayor
Colgador DeCompensador De
Torsión
Ensamble Del MotorHidráulico
Anillo GlydRotatorio (11)
Bloque Giratorio
Figura 1-12. Conjunto del cabezal rotatorio impulsado
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1-30 Descripción del TDS-4S
Sistemas de enfriamiento
Soplador localEl sistema de enfriamiento con soplador local con una entradaextendida opcional proporciona aire de enfriamiento al motor deperforación (Figura 1-13). Recibe aire a una altura deaproximadamente 27 pies encima del piso de perforación en elpunto más bajo del recorrido del motor.
Una motor eléctrico de CA, a prueba de explosiones, de 20 HP,3450 rpm acciona directamente el impulsor en la caja delsoplador. Se usa un conducto flexible opcional para conectar lacaja del soplador con la entrada extendida montada en los equiposviajeros.
Dos amortiguadores de chispas están montados en los orificios deescape de la caja superior de engranajes. Estos componentesimpiden la salida de chispas del motor de CD.
Descripción del TDS-4S 1-31
SorportesDe Montaje (2)
Placa De Montaje
Accesorios DeAceite (2)
Enfriador DeTransmisión
Ventilador AxialMotor 20 HPDel Soplador
Pasador DeFijación
Empaquetadura
Caja Del Soplador
Impulsor DelSoplador
Buje CónicoDe Sujeción
Empaquetadura
Ducto De Soplador DelMotor De Perforación
De CA
Punto DeConexiónDe DuctoFlexible
Amortiguador De Chispas
Figura 1-13. Sistema de enfriamiento típico con soplador local
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1-32 Descripción del TDS-4S
Circuito cerradoEl sistema de enfriamiento de circuito cerrado (Figura 1-14)consiste en dos intercambiadores de calor aire/agua enfriados pordos sopladores impulsados por un motor CA de doble extremo.Los conductos conducen el aire fuera de los orificios de escape delmotor a los intercambiadores de calor y luego a la entrada delsoplador. Los intercambiadores de calor son construidos de tubosde cobre-níquel y los colectores son probados con presión de 250psi.
El sistema requiere un suministro de líquido refrigerante (agua demar, agua dulce o glicol) a 100 gpm a una temperatura máximade entrada de 90°F (32°C).
También se requiere 70 PCSM de aire de purga a 1.0 psi por cadamotor para proporcionar presión positiva del sistema y un sistemade control de purga (vea la información incluida en este capítulopara el sistema de control del TDS) controla la presión del sistemapara asegurar la operación segura.
Descripción del TDS-4S 1-33
Impulsor (2)
ConexionesDe Agua
Soporte Del Soplador/Tapa De Freno
Cajas DeSoplador (2)
IntercambiadorDe Calor (2)
Motor DePerforación
De GE
Cubierta DeInspección
Conexión FlexibleDe 8 Pulg. (2)
Motor 20 HP DeDoble Eje De CA
Para Soplador
Ducto De EntradaDel Soplador (2)
Apertura De Escape De Motor
En La Caja DeEngranajes
Superior
Figura 1-14. Sistema típico de enfriamiento de circuito cerrado
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1-34 Descripción del TDS-4S
Soplador remotoEl sistema de enfriamiento del motor de soplador remoto consisteen un motor y un soplador a presión montados en la torre al nivelde la plataforma del encuellador (Figura 1-15). El aire es tomadode un punto afuera de muro de contraviento, pasa a través de unconducto flexible a la tapa superior del motor de perforación ysale a través de amortiguadores de chispas en la salida de aire delmotor.
Un interruptor de presión monitorea la presión en la entrada deaire del motor para verificar la operación del soplador. Loscontactos del interruptor de presión normalmente estánconectados a la lógica de asignación del SCR para el motor deperforación.
Se conecta un separador de humedad en la entrada del sopladorpara evitar la entrada de agua en el motor.
Descripción del TDS-4S 1-35
Motor Eléctrico 40 HPA Prueba De Explosiones
(CA) Y Soplador CentrífugaDe Presión
Entrada De Aire
Plataforma Del Encuellador Al Nivel
De Soporte DeLa Tubería
Ducto RígidoEnfriamiento
AmortiguadorDe Chispas
Ducto De AireFlexible De 86 Pies
Ensamble DeCarretilla De Motor
Muro DeContraviento
Figura 1-15. Sistema típico de enfriamiento con soplador remoto
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1-36 Descripción del TDS-4S
Conjuntos de carretillas de guía
El ensamble de carretilla transmite la torsión de perforación a loscarriles guía y mantiene el TDS en posición sobre el centro delpozo, y además proporciona una manera de apartar la unidad paradarle mantenimiento o para operar sin usar el TDS si es necesario.
El conjunto normal de la carretilla de guía consiste en dos marcosconectados por bisagras en el lado del pivote y tornillos desujeción en el otro lado (Figura 1-16).
Las carretillas de guía no retraíbles usan tornillos de sujeción enlos dos lados (Figura 1-17). Un marco se conecta al conjunto delmotor e incluye puntos de conexión para los circuitos de servicioy la manguera de lodo. El otro marco incluye los rodillos guía ypermanece en los carriles guía durante todas las operacionesnormales. Múltiples de lubricación centralizada proporcionanlubricación para los rodillos.
Descripción del TDS-4S 1-37
Armazón DeMotor
Marco DeCarretilla Guía
Pasador DeBisagra (2)
Perno DeFijación (2)
Figura 1-16. Conjunto de carretilla guía tipo giratorio
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1-38 Descripción del TDS-4S
LEYENDA
Modalidad Extendida
Modalidad RetraídaMarco
Intermedio
Brazo InferiorDe Extensión/
Retracción
Cilindro DeRetracción
Marco DeCarretilla Guía
Brazo Estabilizador SuperiorArmazón Del Motor
45.0"
Figura 1-17. Conjunto de carretilla guía tipo retraíble
Descripción del TDS-4S 1-39
Sistema de alineación de motor
El sistema de alineación de motor consiste en un cilindro duplex,un acumulador hidráulico, múltiple de válvulas reductoras depresión y accesorios.
El cilindro duplex se conecta entre el fondo de la caja inferior deengranajes y el armazón del motor. Se conecta a un circuitoacumulador ubicado en la carretilla guía. El acumulador escargado con nitrógeno y se mantiene a una presiónpredeterminada usando el múltiple de control de los cilindros dealineación. La Figura 1-18 muestra el cilindro de alineación demotor instalado en un armazón típico del motor.
El cilindro duplex mantiene el vástago de la unión giratoriaorientado hacia el centro del pozo cuando se desconecta de lasarta de perforación, permitiendo un pequeño juego del motor enlos muñones.
Cilindro DeAlineación De Motor
Carretilla DeArmazón Del Motor (Ref)
Soporte DeTransporte
Figura 1-18. Cilindro de alineación de motor
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1-40 Descripción del TDS-4S
Pipehandler
Los componentes principales del Pipehandler incluyen losiguiente (Figuras 1-3 y 1-4):
❏ Adaptador de eslabones
❏ Válvulas de seguridad (Preventores de reventones internos,superiores e inferiores - IBOP)
❏ Actuador de válvula IBOP
❏ Llave de torsión
❏ Mecanismo de inclinación de eslabones
El Pipehandler realiza dos funciones básicas para el TDS:
❏ Viajes de ida y vuelta (tripping) con paradas de 93 pies
❏ Aplique hasta 85000 lbs-pie de torsión para apretary aflojar las conexiones en cualquier altura en la torre(el modelo PH-60d proporciona hasta 60,000 lbs-pie detorsión)
El Pipehandler puede ser configurado para diferentes conexionesde tubería. Incluye un adaptador de eslabones y una llave detorsión especial de Varco. También incorpora un actuador remotode la válvula preventor de reventones (IBOP) y un mecanismo deinclinación de eslabones.
Cuando no está en uso, el Pipehandler se mantiene estacionario ylibre de la sarta de tubería que pasa por él. Cuando se hacen viajeso se realizan operaciones de fondo de pozo, el Pipehandler puedegirar 360° al igual que un gancho estándar.
Descripción del TDS-4S 1-41
Adaptador de eslabonesEl adaptador de eslabones (elevador de cuerpo sólido) y loseslabones de elevador (Figuras 1-7 y 1-8) trabajan en conjuntocon los compensadores de torsión para transferir las cargas alvástago de impulso.
El vástago de impulso puede girar libremente dentro deladaptador de eslabones durante la perforación. El adaptador deeslabones no gira con el vástago de impulso porque loscompensadores de torsión levantan el adaptador de eslabones delcuello de asentamiento ubicado en el vástago de impulso.
Cuando se levantan las cargas, los resortes adentro de loscompensadores de torsión transfieren la carga al vástago deimpulso al bajar el adaptador de eslabones sobre el cuello deasentamiento. El adaptador de eslabones gira con el cabezalrotatorio, que es requerido para los viajes.
Los compensadores de torsión tienen resortes de compresión queson capaces de apoyar cualquier parada de tubería de perforaciónen la posición superior.
8 de marzo de 2001
1-42 Descripción del TDS-4S
Válvulas de seguridad (IBOP)El Pipehandler de Varco incluye dos válvulas de seguridad opreventores de reventones internos (IBOP) para proteger contrareventones. Para descripciones e información detalladas deinstalación, operación, mantenimiento y partes, vea el Manual deServicio IBOP.
Substitutos protectores y adaptadoresCada Pipehandler es enviado de la fábrica con dos substitutos deprotección y un substituto adaptador. Los substitutos deprotección (Figuras 1-7 y 1-8) son conectores doble macho, quese usan para conservar las roscas en el IBOP inferior yproporcionar un conector macho para el extremo tipo caja de lasarta de perforación. Las roscas del substituto de protecciónpueden ser maquinadas hasta una longitud mínima de 5 pulgadasentre los bordes antes de desechar el substituto.
El substituto adaptador convierte el conector macho en el IBOPinferior a una conexión tipo caja para realizar procedimientos decontrol de pozos con tubería normal.
e Los substitutos de protección son componentes que soportan cargas enel TDS y que deben ser inspeccionados periódicamente junto con losdemás componentes que soportan cargas. Vea el libro deMantenimiento y Resolución de Problemas para más información.
Descripción del TDS-4S 1-43
Actuador de válvula de seguridadEl actuador de operación remota permite operar el IBOP superiora cualquier altura en la torre.
El sistema de activación del IBOP superior consiste en losiguiente:
❏ Dos cilindros neumáticos
❏ Dos brazos actuadores
❏ Cuerpo de actuador
❏ Dos ensambles de manivela
❏ Dos válvulas de solenoide neumático
Cilindros neumáticos de doble acción desplazan el brazo delactuador. El brazo actuador se conecta al cuerpo del actuador ydesplaza el cuerpo en el sentido vertical (Figura 1-19). Una ranuraen el cuerpo del actuador se engrana con las manivelas para abriro cerrar el IBOP. Los cilindros de aire son operados remotamentemediante una válvula de solenoide controlada por un interruptoreléctrico en la VDC.
8 de marzo de 2001
1-44 Descripción del TDS-4S
Cuerpo DeActivación De
Válvula De Seguridad
Conjunto De Manivela (2)
IBOP Superior
Brazo Actuador (2)
Tubo De Torsión
IBOPInferior
SustitutoDe Protección
Tubería DePerforación
Cuello De Asentamiento
Adaptador De Eslabones(También Conocido Como
El Elevador De Cuerpo Sólido)
Cilindro NeumáticoActuador Para La
Válvula IBOP Superior (2)
Eje Principal/Vástago De
Impulso
Figura 1-19. Sistema de activación de la válvula de seguridad
Descripción del TDS-4S 1-45
Llave de torsiónLa llave de torsión proporciona un medio para enroscar ydesenroscar las conexiones usando el vástago de impulso.
El conjunto de la llave de torsión consiste en los siguientescomponentes (Figuras 1-20 y 1-21):
❏ Colgador
❏ Tubo de torsión
❏ Anillo de guía del tubo de torsión
❏ Dos cilindros de torsión
❏ Dos mordazas de sujeción
❏ Dos pistones de sujeción
❏ Múltiple de control
❏ Cilindro de izaje
❏ Dos tubos de parada
❏ Guía de centrado
❏ Cilindros y brazos para el actuador del IBOP
Un colgador conectado al cabezal rotatorio soporta la llave detorsión. La llave de torsión tiene dos cilindros de torsiónconectados al tubo de torsión.
La mordaza de sujeción contiene un pistón de sujeción de 10pulgadas de diámetro para sujetar el extremo de la tubería deperforación. En la sección inferior del IBOP superior, una estríase engrana con la estría en el IBOP inferior dentro del tubo detorsión.
Cuando es activado, la llave de torsión sube y engrana con lasestrías en el IBOP superior. Se aplica presión secuencial paraapretar el pistón de sujeción en la conexión tipo caja. Después deaplicar la presión de sujeción, otra válvula secuencial se abreautomáticamente para dirigir la presión a los cilindros de torsión.Los cilindros de torsión pueden girar hasta 25° y desarrollar unatorsión máxima de 85,000 lbs-pie (60,000 lbs-pie para el modeloPH-60d).
8 de marzo de 2001
1-46 Descripción del TDS-4S
Un botón eléctrico en la VDC controla la operación completa dela llave de torsión. El Perforador presiona el botón hasta que setermina de apretar o aflojar la conexión. El Perforador suelta elbotón para permitir que la unidad vuelva a la posición inicial. Elciclo es controlado por una válvula hidráulica de dos posiciones,con piloto de aire, ubicado en el múltiple del contrapeso.
También se puede usar la llave de torsión para apretar o aflojar elsubstituto de protección o el IBOP inferior. Se selecciona lafunción deseada (conexión / desconexión) mediante una válvulamanual en la parte trasera del Pipehandler.
Descripción del TDS-4S 1-47
Var co
Colgador
Cilindros ActuadoresDel IBOP
Cilindro De Izaje
Brazos ActuadoresDel IBOP
Tubo De Torsión
Mordaza De Sujeción(Dentro Del Cuerpo
Del Sujetador)
Guía De Centrado
Anillo De Guía(No Visible)
Pistón De Sujeción(Dentro Del Cuerpo DelCilindro De Sujeción)
Cilindro De Torsión (2)
Múltiple DeControl (No Visible)
Tubo De Retención (2)
Mangueras De LlaveDe Torsión (Hidr.)
Mangueras DelActuador Del IBOP (Neum.)
Figura 1-20. Ensamble de llave de torsión PH-85
8 de marzo de 2001
1-48 Descripción del TDS-4S
Pistón De Sujeción(Dentro Del Cuerpo
Del Cilindro DeSujeción)
Cilindro De Torsión (2)
Múltiple De Control (No Visible)
Tubo De Retención (2)
Colgador
Cilindros ActuadoresDel IBOP
Cilindro De Izaje
Brazos ActuadoresDel IBOP
Tubo De Torsión
Mordazas De Sujeción(Dentro Del Cuerpo
Del Sujetador)
Guía De Centrado
Mangueras De LlaveDe Torsión
(Hidr.)
Mangueras DelActuador Del IBOP (Neum.)
Anillo De Guía(No Visible)
Figura 1-21. Ensamble de llave de torsión PH-60d
Descripción del TDS-4S 1-49
Mecanismos de inclinación deeslabones
Mecanismos neumáticos de inclinación deeslabones, tipo estándar y extendidoLos mecanismos de inclinación de eslabones estándar (Figura 1-22) y extendido (Figura 1-23) permiten lo siguiente:
❏ Los elevadores se mueven del centro del pozo para recoger untubo en el hueco de ratón.
❏ El encuellador manipula la tubería con mayor facilidad.
El conjunto de inclinación de eslabones está montado en elelevador de cuerpo sólido (adaptador de eslabones). Este conjuntoconsiste en un marco giratorio de levantamiento conectado a loseslabones del elevador con cadenas y abrazaderas. Un interruptoren la VDC controla una válvula neumática de solenoide queactiva un resorte de aire dentro del marco de levantamiento. Elresorte de aire es inflado para girar el marco hacia arriba e inclinarlos eslabones hacia afuera.
Los mecanismos de inclinación de eslabones tipo extendidotienen dos resortes de aire y se extienden unas 76 pulgadas. Elmecanismo normal de inclinación de eslabones extiende loseslabones hasta 52 pulgadas. En ambos casos se considera el usode eslabones del elevador de 108 pulgadas.
Un mecanismo limitador intermedio ajustable proporcionaespacio entre el elevador de tubería de perforación y la plataformadel encuellador para ayudar al encuellador en las operaciones dearrumaje.
8 de marzo de 2001
1-50 Descripción del TDS-4S
Actuador DeAire
Tope Intermedio
Liberación DelTope Intermedio
Abrazadera De EslabónDel Elevador De Tubería
De Perforación
Chasis DeLevantamiento
Figura 1-22. Mecanismo neumático estándar de inclinación de eslabones
Descripción del TDS-4S 1-51
Actuador DobleDe Aire
TopeIntermedio
Liberación DelTope Intermedio
Abrazadera De EslabónDel Elevador De Tubería
De Perforación
Chasis DeLevantamiento
Figura 1-23. Mecanismo neumático de inclinación de eslabones tipo extendido
8 de marzo de 2001
1-52 Descripción del TDS-4S
Mecanismo hidráulico de inclinación deeslabonesEl conjunto de inclinación de eslabones tipo hidráulico (Figura 1-24) proporciona movimiento lateral del elevador de tubería deperforación hacia una posición encima del hueco de ratón o haciala plataforma del encuellador.
El mecanismo de inclinación de eslabones está montado en laparte delantera del adaptador de eslabones (elevador de cuerposólido). El sistema de inclinación de eslabones utiliza dos cilindroshidráulicos. El mecanismo de inclinación de eslabones mueve latubería de perforación aproximadamente 78 pulgadas del centrodel pozo, usando eslabones de 108 pulgadas. Durante laoperación, el operador puede para la inclinación de eslabones encualquier posición y aguantar la carga en posición.
La inclinación de eslabones también permite alejar el elevador detubería de perforación de la tubería de perforación durante laperforación, los viajes y la adición de paradas (disponiblesolamente en los modelos PH-85).
Controles de inclinación de eslabones
El sistema de inclinación de eslabones es controlado por unconmutador de cuatro posiciones. Las posiciones son RETRACT,FLOAT, HOLD y EXTEND.
RETRACT
En la posición RETRACT, el elevador se aleja del centro del pozo.
FLOAT
FLOAT devuelve los elevadores al centro del pozo de la posiciónretraída o extendida. La función FLOAT incorpora un retraso demedio segundo para permitir que el interruptor de control haga elrecorrido de la posición RETRACT a la posición HOLDposición sin activar el FLOAT.
HOLD
Con esta selección se mantiene la posición de los elevadores,extendidos o retraídos.
EXTEND
Con esta selección, el elevador se extiende hasta el hueco de ratón.
Descripción del TDS-4S 1-53
Brazo DeInclinación
De Eslabones
TopeIntermedio
AjustadorDe Tope
Ensamble DeCilindro
(2)
ConjuntoDe TopePasivo
(2)
InclinaciónHidráulica De
EslabonesCon Tope Pasivo
Inclinación Hidráulica DeEslabones Con Tope
Intermedio
Figura 1-24. Inclinación hidráulica de eslabones
8 de marzo de 2001
1-54 Descripción del TDS-4S
Eslabones del elevador
Los eslabones del elevador se conectan al adaptador de eslabonespara soportar el elevador de tubería de perforación. Las opcionesdisponibles para los eslabones son:
❏ Eslabones del elevador de 108 pulgadas, 350 ton.
❏ Eslabones del elevador de 132 pulgadas, 350 ton.
❏ Eslabones del elevador de 180 pulgadas, 500 ton. (especialespara tubería de revestimiento, con 120 pulgadas de margenpara cabezales de cementación)
Descripción del TDS-4S 1-55
Sistema de contrapeso
El sistema de contrapeso evita daños a las roscas de tuberíacuando se enroscan o se desenroscan las conexiones usando elTDS. Proporciona una carrera amortiguada similar a la delgancho.
El sistema de contrapeso evita daños a las roscas del substituto deprotección y la tubería de perforación al compensar el peso delTDS cuando se enchufa una conexión. El sistema (Figura 1-27)consiste principalmente de dos cilindros hidráulicos, un múltipledel contrapeso y dos acumuladores hidráulicos. Los cilindroshidráulicos conectan el asa integrada con la unión giratoria y losequipos viajeros (gancho, bloque, adaptador de gancho, etc.).
Cuando está debidamente ajustado, el sistema de contrapesosoporta todo el peso del TDS menos unas 800 libras con una carrera de 8 a 10 pulgadas.
El sistema también incorpora un equipo completo de respaldo.Los dos acumuladores, que se mantienen constantemente a lapresión del sistema, siempre pueden proporcionar presión a loscilindros de contrapeso si la HPU está apagado o funciona porcualquier razón. Durante la operación normal, sin embargo, laHPU está en marcha cuando se usa la llave de torsión paradesconectar el TDS en el piso y se deje en funcionamientomientras que se conecta el próximo conjunto de tubos.
Cuando se añade una parada a la sarta durante las operaciones deperforación, el perforador sube un conjunto de tubos en loselevadores y lo enchufa en la caja en la mesa rotatoria. Elperforador sigue bajando el TDS hasta que el substituto deprotección llega a la caja de la parada nueva. En este momento,hay una carga aplicada de apenas 800 libras sobre la conexiónentre el substituto de protección y la junta de la tubería deperforación. Los dos cilindros soportan el resto del peso del TDS.El perforador enrosca y aprieta la conexión usando el Pipehandlery el sistema está listo para seguir perforando normalmente.
Observe que el Perforador no tiene que hacer nada para que elsistema de contrapeso funcione en la forma debida. Es un sistemapre-ajustado. Una vez que se vuelve a perforar, se puede apagar laHPU y luego arrancarla para romper la conexión después deperforar la longitud del conjunto de tubos.
8 de marzo de 2001
1-56 Descripción del TDS-4S
810 lbPeso Sobre Las
Roscas
18,970 lb
38,750 lbPeso Típico Del
Sistema
CilindrosHidráulicos (2)
AcumuladoresHidráulicos (2)
Conjunto DeCarretilla Guía
Fuente DePotencia Hidráulica
Modalidad De Enchufado:Sistema De Propulsión Superior Después De Hacer Contacto De Roscas
Múltiple DelContrapeso
18,970 lb
Piso De Perforación
Circuito De ServicioDe Fluidos
Figura 1-25. Sistema de contrapeso
Descripción del TDS-4S 1-57
Sistema de control del TDS (TDCS)
El Sistema de Control del TDS (TDCS) proporciona un tablerode mandos para el Perforador que controla todas las funciones delTDS. Los componentes del TDCS incluyen:
❏ Consola de control e instrumentación del Perforador Varco(VDC)
❏ Tablero de transferencia de control
❏ Sistema de control de purga para sistemas de enfriamiento decircuito cerrado
Consola de control einstrumentación del PerforadorVarco (VDC)La Consola de Control e Instrumentación del Perforador de Varco(VDC) consiste en un indicador de torsión, un medidor de RPM,interruptores y luces indicadoras. Las funciones básicas de controldel TDS son:
❏ Inclinación de eslabones
❏ Válvula superior de prevención de reventones (IBOP) delcontrol remoto
❏ Freno de motor
❏ Control de enroscado de motor y torsión
❏ Límite de torsión de apriete
❏ Interruptor de transferencia (TDS/ROT)
Los controles existentes para la mesa rotatoria ajustan lavelocidad, la torsión y la dirección del motor durante laperforación. Una VDC típica también cuenta con lucesindicadoras para determinar el estado de:
❏ El freno
❏ La válvula superior de prevención de reventones (IBOP) delcontrol remoto
8 de marzo de 2001
1-58 Descripción del TDS-4S
❏ La bomba de aceite
❏ Pérdida de presión de soplador
❏ Temperatura del aire de enfriamiento
❏ El (los) sistema(s) de purga
También están disponibles controles y luces indicadoras de estadoopcionales. Vea el Dibujo de Ingeniería 98952 para lasconfiguraciones de la VDC.
Tablero de transferencia de controlEl TDS usa el mismo SCR que la mesa rotatoria.Los interruptores en el tablero de transferencia de controldistribuyen la energía entre ellos.Este encabinado eléctrico contiene los contactos CD, elcontrolador programable, los componentes auxiliares de CAy las interfases de instrumentación para registrar la torsióny velocidad del TDS.
Los cables de corriente directa desde el SCR al motor de la mesarotatoria están desconectados de la mesa rotatoria y conectados alpanel de transferencia. Se instalan cables nuevos desde el tablerode transferencia al motor de la mesa rotatoria y a las cajas deconexiones en la plataforma del encuellador.
El panel de transferencia tiene un sistema de control de purgapara usarse en una área peligrosa (Zona 2 ó Clase 1, Div. 2). Si elpanel se encuentra en el cuarto del SCR, no se requiere un sistemade purga.
El panel es compatible con todos los sistemas SCR actualmenteinstalados y está configurada para el SCR que será controlado. Lasfunciones de lógica y alarma están conectadas al TDS alprogramar el Controlador de Lógica Programable (PLC) del panelde transferencia para operar los sistemas existentes en el equipo deperforación. De manera similar, los enclavamientos y límites delTDS, tales como velocidad de enroscado, están programados en elPLC y son los mismos para todas las instalaciones.
Descripción del TDS-4S 1-59
Sistema de control de purgaEl panel de transferencia, la VDC y los sistemas de enfriamientode circuito cerrado cuentan con sistemas de purga separados.Todos los sistemas cuentan con presión interna positiva paraevitar que los gases peligrosos entren en las áreas potenciales deignición, en áreas peligrosas Zona 2 ó Clase 1, Div. 2.
Interruptores de presión en las unidades de protecciónmonitorean la presión y proporcionan una señal de alarma en casode una pérdida de presión de purga.
Antes de encender un sistema no purgado, la unidad de controlde purga el sistema por un intervalo de tiempo suficiente paraeliminar cualquier gas peligroso atrapado. Las luces de estado enla VDC señalan al perforador la debida presión de purga, lapérdida de purga y la purga del sistema. Se puede ajustar launidad de aislamiento para apagar el TDS cuando las alarmas eindicadores de pérdida de presión de purga son ignorados por unintervalo de tiempo preestablecido.
8 de marzo de 2001
1-60 Descripción del TDS-4S
Circuitos de servicio
Los circuitos de servicio transfieren los servicios eléctricos y losfluidos entre los tubos verticales de servicio en la torre y las cajasde conexiones, así como entre las cajas de conexiones y lasconexiones de fluido ubicadas en el TDS. Hay dos tipos decircuitos: uno con los cables eléctricos, y otro con las líneas deaire, hidráulicas y de agua (se incluyen líneas de agua solamenteen las unidades con sistemas de enfriamiento tipo circuitocerrado).
El circuito de servicio eléctrico contiene cuatro cables de corrientedirecta 646 MCM y un de tierra 2/0 AWG para el motor deperforación. El otro circuito de servicio eléctrico tiene un cablecompuesto que consiste en:
❏ 26 Conductores 14 AWG para funciones auxiliares
❏ 4 Conductores 8 AWG para el motor del soplador
❏ 2 Conductores 5 AWG para el campo del motor excitado enserie
❏ 2 Pares blindados 14 AWG para la señal de RPM
Los cables de potencia y de tierra están envueltos en espiral ycuentan con una cubierta protectora con bridas de 7-1/2 pulgadasen cada extremo.
El cable compuesto está soportado en su propio circuito deservicio más pequeño. Esto facilita la sustitución del circuito depotencia o del circuito compuesto en caso de falla.
El TDS puede usar circuitos dobles opcionales de servicioeléctrico para cumplir con ciertos requisitos reglamentariosrelacionados con la capacidad de carga de los cables eléctricos.
El circuito de fluidos puede consistir en cualquier combinación delos siguientes:
❏ 3 Mangueras hidráulicas de 3/4 de pulgada de diámetro(una de reserva)
❏ 2 Mangueras neumáticas de 1/2 pulgada de diámetro (unade reserva)
❏ 1 Mangueras de purga de 1 pulgada de diámetro
❏ 2 Mangueras de 1 1/4 de pulgada de diámetro para agua derefrigeración (sistemas de enfriamiento de circuito cerradosolamente)
Descripción del TDS-4S 1-61
❏ 2 Mangueras de 1 pulgada de diámetro para el cilindro deretracción
❏ Cables adicionales de 7 conductores, 20 AWG como searequerido
Juego de terminación eléctrica en la torre
Este juego consiste en todas las cajas de conexiones eléctricasconectadas a una placa de montaje, la cual es montada en la torrepara conectar las fuentes eléctricas en el equipo de perforacióncon el circuito de servicio.
Existen varias configuraciones de la caja de conexiones, quedependen del tipo de sistema eléctrico. Cada configuracióncumple con códigos eléctricos y requisitos reguladoras específicosen todo el mundo.
8 de marzo de 2001
1-62 Descripción del TDS-4S
Equipos auxiliares
Los equipos auxiliares son compatibles con todos los modelos deTDS. Todo el equipo es seleccionado o adaptado para el equipode perforación específico. A continuación se presenta una lista delos equipos auxiliares disponibles:
❏ Guía de desgaste interior del buje maestro
❏ Colgador giratorio de lastrabarrenas
❏ Adaptador de cable de alambre
❏ Indicador de altura de corona
❏ Juego de transductor para el registrador de perforación
Descripción del TDS-4S 1-63
Guía de desgaste interior del bujemaestroLa guía de desgaste interior del buje maestro centra la sartay protege el buje maestro durante la perforación normal (Figura1-26). Cuenta con bisagras para ser desmontado o cuando seasientan lascuñas manuales. Se pueden cambiar los bujes para manejardiferentes tamaños de tubería de perforación.
Figura 1-26. Guía de desgaste interior del buje maestro
8 de marzo de 2001
1-64 Descripción del TDS-4S
Colgador giratorio de lastrabarrenasEl colgador giratorio de lastrabarrenas (Figura 1-27) permite quelos elevadores de lastrabarrena giren libremente cuando semanejan las sartas de fondo. El colgador giratorio delastrabarrenas se cuelga del elevador estándar de tubería deperforación y cuenta con un cojinete que permite su rotación aúncuando está cargado. Se cuelga un elevador tipo reborde de loseslabones tipo “perfección” (o de un segundo elevador de tuberíade perforación si se usan substitutos de levantamiento). Laslastrabarrenas pueden ser enroscadas o desenroscadas lentamente,mientras que el elevador gire en el colgador giratorio delastrabarrenas.
100 TONVARCO
A
A
Elevador DeTubería DePerforación
ColgadorGiratorio De
Lastrabarrenas
EslabonesPerfection (36")
Elevador DeBorde Cuadrado
ConectorDe Izaje
Lastrabarrena8 in.
Vista A - A
91 in.
37 in.
Figura 1-27. Colgador giratorio de lastrabarrenas
Descripción del TDS-4S 1-65
Adaptador de cable de alambreEl adaptador de cable de alambre (Figuras 1-28 y 1-29) se conectaal Pipehandler y evita que el cable interfiera con los tubos y loscomponentes del TDS. Puede ser usado en un lubricador colgadoen los elevadores usando eslabones de 180 pulgadas.
Sección Típica A Través De La Polea
42.52 in.
23.1 in.
26.0 in.
Figura 1-28. Adaptador típico de cable de alambre PH-85
8 de marzo de 2001
1-66 Descripción del TDS-4S
Vista A-A
Vista A-ALlave De TorsiónDel Sistema De
Propulsión Superior
Guarda De La LlaveDe Torsión
(Desmontar Para Instalación)
Polea De 20 Pulg.De Diá.
Al Múltiple De Lodo
Eslabones Del Elevador(180 Pulg. ó Mayores-Sumin. Por El Cliente)
El Adaptador De Cable DeAlambre Es Instalado En
Lugar De La Guarda De LaLlave De Torsión Usando Los
Pasadores Existentes
Día. Máx. Del CableDe Alambre 9/16 Pulg.
Eslabones DelElevador
(180 Pulg. De Largo-Sumin. Por El Cliente)
Lubricador
Figura 1-29. Adaptador de cable de alambre para el PH-60d
Descripción del TDS-4S 1-67
Indicador de altura de coronaEl indicador de altura de corona es un instrumento electrónicoautónomo que determina la posición de los equipos viajeros conrespecto a la corona. El sistema cuenta con cuatro elementosprincipales:
❏ Un identificador metálico ubicado típicamente en el conjuntode la carretilla del bloque
❏ Dos soportes de sensores abisagrados ubicados en la partetrasera de los carriles guía
❏ Una caja de conexiones de sensores, ubicada en la torre cercade los soportes mencionados
❏ Una caja de control del indicador de altura de corona, o uncontrol integrado en la consola de control e instrumentacióndel perforador
La caja de control del indicador de altura de corona (CHIC)(Figura 1-30) contiene tres luces indicadoras y una tarjetaelectrónico. Dos indicadores señalan la posición de la partesuperior de los equipos viajeras respecto a la corona. El tercerindicador señala el estado de la energía del sistema.
El indicador amarillo en la caja de control CHIC se iluminacuando la parte superior del conjunto viajero se encuentra amenos de diez pies de la corona. El indicador rojo se iluminacuando los equipos viajeros se encuentran a menos de cinco piesde la corona. Cuando los equipos viajeros llegan a menos de dospies de la corona, ambos indicadores se centelleanalternativamente. El indicador verde se ilumina cuando se disponede energía CD. Este indicador también contiene un botón deprueba que simula la posición de dos pies.
Los indicadores de altura de la corona integral en la VDC sonidénticos a los de la caja de control separada.
8 de marzo de 2001
1-68 Descripción del TDS-4S
IBOPCLOSE
BRAKEON
BRAKEOFF ON
IBOPCLOSE OPEN
TORQ. WRENCHPUSH & PULL
LINK TILTOFF ON
CROWN CLEARANCE2 FEET WHEN FLASHING
5 FEET
10 FEET
ACTIVE/TEST
IBOPCLOSE
BRAKEON
BRAKEOFF ON
IBOPCLOSE OPEN
TORQ. WRENCHPUSH & PULL
LINK TILTOFF ON
CROWN CLEARANCE2 FEET
WHEN FLASHING
5 FEET
10 FEET
R
Y
G
ACTIVE/TEST
G
Y
R
Controles Integrados
Salida De Aire DePurga a la UnidadDe Protección
VDCControles
Independientes
Entrada De AireDe Purga
Figura 1-30. Caja de control de indicador de altura de corona (CHIC)
Descripción del TDS-4S 1-69
Capítulo 3
Especificaciones
Motor de perforaciónCaballos de potencia: 1,100
El tiempo máximo de parada a plena potencial generalmente es deunos 10 segundos. Vea los detalles en el libro de Operación.
Sistema principal de lubricación decaja de engranajesProporciona lubricación para el conjunto principal de engranajesy el cojinete de la unión giratoria. Incluye una motobomba deCD a prueba de explosiones de 5 HP, filtro/colador, un sensor depérdida de presión y un vidrio de nivel de aceite. El sistema delubricación de la caja de engranajes principal del TDS-4S tieneuna capacidad aproximada de 20 galones (vea el libro deMantenimiento y Resolución de Problemas para los detalles sobre lacapacidad de aceite y la adición de aceite a la caja de engranajes).
8 de marzo de 2001
1-70 Descripción del TDS-4S
Sistemas de enfriamiento
Soplador local *Flujo 3200 PCM
Motores de sopladores 20 HP
Voltaje típico 220/460 VCA, trifásica, 60 Hz
Velocidad 3450 rpm
Amortiguadores de chispas Estilo estándar; también estádisponible con aprobaciónBASEEFA
Soplador remoto montado en la torre *Flujo 3200 PCM
Motores de sopladores 40 HP
Voltaje típico 220/460 VCA, trifásica, 60 Hz
Velocidad 3450 rpm
Amortiguadores de chispas Estilo estándar; también estádisponible con aprobaciónBASEEFA
* Estos sistemas incluyen un enfriador de aceite/intercambiadorde calor adicional montado sobre la caja de engranajes del TDS.
Circuito cerradoFlujo 3200 PCM
Motores de sopladores 20 HP
Voltaje típico 220/460 VCA, trifásica, 60 Hz
Velocidad 3450 rpm
Intercambiador de calor 220,000 BTU/horapara el motor GE
Abastecimiento de agua de refrigeración 50 gpm con 250pies de carga hidrostática,medida en el piso de perforación
Enfriador de aceite 6 gpm
Temperatura máxima de entrada 90°F (32°C)
Descripción del TDS-4S 1-71
Carretillas de guíaDistancia estándar de carriles 30, 39 ó 48 pulgadas(Centro de pozo a la línea de centro de carriles)
Separación estándar de carriles 62, 66 ó 72 pulgadas(Línea de centro de los carriles)
Tamaños recomendados de carril W12x53 (mástilesterrestres),ó W14x74, W14x90
Tamaño de rodillo Brida de 6 pulgadas y 6 pulgadasde costado
Material del marco Acero ASTM A-500/A-36o equivalente
PipehandlerTorsión de desenroscado PH-85 y PH-85H = 85,000 lbs-
piePH-60d = 60,000 lbs-pie
Presión hidráulica Máximo de 2,000 psi
Flujo hidráulico 30 a 35 gpm
Presión de aire Mínimo de 90 psi
Juegos de circuitos de servicio
Circuito de energía (áreas no reguladas)646 MCM 4 (c/u)
Longitud estándar 86 pies (entre bridas)
Diámetro Día. int. 5 pulg. SAE 100-R2cubierta de manguera
Voltaje de entrada 2000 máximo (cada uno)
Cable de tierra Conductor 2/0 estañado con tierrade cobre
8 de marzo de 2001
1-72 Descripción del TDS-4S
Circuito compuesto de control26 conductores, calibre 14
4 conductores, calibre 8
2 pares, calibre 14, trenzados y blindados
2 conductores, calibre 5
1 par, calibre 6, trenzado y blindado
Circuito de fluido
z No se requieren todas las mangueras en todas las configuraciones.
Longitud total del conjunto 86 pies (entre bridas)
Manguera hidráulica de presión o retorno (3 total)
Tamaño Día. int. 3/4 pulg. SAE 100-R9
Máxima presión de trabajo 3000 psi
Manguera de suministro de aire (2 cada una)
Tamaño Día. int. 1/2 pulg. SAE 100-R2
Presión de trabajo 150 psi
Máxima presión de trabajo 3500 psi
Manguera de aire de purga (2 cada una)
Tamaño Día. int. 1 pulg. SAE 100-R2
Presión de trabajo 150 psi
Máxima presión de trabajo 2000 psi
Manguera de agua (2)
Tamaño Día. int. 1 1/4 pulg. SAE 100-R2
Presión de trabajo 150 psi
Máxima presión de trabajo 1625 psi
Mangueras de retracción (2)
Tamaño Día. int. 1 pulg. SAE 100-R2
Máxima presión de trabajo 3000 psi
Descripción del TDS-4S 1-73
Accesorios para equipos eléctricos
API Clase I, División II - NEC.Cajas de conexión en la torre (2 cada una) Aluminio fundido,
a prueba de explosiones
Cajas de conexiones para los motores (2 cada una) Aluminiofundido,a prueba de explosiones
Válvulas solenoide (6 cada una) 1/2 pulgada, 4-vías, 2posiciones
Interruptores de presión (2 cada uno) Sensor de 6 pulgadas deH
2O
Calentadores de motor (2 cada uno) 2 - 200 vatios, 110 voltios
VDC / grupo de instrumentos Interruptores varios
Indicador de torsión (0 - 1500 amperios)
Indicador de RPM (0 - 350 rpm)
Norma europea área zona 2 -EExdCajas de conexión en la torre (2 cada una) Acero inoxidable
Cajas de conexiones para los motores (2 cada una) Aceroinoxidable
Válvulas solenoide (6 cada una) 1/2 pulgada, 4-vías, 2posiciones
Interruptores de presión (2 cada uno) Sensor de 6 pulgadas deH
2O
Calentadores de motor (2 cada uno) 2 - 200 vatios, 220 voltios
8 de marzo de 2001
1-74 Descripción del TDS-4S
SISTEMA DE PERFORACION TOP DRIVE TDS-4ST
OR
SIO
N, C
ON
TIN
UA
(lb
s-p
ie)
Torsión VS. Velocidad De Tubería De Perforación Motor GE 752 De Alta Torsión En Serie
ENGRANAJE DE ALTA
40,000
35,000
30,000
25,000
20,000
15,000
10,000
5,000
0
0
RPM
ENGRANAJE DE BAJA
50 100 150 200 250 300
45,000
120 190
50,000
55,000
50,900
32,500
1,130 HP LIMITE
1,130 HP LIMITE
160 RPM
60,000
58,200 INTERMITENTE
CONTINUO
LOS VALORES DE TORSION CONTINUA EN BASE A 1250 AMPS EN EL INDUCIDOLOS VALORES DE TORSION INTERMITENTE EN BASE A CERO VELOCIDAD CON1400 AMPS, DURACION MAXIMA DE 7 SEGUNDOS
37,200 INTERMITENTE
CONTINUO
JUNE 3, 1991 A.N.
12,000 ft lb
5,000 ft lb
Descripción del TDS-4S 1-75
SISTEMA DE PERFORACION TOP DRIVE TDS-4S
40,000
35,000
30,000
25,000
20,000
15,000
10,000
5,000
0
0
RPM50 100 150 200 250 300
45,000
50,000
Torsión VS. Velocidad De Tubería Perforación Motor GE 752 Alta Torsión En Derivación
130 RPM
TO
RS
ION
, CO
NT
INU
A (
lbs-
pie
)55,000
50,100INTERMITENTE
ENGRANAJE DE BAJA45,500
ENGRANAJE DE ALTA
Se Requiere Campo Reducido En Esta Area
29,100 CONTINUO
SERVICIO CONTINUO
Los Valores De Torsión Continua En Base A 1250 Amps En El Inducido Los ValoresDe Torsión Intermitente En Base A Cero Velocidad Con 1400 Amps, Duración
Máxima De 7 Segundos Area Reducida En Base A Campo De 30 Amps.
205 RPM
32,000 INTERMITENTE