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5/22/2018 Uso y cuidados del cable de perforacin.docx

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Uso y cuidados del cable de perforacin

Cable nuevo:

Al comenzar a usar un cable nuevo es necesario tener especial cuidado en su manipuleo

para enhebrar el cable en el aparejo utilizamos el cable viejo, uniendo ambos por medi

de un elemento especial (vbora) que posee en el medio un giratorio y unidos a este, do

mangas tejidas de cable fino, donde colocamos, en una, una punta del cable viejo y en l

otra, una punta del cable nuevo, al estirarse estas mangas se contraen y agarra a ambo

cables con firmeza, y as vamos pasando el cable nuevo hasta llegar al tambor. Es muy

importante dejar fijo el aparejo ya sea colgndolo de la torre con una eslinga o apoyndol

sobre un soporte especial sobre la mesa rotary.

Es muy importante que el carretel del cable nuevo gire sin restricciones y que e

movimiento del mismo pueda ser frenado de alguna manera para proveer una tensi

sobre el cable a fin de evitar un enhebrado flojo tanto en el aparejo como en el tambor de

equipo; Se debe evitar el roce del cable con las partes de la torre como as tambigolpear el mismo con cualquier elemento.

Una vez pasado el cable por el aparejo se fija al tambor con el anclaje original disead

por el fabricante, verificando que este se encuentre en buenas condiciones, al igual que l

gua LeBus del tambor. Luego de esta operacin se deber enrollar tantas vueltas en e

tambor como el fabricante recomiende, en el caso de no tener este dato se enrollarn

vueltas, se debe tener en cuenta que a mayor dimetro del tambor ser necesario meno

vueltas en este para asegurar un buen anclaje.

La ultima operacin que debemos hacer es anclar el cable en el muerto, para est

debemos asegurarnos que las mordazas sean originales y de la medida correspondiente

que no muerdan ni aplasten el cable al apretarlo, tambin debemos verificar que lopernos y/o esprragos que aprietan las mordazas sean de acero de grado 8 y coloca

todos los pernos de seguro alrededor del arrollamiento en el muerto, Tambin convien

agregar una grampa fija que no dae el cable detrs de la original.

Poleas:

Las poleas del aparejo y de la corona se deben lubricar cada 15 das aproximadamente.

Cada vez que se coloque cable nuevo sera conveniente inspeccionar las poleas d

corona y aparejo y la gua LeBus por desgaste, para esto se utilizar, en el caso de la

poleas, una sonda API con la leyenda: API WORN- cable- GO (ej. API-WORN-1 -GO

Se recomienda que el dimetro mnimo de las poleas sea aproximadamente 30 a 5

veces el dimetro nominal del cable.

Tambores:

Desde el punto de vista econmico se deben considerar dimetros de tambor que com

mnimo tengan 20 veces el dimetro del cable que se va a usar. (Ej. Para cable de 1

tambor mnimo 25).


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Existen tambores lisos (muy viejos, hoy en desuso) y tambores ranurados (guas LeBu

por Ej.); Las primeras guas que se fabricaron eran helicoidales, estas tenan e

inconveniente de provocar un gran desgaste enel punto donde pasa de una camada o

arrollamiento al siguiente debido al gran roce con la brida de desgaste al final de l

camada. Con el fin de evitar este problema es que se fabricaron los canales por dond

calza el cable paralelos a las bridas de desgaste, este es el caso de las guas LeBus

inicialmente para cambiar de un canal al siguiente se efectuaba en un solo paso po

vuelta esto provocaba desbalanceo en el tambor con el consiguiente traqueteo del mismo

a este arrollamiento se lo llam piramidal, posteriormente el cambio de canal se efectu

en dos veces por vuelta opuestos 180, estos dos cruces fueron de medio dimetro de

cable por vez; Este tipo de arrollamiento se llam piramidal contrabalanceado

Clculo del factor de diseo:

El factor de diseo del cable se calcula de la siguiente manera:Resistencia nominal del cable

Factor de diseo=

Tensin en la lnea rpida

El Factor de diseo mnimo segn la norma API RP-9B

es 3 para el cable de perforacin; En caso de estar entubando o en casos de

aprisionamiento es 2.

El Factor de diseo as calculado es un nmero adimensional (sin unidades) y entonce

deja de depender de los valores de partida para el clculo y pasa a ser un valor absoluto

para esa condicin particular. (en pocas palabras: un factor de diseo igual a 5 con cabl

de 1 no es mejor que un factor de diseo igual a 5 con un cable de 1 1/8 )Es importante destacar que la vida del cable de perforacin est afectada por el factor d

diseo, por lo que es de esperar que a mayor factor de diseo sea mayor la duracin de

cable.

La tensin dinmica en la lnea rpida depende del peso en el gancho y del rozamiento d

las poleas:

Tensin dinmica en lnea rpida= Peso en el gancho x factor por rozamiento

El factor por rozamiento depende de la cantidad de poleas en la lnea rpida y la cantidad

de lneas que soportan peso, citando a continuacin algunos valores para los diferente

casos suponiendo una sola polea en la lnea rpida y que las mismas estn montada

sobre rodamientos cnicos.

Lneas Factor por rozamiento

8 0,148

10 0,123

12 0,106


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CALCULO DEL SERVICIO DEL CABLE

Trabajo del cable:

El trabajo de un cable est normalmente expresado en unidades de Toneladas-Milla, y s

define como la fuerza necesaria para mover un objeto una distancia determinada siend

la frmula que expresa este concepto la siguiente:

Trabajo= Fuerza x Distancia

En el caso especfico del trabajo realizado por un cable de perforacin podemo

aproximarlo al trabajo realizado durante un viaje, al perforar, al efectuar una corona, a

hacer viajes cortos y al entubar; Esto nos dar una idea aproximada, pero l

suficientemente buena del trabajo realizado por el cable, teniendo en cuenta que no sestn considerando el trabajo realizado al acelerar y desacelerar cargas, al rozamient

producido por el cable en contacto con el tambor y las poleas, al trabajo producido por la

vibraciones del cable y al arrastre en las conexiones y los viajes.

Trabajo durante una maniobra:

El trabajo realizado por el cable durante una maniobra (sacar y bajar toda la herramienta

puede ser calculado mediante la siguiente frmula:

Donde:


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Trabajo durante la perforacin:

Las maniobras efectuadas para perforar una barra seran las siguientes, considerand

que se repasa el tramo perforado una vez:

1) Perforar el trozo.

2) Levantar la longitud del vstago

3) Repasar la long. del vstago

4) Levantar la long. del vstago para agregar una barra

5) Llevar el vstago al pozo ratn

6) Levantar la barra y agregarla

7) Sacar cua y bajar la columna al fondo

Si efectuamos un anlisis de las maniobras anteriores vemos que perforando al suma

todas las operaciones 1 y 2 el resultado da igual que calcular un viaje entre laprofundidades de inicio de la carrera del trpano y el fin de la misma, la suma de todas la

operaciones 3 y 4 da igual que la anterior (otro viaje) la suma de las operaciones 7 d

medio viaje y la suma de las operaciones 5 y 6 da otro medio viaje por lo que podemo

usar como frmula para calcular las Ton-Milla al perforar la Siguiente expresin:

Donde:

Trabajo al Efectuar una corona:

El anlisis a efectuar para este caso es similar alanterior pero dado que al efectuar una corona no se repasa el tramo coroneado

las Ton-Milla sern:

Tc = 2 (T2T1)

Dnde:


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Trabajo durante un viaje corto:

Al igual que en los casos anteriores calculamos el trabajo en un viaje corto como l

diferencia entre dos viajes completos, el primero desde la profundidad donde se comienz

el viaje corto (sacar y bajar) y el segundo calculando las Ton-Milla de un viaje complet

desde la profundidad hasta donde se saca el trpano.

TST = T2T1

Donde:

Trabajo entubando:

Para este caso el clculo se realiza usando la misma frmula que usamos para el caso d

una maniobra teniendo en consideracin que debemos considerar al peso efectivo de

casing en lugar del peso efectivo de las barras y que el exceso de peso debido a lo

portamechas es =0, todo esto dividido 2 dado que esta operacin es solamente medi

maniobra. Entonces la frmula a usar sera la siguiente:

Donde:


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DESLIZAMIENTO Y CORTE DEL CABLE DE PERFORACION

Rendimiento:

El rendimiento de un cable de perforacin lo podemos medir sumando el trabajo del cabl

para las distintas maniobras efectuadas a lo largo de toda su vida til y a este gran tota

dividirlo por la longitud inicial del cable en pies, esto nos da por resultado el rendimient

en Ton-Milla / Pi.

El rendimiento de un cable de perforacin depende de muchos factores como ser: e

rozamiento en las poleas, el dimetro de estas y su alineacin, el dimetro del tambor (

menor dim. menor rendimiento), la presencia de una gua de cable en el tambor y s

estado (gua LeBus), las condiciones de perforacin (desde fciles a dificultosas), l

repeticin de los puntos de desgaste al correr cable, y tambin como mencionamo

anteriormente la profundidad del pozo, dado que aumenta la tensin dinmica en la lne

rpida y por lo tanto disminuye el factor de seguridad.Es muy importante destacar que la ausencia de un programa de corte adecuado es un

de los factores que mas influyen en la vida de un cable de perforacin. Dejar que s

acumulen muchas Ton-Milla antes de efectuar un corte no aumenta el rendimiento de u

cable sino que nos provoca que posteriormente tengamos que cortar una gran cantida

de cable debido al mal estado en que se encuentra.

La evaluacin visual del desgaste de un cable de perforacin es el factor ma

importante en la decisin de cortar cable y ningn clculo de Ton-Milla o tabla de cort

nos har modificar nuestra resolucin de cortar cable en mal estado.

Programa de corte:

Realizar un programa de corte significa establecer por medio de tablas indicativas, e

trabajo en Ton-Milla que efectuar el cable antes del primer corte y de los siguientes

como tambin los pies o metros a cortar por vez. Como gua se puede usar la tabla de l

fig. 5-2 de la Norma API-RP-9B o las tablas del Manual de Perforacin del IAPG Tomo I

Seccin M5 Pag. 4 a 7. Estas tablas nos dan las Ton-Milla que debe trabajar el cabl

entre cortes, estn realizadas sobre la base de un factor de diseo = 5, dado que el facto

de diseo en uso en cada operacin es diferente, las Ton-Milla indicadas en la tabl

deben ser corregidas sobre la base de la curva de servicio de cable de la figura 1, en esta

obtenemos un factor multiplicador con el cual tenemos que afectar las Ton-Milla obtenida

de las tablas anteriormente mencionadas. La curva muestra un valor 1 para un factor d

diseo 5 en el caso de que el factor de diseo sea 6 el valor obtenido ser 1,15 o un 15 %

mayor que el valor que figura en tablas.


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La longitud del cable a cortar depende del dimetro del tambor y de la altura de la torre

Se debe correr cable de forma tal que los puntos de mayor desgaste, como son la

secciones de cable en contacto con la polea rpida del aparejo, no coincidan con la pole

rpida de la corona en el prximo deslizamiento; Esto puede conseguirse haciendo qulos tramos corridos no entren un nmero entero de veces en la longitud total que s

mueve el aparejo, o lo que es aproximadamente igual, la altura de la torre. Otr

consideracin que debemos tener en cuenta es la referida a los puntos de cruce en e

tambor, para evitar que al correr el cable pasemos de un punto de cruce al siguiente, es

conveniente correr el cable el nmero de vueltas necesario segn nos indica la altura d

la torre y sumarle a esta cantidad media vuelta ms si el tambor tiene un solo punto d


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cruce o cuarta vuelta ms si el tambor tiene dos puntos de cruce (arrollado piramida

contrabalanceado).

Con el fin de hacer ms fcil el trabajo de correr y cortar el cable es que se calcul l

siguiente tabla:

El nmero de vueltas a que se refiere la tabla son de la camada de cable que est e

contacto con la gua LeBus. Es mucho mas exacto y seguro para el operador contar e

nmero de vueltas a cortar y efectuar una marca en el cable en el lugar del corte, qu

hacerlo midiendo el cable con una cinta mtrica. Mientras que resulta ms cmodo med

el cable cuando se corre el mismo entre cortes.

Todo programa de corte de cable debe ser inicialmente diseado para cada equipo e

particular y luego ajustado sobre la base de la experiencia de campo con el fin d

optimizarlo. Esto resulta ser de fundamental importancia cuando se toma conciencia quuno de los mayores costos del equipo, refirindose a repuestos, se debe al cable d

perforacin.

USO DEL PROGRAMA CABLE (Planilla Excel)

Generalidades:

Este programa fue realizado teniendo como objetivo facilitar el clculo de las Ton-Milla

proveer una indicacin de las Ton-Milla que se deben dejar pasar entre cortes.

Para cumplir con el primer objetivo (clculo de las Ton- Milla) se usaron las mismafrmulas que figuran en este manual.

Para cumplir con el segundo objetivo (Clculo de las Ton-Milla entre cortes) se cre e

concepto de Ton-Milla compensadas.


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Ton-Milla compensadas:

Si seguimos paso a paso las indicaciones para efectuar el clculo de las Ton-Milla entr

cortes segn indica API vemos que debemos corregir estas segn sea el factor de dise

en uso en cada maniobra:

Ton-Milla entre cortes = Ton-Milla segn tablas x Factor de servicio

El factor de servicio es el multiplicador que obtenemos en la fig. 1 sobre la base del facto

de diseo en uso.

Como observamos de la frmula las Ton-Milla entre cortes sern entonces variables, est

dificulta mucho el clculo.

Por otro lado tenemos que las Ton-Milla entre cortes es igual a la suma de las Ton-Mill

de varias maniobras.

Si a las Ton-Milla parciales las dividimos por el factor de servicio entonces podemos deja

fijas las Ton-Milla a las cuales efectuamos el corte, a aquellas Ton-Milla as corregidas la

llamamos Ton-Milla Compensadas, o sea:


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Con el fin de facilitar los clculos se realiz el programa

La pantalla que usaremos para calcular las Ton-Milla ser la siguiente:

Figura2

Con el fin de facilitar el uso se usaron los siguientes criterios

en la confeccin de la pantalla de la Fig. 2 :

Se debern entrar los siguientes datos:

1. Portamechas: hasta 4 dimetros externos e internos diferentes con sus respectiva

longitudes. En caso de tener menos se debe dejar en blanco las celda

correspondientes.(los dimetros son en pulgadas y las longitudes en metros). Todos lo

accesorios que componen el BHA (como son estabilizadores,substitutos, tijeras,

etc...)se deben agregar como Portamechas equivalentes segn su longitud y dimetros

2. Barras HW: se debe entrar solamente la longitud; El programa est hecho para barra

HW de 5" 49,3 #/pi.

3. Densidad: Entrar dato en Libras por galn.

4. Peso del aparejo +Amelas +etc. : Verlo en el indicador de peso del equipo. Entra

este dato en miles de libras por Ej. si el Martin- Decker indica 22.000 Lbs colocar en l

celda el nmero 22. Esto si se trata de calcular las Ton/Milla para un viaje, en el caso de

que sea perforando usar el peso del aparejo mas cabeza de inyeccin y vstago.


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5. Cantidad de lneas en aparejo: Con la flecha se despliega una lista donde se elige l

cantidad de lneas del aparejo, puede ir desde 6 hasta 12 lneas.

6. Dimetro exterior de las barras: Con la flecha se despliega un cuadro de donde s

elige el dimetro de las barras.

7. Dimetro del cable: Entrar el dimetro del cable en uso, se usa en el clculo del facto

de seguridad y el de servicio y para fijar las Ton.Milla antes del corte.

8. Tiros: Igual que en el caso anterior pero para elegir tiros dobles o triples, este dato sol

tiene influencia para maniobras a poca profundidad.

9. Condiciones de perforacin: Con la flecha se despliega una lista donde se elige l

condicin de perforacin que ms se adapta a la zona en que nos encontramo

perforando (no se refiere al terreno).

10. Desde y Hasta: Segn sea la maniobra entraremos las profundidades en juego par

la misma, el resultado ( que se leer en la celda con igual fondo) es solamente para e

conjunto de valores anteriormente entrados y esa maniobra en particular.

Resultados:1. Maniobra: da las Ton/Milla y las Ton-Milla Compensadas para un viaje completo (saca

y bajar) desde la profundidad entrada en la celda adyacente.

2. Perforando: Da las Ton/Milla y las Ton-Milla Compensadas durante la perforacin de

tramo indicado en las celdas "Desde" y "Hasta".

3. Coroneando: Da las Ton/Milla y las Ton-Milla Compensadas durante la perforacin d

una corona en el tramo indicado en las celdas "Desde" y "Hasta".

4. Viaje corto: Da las Ton/Milla y las Ton-Milla Compensadas en un viaje corto (sacar

bajar) (Note que las profundidades estn invertidas "desde" debe ser mayor que "hasta").

Adems de estos resultados da otros que tambin pueden resultar de inters como son:a) Peso total del BHA dentro del pozo (fact.de flotac. Incluido)

b) M+ C

c) Factor de flotacin

d) Factor de seguridad del cable (en funcin del peso total sumergido de la herramienta)

e) Peso total de la herramienta afectado por el Fact. de Flotac.

El resultado dado en Ton-Milla en las diferentes operaciones que realiza el equipo l

debemos anotar en la planilla de corte de cable acumulndolo para obtener el rendimient

del cable.

El resultado en Ton-Milla Compensadas lo anotaremos y cuando el acumulado de sta

sea aproximadamente igual al que figura en el cuadro Cortar cable cada situado en l

parte inferior derecha de la planilla, entonces procederemos a cortar cable. No se deb

olvidar que el resultado de

cortar cable cada depende de las condiciones de perforacin y del diametrodel cablelas cuales no deben ser cambiadas mientras dure el carretel del cable.

Tambin es posible calcular con este programa las Ton- Milla entubando y reciprocando

para lo cual usamos la siguiente pantalla:


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En la confeccin de esta pantalla se siguieron los mismos criterios que para la pantalla d

la Fig. 2.

Se debern entrar los siguientes datos:

1) Caera 1,2 y 3 : En las celdas correspondientes a c/u se colocar respectivamente lo

siguientes datos: Dimetro nominal (en pulgadas), Peso (en Lbs/Pi), Longitud (en m)

2) Densidad del lodo: El dato es en Lbs/Gal.

3) Peso del Aparejo + amelas + elevador: Leerlo en el Martin Decker en Libras, coloca

en la celda en Miles de libras. Ej. Si leemos 22000 Lbs. Colocar en la celda el nmero 22.

4) Longitud reciprocado: Es la suma de los metros que se levanta la Hta. mas lo que sbaja la misma durante la maniobra de reciprocar la caera.

5) Veces/minuto: Si dividimos 60 por la cantidad de segundos que tarda la maniobr

anterior (reciprocado) nos da el nmero de veces por minuto que lo hacemos. Ej Si l

maniobra de reciprocar tarda 90 segundos 60/90 igual a 0,66 Veces/min.

6) Minutos reciprocando: Sera el tiempo total durante el cual estamos reciprocando l

Hta. expresado en minutos.

Resultados:

1) Ton-Milla entubando: Da las Ton-Milla entubando, estas no estn compensadas, s

debern sumar al acumulado de Ton- Milla y al de Ton-Milla Compensadas.

2) Ton-Milla reciprocando: Da las Ton-Milla reciprocando, acumular igual que el anterio

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