January 31, 2016 - 11:07 pm | Rig Equipment
La rotación es proporcionada por una barra de perforación ajustada al top drive. Por lo tanto, el cuadrante Kelly y el Buje del mismo (Kelly bushing) no se requieren en el sistema de top drive. Mas aún, el buje maestro y la mesa rotaria solo sirven para soportar las cuñas y como conducto para levantar o bajar hacia el pozo la barra de perforación.
Una vez que el cuadrante Kelly no sea requerido, la longitud de cada parada es mas que una sola junta. Por lo general , al usar Top Drive se pueden usar parejas de drill pipes que consistan de 03 juntas de estos tubulares. Un top drive puede perforar 90 pies continuos despues de cada conexión, lo cual no se puede con el Kelly que permite perforar 30 pies por conexión de tubería. El Top Drive permite rotar y circular mientras se está sacando la tubería del hoyo (backreaming). Sin embargo, esta operación no puede realizarse en un sistema de Kelly.
El top drive esta ajustado a una pista carril que actúa como riel de guía en la cabria. Esto permite el movimiento recto hacia arriba y/o abajo mientras se perfora o se realiza un viaje.
En la figura 1 se muestra brevemente los componentes del top drive:
A – Elevador
B – Parrillas (Bail or Link)
C – BOP Interna ó IBOP (tanto de operación manual como neumática)
D – Cabezal de Rotación
E – motor de Top drive
F – Rieles
G – Gancho
D – Bloque Viajero.
Como Opera el Sistema del Top Drive
Este video muestra de forma detallada como opera un Top Drive de la empresa Varco, el cual permitirá aprender detalles sobre el funcionamiento de este equipo. De igual forma el equipo de DrillingFormulas añadió la transcripción en inglés del video, con el propósito que las personas que lo vean puedan entenderlo detalladamente.
Transcripción Completa del VIDEO
The Varco Top Drive drilling system is more than a concept. It is a proven, practical drilling system that has been setting drilling records and producing profits for operators since the early spring of 1982. Time savings have averaged over 25% on the wells drilled with this system. In addition to reaching TD ahead of schedule, the operators feel that the ability to drill down 90 foot stands, produces a cleaner borehole and fewer subsequent sticking problems. By rotating the string from a drilling motor and gear train, mounted on rails and a derrick, the rig is able to function with the measure of speed, efficiency and safety; never before possible with conventional drilling methods.
The Top Drive’s flexibility to simultaneously rotate and hoist pipe at any time, whether drilling or tripping, can provide many previously unavailable options to drilling personnel. Development of this drilling system began several years ago, when after considerable investigation, Varco determined that the key to a successful derrick mounted drilling system would be found in the method of making and breaking connections overhead in the derrick. At that time, the technology did not exist to reliably handle this operation, but several years later with Varco’s hydraulic pipe handling tools proven successful, a second look was given the problem of breaking connections in the derrick. Initial designs utilized a railway traction motor, mounted in the derrick, rotating the string through a locomotive reduction gear and a hollow shaft, replacing the axel and flanged wheels.
The success of this design proved the concept and development continued to progress. Improvements were made to provide more torque and enabled a new drilling system to be used in the standard 142 foot derrick and on floaters with motion compensators. To increase the available torque, the railway traction motor was replaced with a square frame oilfield motor with special thrust bearings to enable it to run in a vertical position. And air break was fitted to the upper end of the double-ended armature shaft, and a new higher ratio reduction gear was designed. This change improved the available torque from the system, while short coupling the swivel to the drilling shaft and eliminating the hook, reduced the length sufficiently to allow it to be used in a 142 foot derrick.
The hook’s function was taken over by a series of features on the unit. First, the hook spring was replaced by springs located in the torque arresters to cushion the system, when the string was hoisted and allow the pin to jump the box, when connections were broken. Orientation of the elevators was accomplished by a positioning system located below the gearbox. Hoisting capacity of this system is a full, 500 tons, using standard links and a drill pipe elevator or casing tools. If a hook is desired in the system, a 147 foot derrick should be considered the minimum for adequate headroom. A hydraulic torque wrench is mounted beneath the drilling motor to break out connections at any point in the derrick. This tool is an adaptation of Varco’s proven successful TW60 torque wrench, hundreds of which are in use all over the world.
The Top Drive drilling system is mounted in a dolly, running on rails in the derrick structure. These rails may be incorporated into most existing derricks or mast with little or no additional reinforcement of the structure. The controls are built into the driller’s panel and are designed to be familiar to the driller, and ammeter and the tachometer, the only additional instruments, while the controls are usually integrated into the existing electrical distribution system; switches for breaks, link tilled inside BOP and torque limiter override, are placed for the convenience of the driller. In operation, the system allows drilling with 90 foot stands, which produces several distinct advantages over conventional drilling. By eliminating two of every three connections, a greater proportion of time is spent drilling ahead. When connections are made, they may be accomplished quickly, so as to maximize rotating time.
When a stand has been drilled down, the driller stops rotation and sets the slip. He then initiates the hydraulic pipe handler’s breakout sequence. The torque wrench elevates to engage the spline on the drilling shaft, the lower jaw clamps the box and the connection is rotated 30° to break. Next, the driller reverses the drilling motor to spin out of the string and hoists the system back to the monkey board, where the derrick man drops in the next stand. The new stand is hoisted and stabbed into the string, and the driller slacks off to stab the drilling shaft into the upper box. Both connections are spun up and torqued by the drilling motor, where the single tong holding back up at the floor. When the driller pulls the slips and starts the pumps and begins rotation, the system is making hole again.
Singles may be made up from the mouse hole just as easily. When the stand is drilled down, the slip set and the connection broken, the driller activates the link tilt feature to extend the elevators to the mouse hole, where they’re easily latched and the new joint is hoisted and stabbed into the string. The single is made up in the same way as the stand, and the system is drilling ahead in about a minute and a half from the time the slips were set.
Tripping is accomplished in the normal manner. With the drilling system in the string, the elevators simply handle the pipe in a conventional manner, except for the added advantage of the link tilt feature, which can be set to hand the stands to the derrick man. Should a tight spot be encountered, coming out or going in the hole, the driller stabs the drilling shaft back into the connection in the elevators, to rotate and circulate through the key seat or bridge. When tripping this ability to get back on the hole, is particularly important should a kick occur. Before the trip, a second inside BOP is made up on the drilling shaft. And should the driller notice a flow increase, or pit game during the trip, he simply sets the slips and stabs the drilling shaft back into the string, and makes up that connection as he would during routine drilling. At this point, he can close the pipe rams and readjust pressures on casing and drill pipe and begin the circulation of heavier mud.
If necessary, he can close the remote operated kelly cog and lower the string to the floor, close the inside BOP and breakoff the drilling shaft to install this valve and steel hose. This operation does not require the presence of the floor crew to shut-in the well.
When running casing, the drilling system is left in place, and longer links and standard casing tools are suspended from the link adapter. As each joint is added, the driller can open the remote kelly cog and pump mud into the string through the short length of hose between the drilling shaft and the top of a casing. Should a tight spot be encountered, the spider slips are set and the elevator released, and the casing is stabbed into the casing swedge and made up. Now, the spider slips can be released and the casing rotated and reciprocated through the problem area.
The Top Drive drilling system provides the advantages of speed, efficiency, and safety, to the operator on practically any rig. The ability to drill with stands eliminates two thirds of the drilling connections, while providing a cleaner hole. Connections are made more quickly, since both upper and lower connections are spun up and torqued simultaneously. The link tilt features speeds latching the elevators on mouse holes connections, as well as extending stands of collars towards the derrick men on the monkey board.
Drilling with stands also facilitates directional drilling, coring, and fishing operations. Finally, additional efficiency is gained by the ability to rotate both drill pipe and casing through tight spots in the borehole. This system also provides considerable operating economy, simplicity of design, the use of common oilfield equipment, and the availability of parts, all contribute to the long-term economy of this system. The precise torque, applied to the drill string connections, contributes to their expected service life and the use of the remote kelly cog is a much safer valve during connections, preserves expensive drilling fluids.
Safety of men and equipment is the last advantage of this system, although it is probably the most important. By reducing the number of connections and eliminating several rotating members from the floor, while placing the entire operation in the hands of the driller, makes a significant contribution to the safety of the rig crew. Rapid and precise response to a kick situation enables the drilling system to contribute to the overall safety of the operation, giving the driller the ability to shut in the well and begin his control procedures without critical delay.
The Top Drive drilling system has proven itself to be not just an advanced concept, but a practical, reliable tool that is setting footage records wherever it is put to work. If you drill a well from the top down, why not drill it right? Drill it from the top with the Varco Top Drive drilling system.
This is the Varco power-sub drilling system, designed to rotate the drill string by means of an electric motor and gear drive, suspended in the derrick, the power-sub drilling system permits the driller to rotate the pipe while pulling out of the hole; and gives him the ability to drill down whole 90 foot stands. When drilling in a high angle hold, it’s occasionally necessary to rotate the string while pulling out to prevent the pipe from becoming stuck in the angled portion of the borehole. Drilling with 90 foot stands eliminates two kelly connections every 90 feet, thus saving some considerable time in the drilling operation.
The power-sub consists of a railway traction motor and gearbox, with a shaft replacing the axel and flanged wheel assembly. This widely available unit is mounted on end on a carriage to drive the drill string. The motor is offset from the string, thus no drilling fluid passes through it. The power-sub is placed in the overhead string, just below the standard swivel. Below the sub extends the pipe handler assembly. A hydraulic torque wrench used to break out connections from the power-sub either at the floor or in the derrick. Hanging beneath the pipe handler is a pair of standard Varco links and a drill pipe elevator. The links may be tilted out to reach the mouse hole with a built-in air system to assist the floor crew when picking up or laying down joints in the mouse hole.
The power-sub drilling system is designed to be compatible with any standard drilling system. The power-sub carriage assembly is mounted on a pair of rails in the derrick, similar to block guides. The drilling motor and the rest of the power-sub drilling system may be swung aside when not in use, and drilling with a kelly may proceed normally. To change from conventional drilling to power-sub drilling, the sub is swung from its stowed position and secured in the carriage. Meanwhile, the conventional kelly and swivel is set back in the rat hole. At this point, the hook picks up the power-sub by the swivel bail and the rig is ready to drill ahead or remount.
In practice, the rigs currently using the power-sub are leaving it in the string. Since the conventional elevators hanging below it, allow normal tripping. Here are Varco SSW30 hydraulic spinning wrenches being used to spin out the stand after breaking it with the tongs. In the same way, the trip in the hole can be made conventionally. Making connections while drilling is faster than conventional kelly connections. When the stand is drilled down, the slips are set. The torque wrench and the pipe handler begins its automatic cycle to break out the power-sub.
First, the wrench body elevates to engage the spline sub on the driveshaft. As the torque wrench clamps on the box connection, the torque cylinder rotate the connection 30° to break it out. Once this is done, the driller reverses the drilling motor to back the power-sub out of the box. Meanwhile, the crew has opened the elevators and they can be hoisted back to the monkey board, where the derrick man drops in the next stand and latches them. Now the driller hoists the stand and the crew stabs it into the box in the rotor. As the driller slacks off to stab the power-sub into the stand, he cracks the SER control, to rotate the drilling motor and spin up both connections. When the connections have shouldered, he dials up the prescribed current to properly torque the connections.
At this point, the string is hoisted, the slips pulled, circulation reestablished and the driller is ready to make another 90 feet of hole. When a turbo drill or a mud motor is used in a high angle hole, conventional drilling methods make it difficult to maintain a consistent weight on the bit. The power-sub drilling system allows the driller to rotate the string, while drilling with a mud motor to prevent wall sticking and maintain more accurate weight on the bit, for more consistent penetration.
A break on the drilling motor allows directional drilling with a mud motor and a bent set, and the ability to drill down 90 foot stands means fewer interruptions and loos of two-face orientation for fewer surveys, thus a considerable savings and drilling time. If single joints must be added too or removed from the string, a link tilt assembly lifts the elevators to the mouse hole to pick up or lay down the single. Drilling with stands is normally accomplished by picking up single joints in the mouse hole and assembling the needed stands prior to drilling. However, if additional footage is required, stands may be assembled while out of the hole; testing BOPs for example.
Finally, the ability to have what would normally be the kelly connection immediately available during trips, is likely to prove one of the most valuable features in the power-sub drilling system. Should the driller experience a kick while tripping, statistically one about half of all kicks occur, he needs only to stab the power-sub back into the string by slacking off, rotating and torqueing in the normal manner. That quickly he’s back on the kelly and able to pump into the well to reestablish reservoir dominants. Since connections are made quickly, stripping back in whole stands at a time needed, requires minimal interruption in pumping.
The first two power-subs delivered to Sedneth 201 and 202 proved the power-sub drilling system’s value to the contractor. The first unit set a drilling record on its first well, which was beaten on its second. The second power-sub on Sedneth 202 has performed just as well. Of the three wells, completed by the two power-subs, Sedneth 201’s first well required about 10 hours of downtime, due to some problems in the sub. Once the solution was found to these, the second well required less than two hours of downtime. And Sedneth 202’s first well required minimal interruption of drilling due to the power-sub. This is rather impressive, since these power-subs were still effectively prototype units, having never been previously exposed to actual drilling conditions. In this directional wells, torque was quite high and the physical stresses imposed on the system, particularly while drilling the surface hole, were extreme. The Setco drilling proved, drillers and rig superintendent and like, preferred the power-sub to the more conventional drilling methods with the kelly and rotary table for all kinds of drilling. They sighted the improved rate of penetration and time savings over the conventional drilling technique as the reasons for their preference.
This kind of performance, plus the support of Varco’s engineering and service departments, as well as the simple design and common oil field components, have produced the power-sub drilling system’s first satisfied customer. And we’re proud of that.
El sistema de perforación Varco Top Drive es más que un concepto. Es un sistema de perforación práctico y probado que ha estado estableciendo récords de perforación y produciendo ganancias para los operadores desde principios de la primavera de 1982. El ahorro de tiempo ha promediado más del 25% en los pozos perforados con este sistema. Además de alcanzar la TD antes de lo programado, los operadores sienten que la capacidad de perforar soportes de 90 pies produce un pozo más limpio y menos problemas posteriores de adherencia. Al girar la sarta de un motor de perforación y un tren de engranajes, montado sobre rieles y una torre de perforación, la plataforma puede funcionar con la medida de velocidad, eficiencia y seguridad; nunca antes posible con los métodos de perforación convencionales.
La flexibilidad del Top Drive para rotar y izar la tubería simultáneamente en cualquier momento, ya sea perforando o disparando, puede brindar muchas opciones que antes no estaban disponibles para el personal de perforación. El desarrollo de este sistema de perforación comenzó hace varios años, cuando después de una investigación considerable, Varco determinó que la clave para un sistema de perforación montado en torre de perforación exitoso se encontraría en el método de hacer y romper conexiones aéreas en la torre de perforación. En ese momento, no existía la tecnología para manejar esta operación de manera confiable, pero varios años más tarde, con las herramientas de manipulación de tuberías hidráulicas de Varco que demostraron ser exitosas, se le dio una segunda mirada al problema de romper las conexiones en la torre de perforación. Los diseños iniciales utilizaban un motor de tracción ferroviaria, montado en la torre de perforación, que giraba la cadena a través de un engranaje reductor de locomotora y un eje hueco, reemplazando el eje y las ruedas con bridas.
El éxito de este diseño demostró que el concepto y el desarrollo continuaron progresando. Se hicieron mejoras para proporcionar más torsión y permitieron utilizar un nuevo sistema de perforación en la torre de perforación estándar de 142 pies y en flotadores con compensadores de movimiento. Para aumentar el par disponible, el motor de tracción ferroviaria se reemplazó por un motor de campo petrolífero de marco cuadrado con cojinetes de empuje especiales para permitirle funcionar en posición vertical. Y se instaló un freno de aire en el extremo superior del eje del inducido de doble extremo y se diseñó un nuevo engranaje de reducción de relación más alta. Este cambio mejoró el par de torsión disponible del sistema, mientras que acoplar brevemente la rótula al eje de perforación y eliminar el gancho, redujo la longitud lo suficiente como para permitir su uso en una torre de perforación de 142 pies.
El sistema de perforación Top Drive está montado en una plataforma rodante, que corre sobre rieles en la estructura de la torre. Estos rieles pueden incorporarse en la mayoría de las torres de perforación o mástiles existentes con poco o ningún refuerzo adicional de la estructura. Los controles están integrados en el panel del perforador y están diseñados para ser familiares para el perforador, y el amperímetro y el tacómetro, los únicos instrumentos adicionales, mientras que los controles generalmente están integrados en el sistema de distribución eléctrica existente; los interruptores para roturas, el eslabón labrado dentro del BOP y la anulación del limitador de par, se colocan para la conveniencia del perforador. En funcionamiento, el sistema permite perforar con soportes de 90 pies, lo que produce varias ventajas distintas sobre la perforación convencional. Al eliminar dos de cada tres conexiones, se dedica una mayor proporción de tiempo a perforar hacia adelante. Cuando se realizan las conexiones, se pueden realizar rápidamente para maximizar el tiempo de rotación.
Cuando se ha perforado un soporte, el perforador detiene la rotación y establece el deslizamiento. Luego inicia la secuencia de ruptura del manipulador de tuberías hidráulicas. La llave dinamométrica se eleva para acoplar la ranura en el eje de perforación, la mandíbula inferior sujeta la caja y la conexión se gira 30 ° para romperse. A continuación, el perforador invierte el motor de perforación para salir de la sarta y iza el sistema de regreso a la plataforma, donde el hombre de la torre de perforación se deja caer en el siguiente soporte. El nuevo soporte se iza y se clava en la sarta, y el perforador se afloja para clavar el eje de perforación en la caja superior. Ambas conexiones son giradas y apretadas por el motor de perforación, donde la única pinza se sujeta al piso. Cuando el perforador tira de los resbalones y pone en marcha las bombas y comienza a girar, el sistema está haciendo un agujero nuevamente.
Los singles se pueden hacer desde el agujero del ratón con la misma facilidad. Cuando se perfora el soporte, el juego de deslizamiento y la conexión se rompe, el perforador activa la función de inclinación del enlace para extender los elevadores hasta el agujero del mouse, donde se enganchan fácilmente y la nueva junta se iza y se clava en la cuerda. El sencillo se compone de la misma manera que el stand, y el sistema avanza en aproximadamente un minuto y medio desde el momento en que se colocaron los resbalones.
El disparo se realiza de la manera normal. Con el sistema de perforación en la sarta, los elevadores simplemente manipulan la tubería de manera convencional, excepto por la ventaja adicional de la función de inclinación del enlace, que se puede configurar para entregar los soportes al operador de la torre. Si se encuentra un punto estrecho, saliendo o entrando en el pozo, el perforador apuñala el eje de perforación nuevamente en la conexión en los elevadores, para rotar y circular a través del asiento de la llave o puente. Al disparar, esta capacidad de volver al hoyo es particularmente importante en caso de que ocurra una patada. Antes del viaje, se prepara un segundo BOP interior en el pozo de perforación. Y si el perforador nota un aumento de flujo, o un juego en boxes durante el viaje, simplemente coloca los resbalones y apuñala el eje de perforación de nuevo en la sarta, y realiza esa conexión como lo haría durante la perforación de rutina. En este punto, puede cerrar los arietes de la tubería y reajustar las presiones en el revestimiento y la tubería de perforación y comenzar la circulación de lodo más pesado.
Si es necesario, puede cerrar el engranaje Kelly operado a distancia y bajar la cuerda al piso, cerrar el BOP interior y romper el eje de perforación para instalar esta válvula y manguera de acero. Esta operación no requiere la presencia del personal de piso para cerrar el pozo.
Cuando se ejecuta la tubería de revestimiento, el sistema de perforación se deja en su lugar y los eslabones más largos y las herramientas de revestimiento estándar se suspenden del adaptador de eslabón. A medida que se agrega cada junta, el perforador puede abrir el engranaje kelly remoto y bombear lodo a la sarta a través del tramo corto de manguera entre el eje de perforación y la parte superior de una carcasa. Si se encuentra un punto estrecho, se colocan los deslizadores de araña y se suelta el elevador, y la carcasa se clava en la ranura de la carcasa y se maquilla. Ahora, los resbalones de la araña se pueden soltar y la carcasa se gira y se mueve alternativamente a través del área del problema.
El sistema de perforación Top Drive brinda las ventajas de velocidad, eficiencia y seguridad al operador en prácticamente cualquier equipo. La capacidad de perforar con soportes elimina dos tercios de las conexiones de perforación, al tiempo que proporciona un orificio más limpio. Las conexiones se realizan más rápidamente, ya que las conexiones superior e inferior se giran y se aprietan simultáneamente. La inclinación del enlace presenta velocidades que enganchan los elevadores en las conexiones de los agujeros del ratón, así como también extienden los soportes de los collares hacia los hombres de la torre de perforación en el tablero.
La perforación con soportes también facilita las operaciones de perforación direccional, extracción de muestras y pesca. Finalmente, se obtiene una eficiencia adicional mediante la capacidad de rotar tanto la tubería de perforación como la tubería de revestimiento a través de puntos estrechos en el pozo. Este sistema también proporciona una considerable economía de funcionamiento, simplicidad de diseño, el uso de equipo común para yacimientos petrolíferos y la disponibilidad de piezas, todos contribuyen a la economía a largo plazo de este sistema. El par preciso, aplicado a las conexiones de la sarta de perforación, contribuye a su vida útil esperada y el uso del engranaje kelly remoto es una válvula mucho más segura durante las conexiones, preserva los costosos fluidos de perforación.
La seguridad de los hombres y del equipo es la última ventaja de este sistema, aunque probablemente sea la más importante. Al reducir el número de conexiones y eliminar varios miembros giratorios del piso, mientras se coloca toda la operación en manos del perforador, se hace una contribución significativa a la seguridad del equipo de perforación. La respuesta rápida y precisa a una situación de retroceso permite que el sistema de perforación contribuya a la seguridad general de la operación, dando al perforador la capacidad de cerrar el pozo y comenzar sus procedimientos de control sin demoras críticas.
El sistema de perforación Top Drive ha demostrado ser no solo un concepto avanzado, sino una herramienta práctica y confiable que está estableciendo récords de metraje dondequiera que se ponga a trabajar. Si perfora un pozo de arriba hacia abajo, ¿por qué no perforarlo correctamente? Taladre desde la parte superior con el sistema de perforación Varco Top Drive.
Este es el sistema de perforación Power-Sub de Varco, diseñado para rotar la sarta de perforación por medio de un motor eléctrico y transmisión por engranajes, suspendido en la torre de perforación, el sistema de perforación Power-Sub permite que el perforador gire la tubería mientras se saca del pozo. ; y le da la capacidad de perforar soportes completos de 90 pies. Al perforar en una bodega de ángulo alto, ocasionalmente es necesario rotar la cuerda mientras se tira para evitar que la tubería se atasque en la parte en ángulo del pozo. La perforación con soportes de 90 pies elimina dos conexiones Kelly cada 90 pies, lo que ahorra un tiempo considerable en la operación de perforación.
El subwoofer consta de un motor de tracción ferroviaria y una caja de cambios, con un eje que reemplaza el eje y el conjunto de rueda con bridas. Esta unidad ampliamente disponible está montada en un extremo de un carro para impulsar la sarta de perforación. El motor está desplazado de la cuerda, por lo que no pasa fluido de perforación a través de él. El power-sub se coloca en la cuerda superior, justo debajo del pivote estándar. Debajo del submarino se extiende el conjunto del manipulador de tuberías. Una llave dinamométrica hidráulica que se utiliza para romper las conexiones del subwoofer en el piso o en la torre de perforación. Debajo del manipulador de tuberías hay un par de enlaces Varco estándar y un elevador de tubería de perforación. Los eslabones se pueden inclinar hacia afuera para llegar al agujero del ratón con un sistema de aire incorporado para ayudar al personal de piso a levantar o colocar juntas en el agujero del ratón.
El sistema de perforación Power-Sub está diseñado para ser compatible con cualquier sistema de perforación estándar. El conjunto del carro secundario motorizado está montado en un par de rieles en la torre de perforación, similar a las guías de bloque. El motor de perforación y el resto del sistema de perforación de potencia-sub se pueden girar a un lado cuando no se estén usando, y la perforación con un Kelly puede continuar normalmente. Para cambiar de la perforación convencional a la perforación por potencia, el submarino se gira desde su posición replegada y se asegura en el carro. Mientras tanto, el Kelly y el giratorio convencionales se colocan en el agujero de la rata. En este punto, el gancho toma el subwoofer por el asa giratoria y el equipo está listo para perforar o volver a montar.
En la práctica, los equipos que utilizan actualmente el power-sub lo dejan en la cuerda. Dado que los ascensores convencionales cuelgan debajo de él, permiten disparos normales. Aquí están las llaves hidráulicas giratorias Varco SSW30 que se utilizan para girar el soporte después de romperlo con las tenazas. Del mismo modo, el viaje en el hoyo se puede realizar de forma convencional. Hacer conexiones durante la perforación es más rápido que las conexiones Kelly convencionales. Cuando se perfora el soporte, se colocan los resbalones. La llave dinamométrica y el manipulador de tuberías comienzan su ciclo automático para desconectar el subwoofer.
Primero, el cuerpo de la llave se eleva para acoplar el sub estriado en el eje de transmisión. Cuando la llave dinamométrica se aprieta en la conexión de la caja, el cilindro de torsión gira la conexión 30 ° para romperla. Una vez hecho esto, el perforador invierte el motor de perforación para hacer retroceder el power-sub fuera de la caja. Mientras tanto, la cuadrilla ha abierto los ascensores y pueden ser izados de regreso a la plataforma, donde el hombre de la torre de perforación se deja caer en el siguiente soporte y los cierra. Ahora el perforador levanta el soporte y la cuadrilla lo clava en la caja del rotor. A medida que el perforador se afloja para apuñalar el subwoofer en el soporte, rompe el control SER, para girar el motor de perforación y girar ambas conexiones. Cuando las conexiones se han apoyado, marca la corriente prescrita para apretar adecuadamente las conexiones.
En este punto, se iza la cuerda, se jalan los resbalones, se restablece la circulación y el perforador está listo para hacer otros 90 pies de agujero. Cuando se usa un taladro turbo o un motor de lodo en un pozo de ángulo alto, los métodos de perforación convencionales hacen que sea difícil mantener un peso constante en la broca. El sistema de subperforación de potencia permite que el perforador gire la sarta, mientras perfora con un motor de lodo para evitar que la pared se pegue y mantenga un peso más preciso en la barrena, para una penetración más consistente.
Una interrupción en el motor de perforación permite la perforación direccional con un motor de lodo y un conjunto doblado, y la capacidad de perforar soportes de 90 pies significa menos interrupciones y pérdidas de orientación de dos caras para menos levantamientos, por lo tanto, ahorros considerables y tiempo de perforación. Si también se deben agregar o quitar uniones simples de la cuerda, un ensamblaje de inclinación de enlace eleva los elevadores hasta el agujero del mouse para recoger o colocar el single. La perforación con soportes se logra normalmente levantando juntas individuales en el agujero del ratón y ensamblando los soportes necesarios antes de perforar. Sin embargo, si se requiere metraje adicional, los soportes se pueden ensamblar mientras están fuera del pozo; probar BOP, por ejemplo.
Por último, es probable que la capacidad de tener lo que normalmente sería la conexión Kelly disponible inmediatamente durante los viajes sea una de las características más valiosas del sistema de perforación Power-Sub. Si el perforador experimenta una patada mientras se tropieza, estadísticamente se produce aproximadamente la mitad de todas las patadas, solo necesita apuñalar al submarino de nuevo en la cuerda aflojando, girando y apretando de la manera normal. Así de rápido, está de vuelta en el Kelly y es capaz de bombear al pozo para restablecer los dominantes del reservorio. Dado que las conexiones se realizan rápidamente, el desmontaje de los stands completos en el momento necesario requiere una interrupción mínima del bombeo.
Los primeros dos power-sub entregados a Sedneth 201 y 202 demostraron el valor del sistema de perforación power-sub para el contratista. La primera unidad estableció un récord de perforación en su primer pozo, que fue superado en el segundo. El segundo power-sub del Sedneth 202 ha funcionado igual de bien. De los tres pozos, completados por los dos submarinos, el primer pozo de Sedneth 201 requirió alrededor de 10 horas de inactividad, debido a algunos problemas en el submarino. Una vez que se encontró la solución a estos, el segundo pozo requirió menos de dos horas de inactividad. Y el primer pozo de Sedneth 202 requirió una interrupción mínima de la perforación debido a la fuente de alimentación. Esto es bastante impresionante, ya que estos subwoofers todavía eran efectivamente unidades prototipo, y nunca antes habían estado expuestos a las condiciones reales de perforación. En estos pozos direccionales, el torque fue bastante alto y las tensiones físicas impuestas al sistema, particularmente durante la perforación del pozo superficial, fueron extremas. Los expertos en perforación de Setco, perforadores y superintendente de plataformas y similares, prefirieron el power-sub a los métodos de perforación más convencionales con Kelly y mesa giratoria para todo tipo de perforación. Ellos vieron la mejora en la tasa de penetración y el ahorro de tiempo en comparación con la técnica de perforación convencional como las razones de su preferencia.
Este tipo de desempeño, más el apoyo de los departamentos de ingeniería y servicio de Varco, así como el diseño simple y los componentes comunes de los campos petroleros, han producido el primer cliente satisfecho del sistema de perforación Power-Sub. Y estamos orgullosos de eso.
Ventajas del Uso de Top Drive en la Perforación de Pozos
- La elevadora puede operarse hidráulicamente para moverla hacia el engrampador, y así él pueda maniobrar la barra de perforación y de los Drill Collars con seguridad, con esto se reduce los riesgos en el manejo de la tubería.
- En las operaciones de control del pozo, con el top drive aumenta la seguridad del pozo al reducir el desgaste del preventor de reventones (BOP) al permitir que este selle alrededor de un tubo redondo en lugar de alrededor de un kelly cuadrante o hexagonal. Es posible conectarse a la tubería de perforación en cualquier nivel de la torre para circular los fluidos de perforación.
- Está equipado con una válvula para el cuadrante, operada a control remoto, que reduce la pérdida y derrame del lodo de perforación cuando se repasa saliendo o se desconecta después de circular por encima del piso de perforación.
- Reduce los costos al hacer más eficiente la perforación: Se elimina el tiempo inactivo causado por la dificultad de meter el bushing del cuadrante en la mesa rotatoria. En los viajes se elimina el tiempo necesario para llevar y regresar el swivel y kelly en su funda.
- Si la estabilidad del pozo lo permite, se puede realizar conexiones en el fondo durante la perforación direccional, eliminando así la necesidad de re-orientar la cara de la herramienta direccional después de cada nueva conexión.
- Se reduce el tiempo en aquellas funciones que no sean de perforación. Permanece mayor parte del tiempo perforando. Menos tiempo en las conexiones, viajes, tomando registros direccionales, repasando, etc.
- Rotación y Circulación continuas durante el movimiento de la sarta de perforación: Característica de mayor importancia en la perforación con top drive; capacidad de rotar y bombear continuamente mientras se repasa-metiendo o se repasa-saliendo del hoyo. Solo en los casos que sean necesarios puede aplicarse la rotación continua con circulación mientras se ingrese o salga del hueco con la sarta de perforación en pozos direccionales u horizontales. Reducen la fricción entre la sarta de perforación y las paredes del hoyo, y en el caso de probable empaquetamiento remueven eficazmente los derrumbes por efecto de la rotación y circulación.
- Reduce los riesgos y costos totales de perforación al minimizar los problemas de agarres por pega diferencial y empaquetamiento. El costo de las herramientas de fondo que puedan perderse en el pozo son elevadas.
- Se perfora y maniobra la tubería en barras (3 tubos): Se reduce significativamente el tiempo de orientación direccional después de cada conexión mientras se hace perforación direccional con motor de fondo. Se pueden cortar núcleos continuos de 60 o 90 pies.
- Se aplica el back reaming sin limitaciones. Esta maniobra con kelly y cuñas presenta riesgos para el personal que maniobra las herramientas.
- Es una forma más segura y fácil de aplicar, en forma simultánea, la torsión y tensión que se requiere en las operaciones de punto libre y de desenroscado de la sarta.
- Utiliza procedimientos de fondo más eficientes y exitosos durante actividades de pesca, incluyendo el uso de “enchufes de pesca” (overshots), el enrosque y desenrosque del pescado; actividades de enganche y desenganche de herramientas de fondo tales como colgadores de camisas (liners); o actividades para rotar y reciprocar tubería de revestimiento mientras se está metiendo y/o cementando.
- En pozos de riesgo de pega diferencial, asegura la llegada del zapato guía del liner de producción hacia el fondo del pozo; cuando éste es corrido y es necesario llevar el zapato hacia el fondo del pozo con rotación y circulación, no se necesita levantar el casing del fondo para colocar la cabeza de cementación, como puede ocurrir cuando se baja con circulación y rotación utilizando el kelly.
- Las conexiones se enroscan y desenroscan en cualquier nivel de la torre: El perforador tiene un mejor control del pozo al tener la capacidad de conectar y circular la sarta a cualquier altura de la torre, en lugar de depender de una válvula manual de control y tener que levantar y conectar el cuadrante y el swivel.
- Permite la rotación y circulación inmediata cuando se encuentran problemas en el hoyo.
- Elimina el peligroso procedimiento de desconexión del cuadrante cuando éste queda a una altura considerable en la torre en caso de pegadura de la tubería.
- SOILMEC hydraulic 181.5 tons
- VARCO TDS-3S 590 tons
- VARCO TDS-9SA 400 tons
- TESCO 500 ECI 900 HP…etc.
Nota Publicada en PETROBLOGGER
El sistema de top drive reemplaza las funciones de una mesa rotaria, permitiendo rotar la sarta de perforación desde el tope, usando una cabeza de inyección propia, en lugar de la cabeza de inyección, vástago y mesa rotaria convencionales. Además, el sistema se maneja a control remoto desde la consola del perforador. - -
Beneficios
Se instala fácilmente en cualquier tipo de mástil o torre de perforación, con las mínimas modificaciones y frecuentemente en un solo día.
Sustituye a la Mesa Rotaria y al Vástago (Kelly). Hace rotar la sarta de perforación de manera directa.
“Mejora la seguridad en el manejo de la tubería”. Todas las operaciones se las realiza por control remoto desde la cabina del perforador; reduciendo las labores manuales y riesgos asociados que tradicionalmente acompañan a la tarea.
Capacidad de enroscar las conexiones dándoles un torque adecuado_
En la perforación direccional, mantiene la orientación en intervalos de 90 pies, reduciendo el tiempo de supervisión (survey time) mejorando el control direccional.
Apto para toda operación de perforación: direccional, horizontal, bajo balance, perforación de gas o aire, control de pozo, pesca, etc.
Reduce el riesgo de aprisionamiento de la sarta, por su habilidad de rotar y circular al mismo tiempo.
Mejora la respuesta en operaciones de control de pozo. Durante perforaciones bajo balance con presión hidrostática por debajo de la presión de la formación, el Top Drive aumenta la seguridad del pozo al reducir el desgaste del preventor de reventones y al permitir que este y que el preventor de cabeza rotario empaquen
Mejora la respuesta en operaciones de control de pozo.
Durante perforaciones bajo balance con presión hidrostática por debajo de la presión de la formación, el Top Drive aumenta la seguridad del pozo al reducir el desgaste del preventor de reventones y al permitir que este y que el preventor de cabeza rotario empaquen alrededor de un tubo redondo en lugar de alrededor de un kelly, cuadrante o hexagonal.
Se tiene para perforación en tierra (Onshore) o costa fuera (Offshore)
Perfora secciones de 90 pies (1 tiro), reduciendo el tiempo de conexiones, al eliminar dos tercios de las mismas.
Realiza toma de núcleos en intervalos de 90 pies sin necesidad de tener que hacer conexiones. -
#regrann
