6 Coronas y Aparejos

SISTEMA CORONAS-APAREJO Y GANCHO

CORONA-APAREJO Las coronas de los equipos, con el aparejo, permiten el movimiento de los tubulares en el pozo. El conjunto de poleas de la corona y aparejo, conforman un sistema denominado aparejo factorial, que es un multiplicador de la fuerza del motor primario al cuadro-(NO DE LA POTENCIA) Es decir que con poca tension en una linea, pueden elevarse cargas importantes

CORONA-APAREJO Esto es que recogiendo cable en gran velocidad y longitud, se elevan cargas importantes lentamente. Veamos un esquema del sistema y las formulas de calculo correspondientes:

PMS

Peso

am Líne

Lín ea r ápi da

SISTEMA CORONA APAREJO

ta uer

PMI

SISTEMA CORONA-APAREJO MAX. TENSION EN LA LINEA MUERTA: En condicion estatica o dinámicas la tensión en la línea al ancla o muerto o quieta, es:

TLR = HL = n

(carga en el gancho) ( numero de líneas)

SISTEMA CORONA-APAREJO MAX. TENSION EN LA LINEA RAPIDA: En condiciones dinámicas la tensión en la línea rápida es:

TLR = HL = n xη

rew

(carga en el gancho) ( numero de líneas) x fact. Reb.

Donde ηrew = Factor de rebobinado, que

deriva del numero de líneas o poleas y del tipo de rodamiento – es el incremento de carga por rozamiento del cable en poleas

SISTEMA CORONA-APAREJO ηrew = Kn – 1 / n x ( k-1) x kn n = numero de poleas de corona K = factor de fricción

Nº de líneas 4 6 8 10 12 Factor fricción K=1.09 0.810 0.748 0.692 0.642 0.597 Plain bearing K=1.04 0.907 0.874 0.842 0.811 0.782 Roller bearing

SISTEMA CORONA-APAREJO Ph POTENCIA EN EL GANCHO: Ph = peso gancho x velocidad gancho Ph ( HP) = Peso (kg) x Vel ( m/s) 76 Ph ( HP) = Peso (lbs) x Vel ( ft/s) 550

SISTEMA CORONA-APAREJO POTENCIA NECESARIA EN EL CUADRO: Pdw = TLR x Vel LR TLR = T ancla y Vel LR = Vel aparejo. x n η

rew

Pdw = T ancla x Vel ap. x n η

rew

Pdw (HP) = Peso (kg) x Vel ( m/s) 76 x ηrew

SISTEMA CORONA-APAREJO FACTOR DE SEGURIDAD DEL CABLE: Fs =

Tensión de rotura cable

Tensión línea rápida

CORONAS: Componentes BANCADAS : Placas de soporte del eje de la corona EJES : Ejes de fijación de los rodamientos RODAMIENTOS: A rodillos, bolillas, cono-cubeta, etc.Permiten el giro de poleas con fricción muy baja POLEAS: Permiten el deslizamiento de cables y los mantienen en posición.

CORONAS: Configuraciones Las coronas pueden tener diversas configuraciones, de acuerdo al equipo, modelo, etc. Pueden estar armadas en uno o varios ejes, con diversos sistemas de bancadas, tipos de rodamientos, distintos tamaños de poleas, etc. En general, la última polea, sobre la línea que va al tambor, o línea rápida es de mayor diámetro que las demás.

CORONAS: Montaje

CORONAS: Bancadas 1.- BANCADAS SOLDADAS AL MASTIL: Se deben inspeccionar las soldaduras de las bancadas a la torre o el abulonado de éstas. 2.- BANCADAS SOLDADAS A UNA BASE INDEPENDIENTE: Se deben inspeccionar las soldaduras de los perfiles base de la corona y el abulonado de las bancadas.

CORONAS: Poleas Las poleas de las coronas ( aparejos), pueden ser de varios tipos: Poleas con rayos : Normalmente de fundición. NO SON RECUPERABLES- DIFICILES DE SOLDAR. Poleas de chapa: Soldadas a la maza y con la banda de canal soldada también. SE PUEDEN RECUPERAR LAS FISURAS DE LAS SOLDADURAS. Las poleas deben respetar las relaciones de diámetros con el cable indicadas por fab. de cables:

Poleas típicas

POLEAS : Relacion Diam.-cable 6 x 19 ------ D > 35d 6 x 36 -------D > 24d

D

6 x 41 -------D > 21d

d

(Considerar D como el diámetro nominal de la polea)

POLEAS Relacion Diam.-Cable Es normal encontrar coronas para cable de 7/8” , con 6 x 19 , que debería llevar poleas de 30” , armadas con poleas de 24”. ESTO NO ESTA EQUIVOCADO, la norma es una RECOMENDACIÓN de los fabricantes de cables, no es imperativa. El API da una tabla de factores segun las condiciones de trabajo:

Poleas: Relacion diam. - cable API: Cond. A = ideal Cond. B = Prevé una menor vida útil del cable Ej.: D= dxF D = 7/8 x 30 D = 26”

Poleas : Gargantas Este es un tema en que siempre se discute con los operadores de las Cias de Inspeccion, por cierto desconocimiento de la forma de medir una garganta: La norma API 8A es sumamente clara en cuanto a como debe medirse, y que CALIBRES UTILIZAR PARA ESTO. Se han adoptado modificaciones que contradicen la norma, permitiendo mayor profundidad que la especificada por API, siempre que tenga pared suficiente.

Poleas: Gargantas LO QUE DICE LA NORMA API : 1.- La profundidad para una polea del sistema estará entre 1.33 (nueva) y 1.75 (usada) del diám. del cable y entre 1.75 y 3 veces el diám. del cable en poleas de pistoneo. 2.- Los radios de contacto serán de un valor determinado para las poleas nuevas y de un valor mínimo y máximo para poleas usadas medidos en un arco de contacto de 150º .

Poleas : Radio de Gargantas Tabla API 8A

Poleas : Radio de Gargantas

Poleas: Medicion gargantas Para una garganta de cable de 1” seria : • Máxima profundidad : 1.75” • Mínimo radio arco de contacto de 150º en la garganta = 0.51” para usada y 0.53” para nueva o reparada. • Máximo radio arco de contacto de 150º en la garganta = 0.55” para nuevas o usadas Esto es:

Poleas: Medicion gargantas 1.- Una galga de radio 0.53” debe apoyar completamente en el fondo de la garganta en un arco aproximado de 150º , APOYA SIN DEJAR LUZ EN EL FONDO DE LA GARGANTA – Es una galga llamada PASA 2.- Una galga de radio 0.55” NO DEBE apoyar en el fondo de la garganta - DEBE QUEDAR COLGADA Es una galga llamada NO PASA VEAMOS LOS ESQUEMAS:

Poleas: Medicion gargantas Polea NUEVA:

API RAD NOM

15º

150º

Radio nominal, 0.53 encaja justo en el arco de 150º sin luz inferior ni lateralEstas galgas tienen tolerancias minimas de construcción.

Poleas: Medicion gargantas Polea USADA OK R mínimo API RAD MIN

15º

Radio API MINIMO de 0.513” , encaja justo en el arco de 150º sin luz inferior Verificar el radio máximo :

150º

Radio min.= 0.513”

Poleas: Medicion gargantas Polea USADA OK R máximo

API RAD MAX

15º

150º

Radio API MAXIMO de 0.55” , No encaja en el arco de 150º HAY LUZ INFERIOR , QUEDA “COLGADA”

Radio máx.= 0.55”

Poleas: Medicion gargantas Polea USADA : MAL R máximo API RAD MAX

15º

150º

Radio API MAXIMO de 0.55” , encaja en el arco de 150º La galga NO DEBERIA ENTRAR, es una galga “no pasa” Radio máx.= 0.55”

Poleas: Medicion gargantas Galga NO PASA o de máximo diámetro adm.

Las poleas se deben medir con este tipo de galgas y la de diámetro mínimo.

Poleas: Medicion gargantas La nueva version usada por las Cias. en Argentina dice: 1.- Las profundidades para una polea de aparejo estarán entre 1.33 y 2 veces ( 1.75 segun API) del diámetro del cable y entre 1.75 y 3 veces el diámetro del cable en el caso de poleas de pistoneo. 2.- Los radios de contacto se mediran segun API

Poleas: Medicion gargantas 3.- Los espesores medidos en los ángulos de 75º en cada lado de la garganta deberán ser por lo menos de 7.5 mm. Esto implica que una polea “Pasada” de profundidad para la norma API , (+ 1.75 d ) ,que no copia tampoco las galgas correspondientes a los calibres de pasa o no pasa, se puede reparar con solo maquinar la garganta de la misma, siempre que quede un espesor de 7.5 mm en los laterales.

Poleas: Medicion gargantas Objeciones: Es difícil medir el espesor justo en el ángulo de 150º , con ultrasonido u otro medio. Esta revisión NO RESPETA la norma API ....... Puede suceder que con una profundidad de 2” , el fondo de la garganta quede MUY CERCA de la zona de soldadura en poleas de chapa con banda soldada – Dependerá de cómo se fabricó. RECOMENDACIÓN: USAR LA NORMA API : Esto debe ser indicado por la Empresa a la Cia. de Inspeccion ANTES , sino la Cia. usa la Revisión 4-

CARGAS EN LA CORONA En la corona, la carga NO ES IDENTICA A LA CARGA EN EL EJE DEL APAREJO Y AL PESO COLGADO DEL GANCHO. Si analizamos el gráfico siguiente, podemos ver que en el caso del aparejo, el número de líneas y por tanto de cargas (tensiones en las líneas) coinciden, pero : En la corona hay dos líneas mas, que por geometría, cargan su tensión sobre el eje de la corona.

CARGAS EN LA CORONA Línea muerta= P / n

Líneas = P / n

Línea rápida = P/ n x ηrew

P

CARGAS EN LA CORONA La carga en la corona es mayor ya que por geometría del sistema de líneas, la línea del muerto y la de la rápida cargan sobre el eje de la corona. Estáticamente sería : Carga en corona = Peso x (n+2) n Por ejemplo: para 6 lineas: Carga corona = Peso x 8 = 1.33 P 6

CARGAS EN LA CORONA

Numero de líneas +% Peso del gancho

4 1.5 +50 %

6 1.33 +33%

8 1.25 +25%

10 1.20 +20%

MANTENIMIENTO: Del manual de Ensign Master Driller: SEGURIDAD: SIN EXCEPCION: Toda vez que el enganchador planee un trabajo en altura en el mástil, debe notificarse al personal del equipo antes de proceder, y debe hacer uso apropiado de los elementos de seguridad para evitar caidas. Las operaciones deben DETENERSE y debe retirarse todo personal innecesario del piso antes que alguien suba al pastil por sobre el piso de enganche .

MANTENIMIENTO: Del manual de Ensign Master Driller: Mantenimiento diario de la corona: Engrasar los rodamientos atravez de los alemites localizados en el centro del eje con 3 golpes de grasera en cada uno. NO SOBRECARGAR DE GRASA porque se pueden “reventar” los sellos de los rodamientos si son sellados.

MANTENIMIENTO: •

•

•

Mantenimiento seis meses de la corona: Chequear cada polea para verificar el desgaste del rodamiento. El aro no debe superar ½” de movimiento o mas alla del movimiento suficiente para no tocar la polea lateral. Verificar bulones flojos, ajustar todos los bulones tan ajustadamente como sea posible. Verificar daños en el amortiguador o en la corona.

MANTENIMIENTO: Mantenimiento seis meses de la corona: • Reemplazar los blocks del amortiguador si estan rajados o rotos. Los blocks de madera deben ser mantenidos con cables de seguridad para impedir la caida de partes al piso. Reportar cualquier daño a la viga de soporte al J. de equipo. • Verificar fisuras o daños en la viga de soporte de la corona – Reportar al J. de equipo.

MANTENIMIENTO: Mantenimiento Anual de la corona: • Desmontar todas las poleas para ser chequeadas en el taller de reparaciones para verificar Dureza y profundidades. • Equipos parados : Engrasar con 6 golpes de grasera todos los rodamientos- Rotar las poleas para distribuirla en todo el rodamiento – No sobrecargar de grasa – Repetir el procedimiento cada año si permanece sin operar

APAREJOS

APAREJOS VALEN IDENTICAS CONSIDERACIONES PARA LAS POLEAS, RODAMIENTOS, ETC. que para las coronas, ya que es un sistema similar. Los aparejos no tienen grandes consideraciones para formular, es un sistema simple, y fácil de detectar fallas.

APAREJOS Los aparejos pueden vincularse con el gancho de varias maneras CON UN ADAPTADOR: El gancho tiene un adaptador que se vincula con dos pernos a las tapas del aparejo. - (unitizados) CON ASAS: El gancho y el aparejo se vinculan a través de dos asas encadenadas. CON CUBO:

Una cruceta con pernos al aparjo y al gancho.

CORONAS y APAREJOS Las fallas mas comunes son: Juego lateral en las poleas: Desgaste de rodamientos o ajuste insuficiente (conos cubeta) Desgaste en poleas: Uso excesivo o mala alineación. Poleas trabadas o ruido: Rodamiento roto o ajuste excesivo Falta de lubricación y alta temp.

CORONAS y APAREJOS Estas fallas más comunes son muy PELIGROSAS si se sigue trabajando. Pueden provocar aacidentes graves. Deben hacerse reparar de inmediato, pueden provocar daños en el cable y la caída del aparejo si se llega a la rotura.

VERIFICACIONES Y CONTROL • VERIFICAR LAS INSPECCIONES DE LAS GARGANTAS DE LAS POLEAS – VERIFICAR CON QUE REVISION SE INSPECCIONO Y SI LAS PROFUNDIDADES ESTAN ADMITIDAS EN MAS DE 1.75 d - Consultar criterio de inspección API o REV 4 que se admitirá con Gcia. de Operaciones u quien corresponda. • VERIFICAR LAS REPARACIONES QUE SE REALIZARON (tratamiento térmico, etc.) • EN LAS RUTINAS DE INSPECCION, VERIFICAR LOS JUEGOS LATERALES

VERIFICACIONES Y CONTROL • VERIFICAR QUE LOS PROTECTORES DE LAS CORONAS, PARA EVITAR EL “SALTO” DEL CABLE, ESTEN EN CONDICIONES Y NO PROVOQUEN ROZAMIENTO EN LAS POLEAS. • VERIFICAR QUE SE HAYAN INSPECC. LAS SOLDADURAS DE LAS BANCADAS Y EN EL CASO DE CORONAS INDEPENDIENTES, LAS SOLDADURAS Y ESTADO DE LOS PERFILES.

VERIFICACIONES Y CONTROL • VERIFICAR QUE EL APAREJO HAYA SIDO INSPECCIONADO Y QUE LAS POLEAS CUMPLAN LAS ESPECIFICACIONES DE PROFUNDIDAD SEGÚN EL CRITERIO QUE ADOPTE LAS GCIAS. : API o REV.4 ) • VERIFICAR LAS RUTINAS DE MANTENIMIENTO DE LA CIA, ESTADO DE ALEMITES DE ENGRASE Y EL ESTRICTO CUMPLIMIENTO DE LOS ENGRASES

MANTENIMIENTO: Del manual de Ensign Master Driller: SEGURIDAD: SIN EXCEPCION: TODA OPERACION DEBE CESAR y los frenos del cuadro permanecer con cadena (y otro sist. de bloqueo si existiese) y con el perforador en la maquina, durante las operaciones diarias de mantenimiento del Aparejo.

MANTENIMIENTO: Del manual de Ensign Master Driller: Mantenimiento diario del aparejo: Engrasar los rodamientos atravez de los alemites localizados en el centro del eje con 3 golpes de grasera en cada uno. NO SOBRECARGAR DE GRASA porque se pueden “reventar” los sellos de los rodamientos si son sellados.

MANTENIMIENTO: Mantenimiento seis meses del aparejo: • Chequear cada polea para verificar el desgaste del rodamiento. El aro no debe superar ½” de movimiento o mas alla del movimiento suficiente para no tocar la polea lateral. • Verificar bulones flojos de tapas , ajustar todos los bulones tan ajustadamente como sea posible.

MANTENIMIENTO: Inspección anual del aparejo: • Inspección VISUAL de todos los componentes, tapas, adaptador, pernos, etc. sin desarmar el equipamiento. (No es asi en Argentina) Chequear profundidad y dureza de las poleas. • Realizar esta inspección cada vez que se opere con tijeras u operaciones de pesca.

MANTENIMIENTO: Almacenamiento del aparejo: Equipos parados : • Debe estoquearse con las poleas en posición VERTICAL, esto ayuda a que el agua no se acumule sobre los sellos y se filtre a los rodamientos. • Engrasar rotando las poleas para distribuirla en los rodamientos sin recargar para no romper los sellos.

GANCHOS

GANCHOS Los ganchos son uno de los elementos más solicitados en carga de los equipos. Soportan grandes cargas dinámicas, fatiga y vibraciones . Es un elemento que necesita control y mantenimiento , e INSPECCIONES exhaustivas en el equipo y por las Cias de Inspeccion no destructiva.

Ganchos : Componentes CUERPO DEL GANCHO , asas y nariz. ADAPTADOR DEL GANCHO: Vinculación del gancho al aparejo o asas, o pernos. EJE DEL GANCHO: Permite el giro del gancho. SISTEMAS DE TRABA: Giro y amortiguacion. SISTEMAS DE AMORTIGUACION: Resortes y otros sistemas de amort. Hidráulica.

Latch o cierre

ASAS Limite de desgaste

VINCULACIÓN

VINCULACIÓN BJ

National

VINCULACIÓN IDECO

CAPACIDAD Los ganchos limitan su capacidad nominal de elevación por el diámetro desgastado de las asas: Hay varias tablas, (manual IADC-adjunto en version electronica en anexos ) , que determinan los limites de desgaste para algunas marcas de aparejos. DOC ANEXA\IADC MANUAL

DESGASTE ASAS BJ

BJ

NATIONAL

REPARACIONES

GANCHOS : PROBLEMAS Hay dos tipos de ganchos que tienen el eje que termina en una escotadura, y dos medialunas lo mantienen ajustado en un alojamiento del adaptador. Toda la carga se transfiere a esa escotadura, y si se corta, el gancho se cae. Este tipo de ejes, ( WW ) tienen serios inconvenientes y han causados varios accidentes materiales y personales por corte del eje en ese punto, por falta de inspección o mantenimiento :

El eje tiene un receso y dos media lunas lo soportan al adaptador – La escotadura es un punto de concentración de tensiones, corrosión y punto de fatiga. IMPORTANTE: Chequear e inspeccionar . mas frecuentemente que otros ganchos

Observar que estaba operando con mas del 50% de la seccíon ya “cortada”.

Observar que el orificio roscado central, usado para comprimir los resortes, tenia prof. suficiente para “entrar” en la seccion con escotadura, disminuyendo mas la resistencia nominal a la tracción.

GANCHOS : PROBLEMAS Estas fallas internas, provenientes de corrosion y fatiga desde el interior de ese orificio roscado, (MAL DISEÑADO O MAL MAQUINADO), no son detectadas por una inspeccion convencional por partículas, incluso pueden no verse en radiografiado. USAR SOLO EJES ORIGINALES.....

ESTO SI SE VE......y alguien lo hizo.....

Zonas criticas y reparables Fisuras NO REPARABLES

Fisuras latch y traba son reparables con TºTº

Tapas soldadas OK

GANCHOS Los ganchos IDECO no tienen el inconveniente del corte de eje de este modo, pues el plato de carga apoya sobre la crapodina. Se suelen fisurar en un cuello que tienen en la parte cónica superior, pero éste lo único que hace es comprimir los resortes, por tanto, lo que sucede es que queda “colgado” sin tensión. Estos pueden repararse re-roscando un postizo.

FALLAS Las fallas mas comunes son: ROTURA DE RESORTES: Por fatiga - Se puede operar hasta terminar maniobra – No hay amortiguamiento. FALLA DE TRABA DEL GIRATORIO: Desgaste en el sistema de traba, que es una “J” o sistema de levas que traba una corona dentada o plato- ES UNA FALLA RIESGOSA – No se debe seguir operando

FALLAS FALLA EN TRABA DEL CIERRE LATCH : Por fatiga o desgaste. desgaste ES UNA FALLA RIESGOSA – No se debe seguir operando. FALLA EN TRABA DEL AMORTIGUADOR: Puede terminarse la maniobra con cuidado.

MANTENIMIENTO:

• • •

• •

Del manual de Ensign Master Driller: Mantenimiento diario de los Ganchos Chequear desgaste de pernos, tuercas, etc. Lubricar los puntos de desgaste. Engrasar el eje con 6 golpes de grasera en el alemite para lubricar el rodamiento ppal en los ganchos BJ. Verificar perdidas de aceite, fallas en el cierre del latch y rotación y traba. Chequear nivel de aceite en el amortiguador

MANTENIMIENTO: Del manual de Ensign Master Driller: Mantenimiento diario de los Ganchos • Chequear nivel de aceite en los WW Hydrahook - si el gancho queda abierto con el nivel correcto los resortes deben estar rotos o desgastados. • Verificar fisuras en alojamientos y pernos. Si se encuentra alguna fisura No debe operarse.

MANTENIMIENTO: • •

•

Mantenimiento semanal de los ganchos: Aplicar grasa al alemite de la traba del posicionador. Chequear y mantener los niveles de aceite en el caso de amortiguadores, con aceite SAE 30 w Chequear las asas por desgaste. Informar si exceden lo admisible, el gancho DEBE SER DISMINUIDO DE CAP. NOMINAL DE ACUERDO A LAS TABLAS:

HYDRA HOOK

NATIONAL

VERIFICAR • VERIFICAR LAS INSPECCIONES DEL GANCHO. • MEDIR ASAS PARA VERIFICAR LA CAPACIDAD Y COTEJAR CON LAS TABLAS, SI ESTAN DISPONIBLES. • VERIFICAR QUE LAS REPARACIONES EFECTUADAS, NO INVOLUCREN ZONAS CRITICAS, si hay dudas, verificarlo con la Gcia. Operaciones o Ingenieria.

VERIFICAR • VERIFICAR SI SON GANCHOS CON EJE CON ESCOTADURA Y MEDIALUNAS , que se inspeccionen regularmente con mayor frecuencia. • ANTE FALLAS EN EL GANCHO COMO LAS INDICADAS, ES PREFERIBLE DETENER LAS OPERACIONES Y CAMBIAR GANCHO O EL CONJUNTO DE APAREJO Y GANCHO.