Manual de Capacitación de Ayudante del. Perforador (Segundo)

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Los participantes en la actualización del Manual de Capacitación de Ayudante del Perforador (Segundo) son los siguientes:

Mario E. Cortez Carranza Perforador, División Norte

Ángel Hernández Córdoba Inspector Técnico de Perforación, División Norte Miguel Ángel Carbajal Torres Inspector Técnico de Perforación, División Sur Ernesto Bedoya Soto Perforador, División Sur

Carlos Ortiz Betancourt Perforador, División Marina

Ing. Juan Alfredo Ríos Jiménez Gerente de Perforación y Reparación de Pozos Ing. Víctor Hernández Prieto Coordinador, GMDT

Ing. Alejandro Pérez Melgarejo Especialista de GMDT

Ing. Abelardo Alvarez Aguilar Auxiliar de Capacitación, GMDT

Queda prohibido la reproducción parcial o total del contenido de está publicación, incluso el diseño.

Bajo ningún dispositivo manual o electrónico puede reproducirse, almacenarse o transmitirse de ninguna forma, ni por ningún medio, mecánico u óptico, de grabación o de fotocopia, sin la previa autorización escrita por parte de la Subdirección de la Unidad de Negocio de Perforación (UNP).

Enero del 2013 - Versión 1.1

Unidad de Negocio de Perforación

Manual de Capacitación de Ayudante del Perforador (Segundo)

Especialidad: Ayudante del Perforador (Segundo) Tiempo de realización

210 Hrs Nivel Módulo I Modular de Formación de Ayudante del Perforador (Segundo) Categoría: Ayudante del Perforador (Segundo)

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Editorial

Durante la Perforación, Terminación y Reparación de Po- zos Petroleros requiere que cada día quienes trabajan en estas actividades deben de estar mejor capacitados en las nuevas tecnologías relacionadas con la industria petrolera, principalmente las que se desarrollan en la Unidad de Ne- gocio de Perforación para poder prevenir y resolver los problemas operativos que se presenten durante las opera- ciones de Perforación, Terminación y Reparación de Pozos.

El propósito de este manual es proporcionar a los trabajadores de la UNP las herramientas necesarias y suficien- tes tanto teóricas como practicas para detectar, o prevenir cualquier problema operativo que pueda ocasionar retar- dos durante la perforación del pozo.

Por lo anterior, este manual expone de una manera amena y veraz, garantizando a los trabajadores obtengan los conocimientos necesarios en esta categoría para que pue- dan trabajar en forma segura y correcta a través de una larga experiencia de conocimientos adquiridos por los es- pecialistas (instructores) que se verán reforzados en este manual.

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Política de Seguridad, Salud en el trabajo y Protecciòn Ambiental:

Política:

Petróleos Mexicanos es una empresa eficiente y competitiva, que se distingue por el esfuerzo y el compromiso de sus trabajadores con la Seguridad, la Salud en el trabajo y la Protección Ambiental, mediante la Administración de sus Riesgos, el Cumplimiento Normativo con Disciplina Operativa y la Mejora Continua.

Principios:

La Seguridad, Salud en el trabajo y Protección Ambiental son valores de la más alta prioridad para la producción, el transporte, las ventas, la calidad y los costos.

Todos los incidentes y lesiones se pueden prevenir.

La Seguridad, Salud en el trabajo y Protección Ambiental son responsabilidad de todos y condición de empleo.

En Petróleos Mexicanos, nos comprometemos a continuar con la protección y el mejoramiento del medio ambiente en beneficio de la comunidad.

Los trabajadores petroleros estamos convencidos de que la Seguridad, Salud en el trabajo y Protección Ambiental son en beneficio propio y nos motivan a participar en este esfuerzo.

R

Sr. Carlos Romero Deschamps Secretario General STPRM

Dr. José Suárez Coppel Director General PEMEX

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“Perforar, reparar y dar servicio a pozos petroleros cumpliendo los estándares de calidad, 8empo, costo, seguridad, salud y

protección ambiental”

“Somos una empresa perforadora y de servicios con innovación tecnológica y capital

humano caliﬁcado que contribuye a la generación de valor y al incremento de las

reservas y producción de hidrocarburos”

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Sustentabilidad:

Nos aseguramos que los estándares alcanzados se mantengan y mejoren en el 5empo siempre respetando el medio ambiente, así como los derechos y valores de los trabajadores y de la comunidad.

Innovación:

Buscamos la mejora con5nua u5lizando nuevos métodos de trabajo y equipo de vanguardia que nos permitan obtener mejores resultados.

Seguridad:

Administramos cuidadosamente los riesgos de los procesos para prevenir accidentes personales, industriales y ambientales.

Responsabilidad:

Desarrollamos nuestro trabajo con ac5tud, voluntad y sen5do de pertenencia hacia el cumplimiento de cualquier encomienda.

Lealtad:

Somos ﬁeles a nuestras propias convicciones y aceptamos las ideas y

diferentes formas de pensamiento de quienes creen y conEan en nosotros.

Hones8dad:

Pensamos y hacemos las cosas de manera correcta y con respeto a las leyes y

la norma5vidad que nos rige.

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Reglamentos de Labores 17 Capítulo 1. Matemáticas y principios de física II 23

1.1. Introducción 24 1.2. Elementos básicos de matemáticas 24 1.2.1. Fracciones comunes 24

1.2.2. Leyes de los exponentes 25

1.2.3. Notación científica 26

1.2.4. Manejo de fórmulas 26

1.2.5. Porcentajes 27

1.2.6. Áreas y volúmenes 27

1.2.7. Signos matemáticos y símbolos de potenciales Principales 31

1.3. Trigonometría 31

1.3.1. Conceptos de trigonometría, funciones trigonométricas y

Medidas en radianes 31

1.3.2. Valor de una Función trigonométrica 32

1.3.3. Aplicación de la trigonometría en un pozo direccional 32

1.4. Conocimientos básicos de computación 32

1.4.1. ¿Qué es el Programa de Word? 32

1.4.2. ¿Qué es el Programa de Excel? 34

1.5. Manejo de fórmulas en hoja de calculo 34

1.6. Manejo del Programa Touch Screen-PEMEX 37

1.7. ¿Qué es el internet o intranet? 39

1.8. Ruta de acceso al sistema informático del marco normativo (SIMAN) 40

Capítulo 2. Instalación y desmantelamiento de equipos 45

2.1. Secuencia general de la instalación de un equipo de perforación terrestre 46 2.2. Secuencia general de la instalación de equipos en la región marina 46 2.3. Secuencia general del desmantelamiento de equipos terrestres 47 2.4. Secuencia general para desmantelamiento de equipos marinos para

cambio de localización 48

2.5. Especificaciones y características de equipos de perforación de pozos 50

Capítulo 3. Uso y manejo eficiente del equipo 53

3.1. Cuarto de control y consola de perforación I.P.S., T.P.C. y ROSS-HILL 54 3.2. Operación normal, restablecimiento de un paro de emergencia a salidas 54

3.3. Arranque inicial de un equipo de perforación 56

Contenido

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3.4. Características y operación de sistemas de frenos (disco., bandas,

Electromagnéticos, etc) 58

3.5. Características principales de los malacates 60

3.6. Características y operación de las bombas de lodo 65

3.7. Guía de operación del equipo pm-317 69

3.7.1. Información general 70

3.7.2. Descripción del equipo 70

3.7.3. Ficha técnica del equipo 71

3.7.4. Ubicación de componentes en el equipo PM-0317 72

3.7.5. Guía de operación del equipo 73

3.7.6. Lista de verificación para el perforador antes de iniciar la perforación 78

3.7.7. Perforar 81

3.7.8. Lista de verificación que debe seguir el perforador

para sacar y meter tubería 83

3.7.9. Meter tubería 90

3.7.10. Lista de verificación que debe seguir el perforador antes

de introducir TR 92

3.7.11. Introducir TR 93

3.6.12. Instalar BOP´s 95

3.7.13. ¿Qué pasa si…? 97

C

apítulo 4. Sistema de Izaje II 99

4.1. Características del cable de perforación 100

4.2. Puntos críticos en el guarnido de un mástil 114

4.3. Significado de las toneladas kilometro 116

4.4. Razones por las cuales se desliza y se corta un cable 120

4.5. Cuidado y problemas más comunes del cable 122

4.6. Carga máxima de acuerdo al número de líneas 128

4.7. Componentes del sistema de izaje 130

4.8. Tipos de anclas 130

Capítulo 5. Sartas de perforación II 135

5.1. Especificaciones y características de tuberías de perforación (T.P.) 136 5.1.1. Aceros Utilizados para la Fabricación de Herramientas Tubulares 136 5.2. Funciones y componentes de una sarta de perforación 140

5.2.1. Funciones 140

5.2.2. Componentes mas comunes 141

5.3. Diseño del aparejo de fondo 143

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5.3.1. Configuración del ensamble o aparejo de fondo 143 5.3.2. Longitud de la tubería extrapesada según la configuración

del ensamble 145

5.3.3. Punto neutro 145

5.3.4. Criterios de estabilización de la sarta de perforación 145

5.3.5. Teorías de los juegos de fondos 148

5.4. Aplicación de la Ley de Hooke y tipos de esfuerzos 149

5.5. Diseño de una sarta de perforación 152

5.5.1. Aplicaciones de elongación 152

5.5.2. Consideraciones de diseño y factores de seguridad 153 5.5.3. Diseño de una sarta de perforación por tensión 154 5.6. Cuidado y manejo de la sarta de perforación 158 5.6.1. Fallas y esfuerzos en el cuerpo de la tubería de perforación 158 5.6.2. Fallas mas comunes en las conexiones de las tuberías y medidas

preventivas 161

5.6.3. Tipos de especificaciones de las conexiones 162 5.6.4. Recomendaciones para el cuidado y manejo de la tubería 167 de perforación

5.7. Factores que se consideran en la sarta de perforación para pozos

direccionales 169

5.7.1. Introducción 169 5.7.2. Ángulo critico de agujero 170

5.7.3. Torsión 170

5.7.4 Pandeo de la tubería 170 5.8. Anexo de tablas 171

Capítulo 6. Herramientas y equipo en el piso de trabajo 175

6.1. Eslabones 176

6.2. Elevador de cuñas 177

6.3. Cuñas para tubería 179

6.4. Llaves mecánicas de fuerza 185

6.5. Llaves hidráulicas de torque 185

6.6. Llaves roladoras de tuberías 188

6.7. Torquimetros y dinamómetros 189

6.8. Enroscador Kelly Spinner 190

6.9. Unión giratoria 191

6.10. Collarín de seguridad para herramienta 192

6.11. Herramientas manuales y seguridad durante su uso y manejo 192

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Capítulo 7. Barrenas 197

7.1. Tipos, diseño y características de barrenas tricónicas 198

7.1.1. Tipos de barrenas 198

7.1.2. Características de diseño 198

7.1.3. Características de las barrenas tricónicas 199

7.1.4. Mecánica de corte de barrenas tricónicas 200

7.1.5. Código IADC de Barrenas Tricónicas 202

7.2. Barrenas de cortadores fijos (PDC) 203

7.2.1. Clasificación de la barrena de Cortadores fios (PDC) 203 7.2.2. Barrenas PDC con cuerpo de acero 205

7.2.3. Barrenas PDC con cuerpo de matriz 205

7.2.4. Barrenas Diamante Natural 206

7.2.5. Barrenas de diamante térmicamente estable (TSP) 206

7.2.6. Barrena compacta de diamante policristalino (PDC) 206 7.2.7. Código IADC para barrenas de cortadores Fijos 207 7.2.8. Tecnología de los cortadores 208

7.3. Mecánica de corte de barrena de inserto y PDC 209

7.3.1. Desgaste auto-afilable 210

7.4. Prueba de perforabilidad 210 7.4.1. Procedimiento de la Prueba de Perforabilidad 210 7.5. Evaluación de desgaste de barrenas tricónicas 210 7.5.1. Calibración 210 7.5.2. Desgaste de baleros para barrenas de dientes de acero y de insertos 211 7.5.3. Desgaste de baleros para barrenas de dientes de acero y de diseño 212 7.5.4. Código de desgaste de las barrenas PDC 212 7.5.5. Sistema de rodamiento 212 7.5.6. Evaluación de desgaste de las barrenas PDC 213 7.5.7. Aplicaciones de las barrenas de cortadores fijos y características de diseño 216 7.6. Barrenas bicéntricas y ampliadoras 217

7.6.1. Concepto de sus usos 217

7.6.2. Aplicaciones de las barrenas bicéntricas y condiciones de operación 218 7.6.3. Barrenas ampliadoras 218 7.7. Recomendaciones operativas para el manejo y cuidado de las Barrenas PDC 218

7.8. Problematica y soluciones en el campo 220

7.9. Selección de una barrena tricónica o de cortadores fijos (PDC) para perforar 224

Capítulo 8. Fluidos de perforación y terminación II 235

8.1. Introducción 236