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COMANDO GENERAL DEL EJÉRCITO ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA “MCAL. ANTONIO JOSE DE SUCRE” BOLIVIA

13-09-2019

PERFORACIÓN PETROLERA I SISTEMA MOTRIZ DOCENTE:

Ing. José Alberto Mejía Ramos INTEGRANTES:

Marco Andres Alvarez Bustillos

C7400-4

Katerin Franco Fernandez

C7265-6

Fabiola Soto Céspedes

C6168-9

Edmunda Wilma Villa Canaviri

C4372-9

SEMESTRE:

6TO SEMESTRE CARRERA:

INGENIERÍA PETROLERA GESTION: 2019

COCHABAMBA - BOLIVIA

ÍNDICE

I.

INTRODUCCÍON ............................................................................................................ 1

II.

OBJETIVOS .................................................................................................................... 2

III.

DESARROLLO .............................................................................................................. 3

IV. CONCLUSIÓN .............................................................................................................. 15

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SISTEMA MOTRIZ I. INTRODUCCÍON La potencia que debe generar el sistema suficiente

de

energía para

debe

ser

satisfacer

las

exigencias de los sistemas de izaje, rotativo, de circulación y sistemas auxiliares.

La potencia máxima teórica requerida está

en

función

de

la

mayor

profundidad que pueda hacerse con el taladro y de la carga más pesada que represente la sarta de tubos requerida para realizar la perforación o el revestimiento del pozo. Por encima de la potencia máxima teórica debe disponerse de potencia adicional (como factor de seguridad) en casos de aprisionamiento de la sarta de perforación o de revestimiento.

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II. OBJETIVOS El objetivo del siguiente trabajo de investigación y defensa es el de brindar toda la información recopilada con respecto al sistema motriz en el área de la perforación petrolera. Dar a conocer como está compuesto dicho sistema. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Explicar las funciones del sistema motriz.



Explicar sus componentes y clasificaciones existentes.

VENTAJAS  Alta potencia a bajas revoluciones.  Eleva economía de los combustibles.  La vida del motor prolongada

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 Son motores portátiles DESVENTAJAS  Tienen tendencia a producir más humos y olores.  Son más difíciles de arrancar a temperaturas frías.  Tienden a hacer más ruido y a vibrar III. DESARROLLO ¿Qué es la potencia? Para comprender qué es la potencia debemos entender qué es:

• Fuerza • Trabajo Si una fuerza se aplica a lo largo de una distancia tenemos el trabajo. La potencia es la cantidad de trabajo realizado en una unidad de tiempo. ¿En qué unidades se mide la potencia? • En el sistema inglés: pies*libraf/segundo (Es la potencia que se necesitaría para elevar un peso de una libra desde el suelo a un pie de altura en un segundo). • En el sistema métrico decimal la potencia se mide a menudo en Joule/segundo.

Un

Joule

equivale

a

un

Newton*metro.

Un

Joule/segundo es la potencia necesaria para elevar un objeto de 0,102 kilogramos a un metro del piso en un segundo.

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• Un caballo de fuerza o de vapor equivale a 550 pies*libraf/segundo (Por lo que un HP es la potencia necesaria para elevar un peso de 550 libras a un pie del suelo en un segundo). Un HP equivale a 745,7 J/s. Partes de un sistema motriz El sistema motriz o de potencia se subdivide en dos partes:

1. Generación de potencia. 2. Transmisión de potencia. • Transmisión mecánica • Transmisión eléctrica. 1. Generación de potencia La forma más común de generación de potencia es mediante el uso de motores de combustión interna (Diésel, Gas natural, GLP), Su número depende del tamaño del equipo al que van a suministrar la potencia. Muchos equipos modernos tienen 8 motores o más.

Motores Diésel

• Producen de 500 a 8000 HP de potencia (350 a 5600 kilovatios) • En una torre de perforación suele haber varios motores como fuente Escuela Militar de Ingenieria Materia: Perforación Petrolera I 6to Semestre Ingeniería Petrolera

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primaria de potencia.

• Generalmente se prefiere los motores diésel por sobre los de gasolina puesto que producen gran cantidad de potencia a bajas rpm. Además, no es tan volátil como la gasolina.

• Un motor diésel (motor térmico) toma energía química (del combustible) y la convierte en energía mecánica)

• Estos motores pueden ser diseñados en una variedad de configuraciones.

Fuel Tanks

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2. Transmisión de potencia Transmisión mecánica de potencia No es muy utilizada hoy en día, aunque todavía se emplea en algunos equipos. Consiste de una serie de correas, cadenas, poleas, y engranajes. Se denomina también sistema de transmisión compuesta.

Esquema de un sistema de transmisión mecánica La eficiencia mecánica de este tipo de sistema de potencia (diésel – mecánico) tiene una eficiencia promedio de 60%.

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Ventajas y desventajas Ventajas No existe desgaste físico entre las partes de un convertidor de torsión. Para medianas revoluciones transmite casi íntegramente la energía generada por el motor.

Desventajas Para situaciones de extrema carga, el convertidor tiende a calentarse, y es siempre necesario estar pendiente del nivel de aceite en su depósito. Mayormente las partes no son reemplazables, sino más bien se cambia enteramente la pieza,elevando el costo.

Transmisión eléctrica de potencia La mayoría de los equipos en la actualidad utilizan esta forma de transmisión de potencia.

• Consta de generadores que producen electricidad que se transmite a los motores a través de cables de conducción eléctrica. A su vez la transmisión eléctrica de potencia se subdivide en: • Sistema diésel eléctrico DC/DC • Sistema diésel eléctrico AC/DC

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Motor eléctrico

¿Qué es AC y DC? •

La AC o corriente alterna es la corriente eléctrica que cambia de

dirección periódicamente. •

La DC o corriente directa o continua es corriente eléctrica que fluye

en una sola dirección.

Sistema diésel eléctrico DC/DC Los equipos de perforación con sistema diésel eléctrico DC/DC usan

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generadores y motores de corriente directa que tienen una eficiencia aproximada de 95%.

Sistema diésel-eléctrico AC/DC Los equipos de perforación con sistemas de potencia AC/DC están compuestos por generadores de AC (alternadores) y por rectificadores de corriente (SCR) (Alterna a Directa). Estos equipos obtienen una eficiencia del 98%, cuya energía disponible se concentra en un PCR y puede canalizarse parcial o totalmente a la maquinaria de perforación que se requiera, permitiendo obtener mayor potencia.

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Ventajas Ventajas de los motores DC

Ventajas de los motores AC

Fácil control de la velocidad.

Suministran potencia a equipo pequeño.

Alto torque a baja velocidad.

La potencia es fácil de transmitir y distribuir

Desaparecen los problemas de alinear lo motores al momento de instalarlos. Pueden estar más lejos del piso de la torre, reduciendo el ruido y las vibraciones.

¿Por qué las torres de perforación usan AC y DC? •

La velocidad de un motor DC es sencilla de variar y puede funcionar

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lentamente y desarrollar mucha potencia al mismo tiempo (Gran cantidad de torque a baja velocidad). Esto lo convierte en un buen elemento motriz para los equipos de la torre de perforación. Mediante el control preciso de la velocidad el perforador puede establecer con exactitud la velocidad a la cual el malacate eleva, a la cual las bombas de lodo funcionan y a la cual la rotativa gira. •

Por otra parte, la corriente AC permite que los fabricantes construyan

generadores que proporcionen la misma cantidad de potencia que un generador DC pero que son mucho más pequeños y baratos. Generalmente los motores AC transmiten potencia a los equipos que no requieren de mucha potencia. (De menos de 1 HP a 150 HP) Generadores de corriente

Electric Control House

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Potencia Hidráulica •

Algunos equipos de perforación requieren potencia hidráulica.

•

Los sistemas hidráulicos de una torre de perforación también

obtienen su potencia de alguno de los tres sistemas básicos de distribución. •

Un sistema hidráulico es un medio por el cual se transmite potencia

al empujar un líquido confinado. •

Ejemplo, si una bomba ejerce una presión de 1000 psi un fluido

hidráulico contenido en un cilindro con un pistón de superfice 10 pulgadas cuadradas. Se producen 10 000 libras de fuerza. •

Ejemplo 2, Un motor eléctrico transmite potencia a una bomba de

alta presión. La bomba toma fluido hidráulico (del depósito) y lo arroja en una manguera reforzada con acero de gran resistencia a los dispositivos que requieren potencia hidráulica. El fluido hidráulico vuelve al depósito después de ser utilizado (Sistema cerrado)

Potencia Neumática •

Ciertos reguladores, válvulas y herramienta funcionan con aire o

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neumáticamente. •

Los sistemas neumáticos de una torre de perforación también

obtienen su potencia de alguno de los tres sistemas básicos de distribución. •

Ejemplo. El operador de perforación usa reguladores neumáticos en

su consola para embragar y desembragar equipos como el malacate. •

Muchos motores diésel de las torres tienen un arrancador neumático,

que es un motor que funciona con aire que hace girar el cigüeñal del motor mientras arranca. •

Un compresor de aire suministra aire comprimido para que funcionen

los controles neumáticos, las válvulas y las herramientas neumáticas de la torre de perforación.

Gasto de Combustible (Eficiencia del motor) Poder calorífico de varios combustibles

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Correcciones de potencia por altitud y temperatura Cuando las plataformas de perforación se operan en condiciones ambientales no-standard (85 ºF de temperatura y a nivel del mar) la entrega de potencia de los motores debe ser corregida. La modificación, de acuerdo a la norma API 7B-11C es la siguiente: a) Reducción del 3% (de la potencia nominal) por cada 1000 pies de elevación sobre el nivel del mar. b) Reducción del 1% de la potencia por cada 10 ªF por encima de 85ºF c) Incremento del 1% de la potencia por cada 10ªF por debajo de 85ªF IV. CONCLUSIÓN

Con la recuperación de información se concluye que el sistema motriz cumple las funciones 

La rotación



Elevación con malacate



Circulación del fluido de perforación

Tiene diferentes componentes del sistema motriz Se aprecia las ventajas y desventajas del sistema motriz 1. Partes el sistema motriz: *generación de potencia -. Motor a diésel: produce gran cantidad de potencia RMP

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Motor eléctrico: generadores que produce electricidad a través de cables 2. transmisión de potencia: - transmisión mecánica - transmisión eléctrica 3. DC= velocidad de motor, funciona lentamente, desarrolla mucha potencia AC= corriente que permite que construyan generadores que proporciona la cantidad de potencia. 4. Potencia hidráulica: * obtienen potencia de alguno de los 3 sistemas *equipos de perforación requieren potencia hidráulica 5. Potencia neumática: * Regulador, válvulas y herramientas que funcionan con aire * trabajan con el sistema de distribución

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