Uso, Manejo y Disposicion Final de Baterias de Litio

Maturín, 06/05/2013

PDVSA-VENCANA. Gerencia General – Ing. José Ortiz. Ref.: Gcia. Técnica – IT-02

Asunto: Uso, Manejo y Disposición Final de Baterías de Litio

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CONTENIDO Descripción

Pág.

1.

Propósito

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2.

Campo de Aplicación

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3.

Responsabilidades

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4.

Definiciones

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5.

Ventajas de las Celdas de Litio

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6.

Características de la Seguridad/Precauciones en el Uso de las celdas de Litio

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7.

Tipos de Falla de las Celdas de Litio

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8.

Manejo y Seguridad de la Batería de Litio

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8.1.

Informacion General de las Baterías de Litio

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8.2.

Composición de las Baterías de Litio

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8.3.

Prácticas de Taller

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8.4.

Almacenamiento de las Baterías de Litio

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8.5.

Envío y Eliminación de las Baterías de Litio

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9.

Manejo Seguro y devolución de Equipo Dañado por la Ventilación de las Baterías de Litio

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9.1

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9.2 9.3 9.4

Introducción Daños, Productos y Peligros Asociados con la Ventilación de las Baterías de Litio Ventilación de la Batería de Litio en la Localización del Pozo Identificación Identificación de un Incidente con Ventilación de las Baterías de Litio no es Siempre Fácil

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9.5

Ventilación de las Baterías de Litio en el Pozo - Procedimientos

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9.6

Desmontaje del Equipo

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9.7

¿Qué se Puede Recuperar?

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9.8

¿Cómo Devolver los Componentes Contaminados?

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9.9

Resumen

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10. Referencias

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1.- El Propósito El objetivo de este informe es dar una idea de los requisitos de funcionamiento de las baterías de litio a fin de: • Prevenir y mitigar los riesgos de la energía potencial (químico) dentro baterías • Prevenir y mitigar los riesgos de las sustancias peligrosas en baterías • Evitar fallos de baterías que pueden resultar en la pérdida de datos o servicio • Asegurar el cumplimiento normativo. De lo arriba indicado, se realizó un estudio con relación a los mecanismos empleados por las diferentes empresas direccionales que realizan actividades de perforacion direccional en el país y se obtuvo el siguiente resultado: 1.- Schlumberger: Envían desde Anaco hacia su sede en Canada para la disposición final de las baterías de litio depletadas. 2.- Weatherford: Envían desde Anaco hacia su sede en Houston, luego son enviadas hacia Canada para su disposición final. 3.-San Antonio: Envían sus baterías a Houston (APS), para su disposición final. 4.- Optidrill: Envían sus baterías a Houston (APS), para su disposición final. 5.- Evergreen: Empresa ubicada en Anaco, no realiza este tipo de actividad en el país.

2.- Campo de Aplicación Este informe es aplicable en los requerimientos mínimos para el uso, manejo y disposición final de las baterías de litio a ser utilizadas en las diversas actividades operacionales de Vencana, en el territorio nacional. El mismo es un documento interno que generado dentro del Sistema de Gestión Integrado HSEQ (Higiene, Seguridad, Ambiente y Calidad), dirigidos específicamente a ser utilizadas durante las operaciones por parte de Vencana entre otras.

Nota: Este informe por ser un documento interno para la elaboración y presentación de los requerimientos mínimos que se deben cumplir en el uso, manejo y disposición final de las baterías de litio, y que al mismo tiempo componen el Sistema de Gestión Integrado HSEQ (Higiene, Seguridad, Ambiente y Calidad), de la Gerencia General de EM Vencana Servicios Petroleros, su estructura no posee un lineamiento específico cuanto a su forma y contenido

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3.- Responsabilidades Es responsabilidad de todos los individuos que trabajan con baterías de litio para evaluar los riesgos que cada operación plantea, y mantenerse al día con su formación. La Gerencia General Es responsabilidad de la gerencia de línea para asegurar el cumplimiento con esta norma en todos los lugares y sitios de perforación que utilizan baterías de litio. La gerencia de línea debe asegurar que las personas son delegada con funciones de trabajo necesarios para mantener la batería inventario y registros de seguimiento y de movimiento. El Líder de Gestión de Calidad local tiene la responsabilidad para comprender reglamentos y requisitos locales relacionados con el almacenamiento, transporte y la eliminación de baterías de litio. Ingenieros de campo Es responsabilidad del técnico para realizar un seguimiento del consumo de baterías usando el Administrador de batería pronto a implementarse. La Gerencia de Mantenimiento definirá un experto en la materia que mantiene un buen conocimiento de las normas internacionales y reglamentos sobre transporte, almacenamiento y embalaje de baterías de litio y proporciona la asistencia necesaria para el terreno.

4.-Definiciones ¿Qué es una batería? Un dispositivo que convierte la energía química de los componentes de las celdas en energía eléctrica. Diferencia entre celda y batería: Celda: la unidad básica electroquímica Batería: una o más celdas conectadas en serie o en paralelo Componentes:

Electrodos: Cada celda tiene dos electrodos (ánodo y cátodo), conductores a través de la cual los electrones entran o salen de la celda. Las superficies de los electrodos son los sitios de acción en una celda electroquímica. Hay tres cosas que deben suceder en una celda funcional: 1. Ya sea oxidación o reducción ocurre en cada electrodo 2. Los electrones fluyen a través de un conductor externo 3. Iones de flujo en la solución de electrolito

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Los tres de estos procesos deben ser capaces de tener lugar simultáneamente, o la corriente no fluirá a través del circuito completado. Por definición, el electrodo que es la fuente de electrones se considera siempre el electrodo negativo. Anodo La oxidación se produce Atrae iones Electrones dejan la celda

Catodo la reducción ocurre Atrae a los cationes Electrones entran a la celda

Electrolito: Un material (líquido o sólido), que proporciona conductividad eléctrica a través de una célula. CONFIGURACION TIPICA DE LA CELDA DE LITIO Terminal Positivo Costura hermeticamente sellada Relleno de Expoxy Sello Metal - Vidrio

Cubierta Aislamiento Superior

Colector

Envase

Catodo

Anodo Separador

Aislamiento Inferior

Terminal Negativo Composición de las celdas de litio:

Lamina de litio (Usado como ánodo; es estampado o adherido contra la pared interior de la lata cilíndrica). Esto proporciona un buen contacto térmico, eléctrico y mecánico y es atractiva debido a su alto y ligero potencial. La reacción anódica es la oxidación de metal de litio para los iones de litio. La reacción del ánodo: Li = Li + + eCarbono (Usado como el cátodo) Es altamente poroso y actúa como un catalizador en el que la reducción de cloruro de tionilo se lleva a cabo cuando se conecta una carga. La flexibilidad de este tipo de cátodo garantiza una distancia mínima de ánodo a cátodo, por lo tanto,

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aumenta la resistencia al choque, la vibración, y otras propiedades mecánicas de la celda.

La reacción del cátodo: 2SOCl2 = SO2 + S + 4Clˉ - 4eˉ Electrólito (Consiste en una solución para proporcionar conductividad eléctrica) En la mayoría de las aplicaciones se utilizan celdas con cloruro de tionilo (SOCl2) como el electrolito líquido. Otras formulaciones de electrolitos pueden cambiar el voltaje de circuito abierto y el voltaje de funcionamiento de las celdas de litio. Separador (El separador entre el ánodo y el cátodo está hecho de un no-tejido de vidrio) Esto permite a los iones pasar libremente entre los electrodos evitando corto circuitos internos que se puedan producir. Colector El colector está hecho de acero inoxidable y proporciona la conexión eléctrica desde el cátodo de carbono al terminal positivo.

Celda Electroquimica Carga Flujo de Electron

Cationes Aniones

Catodo: Anodo:

La oxidación - la pérdida de electrones - se produce espontáneamente en el electrodo de zinc. Los electrones son liberados y salen de la célula a través del conductor. Esto hace que el electrodo de zinc el ánodo, y el electrodo negativo ya que es la fuente de electrones. Las reducciones se producen en el electrodo de cobre, donde los electrones vuelven a entrar en la celda a través del conductor exterior y son utilizados por la reacción con iones de cobre. Por lo tanto, el electrodo de cobre es el cátodo, y el electrodo positivo.

Durante el funcionamiento de las celdas zinc-cobre, ambos elementos de zinc e iones de cobre se consumen. Celdas en las que los reactivos se utilizan hasta irreversiblemente se

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denominan celdas primarias. El periodo de vida de una celda será más largo cuando las especies siendo consumidas están presentes en las mayores cantidades. En este caso, un electrodo de zinc grande y un concentrado Cu2 + con solución diluida de Zn2 + solución sería utilizado.

ANALOGÍA DE LA BATERÍA

Tamaño del depósito

Flujo del Agua (Potencial)

Tasa de Flujo (Corriente) Fuga (Autodescarga)

Restricción de la Tubería (Carga o Resistencia)

Extensión Abierta (Tasa de drenaje)

Aire en la Linea (Retraso en el Voltaje)

5.- Ventajas de las Celdas de Litio Celdas de alto voltaje Celdas de cloruro de tionilo litio tienen un voltaje de circuito abierto de 3,6 V y una tensión de funcionamiento de 3 V, lo cual es considerable mayor que otra celda disponible comercialmente. Estas celdas también tienen una curva de tensión de descarga plana que conduce a un rendimiento uniforme. Diferentes formulaciones de electrolitos se traducirá en una variedad de circuito abierto y voltajes de funcionamiento.

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Carga Aplicada Voltaje Circuito Abierto

VOLTIOS

Voltaje Operacional

Celda Depletada Remover Carga

TIEMPO

Rango funcional amplio de temperatura El punto de congelación bajo y alto punto de ebullición del electrolito en la celda de litio permite un funcionamiento eficiente en un amplio intervalo de temperaturas. Algunos diseños de celdas son capaces de funcionar a temperaturas que van desde 0 ° C a = 150 ° C, con un rendimiento particularmente bueno en el Intervalo de temperatura de 25 °C a 75 °C. Alta densidad de energía Las celdas de litio utilizadas por las herramientas MWD tienen una exposición de 3 a 6 veces la densidad de energía de una celda típica de plata-zinc. Características de los materiales del ánodo Materia l Li Na Mg Al Ca Fe Zn Cd Pb

Peso Atomico, g 6.94 23.0 24.3 26.9 40.1 55.8 65.4 112 207

Nivel potencial a 25°C, V -3.05 -2.7 -2.4 -1.7 -2.87 -0.44 -0.76 -0.40 -0.13

Densid ad, g/cm3 0.54 0.97 1.74 2.7 1.54 7.85 7.1 8.65 11.3

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Punto de fusion, °C 180 97.8 650 659 851 1538 419 321 327

Equivalencia electroquimica Ah/g Ah/cm 3 3.86 2.08 1.16 1.12 2.20 3.8 1087 8.1 1.34 2.06 0.96 7.5 0.82 5.8 0.48 4.1 0.26 2.9

Periodo de vida útil Las celdas que utilizadas por las herramientas MWD también tienen una extrema característica de muy baja auto-descarga, y su construcción herméticamente sellada no requiere circulación de fluido, lo que proporciona un periodo de vida útil proyectada a 10 años a temperatura ambiente.

6.- Características de la Seguridad / Precauciones en el Uso de las Celdas de Litio: Sellado Hermético Las celdas están selladas herméticamente a la presión atmosférica. Como resultado de su sellado, los gases generados durante la reacción están contenidos por la celda. La baja tasa y la construcción moderada velocidad de descarga reducen el riesgo de explosión debido a reacciones exotérmicas asociados con la construcción de descarga de alta velocidad. Otras ventajas incluyen una baja sensibilidad a golpes o vibraciones y alta fiabilidad.

Consideraciones para el diseño de las celdas El ritmo de descarga de una celda depende totalmente de la superficie del ánodo de la lámina de litio. Para este efecto, hay tres configuraciones diferentes del ánodo: bobina, dividir la bobina y enrollado en espiral.

Bobina Celda de Rango Bajo

Dividir Bobina Celda de Rango Medio

Enrrollado en Espiral Celda de Rango Alto

Bobina La configuración de la bobina se utiliza para las celdas de tipo bajo. Una envoltura de lámina de litio se estampa contra el interior de la pared de la celda. La bobina es la celda más inherentemente segura para ser utilizada en el caso de condiciones abusivas, debido a su menor superficie. El caudal de descarga típico de las celdas de baja tasa es de 1 mA a 100 mA. Dividir la bobina La configuración de bobina dividida es demandado por las celdas de tipo medio. La lámina

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de litio se coloca en la celda en forma de una “S”. Esto aumenta el área del ánodo en aproximadamente un 50% más de la configuración de la bobina. La velocidad de descarga típica para las celdas para una tasa de transmisión media es de 200 a 500 mA. Enrollado en espiral

La configuración enrollada en espiral se usa para celdas de alta tasa. La lámina de litio se enrolla en una espiral apretada alrededor de un mandril en el interior de la celda. Este bobinado aumenta en gran medida el ánodo, por lo tanto, la celda es capaz de sostener corrientes más altas y liberando más energía en un marco de tiempo dado. Las celdas de alta velocidad pueden ser capaces de suministrar varios amperios de descarga continua. Fusible Un fusible puede ser añadido a la celda para evitar que se descargue a una velocidad demasiado alta, lo que podría conducir a problemas de sobrecalentamiento de celdas y asociados. Los fusibles están incluidos en celdas en función de su diseño y el diseño de los paquetes de baterías. Diodo Para evitar la descarga inversa: Un diodo debe ser incorporado en cualquier cadena en serie de celdas en un paquete de baterías que tiene circuitos en paralelo. Esto evitará que la descarga de un circuito en paralelo en otro circuito paralelo (carga reversa) sí los dos circuitos paralelos se desequilibran. Esto es más probable que ocurra en aplicaciones en las que los dos circuitos paralelos contienen diferentes códigos de fecha y un código de fecha tiene menos capacidad que el otro.

Para evitar sobre descarga forzada: Sobre descarga forzada (que empuja la corriente a través de una celda depletada) puede causar a una celda tener un comportamiento impredecible y errático. Diodos colocados en paralelo con las celdas individuales evitan que la corriente pase a través de la celda en caso de que alcance el final de vida antes que las celdas adyacentes.

7.- Tipos de falla de las celdas de litio: Fuga Una grieta leve (más comúnmente observada en el sello de vidrio-a-metal) detectada por el olor de electrolito o por el análisis visual o químico.

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Desahogar (Ventilación) Una liberación de presión a través de la junta de vidrio a metal u otro mecanismo diseñado de ventilación, como se evidencia por cualquiera de un silbido o un vapor de electrolito que emana de la zona de ventilación. La parte inferior de la carcasa de la celda se hinchó como resultado de la presión interna. La celda puede moverse si no está atada. Desahogo violento Una rápida liberación de presión a través del sello de vidrio-metal u otro mecanismo de ventilación diseñado acompañado por un fuerte golpe o ruido de estallido. Tanto la carcasa como el cabezal se hincharon, y electrodos pueden ser expulsados a través del orificio de ventilación. Además, las llamas pueden estar asociadas con el evento. Sin embargo, en todos los casos, la carcasa se mantiene intacta. Mancha de calentamiento Una decoloración multicolor de la carcasa debido al calentamiento localizado.

Hoyo caliente Una ruptura o brecha en la carcasa de las celdas debido a un calentamiento extremo localizado. Llamas pueden estar asociadas con este evento.

Ruptura Un exceso de presión de la celda que se traduce en una abertura de la carcasa es el punto más débil. El evento está acompañado por un fuerte ruido y llama / fuego. Los componentes internos son generalmente expulsados de la carcasa. Mientras que la carcasa está abierta, sigue siendo en una sola pieza. Explosión Una detonación de la celda por el fuego y la fragmentación de la carcasa.

8.- Manejo y Seguridad de las Baterías de Litio Si está tratando con un conjunto de baterías con indicios conocidos de sobrecalentamiento o dañadas, ropa de protección, guantes de goma y un respirador deben ser usados. Si se trata de un conjunto de baterías y se hace evidente que el conjunto se ha sobrecalentado o dañado, PARE y póngase ropa protectora, guantes y un respirador. Si las celdas de la batería están involucradas en un incendio, no use agua para apagar las llamas. El fuego debería ser

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extinguido con un agente Lith-X (clase D grafito agente extintor) en polvo. Carbonato de sodio deben esparcirse entre todas las partes expuestas que no se quema. 8.1 Información general de las baterías de litio El conjunto de la fuente de alimentación del sistema Orientador MWD utiliza estándares de la industria, de alta energía, baterías de larga duración de litio. El voltaje o tensión de estas baterías no es comparable a la de las baterías de manganeso o alcalinas. Por lo tanto, nunca mezcle pilas de diferentes tipos o modelos o química en una batería. Las baterías tienen una vida útil de aproximadamente diez años si se almacenan a temperatura recomendadas por el fabricante de 0-25 °C y en lugar seco y bien ventilado. Si el almacenamiento prolongado se prevé, las baterías deben estar protegidas contra la humedad excesiva. El área de almacenamiento de la batería en un taller o almacén debe ser segura, debe indicarse con claridad “Almacenamiento de Batería” y contar con la clase correcta de extintor de incendios. "Pasivación" de las celdas se produce durante cualquier período de almacenamiento o de no uso. Una capa de óxido se forma sobre el cátodo de litio. Esto tiene la ventaja de minimizar la degradación del rendimiento de la celda con el tiempo, pero esta capa de pasivación debe ser reducida por la carga apropiada antes que un conjunto de baterías estén lista para usar en el campo. Las celdas individuales pueden hincharse ligeramente con el uso en función de la carga aplicada y las temperaturas máximas a las que están expuestos.

8.2 Composición de las Baterías de litio Las baterías de litio contienen un (o, en el caso de celdas de temperatura más alta de aplicación, una aleación de litio) cátodo sumergido en un electrolito de cloruro de tionilo. El litio es un elemento metálico que reacciona violentamente con el agua, liberando gas de hidrógeno. El cloruro de tionilo es un líquido tóxico orgánico que, en presencia de agua o vapor de agua, se descompone en dióxido de gases tóxicos de azufre y cloruro de hidrógeno. Las celdas individuales se construyen de manera que resistan presiones internas generadas durante el funcionamiento, y es importante recordar que los contenidos de las celdas son altamente presurizados a temperaturas elevadas. Sí las baterías se dañan o se rompen, dióxido de azufre, cloruro de hidrógeno y el hidrógeno serán liberados. Sí la batería se rompen en la medida en que las partes internas están expuestas a la atmósfera, litio y cloruro de tionilo de carbono saturados estarían presente en adición a lo anterior.

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8.3 Prácticas de taller Las baterías de litio no son recargable y es peligroso aplicar una tensión o carga inversa a ellas. Si usted tiene que tratar con celdas individuales por cualquier motivo (El fabricante normalmente envía cartuchos completamente ensamblados de baterías) vuelva a comprobar la orientación de cada celda para la polaridad correcta para asegurarse de no colocar las celdas con la polaridad incorrecta.

Cuando los cartuchos de baterías ya no son utilizables, entonces debe tener una carga normal aplicada a ellos para agotar antes de ser almacenados para su eliminación. Una batería se agota cuando alcanzó OV DC en condiciones de carga. Bajo condiciones sin carga, el voltaje de circuito abierto debe estabilizarse menor que 0.5V DC después de una hora. Si la tensión se incrementa, la carga debe ser re-aplicada durante 24 horas o hasta que el voltaje no se recupera a más de 0.5V. Se debe recordar que las baterías nunca se agotan 100% y todavía deben ser manejadas con cuidado en todas las operaciones posteriores.

El sobre-calentamiento o auto-calentamiento: una violenta reacción química violenta se produce si cloruro de tionilo entra en contacto con un metal de litio fundido. Una celda de la batería se rompe o explota sí el litio en su interior alcanza su punto de fusión. Un margen de seguridad, es esencial con el fin de permitir el auto-calentamiento interno en el funcionamiento normal, la posible aparición de puntos calientes y los cambios inesperados en las condiciones operativas. Por estas razones, el límite máximo de temperatura de funcionamiento de las células que no han sido específicamente diseñadas para altas temperaturas es 150 °C (102 °F). Si un cartucho de batería o celda está caliente por alguna razón desconocida, se debe enfriar a temperatura ambiente antes de ser manipulado. El cartucho o celda debe ser colocado/a al aire libre y enfriado por inmersión en un gran volumen de agua o por el uso de una manguera siempre con cantidades copiosas de agua.

Las secciones de energía del ensamblaje dañadas: Sí el ensamblaje de la sección de alimentación se ha roto o se inundaron, durante la perforación del pozo, es probable que una o más celdas individuales también se dañe. Agregando agua al montaje de la batería se completa cualquier reacción química, y se reducirá la temperatura de modo que el conjunto puede ser manejado con seguridad y ser tratada para próximas acciones. Nunca intente abrir en desmontar una celda o usar la fuerza mecánica excesiva cuando manipule las celdas de la batería o cartuchos.

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Notas: 1. Una celda intacta o cartucho se puede sumergir de forma segura en agua o regarla con agua usando una manguera. Esta es la mejor y más segura manera para los casos de sobre-calentamiento. 2. Si el electrolito y / o el metal de litio está expuesto, estos materiales pueden ser neutralizados por inmersión o con una manguera de grandes volúmenes de agua, pero habrá una reacción más o menos violento, dependiendo de las cantidades involucradas. El personal no debe acercarse a menos de 20 ', y el trabajo debe ser hecho fuera de las instalaciones porque el agua reacciona con el litio liberando hidrógeno que puede quemar de forma transitoria. 3. Si electrolito se expone en cualquier cantidad significativa, ropa de protección deben ser usadas y puede ser necesario aparato de respiración.

Los siguientes procedimientos generales deben adoptarse cuando se trata de cartuchos de baterías dañadas o sobre-calentada: 1. 2. 3.

4. 5. 6.

Mantenga a todo el personal no esencial fuera del ensamblaje Trabajar al aire libre. Ataque el fuego correctamente usando los materiales apropiados e indicados para estos casos (carbonato de sodio y Lith-X en polvo de grafito) para la extinción de incendios clase D Use ropa protectora: batas protectoras o delantal de laboratorio, guantes y botas de goma, mascarilla y protección de cara (preferible sobre las gafas). Utilice una manguera con agua para enfriar el conjunto dañado hasta que la reacción química sea completada y el conjunto se haya enfriado. Desmontar el PSA. Cuando el cartucho dañado (s) ha sido aislado, disponer de la manera correcta.

Si se siguen estos procedimientos, el riesgo de explosión o daños por un conjunto de baterías dañadas se reduce al mínimo.

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Los siguientes diez puntos de procedimiento deben adoptarse cuando se trata de baterías dañadas o sobre-calentada en el sitio del equipo de perforación: Procedimiento en el manejo de las baterías 1. 2. 3. 4. 5.

6. 7. 8. 9. 10 .

Evacuar a todo el personal no esencial del piso de perforación (o área general). Informar al personal del equipo de perforación de la situación relevante de peligro potencial. Intente ventilar la zona. Usar un aparato de respiración para evitar la inhalación de los gases. Usar ropa protectora para evitar el contacto de la piel con productos derivados de la reacción (guantes de goma, monos protectores, gafas protectoras). Quebrar la conexión del sub del transmisor y la del collar de perforación si estan conectados. Limpiar continuamente con la manguera la sección dañada. Remueva la sarta de MWD del piso de perforación y colocarla en una zona aislada en la localización del pozo. (Las operaciones de perforación pueden ahora reanudarse normalmente). Continuar usando la manguera con agua hasta que la sección de alimentación se haya enfriado y la reacción química sea completada. Informar al gerente de operaciones del incidente y enviar la sección de alimentación dañada de nuevo a la base de operaciones tan pronto como sea posible.

Si se siguen estos procedimientos el riesgo de daño o explosión de una sección de alimentación dañada son mínimos.

8.4 Almacenamiento de las baterías de litio Debido a la composición química de las baterías, hay precauciones que se deben cumplir al almacenar los cartuchos de baterías: Cartuchos Nuevos / Re-usables: Los cartuchos deben guardarse en un lugar fresco (10-25 ° C), instalación en seco, resistente a la intemperie. Almacenamiento de las celdas a temperaturas superiores a 32 °C 90 °F) podría afectar adversamente la vida de los cartuchos. No almacene directamente bajo la luz solar. Los cartuchos deben permanecer en su cubierta protectora hasta que estén listos para su uso. Esto protegerá las baterías de posible corto circuito. Cartuchos Usados (depletados): estos cartuchos deben ser dados de alta en condiciones normales de carga hasta que la batería haya alcanzado OV de la carga. El cartucho está entonces listo para su disposición en la forma correcta.

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Los cartuchos de batería usados deben guardarse en un recipiente de acero sellado, lleno de vermiculita, fuera de las zonas principales de tráfico. El recipiente debe ser resistente al agua y se mantendrá fresco y seco. Deben ser etiquetados como conteniendo cartuchos de baterías o materiales peligrosos. No almacene bajo la luz solar directa. Use cinta adhesiva protectora en los extremos y cintas de señalización para evitar accesos directos accidentales. Las celdas dañadas o rotas se pueden almacenar con otras baterías usadas siempre y cuando hayan sido debidamente aisladas. 8.5 Envío y eliminación de las baterías de litio Las baterías de litio están sujetas a procedimientos especiales en cuanto a su transporte y eliminación. Las reglas y regulaciones de cada país son diferentes y es la responsabilidad del usuario de ver las leyes y los reglamentos que se cumplan plenamente. La empresa de transporte y el departamento de envíos estarían al tanto de todas las normas de la IATA y DOT de mercancías peligrosas que pueden aplicarse en relación con el transporte de baterías de litio. Las baterías de litio deben eliminarse a través de una empresa autorizada especializada en la eliminación de residuos peligrosos.

9.- Manejo Seguro y Devolución de Equipo Dañado por la Ventilación de las Baterías de Litio: 9.1 Introducción Los paquetes de baterías de litio, correctamente utilizados, son una fuente de energía segura y eficiente, diseñada para operar bajo condiciones de perforación actuales. Sin embargo, debido a la naturaleza impredecible de la operación de perforación, de vez en cuando son expuestos a condiciones más allá de los límites de operación segura y esto puede resultar en la ventilación de la batería o incluso en una explosión. Cuando un incidente ocurre la primera prioridad es la seguridad del personal. En la escala baja de prioridades, pero todavía importante, es la recuperación de los equipos. Este documento ofrece orientación sobre los procedimientos para la manipulación segura de los equipos afectados, y cuales equipos deben ser retornados o no, cómo notificar a la persona indicada y la forma de transportar el material una vez que se hayan acordado los procedimientos para su traslado. Por favor, observe estos procedimientos para la comodidad y la seguridad tanto de sus empleados y de la empresa encargada para su desecho. Si usted tiene alguna pregunta o sugerencia, por favor póngase en contacto con el departamento encargado para esta actividad.

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9.2 Daños, Productos y Peligros asociados con la ventilación de las baterías de litio. Debido a la alta densidad de energía inherente a las baterías de cloruro de litio / tionilo, el potencial para situaciones de peligro existe. La mayoría de los peligros se deben a calentamiento externo o interno (causado por un cortocircuito interno o externo del circuito de la batería) de una batería sellada herméticamente. Un sobre-calentamiento causa que el electrolito líquido se expanda más allá del volumen permitido por el fabricante, el aumento de la presión hidrostática en el interior de la carcasa, lo que podría causar que la batería ceda. Un calentamiento adicional (muy por encima de la temperatura nominal de la batería) puede causar que el ánodo de litio se funde el cual, a su vez, reacciona espontáneamente con el electrolito ocurriendo un comportamiento explosivo. Tenga en cuenta que una versión de batería para alta temperatura está disponible capaz de operar a 165 °C y soportar temperaturas de 180 °C. Cuando una batería se rompe el electrolito se descompone en dióxido de azufre y humos de cloruro de hidrógeno. En un espacio reducido o confinado estos humos o vapores pueden ser muy irritantes y tóxicos si se inhalan en altas concentraciones. Los detalles se pueden encontrar en la hoja de datos adjunta. En presencia de humedad (por ejemplo, humedad en el aire) estas sustancias se hidrolizan a ácido sulfúrico y ácido clorhídrico, respectivamente. En el momento en que esto ha ocurrido (excepto para espacios extremadamente reducidos) hay muy poco peligro. Y sin embargo, sí la ventilación se lleva a cabo dentro de una herramienta hay dos riesgos adicionales a considerar:

1. Residuos de ácido (y los subproductos del ataque por el ácido en las partes internas de la herramienta) todavía estará presente cuando la herramienta sea quebrada para su desamblaje. 2. A pesar del hecho de que no hay conexión herméticamente sellada por debajo del cabezal del transmisor, la combinación de calor y la rápida expansión de gases ácidos pueden causar gas presurizado para ser atrapado en las secciones de la herramienta. Esto podría resultar en una liberación rápida de los gases y el contenido de la sección de la herramienta una vez que sea quebrada.

9.3 Ventilación de la batería de litio en la localización del pozo – Identificación. Incidentes de baterías en las locaciones del pozo suelen dar lugar a la exposición de las baterías a temperaturas o golpes fuera del rango de funcionamiento seguro de la celda. Por lo tanto, a menudo es posible predecir que tiene un potencial para un problema de acuerdo con las operaciones en la localización del pozo. La mayoría de tales incidentes resultado de largos períodos de tiempo en el fondo del hoyo sin circulación, cuando la circulación de temperatura ha estado cerca del límite de funcionamiento de la herramienta (150 °C) en combinación con los choques bruscos o de otro tipo a la sarta de perforación. Tenga en cuenta que temperaturas estabilizadas en el fondo del hoyo están normalmente alrededor

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de los 20 °C por encima de los registrados por la herramienta MWD durante la circulación. Estas circunstancias generalmente se producen cuando la sarta se ha atascado en el hoyo durante algún tiempo. Los efectos normalmente se observarán mientras se esté quebrando la sarta de herramientas en la superficie. 9.4 Identificación de un incidente con ventilación de las de baterías de litio no siempre es fácil:

Cuando la combinación de transmisor / APC sea separada de la PSA se pueden observar daños / ennegrecimiento en la zona de los conectores LEMO y usted puede oler y observar los vapores ácidos. En casos extremos se puede observar la perforación de uno o más de las carcasas de presión. Usted puede observar que los tornillos del conector de acoplamiento son difíciles de remover y de que los asientos de presión parecen estar siendo obligados a separarse. Esto indica que la presión puede estar atrapada dentro de la sarta de la herramienta. 9.5 Ventilación de las Batería de litio en el pozo – Procedimientos

Una vez que se reconoce que la batería se ha ventilado o explotó la primera acción es mover todo el personal a un área segura. Explique claramente el riesgo a fin de no causar alarma indebida. A menudo, la reacción se habrá estabilizado por la entrada de lodo dentro de la herramientas puede ser que hayan neutralizado las sustancias que pueden ser nocivas para el momento en que la herramienta ha vuelto a la superficie. Sin embargo, es posible que las celdas restantes sigan siendo inestables. Una vez que haya limpiado la zona, se debe hacer una evaluación de los posibles riesgos y un plan de cómo va a lidiar con ella. Una vez que el plan ha sido establecido, todos los involucrados deben estar plenamente informados para que todos sepan exactamente lo que deben hacer durante su ejecución. Equipo de protección apropiada (Máscara con filtro para Gas Ácido, Guantes de caucho de butilo, gafas químicas de seguridad del trabajador y delantal Laboratorio Químico) deben ser usados durante todos los procedimientos. Los siguientes son los únicos cursos de acción recomendados en la localización del pozo:

1. Si el incidente de batería se reconoce a partir de la apariencia externa de la herramienta de perforación (por ejemplo, carcasas de presiones, presiones carcasas empujando conectores de las carcasas, tornillos difíciles de eliminar, etc); a) Vuelva a conectar el Sub transmisor / al collar de perforación. Quebrar el montaje de la tubería de perforación, protectores de rosca en ambos

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extremos y colocar el conjunto en la pasarela. b) Retire el conjunto a una zona remota / segura y se debe aplicar agua al ensamblaje. Esto tendrá el efecto de enfriar la batería y diluyendo / neutralizar los subproductos. 2. Si el incidente se reconoce cuando la sarta de herramientas se rompe, retire los "O-rings" del conector de acoplamiento AOC / SEA, hacer la conexión de nuevo y siga los pasos 1a y 1b arriba. La condición de la batería debería estabilizarse una vez que ha tenido la oportunidad de enfriarse y el agua ha alcanzado expuestos componentes internos. Sería razonable dejar la herramienta durante un mínimo de 24 horas desde el punto en el que fue establecido hasta el punto donde se tiene en cuenta para mover el equipo. Una vez que el agua ha sido desactivada, salir de la herramienta durante otras 6 horas. Si hay algunos signos de aumento de la temperatura, el cambio en los síntomas de la presurización interna u otra actividad que puede estar asociado con daños a la batería, seguir el flujo de agua durante 24 horas antes de la repetición de los controles. Los controles pueden omitirse razonablemente en los casos en que la carcasa de presión de la batería este perforada o de la herramienta se haya abierto en los extremos. No se debe intentar desmontar el equipo en la localización del pozo. Esto es mejor hacerlo en condiciones controladas en la base. Todo el conjunto debe ser enviado de vuelta a la base vía terrestre. Las regulaciones locales sobre el envío de mercancías peligrosas deben ser observadas. Nota: es muy importante que el personal que trabaja con equipos que pueden haber estado involucrado en un incidente de ventilación de la batería mantenerse alejados de los extremos de los collares de perforación y carcasas de presión. Las piezas o partes contenidas pueden estar bajo presión extrema, que pueden ser liberadas violentamente.

9.6 Desmontaje del Equipo Antes de desmontar una serie de herramientas que hayan estado involucradas en un incidente de ventilación de la batería los peligros potenciales siguientes deben ser reconocidos: 1. La posibilidad de que algunas baterías están todavía activas y potencialmente inestable. 2. La posible presencia de gases ácidos o productos. 3. La posibilidad de que los gases bajo presión están atrapados en la sarta

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de la herramienta. Es sorprendente lo bien que la junta formada por los desechos de la batería y los conectores de acoplamiento pueden hacer. Un plan de acción debe ser preparado antes del comienzo del trabajo y todos los involucrados deben estar plenamente informados para que entiendan su parte en el procedimiento. El trabajo debe llevarse a cabo al aire libre, si es posible, y ropa de seguridad apropiada deben ser usados. Si en cualquier momento durante el proceso, algo inesperado o no planificado ocurre, el procedimiento debe detenerse, dejar el área asegurada y el plan de acción modificado según las nuevas circunstancias. Es difícil ofrecer consejos específicos sobre cómo desmantelar una herramienta en esta condición. Sin embargo, si se sospecha que la presión está atrapada en la herramienta debe ser liberada en condiciones controladas. Existe un peligro real de que la liberación no controlada de presión podría causar lesiones personales por la liberación de gases a presión o escombros. Cualquier intento de aliviar la presión debe ser hecho remotamente a fin de que el personal está en una zona segura cuando la carcasa de presión está pinchada., perforada o comunicación con la atmósfera de otro modo alcanzado. La ventilación adecuada también debe estar disponible con el fin de dispersar los gases sin peligro para el personal. Bajo ninguna circunstancia debe intentar desmontar el actual PSA / Batería involucrados. Estos componentes deben ser trasladados a un lugar seguro, inmerso en una solución de bicarbonato de soda en agua durante una semana y luego se envían para el embalaje (en Bicarbonato de Soda) y su eliminación de acuerdo con las regulaciones locales relacionadas con el desecho de las baterías de litio. En el caso de que el PSA se sospeche de ser inestable, debidas medidas de precauciones deben tomarse para garantizar que no presentan ningún peligro para cualquiera de manipular el conjunto. Nota: es muy importante que el personal de desmantelamiento del equipo que pudo haber estado involucrado en un incidente de ventilación de la batería mantenerse alejados de los extremos de los collares de perforación y carcasas de presión. Las piezas o elementos contenidos pueden estar bajo presión extrema, que pueden ser liberados violentamente. 9.7 ¿Qué se puede recuperar? Debido a las condiciones que prevalecen cuando la ventilación en la batería se produce a todos los sectores de herramientas, incluso aquellos que parecen estar funcionando y no contaminada, deben ser considerados como candidatos para la renovación. Carcasas de presión que han estado expuestas a los gases ácidos se deben desechar como el espesor de las paredes pueden haber sido afectados y superficies junta de los “O-rings” pueden estar dañadas.

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El transmisor puede casi siempre ser rescatado de una serie de baterías de litio ventiladas debido a que el cabezal de alta presión impide la entrada de ventilación de los subproductos. Cualquier sección de la herramienta que muestra carbonización de los componentes internos o la contaminación pesada por subproductos de batería de litio deben ser tratadas como residuos peligrosos y desecharse en consecuencia. Secciones de herramientas que están sólo ligeramente contaminadas o no contaminadas aparentemente pueden ser devueltas a la base para la reparación / renovación. Antes de que se envíen deben ser colocadas en un baño de solución de bicarbonato de soda durante 24 horas para neutralizar los residuos ácidos. En ningún caso se aceptarán baterías de litio ventiladas o explotadas para su recuperación. 9.8 ¿Cómo devolver los componentes contaminados? Los siguientes procedimientos deben ser seguidos al regresar el equipo contaminado al fabricante: 1. Fax al fabricante con todos los detalles de los equipos que deban ser repatriados y su condición. El fabricante reconocerá con un fax indicando si el equipo se aceptará para su reparación o no. En ningún caso el equipo contaminado será enviado sin este reconocimiento. 2. Si usted sospecha que la presión puede estar atrapada en un elemento (por ejemplo, el transmisor), asegúrese de que toda la presión se alivie antes de empacar el equipo. 3. El equipo deberá ser embalado en tubo de polietileno sellado que contiene bicarbonato de soda en polvo. 4. El embalaje debe indicar claramente: "RIESGOS - PRODUCTOS CONTAMINADOS POR VENTILACIÓN DE BATERÍA DE SUBPRODUCTOS" 5. El equipo se entregará de acuerdo con las normas locales e internacionales relacionados con mercancías peligrosas.

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9.9 Resumen Las baterías de litio ventiladas o que explotaron pueden ser tratadas de manera segura en cualquier circunstancia, siempre y cuando las se respeten las siguientes reglas: 1. Seguridad del personal es lo primero. 2. Haga un plan y seguirlo. Si las circunstancias cambian, detener, cambiar el plan. Asegúrese de que todos los involucrados sepan de su parte en el plan. 3. Respete siempre las reglas locales e internacionales y reglamentos relativos a mercancías peligrosas. 4. Siempre informe al fabricante si va a enviar equipos contaminados para su reparación. 5. Utilice una gran cantidad de agua para enfriar el equipo y desechar los contaminantes.

10.- Referencias. 1.- Reglamentación de Mercancías Peligrosas de la IATA, versión 2006, 47 ª edición.

2.- Recomendaciones relativas al transporte de mercancías peligrosas, Manual de Pruebas y Criterios, cuarta edición revisada.

3.- Recomendaciones relativas al Transporte de Mercancías Peligrosas, Reglamentación Modelo, Volúmenes I y II, 14 ª edición revisada.

4.- Reestructurado ADR (aplicable a partir del 1 de enero de 2005): Acuerdo Europeo; Sobre el transporte internacional de mercancías peligrosas por carretera, Volúmenes I y II, versión 2005.

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