SISTEMA DE ENERGIA

SISTEMA DE ENERGIAUNIDAD 3 INTEGRANTESGARCIA LOPEZ ALAN DE JESUSMONTES HERNANDEZ ROBERTOORTIZ TENORIO ROMAN DE JESUSPRIETO GARCIA JOSE IVANSANCHEZ GALVEZ JOSE FELIPEINTRODUCCIONLa importancia del sistema de energa reside en que casi todos los dems sistemas del equipo de perforacin requieren de energa para su funcionamiento. Es por esto que el conocimiento de sus componentes, los tipos de sistemas, la forma de transmisin de la energa, etc.; tiene mucha importancia para el ingeniero petrolero.PRIMERAS TECNOLOGIASEstos equipos funcionaban con energa de humanos, mediante un sistema de balances donde el taladro ubicado en el fondo percuta contra el fondo rocoso, rompiendo la roca; para luego sacar el taladro y limpiar el fondo del pozo. Las estructuras que usaban los chinos eran de bamb.

TECNOLOGIAS ACTUALESLa tecnologa actual comprende el uso de motores de combustin interna, donde el motordisel destaca; y sistemas de transmisin ms avanzados donde la tecnologa sigue el avancede hacer ms eficientemente energticos los equipos de transmisin. Haciendo mejoras en latecnologa de transmisin de la energa generada por los motores, usando convertidores depar y generadores de corriente elctrica.FUNCIONES DEL EQUIPO DE ENERGAEl sistema de Energa es el corazn de la torre de perforacin, la energa producida por una eneste sistema en el equipo de perforacin, se usa principalmente para tres operacionesfundamentales:1. la rotacin2. elevacin con malacate3. circulacin del fluido de perforacinPara disear adecuadamente las partes del equipo de energa, el diseador debe tener unconocimiento completo de la energa necesaria para la elevacin, rotacin y circulacin, debetambin calcular todo el equipo principal y el auxiliar como son las torres, bombas de lodo,mesa rotatoria, transmisin, caballete, porta poleas, poleas viajeras, plantas de luz ,etc.FUENTE DE ENERGAEste es el corazn del sistema de energa. La fuente de energa es la mquina que se encargade producir energa para de alguna manera se transmita hacia los diferentes componentes delequipo de perforacin.MOTOR DE VAPOREl motor de vapor, llamado tambin caldera, fue el uno de los primeros generadores de energa en la industria del petrleo. Pero hoy en da se usan en la perforacin, solo para generar energa para generar potencia a turbinas que producen electricidad.MOTOR DE VAPOR

COMPONENTES

COMPONENTES* CILINDRO: es el cuerpo cilndrico del caldero. Debido a la presin interna que soportan, sus extremos son redondeados y conformados por una sola pieza cilndrica nica forjada, que se suelda en forma perimetral al cilindro.

* HOGAR: es la parte que est en contacto con la flama que generan los quemadores.COMPONENTES* QUEMADORES: elemento de la caldera de vapor que mezcla y dirige el chorro de combustible y aire para asegurar una combustin rpida y completa.

* PURGAS: son vlvulas que se colocan tanto en la parte superior como la inferior. Las superiores son generalmente de seguridad, en caso de que exista una sobre presin estas se activan. Las inferiores sirven para purgar el loso de se forma durante el funcionamiento de la caldera.COMPONENTES* PRECALENTADOR DE AGUA, en tubera de alimentacin de agua se intercala un intercambiador que aprovecha el calor de los gases de combustin o de calor de una pequea cantidad de vapor, para precalentar el agua.* TUBOS, son los ductos por donde puede circular el agua o la flama, dependiendo del tipo de caldera.FUNCIONAMIENTOEl funcionamiento no es diferente del de la caldera que se utiliza en la cocina para hacer hervir el agua. Se trata de maximizar el rea de contacto entre la flama y los tubos por donde fluye el agua. La transferencia de calor es ms o menos constante en este equipo.VENTAJAS Y DESVENTAJASVENTAJASCapaces de generar mucha energaAprovechan mucho el calor generado por el combustibleDESVENTAJASFalta de aguaAlto costo del combustiblePoca portabilidad de la maquinaMOTOR DIESELEstos motores consumen combustibles derivados del petrleo, tienen un sistema paramezclar combustible completamente con volmenes grandes (de donde consigue el oxigeno para realizar la combustin), consume combustible disel.MOTOR DIESELEl motor a disel produce el encendido del combustible en el cilindro por combustin espontnea que se origina de la temperatura alta del aire comprimido. El aire lleva una presin de unos 1200 psi y una temperatura resultante de la compresin como de 1000 F.COMPONENTES

COMPONENTES

FUNCIONAMIENTOEl proceso de combustin segn el cual trabaja el motor Disel se diferencia en puntos esenciales del proceso para motores a gasolina.En el motor Disel se aspira nicamente aire que se comprime fuertemente.En el aire fuertemente comprimido se inyecta combustible. El motor disel carece de carburador.FUNCIONAMIENTOEl aire, fuertemente comprimido, esta tan caliente que el combustible que se inyectase inflama espontneamente; el motor Disel trabaja por lo tanto mediante autoencendidoLa mezcla combustibleaire se forma nicamente en la cmara de combustin; elmotor Disel trabaja, pues con formacin interna de la mezcla.En el motor Disel se emplean generalmente combustibles de vaporizacin difcil.LOS 4 TIEMPOS DEL CICLO DE TRABAJO

LOS 4 TIEMPOS DEL CICLO DE TRABAJO1.tiempo Admisin: En la carrera descendente del pistn, a travs de la vlvula de admisin abierta se aspira aire fresco filtrado.

2.tiempo Compresin: Con las vlvulas cerradas, el pistn en su carrera ascendente,comprime el aire aspirado. La relacin de compresin est entre 14 y 22.LOS 4 TIEMPOS DEL CICLO DE TRABAJO3.tiempo Expansin: El combustible inyectado al final de la compresin se vaporiza a la alta temperatura reinante y se mezcla con el aire caliente. La mezcla se inflama espontneamente. La presin de combustin (presin mxima de 65 a 90 bar, 943 a 1305 psi) impulsa el pistn hacia abajo.LOS 4 TIEMPOS DEL CICLO DE TRABAJO4.tiempo Escape: A travs de la vlvula de escape abierta, los gases salen del cilindro acausa de la presin todava existente y son empujados por el pistn hacia el escape.Los gases salen a una temperatura de 550 a 750CVENTAJAS Y DESVENTAJASVENTAJAS Alta potencia a bajas revoluciones.Elevada economa del combustible.Vida del motor ms prolongada.Son motores porttiles.DESVENTAJASLos motores Disel tienen que inyectar combustible, y en el pasado los inyectores de este tipo eran ms caros y menos fiables.Tienen tendencia a producir ms humos y olores.Son ms difciles de arrancar a temperaturas fras.Tienden a hacer ms ruido y a vibrarSISTEMAS DE TRANSMISIONHasta hace poco la mayora de las torres eran mecnicas, o sea, la fuerza del motor setransmita a los componentes a travs de elementos mecnicos. Hoy da, las torres Diselelctricas predominan, pero aun se encuentran las torres mecnicas.TRANMISION MECNICA DE FUERZALa fuerza que sale de los motores se une, o sea, los motores se juntan o unen a travs de uniones hidrulicas o convertidores de torsin y con cadenas y poleas.La fuerza del motor se transmite a los componentes a travs de elementos mecnicos. La fuerza que sale de los motores se une, o sea, los motores se juntan o unen a travs de unioneshidrulicas o convertidores de torsin y con cadenas o poleas.TRANMISION MECNICA DE FUERZALas uniones hidrulicas y convertidores de torsin igualan la fuerza desarrollada por cada motor, porque la fuerza del motor se transmite a travs del fluido hidrulico (casi siempre un aceite liviano) para girar un eje que sale de la unin o convertidor.Un motorista examina el nivel del fluido en uno de los convertidores de torsin utilizados para transmitir energa de los motores hasta el compuesto.

TRANMISION MECNICA DE FUERZALos ejes de transmisin se unen mecnicamente con poleas y cadenas. Las cadenas tienen la misma funcin que una correa de goma entre dos poleas y se parecen a las cadenas de bicicletas aunque mucho ms grandes.Se muestra el tamao de las cadenas dela central de distribucin

CONVERTIDOR DE PARUn aparato que revoluciono la forma en la que se transmite la energa mecnica de los motores hacia los componentes del equipo deperforacin.Para entender con facilidad cmo funciona el dispositivo, imagnese simplemente dosventiladores domsticos elctricos, uno frente a otro, separados por algo as como 1, unofuncionando y el otro no.CONVERTIDOR DE PAREl ventilador que no funciona pronto comienza a girar, activado por la brisa del otro. Sin embargo, en lugar de utilizar aire, el convertidor de torsin usa fluido hidrulico, o ATF, para conseguir que un ventilador active al otro. El convertidor de torsin esta en la campana de la cubierta de transmisin.CONVERTIDOR DE PAR

FUNCIONAMIENTOA medida que el impelente gira con el funcionamiento del motor, las aspas del impelentelanzan fluido hacia la turbina. Sin embargo, a bajas velocidades del motor, en marcha lenta, el fluido no es lanzado con suficiente fuerza para hacer que la turbina se mueva (en especial con los frenos aplicados). La diferencia entre las velocidades del impelente y la turbina es llamada deslizamiento, y este permite que el vehculo se detenga con el motor en marcha.FUNCIONAMIENTOA medida que aumentan las velocidades de motor, tambin incrementa la velocidad del fluido lanzado. Pronto el fluido est empujando las aspas de la turbina con suficiente fuerza para hacer que comience a girar la turbina en conjunto con el impelente, haciendo que el vehculo se mueva.VENTAJAS Y DESVENTAJASVENTAJASNo existe desgaste fsico entre las partes de un convertidor de torsin.Para medianas revoluciones transmite casi ntegramente la energa generada por el motor.DESVENTAJASPara situaciones de extrema carga, el convertidor tiende a calentarse, y es siempre necesario estar pendiente del nivel de aceite en su depsito.Mayormente las partes no son reemplazables, sino ms bien se cambia enteramente la pieza, elevando el costo.TRANSMISION DE ENERGA ELECTRICAHoy en da es el sistema mas usado. Las fuente de energa mueven generadores que transmiten electricidad que se transmite a travs de cables al engranaje elctrico de conmutadores y control. De este punto la electricidad fluye a travs de la cableria adicional hasta motores elctricos que estn directamente conectados al diverso equipo: el malacate, la bomba de lodo y la mesa rotaria.TRANSMISION DE ENERGA ELECTRICA

GENERALIDADESEn un sistema elctrico AC a DC el motor disel alimenta un generador AC tambin llamadoalternador. Desde el generador AC la corriente elctrica es enviada al SCR (Silicon ControllerRectifier). Un SCR es un instrumento electrnico de estado slido de alta tecnologa.Se muestra un SCR. Que convierte la corriente AC en DC

GENERALIDADESEl SCR convierte AC en DC, accionando equipo como: Bomba de Lodo. Malacate. Mesa Rotaria.El equipo auxiliar como las bombas pequeas y el alumbrado necesita corriente alterna de menor voltaje, se usa un transformador para reducir el voltaje para el equipo elctrico auxiliar del taladro.GENERADOR ACLos generadores AC pueden construirse para ser muy poderosos con respecto a su tamao, lo cual es una ventaja sobre los generadores DC.El equipo del taladro tambin puede distribuir la corriente AC ms fcil que la DC. Pero la corriente DC tiene ciertas ventajas cuando se accionan grandes equipos; Los motores DC producen mucho torque a bajas RPM y a baja velocidad, lo cual puede controlar fcilmente el perforador.MOTORES DCUsualmente grandes motores DC le suministran potencia a las bombas de lodo, malacate y mesa rotaria o top drive. Algunas veces el malacate acciona mecnicamente la mesa rotaria, pero en algunos equipos la rotaria tiene su propio motor. El perforador puede controlar la velocidad del motor DC con mucha precisin, por ello se prefieren los motores DC sobre los AC.MOTORES ACEs ms eficiente usar pequeos motores para alimentarlas en lugar de usar los motores principales, fluido hidrulico o aire. Otro motor AC suministra potencia a las aspas de un agitador de lodo en los tanques de mezcla.Los motores AC generalmente le suministran energa al equipo que no requiere muchapotencia, por ello usan una potencia de 1 hP (0.75 KW) a 150 hP (100 KW).SISTEMAS DE POTENCIA DC a ACPara distribucin elctrica. Fue el primer sistema de potencia 1elctrica. Cada motor acciona un generador DC, el cual convierte la energa mecnica rotatoria del motor disel en electricidad DC. Los cables elctricos para trabajo pesado llevan la electricidad DC a travs del panel de control, a grandes motores DC de 1000 hP (700 KW). Los motores DC convierten energa elctrica en energa mecnica para suministrar potencia al sistema de levante, rotacin y circulacin del taladro.GENERADOR DE AC ALTERNADORGenera electricidad AC que los taladros DC a DC necesitan. El alternador suministra potencia a: Pequeos motores y bombas centrfugas. Acondicionadores de aire. Luces. Ventiladores. Dispensadores de agua.VENTAJAS Y DESVENTAJASVENTAJASFcil control de la velocidad.Alto torque a baja velocidad.Desaparecen los problemas de alinear lo motores al momento de instalarlos.Pueden estar ms lejos del piso de la torre, reduciendo el ruido y las vibraciones.DESVENTAJASSuministran potencia a equipo pequeoLa potencia es fcil de transmitir y distribuirBIBLIOGRAFIA1. The History Channel: Maravillas Modernas: Equipos de Perforacin2. Procesos Industriales, Ing. Otto Leidinger3. Tecnologa del Automvil, GTZ4. CONCEPTOS BSICOS DE PERFORACION5.http://www.infopetroleo.com/index.php?option=com_content&task=view&id=22&Itemid=26