La vida útil de las líneas de perforación (cable de acero) mejora significativamente al implementar un programa de deslizamiento y corte basado en incrementos de servicio. El requisito principal para cualquier programa es disponer de un exceso de cable por encima del necesario para el enhebrado normal. Este exceso se desliza a través del sistema a un ritmo tal que el desgaste se distribuya uniformemente, permitiendo que el tramo cortado en el extremo del malacate haya alcanzado el final de su vida útil operativa de manera eficiente.
1. El Programa de Deslizamiento y Corte
El número de deslizamientos (slips) entre cada corte (cuts) puede variar desde uno o dos hasta siete u ocho. Esto depende de la longitud del corte y de las circunstancias operativas, como perforaciones con vibraciones severas o trabajos de pesca.
Longitud de Deslizamiento: Debe ser suficiente para asegurar que ninguna parte del cable permanezca en una posición crítica de desgaste (como las poleas o los puntos de cruce del tambor) por segunda vez.
Frecuencia: La longitud total acumulada de los deslizamientos entre cortes debe ser igual a la longitud recomendada del corte total.
Ejemplo: Si se cortan 80 pies cada 800 toneladas-milla, se podrían deslizar 20 pies cada 200 toneladas-milla, realizando el corte definitivo en el cuarto deslizamiento.
2. Factores para Determinar la Longitud del Corte
La longitud del corte no es aleatoria; se basa en evitar que los puntos de máximo desgaste se repitan en las mismas secciones del cable. Los factores incluyen:
Puntos de levantamiento de carga en el rango de recorrido del bloque viajero (superior e inferior).
Puntos de cruce (cross-over) en el tambor del malacate.
Tamaño y calidad de la línea de perforación.
Factor de seguridad aplicable al área y al trabajo específico.
3. Cálculos de Toneladas-Milla (Servicio del Cable)
El trabajo realizado por el cable se mide en Toneladas-Milla (TM). Es fundamental llevar un registro preciso para saber cuándo realizar el procedimiento.
Determinación de Cargas:
Peso de la sarta en el aire: Peso del Drill Pipe (DP) + Peso de los Drill Collars (DC).
Carga de tubería parada (set-back): El peso de la tubería mientras se realiza el viaje.
Factor de Flotabilidad: Se debe aplicar para ajustar el peso del acero sumergido en el lodo de perforación.
Fórmulas de Conversión:
Para convertir las vueltas de cable en el tambor a longitud lineal:
Se recomienda añadir 1/2 vuelta adicional para ciertos tipos de tambores.
4. Procedimiento Seguro para el Deslizamiento y Corte
Este es un procedimiento crítico de seguridad que requiere coordinación entre el perforador y la cuadrilla.
Pasos Preparatorios:
Limpieza: Retirar la línea desgastada en exceso del tambor.
Planificación: Iniciar el corte según el plan establecido (basado en el registro de Toneladas-Milla).
Preparación de la línea: Jalar el cable fuera del tambor y guiarlo hacia la rampa (V-door).
Posicionamiento: Girar el tambor hacia la posición adecuada para instalar la grampa de la línea de perforación.
Ejecución del Corte:
Asegurar el bloque: El bloque viajero debe estar asegurado (colgado en el derrick o apoyado de forma segura) para que no haya tensión en el cable.
Aflojar el ancla: Soltar el cable en el ancla de la línea muerta (deadline anchor).
Deslizar el cable: Usar el malacate para "deslizar" la longitud de cable nuevo desde el carrete de suministro, a través de las poleas de la corona y el bloque, hacia el tambor del malacate.
Cortar: Una vez que la sección desgastada ha pasado al tambor, se procede a cortarla usando un corta-cables (hidráulico o mecánico).
Asegurar el nuevo extremo: Fijar el nuevo extremo del cable al tambor y volver a apretar el ancla de la línea muerta.
Prueba: Realizar una inspección visual y una prueba de baja carga antes de reanudar las operaciones normales.
5. Ejemplo de Cálculo
Para determinar cuándo actuar, se deben seguir estos pasos:
Determinar la longitud del cable a cortar: Según las especificaciones del fabricante y el diseño del equipo (ej. 80-100 pies).
Calcular el límite de servicio: Definir cuántas Toneladas-Milla (o kdaN-km) se permiten entre cortes (ej. 1000 TM).
Definir los deslizamientos intermedios: Dividir el intervalo para realizar al menos dos deslizamientos antes del corte final para redistribuir el desgaste.
Ejemplo
¿Derrick : 43 m Tambor : Ocho líneas Línea de perforación : 34,9 mm 6×19 IPS IWRC Bloque de viaje : 8 líneas Profundidad del agujero : 4.100 m Gradiente de lodo : 18,83 kPa/m Tubo de perforación API Especificaciones : 127 mm – 19,5 lbs/ft, X95 con conexiones NC50 (la longitud media de la junta es de 9,45 m) Collares de perforación : 183 m x 203.2 mm x 76.2 mm Bloque de peso + gancho : 9.000 kg Carcasa : 244,48 mm, 69,94 kg/m – N80/P110 (la longitud media de la junta es de 12,19 m) Calcular el :
- Factor de seguridad al perforar a 4.100 m.
- Carga de retroceso de tubería.
- Longitud de corte.
- Trabajo entre viajes a 3.800 m y 4.100 m.
- Trabajo de perforación de 3.800 – 4.100 m.
- Trabajo de carcasa cuando se ejecuta a 4.100 m.
- Factor de seguridad de la línea de bloque con la cadena de la carcasa a 4.100 m. ¿Se necesita alguna acción?
Solución, Por Ejemplo, – Línea De Taladro Deslizamiento Y Corte
Factor de seguridad al perforar a 4.100 m
Peso de la cadena en el aire = peso del DP en el aire + peso de la corriente continua en el aire
| Peso de DP en el aire | = | (4100 – 183) x 31,9 x 9,81 x 10-3 | = | 1.225.8 kN |
| Peso de DP en el aire | = | 183 x 218,8 x 9,81 x 10-3 | = | 392,8 kN |
| Peso total en el aire (carga de retroceso) | = | 1618,6 x 0,756 | = | 1,618,6 kN |
| Factor de flotabilidad (BF) | = | 0.756 | ||
| Peso de la cuerda en el barro | = | 1.223 kN | ||
| Carga del gancho | == | Peso de la cuerda en el barro + peso del bloque más el gancho 1.223 + (9,000 x 9,81 x 10-3) | = | 1.312 kN |
| Tensión rápida de la línea | == | Carga de gancho / (Número de líneas x factor de eficiencia) 1312 / (8 x 0,842) | = | 195 kN |
| Factor de seguridad | == | Rotura De La Fuerza De La Cuerda / Tesnio de línea rápida 743.7 / 135 | = | 3.81 |
Carga de contraataque de tubería:
La carga de retroceso de la tubería es de 1.618.6 kN
Longitud de corte (para línea de taladro de corte y deslizamiento)
El número de vueltas es 11 más 1/4.
11,25 x π x 0,782 = 26,93 m
Para un factor de seguridad de 5 y 34,9 mm (= 1-3/8′′) de cable, el trabajo recomendado es de 938,2 MJ por metro de corte. Es decir, 93,82 kdaN-km por metro de corte
1. Cálculo de Toneladas-Milla (Servicio Acumulado)
Antes de decidir cortar, debes saber cuánto trabajo ha realizado el cable. El trabajo se mide en Toneladas-Milla (TM), que es la energía necesaria para mover una tonelada a lo largo de una milla.
Pasos para el cálculo:
Calcular el peso total en el gancho: Debes sumar el peso del bloque viajero, el peso de la tubería de perforación (Drill Pipe) y el peso de los portamechas (Drill Collars).
Aplicar el Factor de Flotabilidad: Como la tubería está en el lodo, "pesa menos". Se multiplica el peso en el aire por el factor de flotabilidad del lodo.
Registrar el tipo de operación: El cálculo varía si estás realizando un "viaje redondo" (sacar y meter tubería), perforando (donde hay peso sobre la broca) o haciendo una maniobra de revestimiento (casing).
Suma acumulada: Se van sumando las TM de cada operación hasta llegar al límite establecido por el fabricante o la política de la empresa (ej. cada 800 o 1000 TM).
2. Cálculo de la Longitud del Corte
No se corta cualquier cantidad de cable; la longitud debe ser tal que los puntos de desgaste en las poleas y el tambor cambien de posición completamente.
Pasos para el cálculo:
Determinar la circunferencia del tambor del malacate: Se calcula usando el diámetro del tambor donde se enrolla el cable.
Regla de las "Vueltas No Enteras": El secreto para un buen corte es evitar que los puntos de cruce (cross-over) en el tambor coincidan. El artículo recomienda que la longitud del corte sea un número de vueltas que termine en una fracción (por ejemplo, 3.5 o 4.5 vueltas).
Fórmula aplicada:
Ejemplo: Si el tambor tiene 10 pies de circunferencia y decides cortar 8.5 vueltas, la longitud será de 85 pies.
3. Cálculo de la Frecuencia de Deslizamiento (Ton-Milla entre Cortes)
Este cálculo determina el intervalo de seguridad para realizar el mantenimiento preventivo antes de que el cable falle.
Pasos para el cálculo:
Establecer la meta de Toneladas-Milla: Basado en el diseño del equipo y el grado del cable (EIPS, EEIPS, etc.).
Dividir el intervalo en deslizamientos: Para maximizar la vida útil, no se espera a cortar todo de una vez. Se divide la longitud total del corte entre pequeños "deslizamientos" (slips).
Ejemplo: Si tu meta es cortar 90 pies cada 900 TM, puedes decidir deslizar 30 pies cada 300 TM.
Monitoreo visual: A pesar del cálculo, se debe inspeccionar el cable. Si el cálculo dice que faltan 100 TM pero se ven alambres rotos o una reducción de diámetro mayor al 5%, el procedimiento debe realizarse de inmediato.
Resumen de Variables Críticas
Para ejecutar estos cálculos con éxito, siempre debes tener a mano:
W: Peso del bloque y accesorios.
L: Profundidad del pozo.
C: Peso de la tubería por unidad de longitud.
M: Densidad del lodo (para la flotabilidad).
Ejemplo de Cálculo: Procedimiento de Deslizamiento y Corte
Para este ejemplo, supongamos que tenemos los siguientes datos técnicos de un equipo de perforación:
Diámetro del tambor del malacate: 30 pulgadas (2.5 pies).
Meta de servicio establecida: Cortar la guaya cada 800 Toneladas-Milla (TM).
Estrategia de mantenimiento: Realizar deslizamientos (slips) intermedios para distribuir el desgaste.
Paso 1: Calcular la longitud de una vuelta en el tambor
Primero, determinamos cuánto cable representa una vuelta completa alrededor del tambor del malacate.
Fórmula:
Cálculo: .
Paso 2: Determinar la longitud total del corte
El artículo recomienda cortar un número de vueltas que no sea entero (como 10.5 o 12.5 vueltas) para evitar que los puntos de cruce coincidan en el mismo lugar del cable. Supongamos que decidimos cortar 10.5 vueltas.
Cálculo: .
Redondeo: Se decide cortar una longitud total de 80 a 85 pies.
Paso 3: Programar los deslizamientos (Slips)
En lugar de esperar a llegar a las 800 TM para cortar los 80 pies de un solo golpe, el ejemplo sugiere dividir el trabajo para refrescar los puntos de contacto del cable con las poleas con mayor frecuencia.
Opción elegida: Deslizar el cable cada 200 Toneladas-Milla.
Cálculo de la longitud del deslizamiento: Si el corte total es de 80 pies y lo dividimos en 4 intervalos de servicio: .
Resumen del ciclo de trabajo en este ejemplo:
A las 200 TM: Se deslizan 20 pies de cable nuevo desde el carrete muerto hacia el malacate. (No se corta nada aún).
A las 400 TM: Se deslizan otros 20 pies (Total acumulado en el tambor: 40 pies).
A las 600 TM: Se deslizan otros 20 pies (Total acumulado en el tambor: 60 pies).
A las 800 TM: Se deslizan los últimos 20 pies y se procede a realizar el CORTE de los 80 pies de cable viejo que ahora están amontonados en el tambor del malacate.
¿Por qué se hace así según el artículo?
Este método asegura que:
Los puntos del cable que estaban sobre las poleas de la corona se muevan hacia abajo.
Los puntos que estaban en el bloque viajero cambien de posición.
Los "puntos de cruce" en el tambor del malacate (donde el cable salta de una capa a otra) se desplacen, evitando que el cable se "aplane" o se debilite en un solo sitio.
Nota de Seguridad: Siempre verifique que el sistema de freno del malacate y los dispositivos de prevención de colisión de la corona (Crown-O-Matic) se recalibren después de cada operación de deslizamiento o corte, ya que la posición de la línea en el tambor cambia.
.Table of Contents
- Drill Line Cut & Slip Program
- Cut Off Length
- Safety Factor
- Preparation For The Slip & Cut Operations
- Safe Procedure For Slip & Cut Drill Line
- Example For Drill Line Slip & Cut Calculations
