Taladro de perforación rotatoria

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El taladro de perforación rotatoria es una máquina utilizada para perforar hoyos de gran profundidad en el suelo, con el fin de drenar un yacimiento geológico de la manera más económica y rápida posible. Es usado de manera intermitente, ya que el funcionamiento del taladro mismo y las operaciones conexas para realizar las perforaciones requieren hacer pausas durante el curso de los trabajos.

Componentes del taladro de perforación rotatoria.[editar]

Un taladro de perforación rotatorio está compuesto básicamente por cinco sistemas:

Sistema de elevación[editar]

Su función principal es soportar el sistema de rotación, además de proporcionar el desplazamiento vertical necesario a la sarta de perforación durante el enrosque o desenrosque de la tubería. Se cree que este es el sistema que más energía necesita pues tiene que soportar el peso de cientos de metros de tubería pesada en un proceso de elevación de decenas de toneladas. Con los avances en la tecnología los antiguos sistemas de poleas se han reducido dando paso a sistemas hidráulicos.

Sistema de rotación[editar]

El sistema de rotación depende del tipo de taladro. El más común es el de mesa rotatoria, que consiste en una mesa giratoria ubicada al pie del taladro. Este posee un agujero en su centro generalmente de forma hexagonal por el cual se introduce la tubería de perforación. Dicha tubería, que también es de forma hexagonal, rota junto a la mesa accionado por una conexión de diferenciales que va unida a un motor de alta potencia.

Sistema de circulación[editar]

En este sistema se trabaja con altas presiones, ya que consiste en la circulación de lodo químico a alta presión, cuyo objetivo es "Lubricar", "Refrigerar" y "Transportar" los escombros removidos por la mecha a su paso dentro del terreno. Es de vital importancia ya que sin este sistema el taladro no lograría penetrar ni siquiera 5 metros en el suelo, debido a que la gran fricción generada elevaría la temperatura y fundiría la mecha. Está compuesto por:


  • Bombas de lodo: Estas bombas son el corazón del sistema de circulación. Su función principal es el de mover grandes volúmenes de lodo a bajas y altas presiones. Las más comunes son:
  • Bombas duplex: Son bombas que llevan dos cilindros, y son de doble acción, es decir desplazan lodo en dos sentidos en la carrera de ida y vuelta. Este tipo de bomba queda definido por: diámetro del vástago del pistón, diámetro de la camisa y la longitud de la camisa.
  • Bombas Triplex: Son bombas que llevan tres cilindros, y son de simple acción, es decir desplazan el lodo en un solo sentido, este tipo de bomba queda definido por diámetro de la camisa y longitud de la camisa
  • Manguera de Inyección: Es una manguera de goma reforzada, flexible y extremadamente fuerte. La característica de flexibilidad permite bajar y elevar la tubería de perforación durante las operaciones de perforación mientras el lodo (extremadamente abrasivo) se está bombeado a través y hacia debajo de la tubería. Son por lo general de 7.62 mm o más de diámetro interior para que no se tengan en ellas caída de presión apreciable y están disponibles en largos mayores a 75 pies.
  • Separador Gas/Lodo: Son las primeras unidades del equipo de control de sólidos, es una unidad que separa y ventea o quema el gas del lodo que sale del pozo y que puede haber sido contaminada durante la perforación. Los separadores de gas/lodo no tiene partes móviles y el proceso de separación se lleva a cabo por diferencia de densidades entre los componentes a separar.
  • Zaranda Vibratoria: Tiene como función primaria separar la fracción más gruesa de los recortes, partículas entre 74 (mesh 200 x 200) y 600 micrones (mesh 30 x 30). Se compone de una o varias mallas separadas que están montadas en un caja vibratoria conectada a un motor eléctrico, el cual a través de poleas o ejes, le imprime la vibración necesaria para separar los sólidos del fluido.
  • Los fluidos: Son el componente básico del sistema de circulación, que lo mantiene en constante movimiento, solo se interrumpe el flujo al agregar barras de sondeo o por el cambio de trépano. Su composición depende de las características físico-químicas de las capas a perforar: profundidad final, disponibilidad, costos, contaminación, etc. El fluido puede ser: agua (dulce o salada), hidrocarburos, mezclas de ambos, gas o aire.

Sistema de seguridad[editar]

Está compuesto principalmente por válvulas que se instalan en la boca del pozo para controlar las altas presiones a las que sale el petróleo una vez que se haya llegado al yacimiento.

Sistema de potencia[editar]

Anteriormente solía componerse por enormes calderas y motores a vapor, pero por razones de seguridad y espacio fue sustituido por motores diésel que son de reducido tamaño y de mucha más eficacia.

Mecánica de la operación de perforación[editar]

  • Preparación de los fluidos de inyección
  • Enrosque del trépano en el vástago, calzado en mesa rotatoria.
  • Circulación de fluido => apoyo de trépano en superficie => perforación (verticalidad).
  • Agregar portamechas y tubos de perforación.

La circulación del lodo empieza en el tanque de succión. La bomba succiona el lodo del tanque, después que el lodo sale de las bombas a alta presión, este fluido viaja a través de la tubería vertical, manguera de inyección que está conectada a la cabeza de inyección, el lodo entra por la cabeza de inyección baja por el cuadrante o Kelly.