El malacate es un conjunto de componentes de propulsión mecánica, que desarrolla las siguientes funciones:
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Proporciona fuerza de transmisión de características apropiadas, para permitir que se levanten cargas de tubería de perforación y de revestimientos con las unidades motrices del equipo.Transmite movimientos a la rotaria, en la mayoría de los equipos.
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Existen rotarias con fuentes de fuerza independientes como motores eléctricos.
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Transmite fuerza a los cabrestantes, para las maniobras de armar y desarmar la tubería de perforación y de revestimiento.
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Existen dos métodos para describir un malacate por lo que respecta a su potencia, uno es mencionando el caballaje de entrada y el otro es dando la profundidad aproximada a la que puede perforar.
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Es la parte principal en el sistema de izaje en un equipo de perforación, por lo tanto se tiene que tener bastante cuidado en su mantenimiento, ya que esta unidad se somete a trabajo constante y pesado durante la perforación de un pozo, pues con este conjunto se da movimiento a la sarta de perforación, se introduce tubería de revestimiento y se ocupa para todas las maniobras que se requieren en la perforación de un pozo petrolero.
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Por
esta razón mencionamos como verificar y dar mantenimiento
preventivo, para evitar fallas que son costosas y generan
perdidas de tiempo en la operación.
El malacate principal consta básicamente de:
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Una flecha de entrada de potencia.
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Una flecha
transmitida.
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Una flecha selectiva.
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Una flecha donde se instala el tambor principal.
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Un malacate de sondeo, cabrestante.
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Una toma de fuerza para dar movimiento a la mesa rotaria.
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Este conjunto tiene como función en una transmisión de un
malacate transmitir la potencia de los motores hacia la
transmisión seleccionadora.
Su aplicación en los malacates que se usan en la industria
petrolera varía de acuerdo al tipo de malacate, con respecto
a su tamaño y caballaje, este conjunto consta normalmente de:
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Flecha que sirve como eje a las Catarina y rodamientos.
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Rodamientos auto-alineable y rodamientos rectos y esféricos.
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Cuñas.
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Cajas para puntos de apoyo.
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Cadenas para trabajo pesado de paso triple.
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Espaciadores.
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Catarina.
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Retenes.
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Tambor de embrague
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Embrague neumático.
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Tornillería.
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Collarín de bronce.
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Acoplamientos deslizantes y en algunos malacates una
contra flecha con sprockets y tambor para embragues neumáticos.
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Es un componente mecánico-neumático que esta acoplado a la flecha del malacate de sondeo y tiene como función, apretar y quebrar la tubería que se utiliza para efectuar operaciones en el interior de un pozo.
Su potencia es en función al diámetro de sus pastas, y discos de fricción efectúa esta potencia entre 1000 y 1400 lbs. de torsión para lograr tal efecto con este componente se utiliza la energía de la transmisión del malacate de sondeo y con una presión de aire regulada a 120 psi, se actúa su mecanismo, por medio de un diafragma. Existen cabrestantes mecánicos, accionados por un sistema de palancas articuladas.
El cabrestante consta de:
Una flecha con pista embalatada, un carrete flotante apoyado en rodamientos de roles que facilitan su giro y desplazamiento axial, una caja de aire compuesta por un plato con cavidad y una manga con pista embalatada, la cual recibe la fuerza de la caja de aire para hacer el torqué, rodamientos de roles, rodamientos de bolas para el empuje carcaza y un carrete de acero masivo acoplado en un extremo de la flecha principal el cual sirve para facilitar las maniobras de quebrar la tubería, levantar herramientas o componentes del equipo por medio de un enrollado de cable de Manila.
La contra flecha de la rotaria es un conjunto que cumple con
la función de transmitir movimiento a la mesa rotaria, ya sea
que este movimiento se transmita por cadena o por medio de un
embrague neumático o por medio de una flecha tipo cardan.
Esta unidad consta de una flecha de acero, dos sprockets de
entrada y salida de potencia, un embrague neumático equipado
con tambor y cámara de aire, tornillos y rodamientos(pillo
block). La contra flecha de la rotaria toma fuerza de la
transmisión del malacate en la flecha selectiva.
El sistema de frenos en un malacate tiene como función detener el deslizamiento de la tubería al interior de un pozo y esto se hace al accionar dos bandas que van montadas en dos tambores acondicionados en el carrete principal para servir de pista de contacto.
Las bandas que se mencionan con anterioridad están a su vez interconectadas por un juego de articulaciones, que a su vez por medio de una flecha se acoplan a una palanca que acciona el sistema; por el otro extremo de las bandas están conectadas por medio de dos tornillos anclados a 2 torretas que a su vez conectan a un balancín estabilizador que se encuentra anclado a una vigueta de la estructura del piso, al accionar la palanca esta mueve al conjunto cerrando las bandas sobre la superficie de los tambores logrando con esto el frenado del carrete principal.
Estos componentes auxiliares cumplen una función importante en el funcionamiento de un equipo, cuando se efectúan operaciones para sacar o meter tuberías, en el caso de los rodillos de cable (línea rápida) sirve para estabilizar el deslizamiento del cable sin tener movimiento excesivo hacia los lados, evitando así que los hilos de acero sufran flexión y por lo tanto calentamiento ya que en ocasiones, por este efecto el cable se alcanza a romper, las poleas y los rodillos de acero sirven como guía al cable de los cabrestantes y el cable de Manila para maniobras.
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La caja de 90º es una transmisión especial de engranes helicoidales a 90º nivelados y se encuentra montada frente al malacate de donde toma la potencia a su vez y su función es transmitir movimiento a la mesa rotería por medio de una flecha cardan, con yugos y crucetas.
Este arreglo de transmisión se encuentra en los malacates ideco 7.5". por la posición que observa la rotaría con respecto al malacate.
Freno
hidromático como su nombre lo indica en un componente de
aplicación necesaria en los equipos de perforación del tipo
convencional y su funcionamiento se basa en el aprovechamiento
de la fuerza hidráulica la cual se produce por la resistencia
que genera el agua en su inferior la cual es presurizada por
conducto de un estator y proyectada a los huecos aletados de
un rotor produciendo una energía mecánica la cual es
utilizada para complementar el frenado del carrete del
malacate al cual se encuentra acoplado la potencia de frenado
depende de la velocidad del fluido en la cámara del freno.
Tomando en cuenta que el freno hidromático es solo un
retardador para reducir las velocidades de desplazamiento de
la tubería, se considera que por lo tanto debe estar acoplado
de tal manera que forme parte del conjunto mecánico donde
deberá trabajar sujetado y alineado correctamente, con
resistencia y rigidez en su anclaje para evitar daños por
cargas desconcentradas en la carcaza del mismo además de todo
lo comentado anteriormente el hidromático debe contar con un
sistema de fluido el cual debe suministrar un volumen
suficiente de liquido limpio y fresco la demanda del liquido a
través del freno.
Para hablar del sistema neumático de un equipo es necesario
incluir todos sus componentes ya que estos están
interconectados entre sí por una red de suministro de aire.
la cual tiene su principio en la sección donde se ubican los
compresores y partiendo de este punto diremos que consta de
Compresores de aire, tanque de almacenamiento, válvulas de
relevo, válvulas de paso y bloqueo, líneas, mangueras y
conexiones para el suministro de aire, un gabinete que se
denomina consola neumática, la cual consta de válvulas de
control, manómetros y lubricadores, todos estos componentes
tienen como función suministrar presión de aire controlada
para hacer funcionar los diferente equipos y accesorios de un
malacate como son:
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Cabrestantes
de apretar y quebrar.
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Embragues
de alta y baja velocidad.
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Embrague
del freno hidromático.
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Embrague
de los motores que transmiten la potencia al
malacate.
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Embrague
de la rotaria.
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Esta unidad como
su nombre lo indica, toma la potencia de una cabeza
neumática, la cual recibe una presión de aire, el cual se
distribuye alternadamente en sus émbolos de fuerza, generando
una potencia rotaria, la cual se aprovecha para hacer
maniobras, levantando pesos muertos o ayudar en algunos
trabajos en el piso de un equipo de perforación.
Consta
de un cuerpo neumático, compuesto por un eje
alternador, bielas, pistones, metales, cilindros,
anillos, válvulas, una flecha que une al cuerpo
neumático con la transmisión de engranes, la cual le
proporciona movimiento al tambor del enrollado del
cable, así como también consta de una banda de
frenado con su articulación para accionar y un
bastidor que sirve para armar el conjunto de este
ensamble.
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MOTOR
DE ARRANQUE NEUMÁTICO |
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El motor de arranque es un conjunto mecánico, neumático que se aplica como unidad secundaria, la cual sirve para dar movimiento a un motor diesel durante su etapa de arranque, estas unidades son variadas en su potencia ya que esta es de acuerdo con el tipo y tamaño del motor, que tiene que impulsar para lograr puesta en marcha.
Normalmente estas unidades constan de un cuerpo neumático a base de un rotor, alabes, camisas, directriz y caja presurizadora, consta también de un sistema de engranes motrices, los cuales por medio de una relación en sus diámetros dan la potencia; la cual se transmite por medio de un bendix logrando girar un motor a la velocidad que se requiera para su puesta en marcha.
La consola de instrumentos en un equipo de perforación, reúne un conjunto de componentes que se utilizan para el control operativo de las unidades de perforación de un pozo
petrolero. Existen tres tipos de consola para estos usos:
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Consola de controles mecánicos.
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Consola de controles neumáticos.
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Consolas de controles eléctricos y electrónicos.
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Las unidades que se operan desde una consola de instrumentos son:
Un embrague neumático es un componente que sirve para conectar una transmisión en movimiento y transmitir este movimiento cuando sea requerido, esto se hace mediante un arreglo especial con accesorios que faciliten la operación de este componente.
Un embrague neumático consta de:
Este conjunto de piezas es un sistema de protección para las coronas instaladas en los mástiles de los equipos de perforación, su función es detener al block viajero; Oportunamente antes de impactarse en la parte inferior de las coronas. Consta de las siguientes piezas:
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Gato actuador acoplado a la barra del freno principal del tambor lebus.
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Válvula togle, de paso, corte rápido y restablecedora.
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