Partes Del Equipo de Workover

5/23/2018 Partes Del Equipo de Workover

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Partes del Equipo de Workover

Sus componentes son muy similares a las partes de un equipo de perforacin de pozos:

1. Sistema de levantamiento.

2. Sistema de circulacin.

3. Sistema de rotacin.

4. Fuente de potencia.

5. Sistema de control de pozo.

1. Sistema de Levantamiento

Estructura o Torre y Subestructura

Bloque viajero

Bloque de corona

Gancho

CableMalacate y Accesorios

Elevadores

Cuas

Llaves de esfuerzos

Consola de control de instrumentos

Winches auxiliares

Rampa, etc.

2. Sistema de Circulacin

Tanques,Fluido de circulacin,

Bombas principales y auxiliares,

tubo Vertical (Stand pipe),

manguera de circulacin,

lnea de Flujo o retorno (Flow Line),

equipos de Control de Slidos,

fosas de asentamiento,

desgasificadores

separadores de gas.

3. Sistema de Rotacin

Mesa Rotaria y accesorios,

tubera de trabajo (drill pipe),

drill collar,

tubera pesada (hevi-wate),

broca,


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kelly y accesorios,

unin giratoria (swivel).

4. Sistema de Potencia

Motores primarios,

generadores,

trasmisin de Potencia.

Motores primarios

Generalmente son de combustin interna, siendo el combustible ms utilizado el Gas Oil. Estos

motores pueden estaracoplados directamente con el equipo o acoplados a Generadores

encargados de suplir potencia elctrica.

Generadores

Cambian la potencia mecnica desarrollada por los motores primarios en corriente elctrica y

generalmente son de corriente alterna.

Transmisin de Potencia

La potencia generada por los motores primarios, debe transmitirse a los equipos para

proporcionarle el movimiento. Si el Equipo es Mecnico, esta potencia se transmite directamente

del motor primario al equipo. Si el equipo es Elctrico, la potencia mecnica del motor se

transforma en potencia elctrica con los generadores, luego, esta potencia elctrica se transmite a

los motores elctricos acoplados a los equipos, logrando su movimiento.

5. Sistema de Control de Pozo

Vlvulas Preventoras (BOPs),

anular o esfrico,

arietes o rams de tubera,

arietes o rams ciego (Blind Rams),

Arietes o Rams de Cizalla (Shear Rams),

Unidad acumuladora de presin,

Mltiple de estranguladores (kill manifold),

Estrangulador manual o remoto (super-choke),

Lnea de matar (kill line),

Lnea del estrangulador (choke line),

Vlvula de descarga (HCR),

Vlvulas auxiliares (kelly cock, preventor interno).

BOP de un equipo de workover


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Equipo convencional

1. SISTEMA DE IZAJE

Mstil:

Estructura de acero para soportar el ensamblaje de las herramientas, el equipousado en la perforacin y proveer del espacio para otros equipos subsuperficiales.Su altura varia entre los 142 ft y los 158 ft, dependiendo de la profundidad a la quese trabajara y de los metros por lingadas a la que se trabajara. La estructuraconsiste de:

La subestructura: es elespacio donde se sitanlos preventores.

Una torre de perforacin.

Y pueden ser de tipo:

Torre estndar o fija Torre Mobile

Soporte en forma de A

Son los pies de la torre, se le llama as debido a la forma que tiene este. Lafuncin es soportar todo el peso de la torre y dependiendo del peso es el materialcon que se hace el soporte que la mayora de veces es de acero debido a laresistencia.


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Pluma:

Gra situada en la parte su superior de la torre deperforacin, que empleando un sistema de poleas eleva y desciende la carga (pormedio de un gancho) para el requerimiento para dealguna herramienta de trabajo en el piso de perforacin.

Malacate:

Elemento que se utiliza del sistema de potencia para aplicarleuna fuerza al cable de perforacin. Este provisto de un sistema de frenos paracontrolar altas cargas y un sistema de enfriamiento para disipar el calor generado

por la friccin en las balatas. Sus principales componentes son: tambor principal,Cabrestante, Freno y Embrague.

Freno Hidroneumtico:

El malacate cuenta con un sistema auxiliar de frenos los cuales pueden sermecnicos .El malacate cuenta con un sistema auxiliar de frenos los cualespueden ser mecnico elctrico. Dentro de los sistemas de freno mecnicotenemos el freno del tipo Hidromntico o Hidroneumtico el cual trabaja

impulsando agua en direccin opuesta a la rotacin del tambor principal.

Bloque de Corona:


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Ubicado en la parte superior de la torre, constituido por una serie de poleas. Sufuncin es la de proporcionar los medios de soporte parasuspender las herramientas. Durante las operaciones deperforacin se suspenden el Gancho, la Unin Giratoria, elCuadrante, la Sarta de Perforacin y la Barrena.

Plataforma de la corona:

Estructura colocada en la parte alta de la torre, la cual brinda un rea de soportepara realizar trabajos de mantenimiento de la corona.

Bloque Viajero o Poleas Viajeras:

Arreglo de poleas que se enlaza o conecta al bloque de corona con el cable deperforacin. Esto permite que el bloque se desplace hacia arriba o hacia abajo delpiso de perforacin su funcin es proporcionar los medios de soporte parasuspender las herramientas.

Cable de perforacin:

El cable es un elemento de transmisin entre: el sistema de potencia y el trabajo

de levantamiento del aparejo. Este cable se enrollas y desenrollasobre el carrete del malacate para operar el sistema de poleas. Enesta operacin el cable se somete a condiciones muy severas, masque cualquier elemento del sistema de potencia, por ello debeaplicrsele un factor de seguridad de diseo

Equipo Auxiliar:

Cuello de Ganso (gooseneck)

Es un tubo curvado resistente a la erosin, que conecta a launin giratoria con una manguera que transporta el fluido de perforacin.


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Gancho de perforacin

Es un elemento en forma de gancho que une el block viajero con el swivel.

Unin giratoria

Es un asa que permite que el gancho sostenga al swivel, y siga elmovimiento del bloque viajero.

Manguera rotatoria (Rotary Hose)

Esta manguera es una lnea flexible que tiene como finalidad conducir el lododesde los tubos bajantes hasta la unin giratoria.


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Piso de la Torre

Es la cubierta colocada sobre el armazn de la subestructura ydebajo de la torre. En l se realizan la mayora de lasoperaciones de perforacin. Los elementos principales que se

encuentran dentro, encima o justamente arriba del piso de latorre son: el malacate, la mesa rotaria, la transmisin rotatoria,la consola del perforador, las llaves de tenaza, el hoyo delratn, la caseta de perforacin, etc.

Plataforma del Astillero

Es una plataforma de estibamiento de tubera intermedia y superior (changuero ymedio changuero). Su funcin es ayudar al acomodo de las tuberas al momentode los cambios de barrena.

Llaves de fuerza o de potencia

Se utilizan para apretar o aflojar herramientas tubulares queutilizan conexiones roscadas tales como: tuberas deperforacin, lastra barrenas, tuberas de revestimiento, tuberas

de produccin, accesorios y combinaciones.


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2. SISTEMA DE CIRCULACION

Superficial

Bombas

Mecanismo hidro-mecnico de combustin interna utilizadopara mantener el flujo de lodo en el proceso de perforacin.Las bombas de lodo es el componente primario de

cualquier sistema de circulacin de fluidos (FiguraIII.61),

las cuales funcionan con motores elctricos conectados

directamente a las bombas o con energa transmitida por

la central de distribucin, las bombas deben ser capaces

de mover grandes volmenes de fluido a presiones altas. Cuando se est

circulando aire o gas, la bomba es remplazada por compresores y las presas

de Iodos no son necesarias

Bomba Dplex.Estas bombas se caracterizan por estar constituidas de dos pistones ymanejar altos gastos pero baja presin de descarga. Son de doble accin, osea que bombean el fluido en los dos sentidos.

Bomba triplex.Estn constituidas por tres pistones de accin simple y se caracterizan pormanejar altas presiones de descarga y altos gastos y sonde fcil mantenimiento.

Presas de lodos:

Son contenedores hechos de acero que sirven para almacenar,mezclar y medir el volumen de lodo que se emplee durante la

perforacin. Estn separadas en 3 secciones: presa deasentamiento, que luego pasa a la presa de mezcla y por fin a la presa de succinpara volver a circular el lodo impulsado por la bomba.

Stand pipe (Tubos Bajantes):


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Pieza tubular fijada a una pierna del mstil. En el extremoinferior se conecta con la descarga de la bomba y en elextremo superior se conecta una manguera flexible de altapresin llamada manguera rotatoria, esto con el fin de podertransportar el lodo a la unin giratoria.

Temblorina:

Es el primer equipo utiliza para el control de los solidosproducto de la perforacin, se instala sobre la presa de descarga, consta de unamalla que es vibrada mediante un motor.

Desgasificador:

Ayudan a mantener el fluido sin presencia de gas quepueda modificar las propiedades fsico qumicas del mismo,ya sea densidad, viscosidad, etc.

Desarenador:

Eliminan las partculas ms pequeas en el lodo de perforacinque no se separaron en las temblorinas.

Subsuperficial


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Tubera de Perforacin:

Es una barra de acero hueca utilizada para llevar a cabo los trabajos durante laoperacin de la perforacin. Su forma es cilndrica, que tiene una longituddeterminada, con dimetro exterior, dimetro interior, recalcados, conexin cajapin, dimetro exterior de junta, espesor de pared y marca de identificacin.

Tubera extra pesada (heavy-weight):

La tubera de perforacin extra pesada(Heavy-Weight). Es un componente de peso intermedio, para la sarta deperforacin, entre los lastra barrenas y la tubera de perforacin. Proporcionando

un cambio gradual de rigidez de la herramienta rgida a frgil tubera deperforacin, reduciendo la fatiga de sta, al colocar tubera en el punto detransicin. Son tubos de pared gruesa unidos entre s, por juntas extra largas, parafacilitar su manejo; tienen las mismas dimensiones de la tubera de perforacinnormal, por su peso y forma, la tubera Heavy-Weight se pueden usar encompresin, al igual que los lastra barrenas, un distintivo sobre saliente es elrecalcado central, que protege al cuerpo del tubo del desgaste por la abrasin,esta seccin recalcada acta como un centralizador y contribuye a una mayorrigidez, y resistencia de la tubera Heavy-Weight. Otra ventaja, es que no serequiere cambiar de elevadores y no requiere el uso de la grapa de seguridad

(collarn para herramienta).

Lastra barrenas:

Son barras de acero huecas de pared huecasutilizadas para trabajar a altos esfuerzos decompresin y torsin para dar peso a la barrenadurante las operaciones de perforacin y as mismotambin generar el efecto pndulo y perforar un pozoms vertical; adems le da soporte y estabiliza a la barrena mientras se perfora.Tambin son conocidos como Drill Collars.

Barrenas:


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Elemento que se encuentra en el extremo inferior de la sarta de perforacin. Estatiene contacto con la formacin y es la encargada de cortar, romper y triturar laroca mediante movimientos giratorios. Tambin tiene la funcin de expulsar el lodode perforacin por medio de las toberas.

3. SISTEMA ROTATORIO

Sistema Rotatorio Convencional:

Este sistema es superficial y transmite la rotacin a la tubera de perforacin y estaa su ves a la barrena. Este sistema esta compuesto por:

Mesa rotaria:

Caja de acero que en su interior tiene un sistema deengranes, los cuales generan un movimiento de rotacindirigido. Su objetivo principal es proporcionar el movimiento

giratorio al swivel, al kelly y a la sarta de perforacin. sta seubica al ras del piso de la torre de perforacin.

Cuas

Tambin llamadas slips que en ingls significa resbalones,

son unas herramientas de metal con dientes o elementos deagarre que previenen y soportan la cada de las tuberasdentro del agujero o simplemente para mantener la tubera ensu lugar. Las cuas se ajustan entre la tubera y el masterbushing. Existen diferentes tipos de cuas: rotatorias paraperforacin, para los collares de perforacin y para tubera de revestimiento.


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Buje Maestro:

Es una guarnicin que va dentro de una apertura de la mquina de la mesa

rotaria. El buje maestro tiene una apertura con la cual los miembros del equipo

puedan maniobrar y es donde se establece el contacto con la tubera con el

pozo.

Bushing Kelly:

Adaptador que sirve para conectar la mesa rotaria y al bujemaestro con el kelly, el dimetro interior (perfil) tiene quecoincidir con el dimetro de la kelly, puede ser cuadrada ohexagonal. El bushing kelly est conectado a la mesa rotaria porcuatro pasadores de acero de gran tamao los cuales encajan

en agujeros de acoplamiento de la mesa rotaria. La rotacin que se genera enla mesa rotaria se transmite al bushing kelly a travs de los pasadores y estaes transmitida a la kelly.

Kelly (flecha):

Elemento de acero de forma cuadrada o hexagonal que seinstala en la parte superior de la tubera de perforacin, enellas se instalan vlvulas de seguridad en ambos extremospara el control de flujos del pozo.Su funcin es transmitir el giro que le proporciona la mesarotaria al varillaje, permite el ascenso y descenso, as comoconducir por su interior al fluido de perforacin que ha de

circular por toda la tubera.

Unin Giratoria (swivel):

Es un elemento mecnico que gira y va conectado al bloque del aparejo porunas asas. Tiene cuatro funciones bsicas: soportar el peso de la sarta de


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perforacin, permitir que la sarta de perforacin gire libremente y proveer unsello hermtico y un pasadizo para que el lodo de perforacin pueda serbombeado por la parte interior de la sarta.

Sistema Top Drive

Es una alternativa moderna al equipo convencional de kelly y mesa rotaria. Estese compone de un riel, un nuevo y ms resistente block viajero, una serie deherramientas controladas hidrulica o elctricamente y una especie decombinacin entre el swivel y mesa rotaria.

El Top Drive nos provee de un torque en el sentido de las manecillas del reloj y laventaja sobre el sistema convencional es que nos permite perforar secciones mslargas ya que se puede hacer con 3 tramos de tubera simultneamente (lingada),

esto trae consigo ciertas ventajas como ahorrar tiempo ya que debemos hacermenos conexiones y al reducir el tiempo muerto tambin bajamos la probabilidadde pegaduras por presin diferencial.

Este sistema elimina varios elementos de la perforacin rotatoria

convencional, en su lugar se tiene un mecanismo impulsor superior, tambin

llamado unin giratoria de poder que hace girar la tubera de perforacin y

la barrena. Como una unin giratoria regular, el motor elevable cuelga del

gancho del sistema de izaje y tiene un pasadizo para que el lodo de

perforacin pase hacia la tubera de perforacin. Sin embargo, el motor

elevable viene equipado de un motor elctrico

(algunos motores elevables grandes tienen dos

motores). Los perforadores accionan el motor

elevable desde su consola de control, el motor da

vuelta a un eje impulsor que tiene una cuerda para

que se pueda conectar la parte superior de la sarta de

perforacin. Cuando se enciende el motor, la tubera

de perforacin y la barrena rotan. Un motor elevable

elimina la necesidad de una unin giratoria

convencional, de una flecha y de un buje de la flecha.

Sin embargo, los equipos que cuentan con un motor

elevable, todava necesitan una mesa rotatoria con un

buje maestro para proporcionar un lugar donde

suspender la tubera cuando la barrena no esta

perforando.


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La ventaja principal de un motor elevable a comparacin de un sistema de

mesa rotatoria convencional es el manejo ms sencillo de la tubera por

parte de la cuadrilla

Motores de Fondo:

El equipo puede utilizar un motor de fondo

para rotar la barrena, que a diferencia de un

sistema de mesa rotatoria convencional o un

sistema del motor elevable, el motor de fondo

no gira la tubera de perforacin, sino

solamente la barrena. El lodo de perforacin

acciona la mayora de los motores de fondo,

que normalmente se instalan sobre la barrena.

Se usan a menudo para perforar los pozos direccionales o verticales.

4. SISTEMA DE CONTROL

Durante las operaciones de perforacin se llegara amanifestar un brote, el sistema de control superficial debertener la capacidad de proveer el medio adecuado paracerrar el pozo y para poder aplicar cualquier mtodo decontrol del fluido invasor.

Arreglo de preventores:

Son equipos que se utilizan para cerrar el pozo y permitirque la cuadrilla controle una arremetida antes de que ocurraun reventn. Existen dos tipos bsico de preventores: anulary de ariete. Los preventores anulares poseen un elemento de goma que sella lasarta de perforacin, los porta barrenas o al hoyo mismo si no existiera sarta en elhoyo. Los preventores de ariete son grandes vlvulas de acero que tienenelementos de goma que sirven de sello. El preventor de ariete ciego se utiliza para


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cerrar el hoyo abierto. Por ltimo existe un preventor de ariete de corte quepermite cortar la tubera de perforacin en caso de que los otros preventoresfallen.

Arreglo tpico de preventores.

G -Cabeza rotatoria. A -Preventor anular. RD -Preventor de arietes para tubera de perforacin,

ciegos, variables o de corte. R -Preventor de arietes sencillo arietes variables o de

corte. Rt -Preventor triple con tres juegos de arietes

instalados a criterio. S -Carrete de control con salidas laterales para lneas

de matar y estrangular

Preventor esfrico:

Este preventor anular (tambin se conoce como esfrico), es instalado en la partesuperior de los preventores de arietes. Es el primero en cerrarse cuando sepresenta un brote. El tamao y su capacidad debern ser iguales que lospreventores de arietes.

Arietes de corte:

Los arietes de corte estn constituidos por cuchillas de corte integrados al cuerpodel ariete, empaques laterales, sello superior y empaques frontales de lascuchillas.

La funcin de estos arietes es cortar tubera y actuar como arietes ciegos paracerrar el pozo, cuando no se dispone de los arietes ciegos.


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Arietes ciegos:

Constan de un empaque frontal plano,

construido a base de hule vulcanizado en

una placa metlica y de un sello superior.

Su funcin es cerrar totalmente el pozo cuando no se tiene tubera en su

interior y que por la manifestacin del brote no sea posible introducirla.

Lneas de matar:

La lnea de matar es una de las partes integrales del sistema de control

superficial, requerido para llevar a cabo las operaciones de control de pozos,

cuando el mtodo normal de control (a travs de la flecha o directamente por

la tubera) no puede ser empleado. La lnea de matar conecta las bombas de

Iodo del equipo, con una de las salidas laterales del carrete de control o de

los preventores. La conexin de la lnea de matar al arreglo de preventores,

depender de la configuracin parcial que tengan, pero debe localizarse de

tal manera que se pueda bombear fluido debajo de un preventor de arietes,

que posiblemente sea el que se cierre.

Lnea de estranguladores:

El mltiple de estrangulacin est formado por

vlvulas, cruces y tees de flujo, estranguladores y

lneas. Se disean para controlar el flujo de Iodo y los fluidos invasores

durante el proceso de control de un pozo. En un sistema de

control superficial est conectado al arreglo de preventores

a travs de lneas metlicas que proporcionan alternativo.

Sistema desviador de flujo:


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El sistema desviador de flujo se utiliza como un medio de control del pozo,

ya que proporciona un determinado grado de proteccin antes de que se

corra y cemente la tubera de revestimiento superficial sobre la que se

instalarn los preventores. Las prcticas recomendadas API RP-53

establecen los criterios para seleccionar, instalar y operar el equipo de

sistemas desviador de flujo (diverters). Un desviador de flujo puede cerrar

sobre la flecha, tubera de perforacin o de revestimiento, lastra barrenas, y

no est diseado para hacer un cierre completo del pozo o parar el flujo,

sino ms bien desviarlo abriendo simultneamente las vlvulas de las lneas

de desfogue (ventea), derivando el flujo de formaciones

someras hacia sitios alejados del equipo de perforacin y del

personal, evitando as el fractura miento de las formaciones,

con el consecuente riesgo de comunicarse a la superficie por

fuera de la tubera conductora, poniendo en peligro a la

cuadrilla y a las instalaciones de perforacin.

Unidad para operar preventores (Bombas koomey):

Elemento mecnico, elctrico, neumtico e hidrulico, su funcin es mantener unapresin acumulada para operar en emergencias el cierre de los preventores. Paraefectuar el cierre de los preventores con la unidad koomey, se puede hacer con

los acumuladores, con la bomba hidroelctrica triplex o con la bombahidroneumtica y con el paquete de energa auxiliar. Sus principales componentesson los acumuladores, el tanque de aceite hidrulico, el mltiple de control, labomba hidroelctrica y la bomba hidroneumtica.


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5. SISTEMA DE SUMINISTRO DE ENERGIA

Toda torre necesita una fuente de energa para mantener el sistema circulatorio y

el de izaje funcionando, y en muchos casos tambin el sistema rotatorio requierede esta energa para hacer un agujero. Para transmitir la potencia desde la fuenteprimaria hasta los componentes de la instalacin existen dos mtodos el mecnicoy el elctrico.

Transmisin mecnica de energa.

En una instalacin de transmisin mecnica, la energa es transmitida desde losmotores hasta el malacate, las bombas y otra maquinaria a travs de un ensamble

conocido como la central de distribucin, la cual est compuesta por embragues,uniones, ruedas de cabilla, correas, poleas y ejes, todos los cuales funcionan paralograr la transmisin de energa.

Transmisin elctrica de energa.

Las instalaciones diesel-elctricas utilizan motoresdiesel, los cuales le proporcionan energa a grandesgeneradores de electricidad (Figura III.65). Estos

generadores a su vez producen electricidad que setransmite por cables hasta un dispositivo dedistribucin en una cabina de control, de ah laelectricidad viaja a travs de cables adicionaleshasta los motores elctricos que van conectadosdirectamente al equipo, el malacate, las bombas delodo y la mesa rotario.

Motores Diesel:

Su principal funcin es generar energa elctrica y mecnica, esta es enviada a undispositivo de distribucin mediante cables de corriente hasta llegar a los motoresconectados a la mesa rotaria, las bombas y el malacate. No tienen bujas como losde gasolina. La combustin se provoca por el calor generado por la compresin,que hace que se encienda la mezcla de gas y aire dentro del motor.


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Propulsor del malacate:

Es un elemento que pertenece al sistema de potencia. Sufuncin es darle la potencia necesaria al malacate para quesu tambor gire y enrolle el cable de perforacin. La potenciaproviene de los motores diesel de combustin interna. La energa puede sertransmitida mecnicamente (por medio de engranes) o como energa elctrica pormedio de cables de corriente directa o alterna.

Consola de Control del Perforador:

Es la estacin primordial del sistema de perforacin SCR. Que le da al

perforador control en la velocidad de las bombas de lodo; velocidad y

direccin para el malacate principal; direccin y control del lmite del torque

de la mesa rotaria.

6. SISTEMA MEDIDOR DE PARAMETROS DE PERFORACION

Caseta de PerforacinEs un pequeo cuarto ubicado en el piso de la torreusado como oficina del perforador y como almacn depequeas herramientas (tambin conocido como casa

del perro


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Mando rotarioSistema que controla el movimiento de la mesa rotaria; por medio del mando secontrola la velocidad que la mesa rotaria va a realizar. Este mando se localizadentro de la caseta del perforador y es similar a una palanca de velocidades en unautomvil, en algunos casos se puede tener un mando con pedales en lugar depalanca.

Bibliografa (5 pts.)

Artculos PEMEX: barrenas, conexiones superficia les de perforacin, Manual dePerforacin nivel III.Tomo 09. Tcnicas Especiales de PerforacinArticulo: Perforacin de Pozos PetrolerosNacional Ol Wells 2000: Drilling solution

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