SISTEMA DE POTENCIA Y ENERGIA

INTEGRANTESMONASTERIO ROJAS KAREN

ALEJANDRASIÑANI SIÑANI MARIOLYBORDA RICALDE VANESSASAAVEDRA MARIA DEL ROSARIO

1. introduccion a unidades de potencia y energía

Energía y potenciaLa energía es la capacidad de generar

trabajo, esto es, de mover un cuerpo contra una fuerza que se opone. Un cuerpo puede ser sólido, líquido o gaseoso.

La potencia es la relación a la que la energía se convierte de una forma a otra, el ritmo al que se efectúa el trabajo.

2. introducción al sistema de energía.(generadores eléctricos, funciones y tipos).

La importancia del sistema de energía consiste en que casi todos los demás sistemas del equipo de perforación requieren de energía para su funcionamiento. Es por esto que el conocimiento de sus componentes, los tipos de sistemas, la forma de transmisión de la energía, etc.; tiene mucha importancia para el ingeniero petrolero.

La importancia del sistema de energía reside en que casi todos los demás sistemas del equipo de perforación requieren de energía para su funcionamiento. Es por esto que el conocimiento de sus componentes, los tipos de sistemas, la forma de transmisión de la energía, etc.; tiene mucha importancia para el ingeniero petrolero.

Los Equipos de perforación necesitan de estas Energías :

GENERADORES ELECTRICOSEs todo dispositivo capaz de mantener una diferencial de potencial eléctrico entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominado también estator).

FUNCIONES DEL EQUIPO DE ENERGÍA

El sistema de Energía es el corazón de la torre de perforación, la energía producida por una en este sistema en el equipo de perforación, se usa principalmente para tres operaciones

fundamentales:1. la rotación2. elevación con malacate3. circulación del fluido de perforación.

Tipos FUENTE DE ENERGÍAEste es el corazón del sistema de energía. La fuente

de energía es la máquina que se encarga de producir energía para de alguna manera se transmita hacia los diferentes componentes del equipo de perforación.

MOTOR DE VAPOREl motor de vapor, (vea la ilustración 3) llamado

también caldera, fue el uno de los primeros generadores de energía en la industria del petróleo. Pero hoy en día se usan en la perforación, solo para generar energía para generar potencia a turbinas que producen electricidad.

 

COMPONENTES

-CILINDRO, es el cuerpo cilíndrico del caldero. Debido a la presión interna que soportan,

sus extremos son redondeados y conformados por una sola pieza cilíndrica única

forjada, que se suelda en forma perimetral al cilindro.

− HOGAR, es la parte que está en contacto con la flama que generan los quemadores.

− QUEMADORES, elemento de la caldera de vapor que mezcla y dirige el chorro de

combustible y aire para asegurar una combustión rápida y completa.

-PURGAS, son válvulas que se colocan tanto en la parte superior como la inferior. Lassuperiores son generalmente de seguridad, en caso de que exista una sobre presiónestas se activan. Las inferiores sirven para purgar el loso de se forma durante elfuncionamiento de la caldera.-PRECALENTADOR DE AGUA, en tubería de alimentación de agua se intercala unintercambiador que aprovecha el calor de los gases de combustión o de calor de unapequeña cantidad de vapor, para precalentar el agua.− TUBOS, son los ductos por donde puede circular el agua o la flama, dependiendo deltipo de caldera.

El funcionamiento no es diferente del de la caldera que se utiliza en la cocina para hacer hervir el agua. Se trata de maximizar el área de contacto entre la flama y los tubos por donde fluye el agua. La transferencia de calor es más o menos constante en este equipo.

FUNCIONAMIENTO

VENTAJAS/DESVENTAJAS

VENTAJASCapaces de generar mucha energíaAprovechan mucho el calor generado por elcombustible

DESVENTAJASFalta de aguaAlto costo del combustiblePoca portabilidad de la maquina

3. INTRODUCCION AL SISTEMAS DE POTENCIAS.(FUNCIONES)La potencia generada por los motores primarios debe transmitirse a los equipos para proporcionarles movimientos. Si el taladro es mecánico esta potencia se transmite directamente del motor primario al equipo. Si el taladro es eléctrico la potencia mecánica del motor se transforma en potencia eléctrica con los generadores. Luego esta potencia eléctrica se transmite a motores eléctricos acoplado a los equipos, logrando su movimiento.

Se divide en dos partes: Generación de potencia: laforma mas común es el uso de motore de

combustión interna. Estos motores son normalmente alimentados por combustible diesel. Su numero depnde del tamaño de equipo al que van a suministrar la potencia. Muchos equipos modernos tienen 8 motores de combustión interna o mas.

Transmisión de potencia: -transmicion eléctrica: la mayoría de los equipos en la ctualidad

utilizan estas formas de transmisión de potencia. Los generadores producen la electricidad que se transmiten a los motores eléctricos a travez de cables de conducción eléctrica.

-transmicion mecánica: no es muy utilizada hoy en dia aunque todavía se emplea en algunos equipos viejos. Consiste en una serie de correas, cadenas, póleas, piñones dentados y engranajes.

Se denomina también sistema de transmicion compuesta.

4.Maquina de combustión interna.(eficiencia

térmica, capacidad y potencia de los motores) 

Como bien dicen son máquinas en que la energía producida durante la

combustión del combustible, en una cámara cerrada, es convertida a

energía mecánica, la gasolina entra en los cilindros, la bujía produce la

chispa y da lugar a la explosión dentro de la cámara, en este caso son

los cilindros, como la explosión da lugar a un aumento de volumen por

la expansión de los gases y la cámara es cerrada, la expansión de estos

gases lleva al movimiento del pistón , aquí ya ha conseguido

transformar la energía química reacción combustible más aire dentro

de la cámara, en mecánica movimiento pistón.

Eficiencia térmico:La energía producida o energía salida del sistema (Esal) es siempre menor que la energía suministrada o energía entrada al sistema (Eent).El rendimiento térmico o eficiencia de una maquina térmica es un coeficiente o ratio adimensional calculado como el cociente de la energía producida (en un ciclo de funcionamiento) y la energía suministrada a la maquina (para que logre completar el ciclo termodinámico). Se designa con la letra griega ɳter: ɳte

Dependiendo del tipo de maquina térmica, la transferencias de estas energía se realizara en forma de calor Q o de trabajo W.

5. sistema de energía

5.1 equipos de accionamientos mecánicos o convencional (diesel mecanico).caracteristicas y especificaciones. Tipos de transmicion. Eficiencia.ventajas y desventajas.

ACCIONAMIENTO MECANICO

Accionamiento causado por el movimiento físico de componentes cuando un operador aplica fuerza usando palancas, pedales y otros dispositivos. El accionamiento mecánico es económico, pero ofrece fuerza limitada y frecuencia de ciclos y tiempos de respuestas más bajos.

SISTEMAS DE POTENCIA (AC a DC)  GENERALIDADESEn un sistema eléctrico AC a DC el motor diesel

alimenta un generador AC también llamado alternador. Desde el generador AC la corriente eléctrica es enviada al SCR (Silicon Controller Rectifier). Un SCR es un instrumento electrónico de estado sólido de alta tecnología.

El SCR convierte AC en DC, accionando equipo como:‐ Bomba de Lodo.‐ Malacate.‐ Mesa Rotaria.

GENERADOR (AC)Los propietarios de taladros prefieren usar generadores

AC porque pueden construirse para ser muy poderosos con respecto a su tamaño, lo cual es una ventaja sobre los generadores DC.

El equipo del taladro también puede distribuir la corriente AC más fácil 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 fácilmente el perforador.

‐ Los generadores AC son muy poderosos para su tamaño.

‐ AC es más fácil de distribuir que DC

INTERRUPTOR DEL SCR Y ENGRANAJE MECÁNICO

1. Convierte AC en DC.2. DC se prefiere para velocidad variable precisa y alto

torque.3. Silicon Controlled Rectifier son componentes

eléctricos en estado sólido.El equipo en esta cabina eléctrica convierte o rectifica

(es el término eléctrico) la mayoría de la corriente AC producida por los generadores AC en corriente DC.

MOTORES (DC) Usualmente grandes motores DC le suministran

potencia a las bombas de lodo, malacate ymesa rotaria o top drive. Algunas veces el malacate

acciona mecánicamente la mesa rotaria, pero en algunos equipos la rotaria tiene su propio motor. El perforador puede controlar la velocidad del motor DC con mucha precisión, por ello se prefieren los motores DC sobre los AC.

‐ Con un control preciso de la velocidad, el perforador puede manipular mejor el malacate, la bomba de lodo y la mesa rotaria.

MOTORES (AC)  

Algunos elementos pequeños del taladro también necesitan potencia. Por ejemplo las bombas centrífugas mueven lodo desde un tanque para supercargar la entrada de las bombas de lodo.En este caso es más eficiente usar pequeños motores para alimentarlas en lugar de usar los motores principales, fluido hidráulico 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 energía 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 AC  GENERALIDADES:

Para distribución eléctrica. Fue el primer sistema de potencia 1eléctrica. Cada motor acciona un generador DC, el cual convierte la energía mecánica rotatoria del motor diesel en electricidad DC. Los cables eléctricos para trabajo pesado llevan la electricidad DC a través del panel de control, a grandes motores DC de 1000 hP (700 KW). Los motores DC convierten energía eléctrica en energía mecánica para suministrar potencia al sistema de levante, rotación y circulación del taladro.

GENERADOR DE AC “ALTERNADOR” Genera electricidad AC que los taladros DC a DC

necesitan. El alternador suministra potencia a:• Pequeños motores y bombas centrífugas.• Acondicionadores de aire.• Luces.• Ventiladores.• Dispensadores de agua.

VENTAJAS DE LOS MOTORES (DC) :Fácil control de la velocidad.Alto torque a baja velocidad.Desaparecen los problemas de alinear lo motores almomento de instalarlos.Pueden estar más lejos del piso de la torre,reduciendo el ruido y las vibraciones.

DESVENTAJAS DE LOS MOTORES (AC) :Suministran potencia a equipopequeñoLa potencia es fácil detransmitir y distribuir

5.2 sistema diesel eléctrico cd/cd. Características.especificaciones, tipos de transmicion.eficiencia.ventajas y desventajas

VENTAJASEl más fiable y fácil de mantener: no tiene sistemas de ignición, carburadores ni bujías (solamente el óleo estándar y los cambios de filtro).consumo más bajo de combustible (gastará la mitad de cantidad de combustible que un generador eléctrico de gasolina del mismo tamaño).el combustible se puede almacenar en grandes tanques (incluso hasta dos años si se utilizan conservantes).es menos inflamable que otros combustibles y es el más seguro. DESVENTAJAEs el más caro.este combustible contiene cera de parafina que se solidifica en temperaturas muy frías, necesita aditivos de operatividad en temperaturas bajas.altas emisiones (como el óxido de nitrógeno) y olor desagradable.

5.3sistema diesel eléctrico ca/cd. Características.especificaciones, tipos de transmicion.eficiencia.ventajas y desventajas

VENTAJAS DE LOS MOTORES DC Fácil control de la velocidad. Alto torque a baja velocidad. Desaparecen los problemas de alinear lo motores al momento de instalarlos. Pueden estar más lejos del piso de la torre, reduciendo el ruido y las vibraciones.

DESVENTAJAS DE LOS MOTORES AC Suministran potencia a equipo pequeño La potencia es fácil de transmitir y distribuir

6.0.-unidades de potencia en plantas motrices: potencia mecánica, potencia hidráulica y potencia al freno.

Planta motriz:La potencia de la planta para alimentar al

sistema (perforar, izar, y hacer circular los fluidos) es entregada por motores que puede ser, de combustión o eléctricos. Dentro de los eléctricos están los motores de corriente alterna o continua. En el caso de tener motores de corriente alterna se colocara un rectifiacor para poder transformarlo a corriente continua ya que este entrega mayor potencia al sistema.

PLANTA MOTRIZ

6.1.-Potencia mecánica.Es la potencia transmitida mediante la acción de fuerzas

físicas de contactos o elementos mecánicos asociados como palancas , engranajes.etc.

6.2.-Potencia hidráulica.Es muy habitual en el transporte de fluidos utilizar

elementos mecánicos que aportan energía y presión al mismo para favorecer o incluso posibilitar su movimiento y transporte. Estos elementos reciben el nombre de bombas hidráulicas. Uno de los parámetros más importantes de estos mecanismos es lo que llamaremos potencia hidráulica.

Dúplex: dos pistones de doble acción.

Triplex: tres pistones de triple acción.

6.3.-Potencia al freno.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.

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.

Existen rotarias con fuentes de fuerza independientes como motores eléctricos.

Transmite fuerza a los cabrestantes, para las maniobras de armar y desarmar la tubería de perforación y de revestimiento.

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.

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.

• Malacates:

El malacate es un conjunto de componentes de propulsión mecánica, que desarrolla las siguientes funciones:

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