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• CHRISTIAN DANIEL MORALES BOHORQUEZ

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PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B DECIMOTERCERA EDICIÓN, Octubre de 2011 ERRATA, Abril de 2012 ERRATA 2, Enero de 2013

Los derechos de autor Instituto Americano del Petróleo Proporcionado por IHS bajo licencia con el API Queda prohibida la reproducción o redes permitida sin licencia de IHS

Licenciatario = Occidental Petróleo y Gas / 5910419104 No para reventa, 27/03/2013 13:52:36 MDT

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Aplicación, Cuidado y Uso de Cables para Servicio en Campo petrolero

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Los derechos de autor Instituto Americano del Petróleo Proporcionado por IHS bajo licencia con el API Queda prohibida la reproducción o redes permitida sin licencia de IHS

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Aplicación, Cuidado y Uso de Cables para Servicio en campo petrolero

Segmento aguas arriba PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B DECIMOTERCERA EDICIÓN, Octubre de 2011 ERRATA, Abril de 2012 ERRATA 2 Enero de 2013

Los derechos de autor Instituto Americano del Petróleo Proporcionado por IHS bajo licencia con el API Queda prohibida la reproducción o redes permitida sin licencia de IHS

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Todos los derechos reservados. Ninguna parte de este trabajo puede ser reproducida, traducida, almacenada en un sistema de recuperación, o transmitida por cualquier medio, electrónico, mecánico, fotocopia, grabación, o de otra manera, sin la autorización previa por escrito del editor. Póngase en contacto con el editor, la API de Servicios de edición, 1220 L Street, NW, Washington, DC 20005. Copyright © 2011 Instituto Americano del Petróleo Los derechos de autor Instituto Americano del Petróleo Proporcionado por IHS bajo licencia con el API Queda prohibida la reproducción o redes permitida sin licencia de IHS

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Los usuarios de esta práctica recomendada no deben basarse exclusivamente en la información contenida en este documento. Las prácticas de sonido, científicas, de ingeniería, y el juicio de seguridad deben ser usados en el empleo de la información contenida en este documento.

Prólogo Nada de lo contenido en cualquier publicación API debe ser interpretado como una concesión de algún derecho, por implicación o de otra manera, para la fabricación, venta o uso de cualquier método, aparato o producto cubierto por una patente de invención. Ni debe cualquier cosa contenida en la publicación interpretarse como asegurar a nadie contra la responsabilidad por infracción de patentes de invención. Deberá: Tal como se utiliza en una publicación, “deberá” denota un requisito mínimo con el fin de ajustarse a la publicación. Debería: Tal como se utiliza en una publicación, “debería” denota una recomendación o lo que se recomienda pero no se requiere con el fin de ajustarse a las especificaciones. Este documento ha sido producido bajo los procedimientos de estandarización de API que garanticen la notificación y la participación adecuada en el proceso de desarrollo y se designa como un estándar API. Las cuestiones relativas a la interpretación del contenido de esta publicación o comentarios y preguntas relativas a los procedimientos bajo los cuales se desarrolló deben ser dirigidas por escrito al Director de Normas del Instituto Americano del Petróleo, 1220 L Street, NW, Washington, DC 20005. Las solicitudes de autorización para reproducir o traducir la totalidad o parte del material publicado en este documento también deben dirigirse al director En general, las normas API son examinadas y revisadas, reafirmadas, o retiradas al menos cada cinco años. Se puede añadir a este ciclo de revisión una extensión de una sola vez por hasta 2 años. El estado de vigencia de la publicación se puede determinar con el Departamento de normas API, teléfono (202) 682-8000. Un catálogo de publicaciones y materiales de API es publicado anualmente por la API, 1220 L Street, NW, Washington, DC 20005. Las sugerencias de revisión son bienvenidas y deben ser enviadas al Departamento de Normas, API, 1220 L Street, NW, Washington, DC 20005, [email protected].

iii Los derechos de autor Instituto Americano del Petróleo Proporcionado por IHS bajo licencia con el API Queda prohibida la reproducción o redes permitida sin licencia de IHS

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Los derechos de autor Instituto Americano del Petróleo Proporcionado por IHS bajo licencia con el API Queda prohibida la reproducción o redes permitida sin licencia de IHS

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Contenido Página

1 Alcance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 Cuidado en Campo y Uso de Cable de Acero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.1 Manipulación de carrete. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.2 Manipulación durante la instalación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.3 Cuidado del Cable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.4 Amarrando. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.5 Bolsillos Cubiertos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.6 Fijación de los perros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.7 Practica de Aparejo de Líneas de Casing y Líneas de Perforación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

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3 Características de Diseño Recomendadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.1 Importancia del Diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.2 Bolsillos de Cestas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.3 Material para las Ranuras de las Poleas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.4 Rodamientos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.5 Diámetro de los tambores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.6 Ranuras del tambor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.7 Diámetro de las poleas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.8 Ranuras de las poleas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4 Evaluación de la línea de perforación rotatoria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.1 Servicio total realizado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.2 Operaciones de ida y vuelta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.3 Operaciones de Perforación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.4 Operaciones de Corazonamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.5 Operaciones de Asentamiento de Casing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.6 Operaciones con Viajes Cortos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.7 Otras Operaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.8 Evaluación del Servicio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.9 Cálculos de Ton-milla de la Línea de Perforación Rotatoria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.10 Forma para Registro de Servicio de Línea de Perforación Rotatoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5. Práctica de corte de Líneas de perforación Rotatoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5.1 Tiempo de servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5.2 Longitud inicial de la línea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5.3 Meta de Servicio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 5.4 Variaciones en Servicios de línea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 5.5 Longitud de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 6 Problemas en Campo y sus Causas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 6.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Figuras 1 Eficiencia de Colocación del Cable para Múltiples Bloques de Poleas Casos A, B, y C (Línea Rapida y Factores de Eficiencia para Torres de Perforación, Secciones con Extensión, etc.). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2 Eficiencia de Colocación del Cable para Múltiples Bloques de Poleas Casos D y E (Línea Rapida y Factores de Eficiencia para Torres de Perforación, Secciones con Extensión, etc.). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3 Eficiencias de Cables doblados alrededor de Poleas Fijas (Esfuerzos estáticos Solamente) . . . . . . . . . . . 8 4 Fracturas por Fatiga en Cables Exteriores Causadas por la Formación de Martensita. . . . . . . . . . . . . . . . . 9 v Los derechos de autor Instituto Americano del Petróleo Proporcionado por IHS bajo licencia con el API Queda prohibida la reproducción o redes permitida sin licencia de IHS

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5 Amarrando un Cable metálico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 6 Método Correcto de Colocación de Perros en el Cable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 7 Métodos incorrectos de Colocación de perros en el Cable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 8 Diagrama Típico de Aparejamiento para un Cable a partir de 14 hilos con 8-Poleas en el Bloque Corona y 7-Poleas en el Bloque Viajero: Aparejo de mano izquierda (Ver arreglo No1 en la Tabla 5) . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 9 Servicio relativo para Varias Relaciones DT/d de Poleas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 10 Ranuras en Poleas Nuevas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 11 Uso de Camisa para Polea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 12 Facsímil de la Forma de Registro de Servicio de la Línea de Perforación Rotatoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 13 Relación entre la Longitud Inicial de la Línea Rotaria y vida útil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Tablas 1 Tamaños típicos y Construcción de Cables de acero para el servicio en campo petrolero. . . . . . . . . . . . 1 2 Factores mínimos de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3 Amarrado de Perros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4 Amarrado de Perros de Silla Doble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 5 Arreglos recomendados de Aparejamiento para líneas de 14, 12, 10, 9, y 6 hilos usando 8 Poleas en el Bloque Corona con 7 Poleas en el Bloque Viajero, 7 Poleas en el Bloque Corona con 6 Poleas en el Bloque viajero, y 6 Polea en el Bloque Corona con 5 Poleas en el Bloque Viajero . . . . . . . . 16 6 Factores para el Diámetro de la Polea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 7 Factores de Doblado relativo durante la vida útil para Varios arreglos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 8 Radio de Ranuras para Poleas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 9 Meta de Ton-Milla por pie para el Cable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 10 Problemas de campo y sus causas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

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Aplicación, Cuidado y Uso de Cables para Servicio en campo petrolero 1 Alcance Esta práctica recomendada (RP) cubre las aplicaciones típicas para cables en la industria del petróleo y gas. Las prácticas típicas en la aplicación del cable para servicio de campo petrolero se indican en la Tabla 1, que muestra los tamaños y construcciones de uso común. Debido a la variedad de diseños de equipos, la selección de construcciones distintas de las que se muestra es justificable. En el servicio del campo petrolero, cable de acero se refiere a menudo a la línea o cable. Para efectos de claridad, estas diversas expresiones se incorporan en esta práctica recomendada. Tabla 1 Tamaños típicos y Construcción de Cable de Acero para Servicio en Campo Petrolero Servicio y Profundidad del Pozo

Diámetro del cable (in.)

Líneas para Varilla y tubería

1/2 hasta

Descripción del Cable

(mm)

1 1/8

6×26WS RR o LR IWRC

13 hasta 29

Líneas para Colgador de varilla

1/4

6.5

Sand lines

1/4 hasta 5/8

6.5 hasta 16

6×31WS remachado RR o LR IWRC 6×19 RR FC 6×7 brillante o galvanizado RR FC 5×7 brillante o galvanizado RR FC 5×7 remachados brillante o galvanizado FC 6×19S RR IWRC

Líneas de Perforación

7/8 hasta

2 3/4

22 hasta 52

6×26WS RR IWRC (Puede tener hilos compactados y/o ser de plástico impregnado.)

Líneas de Winche

5/8 hasta

1 1/8

16 hasta 29

6×26WS o 6×31WS o 6×36WS RR IWRC

Líneas para Caremulo de las unidades de Bombeo

1/2 hasta

1 1/8

13 hasta 29

6×19 clase o 6×36 FC clase o IWRC

7/8 hasta

2 3/4

22 hasta 70

6×19 clase brillante / galvanizado / drawn galvanizado RR IWRC

13/8 hasta 43/4

35 hasta 122

6×36 clase brillante / galvanizado / drawn galvanizado RR IWRC

Hasta 13/8

Hasta 35

más de 13/8

Más del 35

3/4

19

11/2 hasta 3

38 hasta 76

Líneas de anclaje en alta mar

Líneas de izaje de mástil Línea tensora guía --`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

Línea tensora del Riser

6×19 clase RR IWRC 6×36 clase RR IWRC 8×36 clase hilo compactado RR IWRC 6×25FW RR IWRC 6×36 clase RL IWRC 8×36 clase RL IWRC (Puede tener hilos compactados y/o ser de plástico impregnado)

Estas son recomendaciones generales y pueden ser modificadas debido a las condiciones de funcionamiento, los requisitos del equipo de perforación y / o características del cable. Consulte a su proveedor de cable para obtener ayuda. abreviaturas: FW Cable de relleno RR(sZ) Giro Regular a la Derecha a LL (sS) Giro pronunciado a la izquierda b FC Núcleo de Fibra S Sellado LR (zS) Giro Regular a la Izquierda c RA (aZ) Giro alternativo a la Derecha d IWRC Núcleo indep de cable WS Sellado Warrington RL (zZ) Giro pronunciado a derecha e LA (aS) Giro alternativo a la Izquierda f a b c d e f

A veces hace referencia al giro ordinario de mano derecha (llamado RHO) y regular a la derecha (llamado RRL). A veces hace referencia al giro pronunciado a mano izquierda (llamado LHL) o pronunciado hacia la izquierda (llamado LLL). A veces hace referencia al giro ordinario a la izquierda (llamado LHO) y regular a la izquierda (llamado LIF). Anteriormente llamado RAL. A veces se refiere al giro pronunciado de mano derecha (llamado BSR) o pronunciado a la derecha (llamado RLL). Anteriormente llamado LAL.

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2

PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

2 Cuidado en Campo y Uso del Cable 2.1 Manipulación en Carrete 2.1.1 Uso de la Cadena de Unión o de Elevación Al manipular el cable en un carrete con una cadena de unión o de elevación, se deben utilizar siempre bloques de madera entre el cable y la cadena para evitar daños en el cable o la distorsión de los hilos del cable. 2.1.2 Uso de Barras Las barras para mover el carrete se deben utilizar en contra de la brida del carrete, y no contral cable. 2.1.3 Objetos Afilados El carrete no debe girar o caer en cualquier objeto afilado duro de manera que el cable se dañe. 2.1.4 Caída El carrete no debe dejarse caer. Esto puede causar daños al cable, así como romper el carrete. 2.1.5 Lodo, Suciedad, o Cenizas Se debe evitar girar el carrete o dejarlo parado en cualquier medio perjudicial para el acero, tal como el barro, suciedad o cenizas. Encofrar o poner un apoyo será de ayuda en el manejo del carrete, así como en la protección del cable contra daños. 2.1.6 Elevación del carrete El método preferido para la elevación de un carrete con eslingas es utilizar una barra tipo viga que sea de longitud suficiente para mantener las piernas de la eslinga en contacto con el carrete. Esto evitará que las bridas del carrete sean dobladas, torcidas, rotas o dañadas de alguna manera por las eslingas. 2.1.7 Eje a través de los Agujeros del Carrete Al levantar carretes de cable, se debe tener cuidado de que el eje que atraviesa el carrete sea de longitud adecuada para la tarea, además de su espesor de pared y diámetro son de fuerza y tamaño suficiente, respectivamente, para soportar el peso de manera segura sin dañar los orificios centrales de la dos bridas del carrete.

2.2 Manipulación durante la instalación 2.2.1 Enhebrado de Bloques Los bloques deben ser enhebrados para dar un mínimo de desgaste contra los lados de las ranuras de la polea. 2.2.2 Cambio de Líneas y Corte Es una buena práctica en el cambio de líneas suspender el bloque viajero de la corona en una sola línea. Esto tiende a limitar la cantidad de roce en guardas o espaciadores, así como posibilidades de torceduras. Esta práctica también es muy eficaz en el procedimiento de correr y cortar cable.

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APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

3

2.2.3 Rotación del Carrete El carrete debe ponerse en un eje horizontal de manera que pueda girar libre cuando el cable se retire, y en una posición tal que el cable no se frote contra los miembros de la torre de perforación u otras obstrucciones al ser jalado por encima de la corona. Un bloque estático con una polea de tamaño adecuado debe ser utilizado para sostener el cable lejos de tales obstrucciones. 2.2.4 Levantando Es deseable el uso de un aparato adecuado para elevar el carrete del suelo y sostenerlo de manera que pueda girar sobre su eje. 2.2.5 Tensión en el cable Para enrollar adecuadamente, el cable nuevo debe ser instalado bajo tensión. Esto reducirá la trituración del cable y, si la tensión es suficiente, evitar el “jalado” de las capas superiores en múltiples capas de enrollado. 2.2.6 Giros en el cable Al instalar un cable nuevo, es importante que no haya el giro o torque en el cable instalado. Si la torsión o el torque son notable, se debe quitar el giro antes de anclar el cable. 2.2.7 Retorcimiento Se debe tener cuidado para evitar retorcer el cable metálico ya que un punto de torsión puede ser causa de la eliminación del cable o sección dañada. 2.2.8 Golpes con el martillo Los cables metálicos no deben ser golpeados con cualquier objeto, tal como un martillo de acero, hacha, o palanca el cual puede causar el desplazamiento y distorsión del cable. Incluso cuando se utiliza un martillo de metal blando, hay que señalar que un cable puede ser dañado por estos golpes. Por lo tanto, cuando sea necesario re unir los hilos del cable, esta operación debe realizarse con mayor cuidado; y un bloque de madera debe ponerse entre el martillo y el cable. 2.2.9 Limpieza El uso de disolvente puede ser perjudicial para un cable. Si un cable se cubre de suciedad o arena, se debe limpiar con un cepillo seguido por una lubricación apropiada según sea necesario. 2.2.10 Vueltas de Exceso o Muertas Después de asegurar adecuadamente el cable en el tambor, se debe mantener el número de vueltas o muertos en exceso o vueltas especificado por el fabricante del equipo. Para las plataformas con equipo de compensación de movimiento, se debe enrollar suficiente cuerda adicional sobre el tambor para mantener el número mínimo de vueltas muertas cuando el cable requerido por el compensador está en su máximo. 2.2.11 Cable Nuevo

2.2.12 Línea Nueva para Extracción de Muestras o Suabeo

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Siempre que sea posible, un cable nuevo de acero se debe utilizar bajo cargas y velocidades controladas por un período corto después de que se ha instalado. Esto ayudará a asentar los hilos alrededor del núcleo y ajustar el cable a las condiciones de trabajo.

Si una línea nueva de extracción de muestras o suabeo está excesivamente ondulada al instalarse por primera vez, se pueden añadir de dos a cuatro barras de peso en los primeros viajes para enderezar la línea. Los derechos de autor Instituto Americano del Petróleo Proporcionado por IHS bajo licencia con el API Queda prohibida la reproducción o redes permitida sin licencia de IHS

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4

PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

2.3 Cuidado del cable 2.3.1 Manipulación Las recomendaciones para el manejo como se indica en 2.1 y 2.2, se deben observar en todo momento durante la vida del cable. 2.3.2 Almacenamiento El carrete de almacenamiento deberá estar protegido de la intemperie, vapores químicos, vapor, salmuera, y cualquier otro agente corrosivo. El cable en el carrete de almacenamiento no debe estar en contacto directo con la cubierta o el suelo. 2.3.3 Factor de Diseño 2.3.3.1 El factor de diseño debe ser determinado por la siguiente fórmula: 𝐵

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 𝑊 B

es la resistencia nominal del cable, lb;

W es la tensión de la línea rápida (ver 2.3.3.4). 2.3.3.2 Cuando un cable se encuentre cerca del factor de diseño mínimo, se debe tener cuidado de que el cable y el equipo relacionado se encuentran en buen estado de funcionamiento. En todo momento, el personal que opera debe tener cuidado diligente para minimizar el choque, impacto, y la aceleración o desaceleración de cargas. El éxito de las operaciones de campo indican que los factores de diseño de la tabla 2 se deben considerar como mínimos. Tabla 2-Factores de diseño mínimo Operación Sand line

3

Línea de perforación rotatoria

3

Servicio de elevación distinto de perforación rotatoria

3

Izaje del mástil y línea de abatida

2.5

Línea de perforación Rotaria para sentar casing

2

Jalada de stuck pipe y operaciones similares poco frecuentes

2

2.3.3.3 La vida útil del cable varía con el factor de diseño; por lo tanto, se puede esperar una vida del cable más larga en general cuando se mantienen factores de diseño relativamente altos. 2.3.3.4 Para calcular el factor de diseño para líneas de muchos hilos, use las figuras 1 y 2 para determinar el valor de W en la ecuación (1). W es la tensión de línea rápida y es igual al factor de la línea rápida las veces de la carga del gancho o lectura del indicador de peso. NOTA El factor de línea rápida se calcula teniendo en cuenta la tensión necesaria para superar la fricción de los rodamientos de la polea.

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Factor de Diseño Mínimo

APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

5

EJEMPLO Línea de perforación

= 13/8 in. (35 mm) EIPS

Número de hilos

10 =

Carga del gancho

400.000 lb (181.4t) =

Las poleas son de tipo rodillo de rodamiento. A partir de la Figura 2, caso A, el factor de línea rápida es 0.123. La tensión de la línea rápida es entonces 400.000 lb (181,4 t) 0.123 = 49.200 lb (22,3 t) W. Siguiendo la fórmula en la Ecuación 1, el factor de diseño es entonces la fuerza nominal de la línea de perforación de 13/8 pulg. (35 mm) EIPS, dividido por la tensión de línea rápida o 192.000 lb (87,1 t) ÷ 49.200 lb (22,3 t) = 3,9.

2.3.3.5 Cuando se trabaja cerca del factor de diseño mínimo, se debe considerar las eficiencias de cable doblado alrededor de poleas, accesorios o tambores. La Figura 1 muestra cómo el cable puede verse afectada por la flexión. 2.3.4 Enrollando en el Tabor El cable debe mantenerse firme y enrollarse uniformemente en los tambores. Se debe aplicar suficiente tensión en lo hilos muertas de la línea de perforación después de hacer un corte o durante la instalación para impedir que sea forzado desde la pared del tambor. 2.3.5 Aplicación de Cargas Los esfuerzos repentinos, severos son perjudiciales para cable y tales aplicaciones deben reducirse al mínimo. 2.3.6 Velocidad de operación La experiencia ha indicado que el desgaste aumenta con la velocidad; la economía resulta de incrementar la carga y disminuir la velocidad moderadamente. 2.3.7 Velocidad de Cable Las velocidades excesivas cuando se mueven los bloques con una carga ligera, puede dañar el cable. 2.3.8 Abrazaderas Se debe tener cuidado de que las abrazaderas que se utilizan para sujetar el cable muerto no generen torceduras, aplanamiento, o aplastamiento del cable. 2.3.9 Lubricación del Cable Los cables están bien lubricados cuando se fabrican; Sin embargo, la lubricación no va a durar toda la vida útil del cable. Por lo tanto se tendrá que lubricar el cable en campo. Cuando sea necesario, lubrique el cable con un lubricante compatible que penetre y se adhiera al cable, y que esté libre de ácido o álcalis. 2.3.10 Amarre de Punto Muerto de Abrazaderas y Línea Rotaria Las abrazaderas utilizadas para sujetar las líneas en el punto muerto no deben retorcer, aplanar, o aplastar el cable. El amarre del punto muerto de la línea rotativa es de igual importancia que cualquier otra parte del sistema. El sistema de anclaje deberá estar equipado con un dispositivo de tambor y de sujeción lo suficientemente fuerte para soportar la carga, y diseñado para evitar daños al cable que pueda afectar el servicio sobre las poleas en el sistema. Se debe considerar la adición de una segunda abrazadera en el ancla de punto muerto cuando se usa una línea de perforación con plástico para reducir aún más la probabilidad de deslizamiento. --`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

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6

PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

CASO A Una polea estática

CASO B

CASO C

Dos poleas estáticas

Tres poleas estáticas

N=4 S=4 N=4 S=5 Tambor

L

N=4 S=6

Tambor

L

Tambor

L

L = carga S = Número de poleas N = Número de partes del cable que soportan carga

Tensión de Línea Rápida = Factor de Línea rápida X Carga 1

2

3 4 5 6 Poleas de Rodamiento Plano K = 1,09a

N or 2 te 3

caso A

caso B

caso C

caso A

caso B

caso C

caso A

caso B

caso C

caso A

caso B

caso C

0,880 0,844

0,807 0,774

0,740 0,710

0,568 0,395

0,620 0,431

0,675 0,469

0,943 0,925

0,907 0,889

0,872 0,855

0,530 0,360

0,551 0,375

0,573 0,390

4

0,810

0,743

0,682

0,309

0,336

0,367

0,907

0,873

0,839

0,275

0,287

0,298

5

0,778

0,714

0,655

0,257

0,280

0,305

0,890

0,856

0,823

0,225

0,234

0,243

6

0,748

0,686

0,629

0,223

0,243

0,265

0,874

0,840

0,808

0,191

0,198

0,206

7

0,719

0,660

0,605

0,199

0,217

0,236

0,857

0,824

0,793

0,167

0,173

0,180

8

0,692

0,635

0,582

0,181

0,197

0,215

0,842

0,809

0,778

0,149

0,154

0,161

9

0,666

0,611

0,561

0,167

0,182

0,198

0,826

0,794

0,764

0,134

0,140

0,145

10

0,642

0,589

0,540

0,156

0,170

0,185

0,811

0,780

0,750

0,123

0,128

0,133

11

0,619

0,568

0,521

0,147

0,160

0,175

0,796

0,766

0,736

0,114

0,119

0,123

12

0,597

0,547

0,502

0,140

0,152

0,166

0,782

0,752

0,723

0,107

0,111

0,115

13

0,576

0,528

0,485

0,134

0,146

0,159

0,768

0,739

0,710

0,100

0,104

0,108

14

0,556

0,510

0,468

0,128

0,140

0,153

0,755

0,725

0,698

0,095

0,098

0,102

15

0,537

0,493

0,452

0,124

0,135

0,147

0,741

0,713

0,685

0,090

0,094

0,097

16

0,520

0,477

0,437

0,120

0,131

0,143

0,728

0,700

0,673

0,086

0,089

0,093

17

0,503

0,461

0,423

0,117

0,128

0,139

0,716

0,688

0,662

0.0082

0,085

0,089

18

0,486

0,446

0,409

0,114

0,124

0,136

0,703

0,676

0,650

0,079

0,082

0,085

19

0,471

0,432

0,396

0,112

0,122

0,133

0,691

0,665

0,039

0,076

0,079

0,082

20

0,456

0,419

0,384

0,110

0,119

0,130

0,680

0,653

0,628

0,074

0,077

0,080

Eficiencia

7

8

Factor de Línea Rápida

9 10 11 12 Poleas de Rodamiento con rodillos K = 1,04a Eficiencia

13

Factor de Línea Rápida

NOTA Estos casos aplican también cuando el cable tiene punto muerto en el bloque inferior o bloque viaje o en el piso de la torre de perforación después de pasar sobre una polea muerta en la corona. a

𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =

𝐾 𝑁 −1 𝐾 𝑆 𝑁(𝐾−1)

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐿í𝑛𝑒𝑎 𝑅á𝑝𝑖𝑑𝑎 =

1 𝑁∗𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎

Figura 1-Eficiencia de enrollamiento de cable para múltiples poleas de Bloques Casos A, B y C (línea rápida y factores de eficiencia para torres de perforación, extensiones, etc.)

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En estas tablas, el factor K para la fricción de la polea es 1,09 para rodamientos lisos y 1,04 para rodamientos de rodillos. Otros Factores K se pueden utilizar si es recomendado por el fabricante del equipo.

APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

7

CASO D

CASO E

Tambor sencillo

Tambor doble con ecualizador

Tambor

Tambor

N=4 S=4

S=6

Tambor N=8 L

L L = carga S = Número de poleas (sin contar ecualizador) N = Número de partes del cable que soportan carga

1

N or 2 te 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

2

3 4 5 Poleas de Rodamiento Plano K = 1,09a Eficiencia Factor de Línea Rápida caso D caso E caso D caso E 0,959 1,000 0,522 0,500 0,920 0,362 0,883 0,959 0,283 0,261 0,848 0,236 0,815 0,920 0,205 0,181 0,784 0,182 0,754 0,883 0,166 0,142 0,726 0,153 0,700 0,848 0,143 0,118 0,674 0,135 0,650 0,815 0,128 0,102 0,628 0,123 0,606 0,784 0,118 0,091 0,586 0,114 0,566 0,754 0,110 0,083 0,548 0,107 0,530 0,726 0,105 0,077 0,513 0,103 0,498 0,700 0,101 0,071

6

7 8 9 Poleas de Rodamiento con rodillos K = 1,04a Eficiencia Factor de Línea Rápida caso D caso E caso D caso E 0,981 1,000 0,510 0,500 0,962 0,346 0,944 0,981 0,265 0,255 0,926 0,216 0,909 0,962 0,183 0,173 0,892 0,160 0,875 0,944 0,143 0,132 0,859 0,129 0,844 0,926 0,119 0,108 0,828 0,110 0,813 0,909 0,102 0,092 0,799 0,096 0,785 0,892 0,091 0,080 0,771 0,086 0,757 0,875 0,083 0,071 0,744 0,079 0,731 0,859 0,076 0,065 0,719 0,073 0,707 0,844 0,071 0,059

NOTA Estos casos aplican también cuando el cable tiene punto muerto en el bloque inferior o bloque viaje o en el piso de la torre de perforación después de pasar sobre una polea muerta en la corona. a En estas tablas, el factor K para la fricción de la polea es 1,09 para rodamientos lisos y 1,04 para rodamientos de rodillos. Otros Factores K se pueden utilizar si es recomendado por el fabricante del equipo.

𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐶𝑎𝑠𝑜 𝐷 =

(𝐾 𝑁 −1)

𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐶𝑎𝑠𝑜 𝐸 =

𝐾 𝑆 𝑁(𝐾−1)

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐿í𝑛𝑒𝑎 𝑅á𝑝𝑖𝑑𝑎 =

2(𝐾 𝑁 −1) 𝑆

𝐾 2 𝑁(𝐾−1) 1

𝑁∗𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐿í𝑛𝑒𝑎 𝑅á𝑝𝑖𝑑𝑎 =

1 𝑁∗𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎

Figura 2-Eficiencia de enrollamiento de cable para múltiples poleas de Bloques Casos D y E (línea rápida y factores de eficiencia para torres de perforación, extensiones, etc.)

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PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Relación de Diámetro Polea-Cable D / d

Figura 3-Eficiencias de Cables doblados alrededor de Poleas estacionarias (Solo Esfuerzos estáticos) 2.3.11 Rotura de cable por martensita en las líneas de perforación Se debe tener cuidado de mantener el enrollamiento adecuado de las líneas de perforación rotatoria en el tambor del malacate con el fin de evitar una fricción excesiva que puede resultar en la formación de martensita. La martensita también se puede formar por una fricción excesiva en ranuras gastadas de poleas, el deslizamiento en las poleas, o fricción excesiva resultante de roce contra un miembro de la torre de perforación. Se debe utilizar una guía para la línea entre el tambor y la polea de la línea rápida para reducir la vibración y proteger la línea de perforación contra el roce con la torre de perforación. En equipos con compensación de movimiento, las altas velocidades de línea y cambios repentinos de dirección pueden causar el deslizamiento del cable en las ranuras de la polea que puede resultar en la formación de martensita. NOTA 1 La martensita es un micro constituyente duro, no dúctil que se forma cuando el acero se calienta por encima de su temperatura crítica y se enfría rápidamente. En el caso del acero de la composición utilizada convencionalmente para el cable, la martensita se puede formar si la superficie del alambre se calienta a una temperatura cerca o algo más de 1400 ° F (760 ° C), y después se enfría a una velocidad relativamente rápida. La presencia de una película de martensita en la superficie de los hilos exteriores de un cable que ha estado en servicio es evidencia de que se ha generado suficiente calor de fricción en la corona para elevar momentáneamente la temperatura de la superficie del alambre a un punto por encima del intervalo de temperaturas crítica del acero. La superficie calentada se enfría entonces rápidamente por el metal adyacente frío dentro del alambre resultando en un temple efectivo.

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NOTA 2 La parte A de la Figura 4 muestra un cable que ha desarrollado fracturas por fatiga en la corona en los cables exteriores, y la parte B de la figura 4 muestra una fotomicrografía (100× aumento) de una muestra cortada de la corona de uno de estos alambres exteriores. Esta microfotografía muestra claramente la profundidad de la capa martensítica y las grietas producidas por la incapacidad de la martensita para resistir la flexión normal del cable. Las grietas iniciales en la capa martensítica causan los fallos que aparecen en la corona en los cables exteriores de esta cuerda. El resultado es una vida útil más decepcionante para el cable. La mayoría de los fracasos de alambre exteriores pueden ser atribuidos a la presencia de martensita, si se conoce que este constituyente duro se ha formado. Los derechos de autor Instituto Americano del Petróleo Proporcionado por IHS bajo licencia con el API Queda prohibida la reproducción o redes permitida sin licencia de IHS

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APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

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NOTA Ver 2.3.11.

Figura 4-Fracturas por Fatiga en Alambres Exteriores Causada por la Formación de Martensita 2.3.12 Ranuras del Tambor y Poleas Gastados Las ranuras de poleas y tambor desgastadas causan un desgaste excesivo en el cable. 2.3.13 Alineamiento de la polea Todas las poleas deben estar en la alineación adecuada. La polea rápida debe estar alineada con el centro del tambor de cable. 2.3.14 Las Ranuras de Poleas Desde el punto de vista de vida útil del cable, la condición y el contorno de ranuras de la polea son importantes y deben comprobarse periódicamente. La ranura de la polea debe tener un radio no inferior al de la Tabla 7; de lo contrario, se puede esperar una reducción de la vida útil del cable. Las ranuras de las poleas reacondicionadas deben ajustarse a los radios recomendados para poleas nuevas como se indica en la Tabla 7. Cada operador debe establecer el punto más económico en el que las poleas deben ser re-ranuradas o sustituidas teniendo en cuenta la pérdida de vida útil del cable que resultará de poleas desgastadas en comparación con los costos involucrados. Consulte al fabricante de la polea sobre la re-ranuración de sus poleas. 2.3.15 Instalación de Cable Nuevo Cuando un cable nuevo se va a instalar en las poleas utilizadas, es particularmente importante que las ranuras de las poleas sean comprobadas como se recomienda en 2.3.14. 2.3.16 Lubricación de poleas Para asegurar un mínimo esfuerzo de giro y una rotación suave, todas las poleas deben mantenerse adecuadamente lubricadas. 2.3.17 Rodamientos de Polea Los rodamientos de las poleas deben mantener la alineación de la polea.

2.4 Amarres 2.4.1 Amarre antes de cortar Antes de cortar un cable, este debe amarrarse de forma segura en cada lado del corte con lazos de alambre suave. Para punto muerto, se deben colocar al menos dos amarres adicionales a una distancia desde el extremo igual a la longitud a la canasta donde entra el cable a amarrar. La longitud total del amarre debe ser de al menos dos veces el diámetro del cable y ser amarrada de forma segura con un hierro de amarre. Esto es muy importante, ya que evita que el cable se retuerza y asegura la misma tensión en los hilos cuando se aplica la carga. --`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

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PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

2.4.2 Procedimiento El procedimiento recomendado para amarrar un cable metálico es como sigue y se ilustra en la Figura 5. a) El alambre de amarre debe ser enrollado sobre el cable a mano como se muestra en la parte 1. Los amarres deben mantenerse juntos y tensionados considerablemente en el cable. b) Después de que el alambre de amarre se ha enrollado en el cable, los extremos del cable deben ser retorcidos juntos a mano en dirección hacia la izquierda de manera que la porción de trenzado de los alambres se encuentre cerca del centro de amarre (ver parte 2). c) Usando cortadores “Carew”, el giro debe ser ajustado lo suficiente para cerrar la holgura (ver parte 3). No se debe apretar el amarre por torsión. d) El amarre debe ser apretado haciendo palanca de giro hacia fuera del eje del cable con el cortador, como se muestra en la parte 4. e) El apretamiento del amarre como se explica en c y d arriba debe repetirse tan a menudo como sea necesario para ajustar el apretado.

--`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

f) Para completar la operación de amarre, los extremos del cable se debe cortar como se muestra en la parte 5, y la porción retorcida del alambre intervenido plano contra el cable. La aparición del amarre terminado se ilustra en la parte 6.

Figura 5-Poner un amarre en un cable

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APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

11

2.5 Ponchado 2.5.1 Eficiencia El ponchado correcto, utilizando zinc o epoxi, desarrollará 100% de la fuerza del cable. 2.5.2 Fijación El ponchado debe ser realizado por personal entrenado siguiendo las instrucciones del fabricante del material de ponchado o un estándar de ponchado reconocido como la ISO 17558.

2.6 Fijación de Perros 2.6.1 Tipo y Fuerza El método de hacer uniones de cable con perros es ampliamente utilizado. Se recomiendan los clips forjados ya sea del perno en U o tipo de silla doble. Cuando está correctamente aplicado de manera descrita en este documento, el método desarrolla alrededor del 80% de la resistencia del cable en el caso de seis cuerdas de cable.

Al colocar clips (perros), la longitud del cable a dar vuelta hacia atrás cuando se hace pasar por el dedal de anclaje es dependiente del tamaño del cable y la carga a manipular. Las longitudes recomendadas, tal como se mide desde la base del dedal, se dan en la Tabla 3 y en la Tabla 4. 2.6.3 Thimble (Dedal) El dedal primero debe ser amarrado al cable en el punto deseado y el cable entonces doblado alrededor del dedal y asegurado temporalmente por un amarre de las dos partes del cable juntos. 2.6.4 Número y Amarre de clips 2.6.4.1 Remítase a la Tabla 3 y la Tabla 4 para el número mínimo de clips y torque requerido. Para los clips de pernos en U, aplique el perno en U sobre el extremo muerto del cable con extremo vivo descansando en la silla de montar. Todos los clips de pernos en U deben se deben poner de la misma manera (ver Figura 6). La colocación incorrecta de clips de pernos en U se ilustra en la Figura 7. 2.6.4.2 Aplicar el primer clip una base de anchura del extremo muerto del cable. Apretar tuercas de manera uniforme, alternando de una tuerca a la otra hasta alcanzar el torque recomendado. 2.6.4.3 Cuando se requieran dos clips, aplicar el segundo clip tan cerca del bucle o dedal como sea posible. Apretar tuercas de manera uniforme, alternando de una tuerca a la otra hasta alcanzar el torque recomendado. 2.6.4.4 Cuando se requieren más de dos clips, aplicar el segunda lo más cerca del bucle o dedal posible, girar las tuercas en el segundo clip con firmeza, pero no apretar. Espaciar los clips adicionales igual a los dos primeros. Eliminar la holgura del cable. Apretar tuercas en cada perno en U de manera uniforme, alternando de una tuerca a la otra hasta alcanzar el torque recomendado. 2.6.5 Aplicación de Carga y Reajuste Aplicar la primera carga al ensamblaje. Esta carga debe ser igual o mayor que las cargas esperadas en uso. A continuación, compruebe y vuelva a apretar las tuercas al torque recomendado. De acuerdo con las buenas prácticas de aparejo y mantenimiento, el cable de acero y extremos deben ser inspeccionados periódicamente en busca de desgaste, abuso y adecuación general.

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2.6.2 Vuelta hacia Atrás

12

PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

Tabla 3-Amarre de Clipsa Diámetro del cable in.

mm

1/8

3

3/16

Número de clips

Longitud de vuelta de cable

Torque

in.

mm

ft-lb

N*m

2

31/4

83

4.5

6.1

5

2

33/4

95

7.5

10

1/4

6.5

2

43/4

121

15

20

5/16

8

2

51/4

133

30

41

3/8

9.5

2

6 1/2

165

45

61

7/16

11

2

7

178

65

88

1/2

13

3

111/2

292

65

88

9/16

14.5

3

12

305

95

129

5/8

16

3

12

305

95

129

3/4

19

4

18

457

130

176

7/8

22

4

19

483

225

305

1

26

5

26

660

225

305

11/8

29

6

34

864

225

305

11/4

32

7

44

1117

360

488

13/8

35

7

44

1120

360

488

11/2

38

8

54

1372

360

488

15/8

42

8

58

1473

430

583

13/4

45

8

61

1549

590

800

2

51

8

71

1800

750

1020

21/4

57

8

73

1850

750

1020

21/2

64

9

84

2130

750

1020

23/4

70

10

100

2540

750

1020

3

77

10

106

2690

1200

1630

31/2

89

12

149

3780

1200

1630

--`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

NOTA 1 Si una polea se utiliza en lugar de un dedal para la vuelta o bucle del cable, agregar un clip adicional. NOTA 2 La tabla aplica a clase 6 × 19 o 6 × 36, regular derecho o giro pronunciado, IPS o EIPS, núcleo de fibra o cable independiente; y 1 1/2 pulg. (38 mm) y más pequeños, clase 8 × 19, giro regular a la derecha, IPS, FC; y 13/4 pulg. (45 mm) y más pequeños, 18 × 7 o 19 × 7, giro regular a la derecha, IPS o EIPS, si la construcción es sellada o de construcción grande de tipo alambre exterior similar a la clase 6 × 19 son para ser usados en tamaños de 1 pulg. y mayores, añadir un clip adicional. NOTA 3 Si se utiliza un mayor número de clips a los que se muestra en la tabla, la cantidad de cable a dar vuelta se debe aumentar proporcionalmente. NOTA 4 Estos valores no se aplican al cable recubierto de plástico. a

Ver 2.6.2 y 2.6.4.

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APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

13

Tabla 4-Fijación de clips de una silla doblea Diámetro del cable in.

mm

Número de clips

3/16

5

1/4

Longitud vuelta del cable

Torque

in.

mm

ft-lb

N*m

2

4

102

30

41

6.5

2

4

102

30

41

5/16

8

2

5

127

30

41

3/8

9.5

2

51/4

133

45

61

7/16

11

2

61/2

165

65

88

1/2

13

3

11

279

65

88

9/16

14.5

3

123/4

324

130

176

5/8

16

3

131/2

343

130

176

3/4

19

3

16

406

225

305

7/8

22

4

26

660

225

305

1

26

5

37

940

225

305

11/8

29

6

41

1041

360

488

11/4

32

6

55

1397

360

488

13/8

35

6

62

1575

500

678

11/2

38

7

78

1981

500

678

NOTA 1 Si una polea se utiliza en lugar de un dedal para la vuelta o bucle del cable, agregar un clip adicional. NOTA 2 La tabla aplica a clase 6 × 19 o 6 × 36, regular derecho o giro pronunciado, IPS o EIPS, núcleo de fibra o cable independiente; y 1 1/2 pulg. (38 mm) y más pequeños, clase 8 × 19, giro regular a la derecha, IPS, FC; y 13/4 pulg. (45 mm) y más pequeños, 18 × 7 o 19 × 7, giro regular a la derecha, IPS o EIPS, si la construcción es sellada o de construcción grande de tipo alambre exterior similar a la clase 6 × 19 son para ser usados en tamaños de 1 pulg. y mayores, añadir un clip adicional. NOTA 3 Si se utiliza un mayor número de clips a los que se muestra en la tabla, la cantidad de cable a dar vuelta se debe aumentar proporcionalmente. NOTA 4 Estos valores no se aplican al cable recubierto de plástico. a

Ver 2.6.2 y 2.6.4.

Figura 6-Método Correcto de Fijación de los clips de cable

Figura 7- Método Incorrecto de Fijación Clips al Cable

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PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

2.6.6 Uso de un Medio de Enganche Un medio de enganche, ya sea con o sin los clips, no se debe usar utilizar ya que este daña y debilita el cable.

2.7 Practica de Enhebrado de Línea del Casing y línea de perforación El diagrama de la figura 8 ilustra en forma simplificada los métodos generalmente aceptados de enhebrado (ensartar hacia arriba) en la línea de la corona y bloque viajero, junto con la ubicación del tambor malacate, trabajadero, con los trinchos de perforación, y anclajes deadline en relación a los distintos lados de la torre de perforación. Ordinariamente, las dos únicas variables en los sistemas de enhebrado, como se ilustra, son el número de poleas de la corona y bloque viajero o el número requerido para la manipulación de la carga, y la ubicación del anclaje deadline. En la tabla 5 se proporcionan los distintos arreglos posibles, ya sea para enhebrado de mano izquierda o derecha. La secuencia de enhebrado a la izquierda con 14 líneas en un bloque corona con 8 poleas y bloque viajero con 7 poleas ilustrados en la figura 8 se da en la Disposición No. 1 de la Tabla 5. La práctica predominante es el uso de enhebrado de izquierda y localizar el ancla deadline a la izquierda de la V de la torre de perforación. En la selección del mejor de los diversos métodos posibles de enhebrado de líneas de casing o de perforación, deben considerarse los siguientes factores básicos:

--`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

a) ángulo de desviación mínima entre el tambor del malacate y la primera polea del bloque de corona, y de las poleas del bloque corona a las poleas del bloque viajero; b) el balance adecuado de los bloques corona y viajero; c) conveniencia en el cambio de menor a mayor número de líneas, o de mayor a menor número de líneas; d) localización de deadline en el lado del trabajadero de acuerdo a la conveniencia y seguridad del encuellador; e) ubicación de anclaje deadline, y su influencia sobre la carga del gancho estática máxima nominal de la torre de perforación.

3 Características de Diseño Recomendadas NOTA Ver API 8A y / o API 8C para las especificaciones sobre las poleas.

3.1 Importancia del Diseño El diseño adecuado de las poleas, tambores y otros equipos en los que se utiliza el cable es de mayor importancia para la vida útil del cable. Se recomienda completamente que el comprador especifique en la orden de que dicho material deberá ser conforme a las recomendaciones establecidas en esta sección.

3.2 Cesta Bolsillo El diámetro interior de los socket y swivel-socket baskets debe ser 5/32 in. más grande que el diámetro nominal del cable metálico que se inserta.

3.3 Material para Ranuras de Poleas Las aleaciones o aceros al carbono, tratados térmicamente, servirán mejor para las ranuras de las poleas.

3.4 Rodamientos Se recomiendan rodamientos antifricción para todas las poleas giratorias.

3.5 Diámetro de los Tambores Los tambores deben ser lo suficientemente grandes como para guardar el cable con el menor número posible de capas. Los tambores que tienen un diámetro de 20 veces el diámetro nominal del cable deben considerarse mínimos para la práctica económica. Son preferibles los diámetros mayores que este. Para el alambre de medición del pozo, el diámetro del tambor debe ser tan grande como el diseño de los equipos permita, pero no debe ser menor de 100 veces el diámetro del cable. Los derechos de autor Instituto Americano del Petróleo Proporcionado por IHS bajo licencia con el API Queda prohibida la reproducción o redes permitida sin licencia de IHS

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APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

Lado “v” de la torre de perforación

Lado de las rampas de la torre

--`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

7

G

6

F

4

5

E

D

ancla deadline (H) (para enhebrado derecho)

3

C

2

B

1

Trinchos para Drill pipe

A

Trabajadero

Lado de la escalera de la torre

ancla deadline (H) (para enhebrado izquierdo)

8

15

Tambor del Malacate

Lado del Perforador de la torre de perforación

Figura 8-Diagrama de Enhebrado Típico para 14-Lineas con 8-Poleas del Bloque Corona y 7-Poleas del Bloque Viajero: Enhebrado de mano izquierda (Ver Arreglo Nº 1 en la Tabla 5)

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PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

Tabla 5 – Arreglo de Enhebrado Recomendado para 14, 12, 10, 9, y 6 líneas Usando 8-Poleas del Bloque Corona con 7Poleas del Bloque viajero, 7 Poleas del Bloque Corona con 6-Poleas del Bloque viajero y 6 Poleas del Bloque Corona con 5-Poleas del Bloque viajero No. de poleas Bloque Bloque Corona Viajero

Tipo de Nº de Enhebrado líneas a

1

8

7

Mano izquierda

14

2

8

7

Mano derecha

14

Mano izquierda

12

Secuencia de enhebradoa Bloque corona Bloque viajero Bloque corona

7

6

Bloque corona 7

6

Mano derecha

12

5

7

6

Mano izquierda

10

Mano derecha

10

Mano izquierda

10

Mano derecha

10

Mano izquierda

8

Mano derecha

8

Mano izquierda

8

Mano derecha

8

Mano izquierda

6

Mano derecha

6

Bloque corona 7

6

6

5

Bloque corona 8

6

5

6

5

6

5

6

5

6

5

A 5

1

A 5 E

6

5

Bloque viajero

6

5

Bloque corona 15

6

5

Mano izquierda

6

16

6

5

Mano derecha

6

Bloque viajero Bloque corona

a

1

Bloque viajero

4

3

3

6

2 B

4 C

4 E

5 D

C

A

2 B

C

D

A

D

C

4

1

5

3

3

5

Bloque viajero

4 C

B

Bloque corona 14

E

B

D

6

2

4

2

A

D

B

1

5

3

6 E

3 C

A

E

B

D

1 A

Leer de izquierda a derecha empezando con el bloque corona y pasando alternativamente del corona al viajero al corona.

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1

6

2

4

2

6

C

B

E 1

3

F

B

D

7

2

5

3

5

Bloque corona 13

4

2

6

4 C

D

A

Bloque viajero

3

A

E

C

B

E

Bloque viajero Bloque corona

12

E

1

6

3

A

F

B

D

1

7

2

5

5

2

6

C

G

B

E

8

2

6

3

3

6

1

D

3

5

4

7 F

C

D

B

F

Bloque viajero Bloque corona

11

7

Bloque viajero Bloque corona

10

2

4

4

5

6 E

D

C

E

A

Bloque viajero Bloque corona

9

1

5

3

6

5 D

E

B

F

Bloque viajero

6

2

7

4 C

F

A

Bloque viajero Bloque corona

7

7

1

Bloque viajero

3 B

G

Bloque viajero Bloque corona

6

8

Bloque viajero

4

2 A

Bloque viajero Bloque corona

3

1

--`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

Arreglo Nº

APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

17

3.6 Ranura de los Tambores El ranurado recomendado para tambores de cable de acero es el siguiente. a) En las tambores diseñados para el carreteado de múltiples capas, la distancia entre líneas centrales de las ranura debe ser aproximadamente igual al diámetro nominal del cable metálico más la mitad de la tolerancia sobredimensionada especificada. Para la mejor condición de enrollado, esta dimensión puede variar de acuerdo con el tipo de operación. b) El radio de curvatura del perfil de la ranura debe ser igual a los radios enumerados en la Tabla 8. c) La profundidad de la ranura debe ser de aproximadamente 30% del diámetro nominal del cable. Las crestas entre las ranuras deben redondearse para proporcionar la profundidad de ranura recomendada.

3.7 Diámetro de Poleas 3.7.1 Variaciones para diferentes aplicaciones de servicio 3.7.1.1 General Debido a la diversificación de los tipos de equipos que utilizan cable, este tema debe ser considerado en términos de la utilización final del cable. Los cables metálicos utilizados para el servicio petrolífero tienen afectada su vida util por una combinación de condiciones de funcionamiento. Entre estos son flexión sobre poleas, flexión y aplastamiento en tambores, las condiciones de carga, velocidad del cable, la abrasión, la corrosión, etc. Cuando las condiciones de flexión sobre poleas predominan en el control de la vida útil del cable, las poleas deben ser tan grandes como sea posible después de las consideraciones económicas de diseño, portabilidad, etc. Cuando condiciones distintas a la flexión en poleas predominan como el caso del servicio de elevación para perforación rotatoria, el tamaño de las poleas puede reducirse sin afectar seriamente la vida cuerda. Las siguientes recomendaciones se ofrecen como guía para los diseñadores y usuarios en la selección del tamaño adecuado de la polea. Se aplica la fórmula: DT = d × F dónde DT es el diámetro de la banda de rodadura de la polea, en pulgadas (milímetros) (ver Figura 10); d

es el diámetro nominal del cable, en pulgadas (milímetros);

F

es el factor polea - diámetro, seleccionado de la Tabla 6.

3.7.1.2 Condición A Donde la flexión sobre poleas es de gran importancia, se recomiendan poleas al menos tan grandes como las determinadas por factores bajo la Condición A. 3.7.1.3 Condición B Donde la flexión sobre poleas es importante, pero es aceptable un poco de sacrificio de la vida útil del cable para lograr la portabilidad, la reducción en el peso, la economía del diseño, etc. Se recomiendan poleas al menos tan grandes como las determinadas por factores bajo la condición B. 3.7.1.4 Condición C Algunos equipos se utilizan bajo condiciones de funcionamiento que no reflejan la ventaja de la selección de poleas por factores bajo las condiciones A o B. En tales casos, los factores polea-diámetro se pueden seleccionar de la Figura 9 y en la Tabla 7. A medida que se seleccionan factores más pequeños, la vida de flexión del cable se reduce y se convierte en una condición cada vez más importante del servicio del cable. Algunas concepciones del servicio del cable en relación con diferentes arreglos de cable y / o diferentes tamaños de polea se puede obtener multiplicando la ordenada encontrada en la Figura 9 por el factor de construcción apropiado indicado en la Tabla 7. --`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

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PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

Tabla 6- Factores polea-diámetro Factor

F

Clasificación del Cable Condición A

Condición B

Condición C

6×7

72

42

Ver la Figura 9 y la Tabla 7

6 × 7 Sellado

56

33

-

6 × 19 Sellado

51

30

-

6 × 21 cable de relleno

45

26

-

6 × 25 cable de relleno

41

24

-

6 × 31

38

22

-

6 × 37

33

18

-

8 × 19 Sellado

36

21

-

8 × 19 Warrington

31

18

-

8 × 36 Warrington Sellado

33

18

-

18 × 7 y 19 × 7

51

36

-

Cable plano

51

45

Siga las recomendaciones del fabricante

Tabla 7-Factores de Vida por Flexión Relativa para Varios Arreglosa Factor

6×7

0.57

18 × 7 y 19 × 7

0.67

6 × 17 Sellado

0,73

6 × 19 Sellado

0.80

Cable Plano

0.80

6 × 21 cable de relleno

0.92

6 × 25 cable de relleno

1.00

6 × 31

1.09

8 × 19 Sellado

1.14

6 × 37

1.33

8 × 19 Warrington

1.33

8 × 36 Warrington Sellado

1.33

a

Basado en ensayos de laboratorio con sistemas compuestos de sólo poleas.

Cabe destacar que si el diseño de la polea se basa en la condición C, la fatiga debido a la flexión severa puede ocurrir rápidamente. Si las demás condiciones de operación no están presentes para hacer que el cable sea retirado de servicio, la fatiga de este tipo es apta para dar lugar a la ruptura de cables en los que no es fácilmente visible por examen externo. Cualquier condición que resulte en el deterioro del cable de un tipo que es difícil de juzgar por el examen durante el servicio sin duda debe ser evitada.

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Construcción

APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

19

20

18

Vida de flexión sobre poleas

16

14

12

10

8

--`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

6

4

2 12

14

16

18

20

22

24

26

28

Relación DT /d

dónde DT

es el diámetro de la banda de rodadura de la polea, en pulgadas (mm) (ver la Figura 10);

d

es el diámetro nominal del cable, en pulgadas (mm).

NOTA Basado en las pruebas de laboratorio que implican sistemas compuestos de sólo poleas.

Figura 9-Servicio Relativo para diversas Relaciones DT/d para Poleas 3.7.2 Poleas para Medición de Pozo con Cable El diámetro de las poleas para medición de pozo con cable debe ser tan grande como el diseño de los equipos permita pero no menor de 100 veces el diámetro del cable.

3.8 Ranuras de Poleas 3.8.1 General En todas las poleas, el arco de la parte inferior de la ranura debe ser suave y concéntrico con el orificio o el eje de la polea. La línea central de la ranura debe estar en un plano perpendicular al eje del taladro o eje de la polea. 3.8.2 Poleas de Líneas de Perforación y Casing Las ranuras para las poleas para perforación y casing estarán hechas para el tamaño de cable especificado por el comprador (ver 8A API y / o API 8C). El fondo de la ranura deberá tener un radio R, Tabla 8, que subtiende un arco de 150 grados. Los lados de la ranura serán tangentes a los extremos del arco inferior. La profundidad total ranura para las nuevas poleas será de un mínimo de 1,33 d y un máximo de 1,75 d, dónde d es el diámetro del cable nominal mostrado en la Figura 10, detalle A.

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20

PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

Tabla 8-Radio de Ranuras para Poleasa Desgaste mínimo de Radio de Ranura in. 0,128 0,160 0,192 0,224 0,256 0,288 0,320 0,384 0,448 0,513 0,577 0,641 0,705 0,769 0,833 0,897 0,961 1,025 1,089 1.153 1,217 1,281 1,345 1,409 1.473 1,537 1,602 1,666 1.730 1.794 1,922 2.050 2,178 2,306 2,434 2,563 2,691 2,819 2,947 3,075

mm 3.25 4.06 4.88 5.69 6.50 7.32 8.13 9.75 11.38 13,03 14.66 16.28 17.91 19.53 21.16 22.78 24.41 26.04 27.66 29.29 30.91 32.54 34.16 35.79 37.41 39.04 40.69 42.32 43.94 45.57 48.82 52.07 55.32 58.57 61.82 65.10 68.35 71.60 74.85 78.11

Radio mínimo Nuevo de Ranura in. 0,134 0,167 0,199 0,232 0,265 0,298 0,331 0,398 0,464 0,530 0,596 0,663 0,729 0,795 0,861 0,928 0,994 1.060 1.126 1.193 1,259 1.325 1,391 1,458 1.524 1.590 1,656 1,723 1.789 1,855 1,988 2.120 2.253 2.385 2,518 2.650 2.783 2,915 3,048 3.180

mm 3.40 4.24 5.05 5.89 6.73 7.57 8.41 10.11 11,79 13.46 15.14 16.84 18.52 20.19 21.87 23.57 25.25 26.92 28.60 30.30 31.98 33.66 35.33 37.03 38.71 40.39 42.06 43.76 45.44 47.12 50.50 53.85 57.23 60.58 63.96 67.31 70.69 74.04 77.42 80.77

Radio máximo de Ranura in. 0,138 0,172 0,206 0,241 0,275 0,309 0,344 0,413 0,481 0,550 0,619 0,688 0,756 0,825 0,894 0,963 1,031 1.100 1,169 1.238 1,306 1.375 1,444 1,513 1,581 1.650 1,719 1.788 1,856 1.925 2,063 2,200 2,338 2,475 2,613 2.750 2.888 3,025 3.163 3,300

mm 3.51 4.37 5.23 6.12 6.99 7.85 8.74 10.49 12.22 13,97 15.72 17.48 19.20 20.96 22.71 24,46 26.19 27.94 29.69 31.45 33.17 34.93 36.68 38.43 40.16 41.91 43.66 45.42 47.14 48.89 52.40 55.88 59.39 62,87 66.37 69.85 73.36 76.84 80.34 83.82

Radio mínimo de desgaste de ranura = radio nominal del cable + 21/2 % Radio de Ranura Nueva Mínimo = radio nominal del cable+ 6% Radio de Ranura máxima = radio nominal del cable + 10% NOTA Para cable de tamaño de 0,375 in (9,5 mm) y más grande que no se encuentra en esta tabla utilizar las siguientes ecuaciones: a

Ver la Figura 10.

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--`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

Diámetro nominal del cable in. mm 0,250 6.5 0,313 8.0 0,375 9.5 0,438 11.0 0,500 13.0 0,563 14.5 0,625 16.0 0,750 19.0 0,875 22.0 1,000 26.0 1.125 29.0 1,250 32.0 1.375 35.0 1,500 38.0 1.625 42.0 1.750 45.0 1,875 48.0 2,000 52.0 2.125 54.0 2.250 58.0 2.375 60.0 2,500 64.0 2.625 67.0 2.750 71.0 2.875 74.0 3,000 77.0 3,125 80.0 3.250 83.0 3,375 86.0 3,500 90.0 3.750 96.0 4,000 103,0 4.250 109,0 4,500 115,0 4.750 122,0 5,000 128,0 5.250 135,0 5,500 141,0 5.750 148,0 6,000 154,0

APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

D

150° °

Diámetro cable, DT

150° °

1.75d Max

3.0d Max

R

D

Diámetro cable, DT

R

1.33d Max

d

1.75d Max

d

21

Poleas para Sandline

Poleas para línea de perforación y casing DETALLE A

DETALLE B

Figura 10-Ranura para Poleas Nuevas 3.8.3 Poleas de Sandline Las ranuras para poleas de Sandline se deben hacer para el tamaño del cable especificado por el comprador (ver API 8A y / o API 8C). El fondo de la ranura deberá tener un radio R,Tabla 8, que subtiende un arco de 150 grados. Los lados de la ranura serán tangentes a los extremos del arco inferior. La profundidad total de ranura para las nuevas poleas será de un mínimo de 1.75 d y un máximo de 3 d, dónde d es diámetro nominal del cable que se muestra en la Figura 10, detalle B. 3.8.4 Rodillos Oil-saver Las ranuras en los rodillos de los ahorradores de aceite deben hacerse con las mismas tolerancias como las ranuras de las poleas. 3.8.5 Poleas Desgastadas Las poleas deben ser reemplazadas o reelaboradas cuando el radio de la ranura esté por debajo de los valores mínimos de desgaste o por encima de los valores máximos que se muestran en la Tabla 8. Los fabricantes de poleas deben proporcionar orientación acerca de las limitaciones para la eliminación de material en poleas re-ranuradas. 3.8.6 Caminas para Polea

4 Evaluación de la línea de perforación rotatoria 4.1 Servicio total Realizado

--`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

Use camisas para poleas como se muestra en la Figura 11. El detalle A muestra una polea con un radio mínimo de ranura. El detalle B muestra una polea con una ranura estrecha, que debe ser reemplazada o re trabajada.

El servicio total realizado por una línea de perforación rotatoria se puede evaluar teniendo en cuenta la cantidad de trabajo realizado por la línea en las diversas operaciones de perforación (perforación, extracción de muestras, pesca, asentamiento de casing, etc.), y mediante la evaluación de factores tales como los esfuerzos impuestos por cargas de aceleración y desaceleración, esfuerzos por vibraciones, esfuerzos impuestos por las fuerzas de fricción de la línea en contacto con el tambor y superficies de las poleas, y otras cargas indeterminadas. Sin embargo, para fines comparativos, se puede hacer una evaluación aproximada calculando sólo el trabajo realizado por la línea en subir y bajar las cargas aplicadas en los viajes de ida y vuelta, y en las operaciones de perforación, de extracción de muestras, asentamiento de casing, y viajes cortos. 22 Los derechos de autor Instituto Americano del Petróleo Proporcionado por IHS bajo licencia con el API Queda prohibida la reproducción o redes permitida sin licencia de IHS

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DETALLE A

DETALLE B

Figura 11-Uso de Camisa para Polea

4.2 Operaciones de ida y vuelta La mayor parte del trabajo realizado por una línea de perforación es el que se lleva a cabo al hacer viajes de ida y vuelta (o medios-viajes) que implican bajar la sarta de tubería de perforación en el agujero y jalar la sarta fuera del agujero. La cantidad de trabajo realizado por viaje de ida y vuelta debe ser determinado por el uso de la siguiente fórmula.

𝑇𝑟 =

1 𝐷(𝐿𝑆 + 𝐷)𝑊𝑚 𝐷 (𝑀 + 2 𝐶) + 10.560.000 2.640.000

(2)

dónde son las toneladas-milla [peso en toneladas (2.000 libras) veces la distancia recorrida en millas];

D

es la profundidad del agujero, en ft;

Ls

es la longitud de parada de tubería de perforación, en ft;

N

es el número de paradas de tubería de perforación; --`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

Tr

Wm es el peso efectivo (boyado) por pie de tubería de perforación en el fluido de perforación, en lb/ ft; M

es el peso total del conjunto bloque viajero-elevador y top drive (si se utiliza), en lb;

C es el peso efectivo (boyado) del conjunto de collares de perforación en el fluido de perforación menos el peso efectivo (boyado) de la misma longitud de tubería de perforación en el fluido de perforación, en lb / ft. La fórmula de toneladas-milla por viaje de ida y vuelta mostrada arriba se basa en la siguiente deducción: Al hacer un viaje de ida y vuelta, el trabajo se realiza en subir y bajar el conjunto de bloque viajero y durante la corrida y jalada de la sarta de perforación, incluyendo el conjunto de collares de perforación y la broca. Los cálculos se simplifican considerando que tubería de perforación se extiende hasta el fondo del agujero y haciendo cálculos separados para el exceso de peso del conjunto de collares-broca sobre la de la misma longitud de tubería de perforación.

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APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES 23

En la corrida de la sarta, el conjunto de bloque viajero, que incluye el bloque viajero, gancho, brazos y el elevador (peso M), se mueve una distancia igual (aproximadamente) a dos veces la longitud de la parada (2Ls) para cada parada. La cantidad de trabajo realizado es igual a 2MLsN. Cuando se jala el cable, una cantidad similar de trabajo se hace; Por lo tanto, la cantidad total de trabajo realizado en el movimiento del conjunto de bloque viajero, durante un viaje de ida y vuelta completa es igual a 4MLsN. Debido a que la tubería de perforación se supone que se extienden hasta el fondo del agujero, haciendo LsN igual a D, El trabajo total se puede expresar como 4DM en libras-pie o 4𝐷𝑀 , 𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑛𝑒𝑙𝑎𝑑𝑎𝑠 − 𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎 5280 ∗ 2000

(3)

En la corrida de la tubería de perforación en el agujero, la cantidad de trabajo realizado es igual a la media de los pesos bajados las veces de la distancia (D). El peso promedio es igual a la mitad de la suma de una parada de tubería de perforación (la carga inicial) más el peso de N paradas (la carga final). Ya que el peso de la tubería de perforación se reduce por el efecto de flotación del fluido de perforación (boyanza), se debe hacer una corrección para la boyanza. El trabajo realizado en libras-pie es por tanto igual a 1/2 (W L + m s --`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

o

Wm Ls N)D

1/2 (Wm Ls + Wm Ls D) D Suponiendo que la pérdida por fricción es la misma al entrar en el agujero como al salir, el trabajo realizado al elevar la tubería de perforación es el mismo que al bajarla, por lo que para una ida y vuelta, el trabajo realizado en toneladas-milla es igual a 𝐷𝑊𝑚 (𝐿𝑆 + 𝐷) 5280 ∗ 2000

(4)

Debido a que los collares de perforación y broca pesan más por pie de tubería de perforación, se debe agregar un factor de corrección por el trabajo adicional realizado en la corrida y elevación de este conjunto. Esta cantidad es igual al exceso de peso del conjunto de collares de perforación, incluyendo subs y brocas (C), los tiempos y distancia recorrida (D). Para un viaje de ida y vuelta el trabajo realizado (en toneladas-milla) sería 2𝑥𝐶𝑥𝐷 5280 ∗ 2000

(5)

El trabajo total realizado en un viaje de ida y vuelta sería igual a la suma de las cantidades expresadas en la ecuación (3), la ecuación (4), y la ecuación (5); así 𝑇𝑟 =

4𝐷𝑀 𝐷𝑊𝑚 (𝐿𝑆 + 𝐷) 2𝐶𝐷 + + 5280 ∗ 2000 5280 ∗ 2000 5280 ∗ 2000

(6)

Esto puede ser reescrito como 1 𝐷(𝐿𝑆 + 𝐷)𝑊𝑚 4𝐷 (𝑀 + 2 𝐶) 𝑇𝑟 = + 𝑜 5280 ∗ 2000 5280 ∗ 2000 1 𝐷(𝐿𝑆 + 𝐷)𝑊𝑚 4𝐷 (𝑀 + 2 𝐶) 𝑇𝑟 = + 10.560.000 2.640.000

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PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

4.3 Operaciones de Perforación Las toneladas-milla de trabajo realizado en las operaciones de perforación se expresan en términos de trabajo realizado en viajes de ida y vuelta, ya que existe una relación directa, como se ilustra en el siguiente ciclo de operaciones de perforación: a) perforación por delante de la longitud de la kelly, b) elevación de longitud de la kelly, c) escariar o raspar por delante de la longitud de la kelly, d) elevación de la longitud de la kelly para añadir un sencillo o doble, e) poner la kelly en el rat hole o agujero de rata, f) recoger un sencillo o doble, g) correr la sarta de perforación en el agujero, h) recoger la kelly. El análisis del ciclo de operaciones muestra que para cualquiera agujero, la suma de todas las operaciones a) y b) es igual a un viaje de ida y vuelta; la suma de todas las operaciones c) y d) es igual a otro viaje de ida y vuelta; la suma de todas las operaciones g) es igual a la mitad de un viaje de ida y vuelta; y la suma de todas las operaciones e), f), y h) pueden, y en este caso es igual a la mitad de otro viaje de ida y vuelta, con lo que el trabajo de perforación del agujero equivale a tres idas y vueltas al fondo del agujero. Esta relación se puede expresar como sigue: 𝑇𝑑 = 3(𝑇2 − 𝑇1 )

(8)

dónde Td son las toneladas-milla de perforación; T1 son las toneladas-milla para un viaje de ida y vuelta a la profundidad D1 (Profundidad donde la perforación comenzó después de entrar al agujero, en ft); T2 son las toneladas-milla para un viaje de ida y vuelta a la profundidad D2 (Profundidad donde la perforación se detuvo antes de salir del agujero, en ft). Si se omiten las operaciones c) y d), entonces la ecuación (8) se convierte en: Td = 2 (T2 - T1 )

(9)

Si se utiliza una top drive, la ecuación (8) se convierte en: Td =T2 - T1

(10)

Si se realiza escariado (calibración) entre las conexiones con una top drive entonces la ecuación (8) se convierte en: Td = 2 (T2 - T1 ) --`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

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APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

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4.4 Operaciones de extracción de núcleo Las toneladas-milla del trabajo ejecutado en las operaciones de extracción de muestras, como en las operaciones de perforación, se expresa en términos del trabajo realizado en el viaje de toma de ida y vuelta, ya que existe una relación directa que se ilustra en el siguiente ciclo de operaciones de extracción de muestras: a) longitud por delante del núcleo del barril de Corazonamiento, b) elevación de la longitud de la kelly, c) poner en kelly en el rat hole o agujero de rata, d) recoger un sencillo, e) correr la sarta de perforación en el agujero, f) recoger la kelly. El análisis del ciclo de operación muestra que para cualquiera agujero la suma de todas las operaciones a) y b) es igual a un viaje de ida y vuelta; la suma de todas las operaciones e) es igual a la mitad de un viaje de ida y vuelta; y la suma de todas las operaciones c), d), y f) pueden, y en este caso es igual otro medio viaje de ida y vuelta, por lo tanto el trabajo de taladrar el agujero es equivalente a dos viajes de ida y vuelta al fondo del agujero. Esta relación se puede expresar así: Tc = 2 (T4 - T3 )

(12)

dónde Tc son las toneladas-milla de Corazonamiento; T3 son las toneladas-milla para un viaje de ida y vuelta a la profundidad D3 (La profundidad donde la extracción de núcleos comenzó después de entrar en el agujero, en ft); T4 son las toneladas-milla para un viaje de ida y vuelta a la profundidad D4 (La profundidad donde extracción de muestras se detuvo antes de salir del agujero, en ft). NOTA Las operaciones prolongadas de extracción de muestras normalmente no se encuentran.

4.5 Operaciones de Asentamiento de Casing El cálculo de las toneladas-millas para la operación de asentamiento del casing deben ser determinados como en 4.2, como para la tubería de perforación, pero con el peso efectivo del casing que se utiliza, y con el resultado de que se multiplica por la mitad, ya que el asentamiento del casing es una operación de una vía (1/2 viaje). Las Ton-millas para el asentamiento del casing se pueden determinar a partir de la siguiente fórmula: 1 𝐷(𝐿𝐶𝑆 + 𝐷)𝑊𝑐𝑚 𝐷 (𝑀 + 2 𝐶) 1 𝑇𝑠 = + × 10.560.000 2.640.000 2

(13)

Dado que no se necesita considerar ningún exceso de peso por los collares de perforación, esta fórmula se convierte en: 𝑇𝑠 =

𝐷(𝐿𝐶𝑆 + 𝐷)𝑊𝑐𝑚 𝐷𝑀 1 + × 10.560.000 2.640.000 2

(14)

--`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

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PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

dónde Ts

Son las toneladas-milla de asentamiento del casing;

Lcs

es la longitud de la junta de casing, en ft;

Wcm es el peso efectivo por pie de tubería de revestimiento, en lb. El peso efectivo por pie de tubería de revestimiento, Wcm, Puede calcularse como Wcm =Wca (1 - 0.015B) dónde Wca es el peso por pie de casing en el aire, en lb; B

es el peso del fluido de perforación, en lb / gal.

4.6 Operaciones viaje corto

--`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

Las toneladas-milla de los trabajos realizados en operaciones de viajes cortos, como para operaciones de perforación y extracción de muestras, también se expresa en términos de viajes de ida y vuelta. El análisis muestra que las toneladasmilla de trabajo realizado al hacer un viaje corto son igual a la diferencia de toneladas-milla de un viaje de ida y vuelta para las dos profundidades en cuestión. Esto se puede expresar así: TST =T6 - T5

(15)

dónde

TST son las toneladas-milla para un viaje corto; T5 son las toneladas-milla para un viaje de ida y vuelta a la profundidad D5 (Menor profundidad); T6 son las toneladas-milla para un viaje de ida y vuelta a la profundidad D6 (Profundidad mayor).

4.7 Otras operaciones Hay otras operaciones que utilizan la línea de perforación que deben tenerse en cuenta en la acumulación de toneladasmilla. Ellas incluyen operaciones tales como: dispositivos de compensación de movimiento, trabajo con casing, asentamiento de casing con un cable de aterrizaje, martilleo, jalando tubería atascada y corriendo riser.

4.8 Evaluación del Servicio Para la evaluación comparativa de los servicios de las líneas de perforación rotativas, las toneladas-milla para todas las operaciones deben ser sumadas. Divida el total de toneladas-milla en la longitud de la línea de perforación comprada menos la longitud de la línea de cable en uso.

4.9 Calculadoras de Ton-Milla para la Línea de Perforación Rotativa Los contratistas de perforación y el fabricante de cable utilizan o suministran diferentes calculadoras que utilizan las fórmulas API para calcular las toneladas-milla para las diferentes operaciones del taladro.

4.10 Forma para Registro de Servicio de Línea de Perforación Rotatoria La figura 12 es un ejemplo de un formulario de registro de servicio de la línea de perforación. El formulario debe ser modificado para ajustarse a las necesidades del contratista de perforación.

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Prof.

No. Líneas

Derrick Altura

Toolpusher

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Fecha

No. De Viaje

Fecha final

Fecha inicio

Carrete #

Grado

TM de viaje

TM de perf

Longitud TM desde TM TM el último acum totales de Corte Corrida corte en línea este viaje

Meta de Ton-Milla por pie de corte

Figura 12-Facsímil de forma de registro para servicio de línea de perforación rotatoria

Factor de peso total

Tamaño y Longitud

Fabricante del cable

Tubería de perf collares de perf Factor de Lectura Factor peso debido de Ind. de tamaño peso tama peso No. Ft a los collares de peso Diseño / Ft ño / Ft

Peso de TBA

Viajar Polea Diam.

Corona Polea Diam.

Dia tambor.

Rig #

Pozo

Dibuje Obras

Empresa

Coment APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

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PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

5 Práctica de Corte para Líneas de Perforación Rotatoria 5.1 Tiempo de vida útil La vida útil de las líneas de perforación se puede aumentar en gran medida por el uso de un programa de corte planificado. Un programa de corte elimina el cable más fuertemente desgastado del enhebrado mediante la introducción de nueva cuerda del carrete de almacenamiento en el sistema. Usar sólo la inspección visual para determinar cuándo cortar dará lugar a un desgaste desigual, problemas de enrollado (“corte” de línea en el tambor), y cortes largosdisminuyendo así la vida útil del cable. Se debe usar un programa de corte, basado en las toneladas-milla acumuladas.

5.2 Longitud inicial de la Línea La relación entre las longitudes iniciales de líneas rotativas y sus expectativas de vida útil normales de servicio se muestra en la figura 13. Los posibles ahorros por el uso de una línea más larga pueden ser compensados por un aumento del costo de manejo de materiales para una línea más larga.

10

9

--`` ,, ,, `` `` `` ,,,, ,, ,,, `` `` `,, -` `-` ,, ,,`, `` ,, ---

Servicio Relativo de Cable de Acero

8

7 Longitud enrollado , ft

6

1200 5 1300 1400 4 1500 1600

3

1700 2

1 0

2000

3000 4000 5000 6000 Longitud inicial de Línea rotatoria, Ft

7000

NOTA Son curvas empíricas desarrolladas a partir de la experiencia de campo en general.

Figura 13-Relación entre Línea Rotatoria de Longitud Inicial y Vida Útil

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APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

29

5.3 Meta de Servicio El objetivo más preciso se basa en registros anteriores de un equipo de perforación o de las plataformas similares usando el mismo tamaño de línea de perforación y teniendo el mismo diámetro de tambor del malacate. El objetivo debe ser seleccionado mediante un acuerdo entre el contratista de perforación y el fabricante de la línea de perforación. El objetivo se puede ajustar después de cambiar cada línea de perforación. La tabla 9 da un objetivo inicial para diferentes tamaños de línea de perforación en función del diámetro del tambor. El diámetro de las poleas puede tenerse en cuenta para ajustar ligeramente la meta. Tabla 9-Meta de Ton-Milla por pie de Cablea Diámetro del Cable Diámetro del tambor

1 1/8 in.

1 1/4 in.

1 3/8 in.

1 1/2 in.

18 in.

6.0

9.0

19 in.

6.0

9.0

20 in.

7.0

9.0

21 in.

7.0

10.0

22 in.

7.0

10.0

23 in.

8.0

10.0

13.0

24 in.

8.0

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Los cables Premium como de hilo compactado o plástico impregnado pueden proporcionar una vida útil adicional.

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PRÁCTICA RECOMENDADA API 9B

5.4 Variaciones en Servicios de la Línea Los objetivos de la Tabla 9 son para operaciones normales cuando la línea de perforación funciona en torno a un factor de diseño de 5. Las operaciones continuas con factores de diseño más altos que 7,0 o inferiores a 4,0 afectarán la vida útil de la línea de perforación. El objetivo puede tener que ser reducido para evitar un corte largo.

5.5 Longitud de corte Los siguientes factores deben ser considerados en la determinación de la longitud de corte. a) Puntos de elevación de carga del diagrama de enrollado. b) Diámetro del tambor y punto de cruce en el tambor. c) Toneladas millas máximas acumuladas entre los cortes. Se debe tener cuidado para evitar la duplicación de los puntos de cruce del tambor. Esto se puede lograr mediante la adición de 1/8 de una circunferencia del tambor. Cortar longitudes debe basarse en el objetivo de vida útil. Las toneladasmillas acumuladas desde el último corte, dividido en el objetivo de servicio son igual a la longitud del cable a cortar. No corte la misma longitud cada vez o no haga recortes que son múltiplos de la distancia entre los puntos de elevación de las poleas.

6 Problemas de campo y sus Causas 6.1 Generalidades Todo cable, finalmente, se deteriorará en funcionamiento o tendrá que ser eliminado simplemente en virtud de las cargas y reversiones de carga aplicada en el servicio normal. Hay, sin embargo, muchas condiciones de servicio o abuso inadvertido, lo que acortará significativamente la vida normal de un cable de acero con arreglo adecuado aunque se aplique correctamente. La tabla 10 proporciona algunas de las condiciones y prácticas de campo que resultan en la sustitución prematura de cable. Cabe señalar que en todos los casos, la causa que contribuye a la eliminación puede ser una o más de estas prácticas o condiciones. Tabla 10- Problemas de campo y sus Causas Causa posible

Cable roto (todos los hilos)

Sobrecarga resultante de impacto severo, dobleces, daños, desgaste localizado, el debilitamiento de uno o más hilos, o condición óxido y pérdida de elasticidad. Pérdida de superficie metálica debido a cables rotos causados por la flexión severa.

Una o más hilos enteros separados

La sobrecarga, dobleces, interferencia divisora, desgaste localizado, o condición óxido. La fatiga, el exceso de velocidad, deslizamiento, o usar demasiado flojo. La concentración de la vibración en las poleas o muerto de anclaje.

Corrosión excesiva

La falta de lubricación. La exposición al vapor salino, gases corrosivos, agua alcalina, agua ácida, barro o suciedad. Período de inactividad sin la protección adecuada.

Daños en el cable por un manejo descuidado en el transporte al pozo o ubicación

Rodar el carrete sobre una obstrucción o dejar caer el carrete. El uso de cadenas para amarre, o el uso de una palanca contra el cable en lugar de la brida. Enclavación a través del cable a la brida.

Daño causado por ponchado inadecuado

Amarre Inadecuado que permite la holgura de una o más hilos para trabajar de nuevo en el cable; método inadecuado de ponchado o pobre mano de obra en ponchado, que se muestra frecuentemente por el cable sin torsión en el socket, suelto o drawn.

Torceduras, curvas cerradas, y otros distorsiones en otros lugares

Retorcer el cable y tirar de los lazos tales como en carreteado incorrecto o desenrollado. Enrollado inadecuado sobre el tambor. Amarre inadecuado. Carretes abiertos que tienen radios longitudinales ampliamente espaciados. La adición de grapas incorrectamente espaciadas para aumentar el diámetro del tambor. Esfuerzos mientras que el cable está sobre una polea pequeña o un obstáculo.

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Problemas de campo

APLICACIÓN, CUIDADO Y USO DE CABLES

Tabla 10- Problemas de campo y sus causas (Continuación) Problemas de campo

Causa posible

Daños o averías en un trabajo de pesca

Cuerda utilizada indebidamente en un trabajo de pesca, lo que resulta en daño o fallo como resultado de la naturaleza de la obra.

Alargamiento del tendido y reducción del diámetro

Producido frecuentemente por algún tipo de sobrecarga, tal como una sobrecarga que resulta en un colapso de la fibra del núcleo en líneas de suabeo.

Rotura prematura de alambres

Causada por el calor de fricción desarrollado por la presión y el deslizamiento, independientemente de la profundidad de perforación.

Desgaste excesivo en los puntos

Torceduras o dobleces en el cable debido a una manipulación incorrecta durante la instalación o servicio. Interferencia divisora; También, el desgaste contra el casing o cáscaras duras o formaciones abrasivas en un agujero torcido. Muy poco frecuentes cortes en el extremo de trabajo.

Cuerda empalmada

Un empalme nunca es tan bueno como una pieza continúa de cuerda, y la holgura es susceptible a trabajar hacia atrás y causar un desgaste irregular.

Abrasión y alambres rotos en una línea recta o hilos sueltos rotos por fatiga rápida

Lesiones debido al deslizamiento del cable a través de las abrazaderas.

Reducción de la resistencia a la tracción o daño al cable

El exceso de calor debido a la exposición a un incendio o antorcha.

Distorsión del cable

Los daños debidos a abrazaderas incorrectamente unidas o clips de cable.

Hilos Altos

Deslizándose a través de las abrazaderas, amarres inadecuados, ponchado indebido o torceduras de empalme, curvas cerradas, y estallido de núcleo.

Desgaste por abrasión

La falta de lubricación. Deslizamiento de abrazadera mal puesta. Condiciones de trabajo arenosas. Frote contra objeto estacionario o superficie abrasiva. Alineación defectuosa. Ranuras de tamaño insuficiente en poleas.

Roturas por fatiga en los alambres

La vibración excesiva debido a malas condiciones de perforación, es decir, alta velocidad, deslizamiento del cable, concentración de la vibración en la polea del muerto o ancla de muerto, ranuras y poleas de tamaño insuficiente y la selección inadecuada de arreglo de cuerda.

Formación de espirales u ondulaciones

Permitir que el cable arrastre o frote sobre el tubo, travesaño, o cualquier objeto durante la instalación o el funcionamiento. Se recomienda el uso de un bloque con diámetro de polea 16 veces el diámetro nominal del cable, o más grande durante la instalación de la línea.

Aplanamiento excesivo o aplastamiento

Sobrecarga pesada, enrollado de cable suelto en el tambor, o enrollado cruzado.

Nido de pájaro o estallido de núcleo

Descarga repentina de la línea tal como golpear fluido con velocidad excesiva. Movimiento inadecuado de perforación o martilleo. El uso de poleas de diámetros demasiado pequeños o que pasan alrededor de una curva cerrada.

Desenrollado del cable

Usar el cable demasiado flojo.

Corte en el tambor

Desenrollado Suelto en el tambor. Corte incorrecto y programa de movimiento para las líneas de perforación rotatoria. Ranurado de tambor indebido o desgastado o placa de vuelta hacia atrás de la linea.

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Bibliografía [1] API 4F, Especificación para Perforación y Mantenimiento Bueno Estructura [2] API Spec 8A, Especificación para la perforación y equipos de elevación

[4] 9A API Spec, Especificación para cable [5] 17558 ISO 1, Cables de acero - Procedimientos socketing - metal fundido y socketing resina

1

Organización Internacional de Normalización, 1, cap. de la Voie-Creuse, Case postale 56, CH-1211, Ginebra 20, Suiza,www.iso.org. 32

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[3] API Spec 8C, Perforación y Producción material de elevación (PSL 1 y PSL 2)

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API Monogram® Licencias Program a Ventas: (1) 713-964-2662 Servicio: (1) 202-962-4791 Fax: (+1) 202-682-8070 Email: [email protected] Web: www.api.org/monogram API Calidad Registrador (APIQR®) • ISO 9001 • ISO / TS 29001 • ISO 14001 • OHSAS 18001 • API Spec Q1® • QualityPlus® API • La inscripción dual Ventas: (1) 713-964-2662 Servicio: (1) 202-962-4791 Fax: (+1) 202-682-8070 Email: [email protected] Web: www.api.org/apiqr API Certificación individual Programas (ICP) Ventas: (1) 713-964-2662 Servicio: (1) 202-682-8064 Fax: (+1) 202-682-8348 Email: [email protected] Web: www.api.org/icp

Servicio: (1) 202682-8516 Fax: (+1) 202-9624739 Email: [email protected] g Web: www.api.org/eolc s

Formación API Programa de Certificación de Proveedores (API TPCP ™) Ventas: (1) 713-964-2662 Servicio: (1) 202-682-8075 Fax: (+1) 202-682-8070 Email: [email protected] Web: www.api.org/tpcp API de diseño de perforadoras Programa de Registro Ventas: (1) 713-964-2662 Servicio: (1) 202-682-8490 Fax: (+1) 202-682-8070 Email: [email protected] Web: www.api.org/perforators API Cambio de Crédito (ACE ™) Servicio: (1) 202-682-8192 Fax: (+1) 202-682-8070 Email: [email protected] Web: www.api.org/ace API líquido de escape diesel Programa de Certificación Teléfono: (+1) 202-682-8516 Fax: (+1) 202-962-4739 Email: [email protected] Web: www.apidef.org API WorkSafe ™ Ventas: (1) 713-964-2662 Servicio: (1) 202-682-8469 Fax: (+1) 202-682-8348 Email: [email protected] Web: www.api.org/worksafe

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Producto Nº G09B13

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