Trazos paileros para realizar trazos, cortes y calculos.pptx
2.1 sistema suministro de energia
1. 1. Sistema de suministro de energía.
2. Sistema de izaje.
3. Sistema de circulación.
4. Sistema rotatorio.
5. Sistema de control.
6. Sistema de medidor de parámetros de perforación.
TEMA II
Objetivo: El alumno identificará el funcionamiento e interrelación de
los sistemas que constituyen el equipo de perforación rotatorio.
Principales componentes del equipo de peroración
FACULTAD DE INGENIERIA Elementos de Perforación
Sistemas que componen el equipo de perforación
2. La planta motriz es el corazón del equipo de perforación. La energía producida por esta
planta se utiliza para el funcionamiento de los cinco sistemas restantes.
Además de proporcionar energía a sistemas complementarios como: bombas de agua,
alumbrado, desarenadores, operación de preventores, etc.
Los equipos de perforación tienen altos requerimientos de potencia (energía), la cual es
transmitida a algunas partes del equipo como: el malacate, las bombas, el sistema de
rotación y algunos sistemas auxiliares.
El sistema de potencia en un equipo de perforación generalmente consiste de una fuente
primaria de potencia (generador) y de algún medio para transmitir dicha potencia
hasta el equipo que la utilizará. En la actualidad las fuentes primarias de potencia como
son los motores diesel.
1. Sistema de suministro de energía (Planta motriz)
FACULTAD DE INGENIERIA Elementos de Perforación
• Maquinas de vapor
• Maquinas de combustión interna
• Maquinas eléctricas
Fuentes primarias de potencia
• Sistema diesel mecánico (convencional).
• Sistema diesel eléctrico C.D./C.D.
• Sistema diesel eléctrico C.A./C.D.
3. 1. Sistema de suministro de energía (Planta motriz)
FACULTAD DE INGENIERIA Elementos de Perforación
Sistema diessel mecánico (convencional).
Los equipos de perforación diesel mecánicos son
aquellos en que la transmisión de energía, desde la
toma de fuerza del motor diesel de combustión interna
hasta la flecha de entrada de la maquinaria de
perforación (malacate, bombas, etc.) se efectúa a
través de convertidores de torsión, flechas, cadenas
y transmisiones, cuya eficiencia mecánica promedio
es del 65%.
MALACATE
2,100 HP
M - 1
M -2
M -3
BBA - 1
BBA - 2
MOTOR
MOTOR
MOTOR
MOTOR
GCA
GCA
SERVICIOS
AUXILIARES
EFICIENCIA 65%
BBA – 1 = Bomba de lodos 1
M -1 = Motor
GCA – Generador de corriente eléctrica
4. 1. Sistema de suministro de energía (Planta motriz)
FACULTAD DE INGENIERIA Elementos de Perforación
M1 M2 M3 M4 M5
CD CD CD CD CD
CA
CD
CUARTO DE TABLERO DE CONTROL
CD
S. AUX.
B
1
B
2
CD
MALACATE
2,100 HP
Sistema diesel eléctrico C.D./C.D.
Estos sistemas usan generadores y
motores de corriente directa con una
eficiencia real en conjunto del 95%. En
este sistema, la energía disponible se
encuentra limitada por la razón de que sólo
un generador C.D. se puede enlazar
eléctricamente a un motor C.D. dando
como resultado 1,600 HP disponibles por
motor para impulsar el malacate.
CD – Corriente Directa
CA – Corriente Alterna
M - Motores
5. 1. Sistema de suministro de energía (Planta motriz)
FACULTAD DE INGENIERIA Elementos de Perforación
M1 M2 M3
CA CA CA
T
CD
PANEL DE CONTROL ROOM PCR.
CD
S. AUX.
B
1
B
2
CD
MALACATE
2,100 HP
Sistema diesel eléctrico C.A./C.D.
Estos sistemas están compuestos por generadores
de C.A. y por rectificadores de corriente (alterna a
directa). Estos sistemas obtienen una eficiencia del
98%, y cuya energía disponible se concentra en una
barra común (PCR) y puede canalizarse parcial y
totalmente a la maquinaria que la usará (rotaria,
malacate y bombas). La ventaja de este sistema es
tal que, en un momento dado y de acuerdo a las
necesidades, toda la potencia concentrada en las
barras podría dirigirse o impulsar al malacate
teniendo una disponibilidad de potencia de 2,000 HP.
Estos motores ofrecen una vida más larga y menor
costo.
T - Transformador
B - Bombas
6. 1. Sistema de suministro de energía (Transmisión de energía)
FACULTAD DE INGENIERIA Elementos de Perforación
Los requerimientos de potencia mecánica en las fuentes primarias se determina:
HHPmotor =
Carga
Econvert
La potencia primaria puede ser transmitida hacia el equipo que la utilizará por medio de
los siguientes métodos:
Transmisión mecánica.
Transmisión eléctrica
La transmisión mecánica transmite la energía desde los motores o generadores hasta el
malacate, bombas y otros equipos, a través de un ensamble de distribución que consta
de; embragues, uniones, poleas, flechas y cadenas.
La transmisión eléctrica suministra la energía mediante cables hasta un dispositivo de
distribución y de éste a los motores eléctricos que están conectados directamente el
equipo (malacate, bomba, etc.)
HPmalac =
F x V
33,000
HHPconv =
HHPmalac
E cad y flech
Donde: HHPmalacate en HP
F fuerza en lbs
V velocidad en pie/seg
7. 1. Sistema de suministro de energía (Planta motriz)
FACULTAD DE INGENIERIA Elementos de Perforación
Los requerimientos de potencia son afectados por la altitud y la temperatura y así que:
La potencia al freno de un motor se reduce el 3% por cada 300 por arriba del nivel del mar.
Respecto a la temperatura se reduce el 1% por cada 10°F por arriba de una temperatura de
85°F, o bien, adicione el 1% por cada 10°F por debajo de 85°F.
Los convertidores de torsión están unidos a la flecha del motor con el objetivo de
incrementar las revoluciones (r.p.m.) y suministrar una potencia de salida constante, la
eficiencia de un convertidor esta en un rango de 0.75 a 0.85.
Eficiencia = 0.98 n donde n,
es el número de flechas y cadenasE =
Potencia de salida – Potencia de entrada
Potencia de salida
El factor de eficiencia (E) describe las pérdidas de potencia que existen desde la fuente
primaria hasta el motor y matemáticamente se representa:
8. 3.- La potencia mínima se obtiene a la temperatura más alta.
(110 – 85)(0.01/10) x 2400 = 60 HP 2,400 – 60 = 2,340 HP
4.- La potencia máxima se obtiene a la temperatura más baja.
(85 – 40)(0.01/10) x 2400 = 108 HP 2400 + 108 = 2,508 HP
1. Sistema de suministro de energía (Planta motriz)
FACULTAD DE INGENIERIA Elementos de Perforación
Ejemplo:
Un equipo de perforación está trabajando en un desierto a una altitud de 2,000 m sobre
el nivel del mar. La temperatura más baja es de 40°F (en la madrugada) y la más alta es
de 110°F. El equipo tiene tres motores diesel cuya potencia nominal es de 1,000 H.P.
cada uno. Determinar los HP mínimos y máximos disponibles durante las 24 horas.
Solución:
1.- H.P. nominal = 3 x 1000 = 3,000 HP
2.- Pérdida de potencia por altitud = (2000 x 3000 x 0.03) / 300 = 600 HP
3000 – 600 = 2400 HP
9. Ej: En un equipo diesel mecánico se requiere levantar una carga de 500,000 lb a una velocidad
de 90 pies/seg, calcular la mínima potencia aceptable para los motores. Se asumirá una
eficiencia para el convertidor del 75% y para las cadenas y flechas del 98%.
Motores
1
4
4
8
2
5
3
8
3
6
5
11
Flechas
Cadenas
Total
1. Sistema de suministro de energía (Planta motriz)
FACULTAD DE INGENIERIA Elementos de Perforación
Motor Convertidor Malacate
1.- Potencia del malacate = (F x V) / 33000 = (500000 x 90) / 33000 = 1,363 HP
2.- Determinar la eficiencia promedio de los tres motores:
E = [ (0.98)n + (0.98)n + (0.98)n ] / 3 donde n es el número de cadenas y flechas por motor
E = [ (0.98)8 + (0.98)8 + (0.98)11 ] / 3 = 0.83
3.- El requerimiento de potencia en los convertidores es (RPC):
RPC = Pm / E = 1,363 / 0.83 = 1,642 HP
4.- El requerimiento mínimo de potencia en los motores es:
RPM = RPC / Ec = 1,642 / 0.75 = 2,190 HP
