BARRAS DE PERFORACIÓN

DESCRIPCIÓN

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a un aparato y un método de manipulación de barras de perforación y más específicamente a un aparato y un método semi-automatizado de manipulación de barras de perforación para uso en equipos de perforación del tipo que comprende un cabrestante principal y un tapón de izado con adaptador para montar y desmontar la columna de perforación y acarrear las barras de perforación entre una plataforma de almacenaje de barras de perforación o similar, y el equipo de perforación.

La invención se refiere además a una combinación de un dispositivo de enrosque de tapón de izado maniobrable manualmente y un tapón de izado utilizables en tal aparato de manipulación de barras de perforación. La invención también se refiere a un sistema de manipulación de barras de perforación que comprende los referidos aparato de manipulación de barras de perforación y combinación de un dispositivo de enrosque de tapón de izado maniobrable manualmente y un tapón de izado.

ESTADO DE LA TECNICA En los procesos de perforación de roca, tales como la perforación diamantina de testigos, la broca está montada en la parte inferior de una columna de perforación compuesta de secciones de barras o tubos de perforación unidos por medio de conexiones roscadas. Normalmente las plataformas de perforación vienen equipadas con un mástil para apoyar y guiar la herramienta que se utiliza para perforar el agujero, en que el mástil define una línea central de la columna de perforación cuando el equipo está en funcionamiento. Los equipos de perforación vienen además equipados con un sistema de contención / alimentación necesaria para mover la columna de perforación hacia arriba y hacia abajo y una unidad de rotación típicamente compuesta ya sea por un cabezal de accionamiento superior o un accionamiento de mandril conectado a este sistema de alimentación.

Una operación central de la perforación de roca es manipular las barras de la columna de perforación, es decir, transportar las barras de perforación entre el mástil y una parrilla de almacenaje, plataforma horizontal o cargador de barras de algún tipo y agregar o quitar barras de perforación de la columna de perforación, operación que se conoce comúnmente como "maniobra de sarta" y en donde las columnas de perforación se montan o desmontan en el mástil de un equipo de perforación de a un acoplamiento a la vez. Se trata de operaciones de trabajos intensivos y altamente susceptibles a los accidentes de los trabajadores.

Las barras de perforación tienen un extremo roscado espiga (o macho) y un extremo roscado caja (o hembra) opuesto y por lo general se levantan desde el extremo roscado caja. Las barras de perforación son generalmente almacenadas en una disposición longitudinal de varias capas en la plataforma con sus extremos roscados caja alineados en el extremo de la plataforma que es proximal al equipo de perforación, es decir, que se enfrenta al equipo de perforación.

En la perforación diamantina de testigos comúnmente se utiliza un cabrestante principal y un tapón de izado fijado al extremo del cable de izado para montar y desmontar las columnas de perforación durante la operación de perforación y para llevar a las barras individualmente desde su lugar de almacenaje al mástil, y viceversa. Los tapones de izado son elementos cilindricos sólidos de metal que tienen en un extremo un medio de unión al cable de izado, tal como un ojo o terminal de elevación, y el otro extremo, opuesto, está configurado para conectarse de manera liberable (por medio de un extremo con rosca hembra) con diversos adaptadores, dependiendo del diámetro de las barras. Los adaptadores son a su vez elementos de metal generalmente cilindricos con extremos roscados para enroscar respectivamente hacia adentro del tapón de izado y el extremo roscado caja de las barras de perforación. Normalmente el roscado y desenroscado del tapón de izado desde las barras de perforación se realiza a través de un proceso manual, aunque en el montaje y desmontaje de la columna de perforación también se utilizan medios mecánicos, tal como un dispositivo de enrosque de barras de perforación.

Las barras de perforación son elementos muy pesados y sus extremos pueden ser afilados así que se utilizan técnicas especiales para evitar lesiones a los operadores cuando manipulan las barras. Para evitar la manipulación humana en el traslado de barras individualmente entre su lugar de almacenaje y el mástil, se han desarrollado brazos mecánicos giratorios y de agarre para agarrar y mover las barras de perforación. Sin embargo, estos dispositivos automatizados de manipulación de barras se componen de mecanismos complejos y muchos de ellos no son unidades independientes sino especialmente adaptadas o integrales con el equipo de perforación, lo que requiere grandes modificaciones para que estos mecanismos sean instalados. Además, muchos de ellos son significativamente más lentos que los medios manuales mencionados anteriormente proporcionando poco incentivo para adoptarlos dado que muy pocos de ellos sacan máximo provecho de la velocidad y la sencillez que proporcionan un cabrestante principal y un tapón de izado con adaptador.

OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN

Un objetivo de la invención es proporcionar un aparato semi-automatizado de manipulación de barras de perforación en el que los problemas mencionados anteriormente son abordados y resueltos al menos en parte.

En este sentido, un primer objetivo de la invención es proporcionar un aparato semi-automatizado de manipulación de barras de perforación adaptado para ser utilizado con equipos de perforación del tipo que comprende un cabrestante principal y un tapón de izado para el montaje y el desmontaje vertical de la columna de perforación y para levantar y bajar las barras de perforación desde el mástil, en que el aparato sea simple, seguro, rápido y económico de operar y también sea simple y económico de fabricar.

Además, se desea que el aparato de la invención también pueda ser transportable y montado como una unidad independiente, es decir, en una disposición libre o autónoma, sin requerir ninguna modificación al equipo de perforación. En particular, se desea que el aparato se pueda montar en una plataforma elevable de barras de perforación, aunque también debe ser capaz de ser montado en cualquier estructura adecuada adyacente a aquélla. Además, es un objetivo de la invención que el aparato semi-automatizado de manipulación de barras de perforación pueda utilizarse tanto con equipos de perforación de cabezal de accionamiento superior como de accionamiento de mandril y se adapte bien a las operaciones de maniobra de sarta tanto en agujeros inclinados como en agujeros verticales. Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar una combinación de un dispositivo de enrosque de tapón de izado maniobrable manualmente y un tapón de izado utilizables en tal aparato de manipulación de barras de perforación, con el que se elimina el enroscado y desenroscado manual del tapón de izado desde las barras de perforación, especialmente cuando se suben y bajan las barras de perforación del mástil y en este caso particularmente para su uso con un aparato de manipulación de barras de perforación semi- automatizado como el antes mencionado, pero también en el montaje / desmontaje de la columna de perforación si no hay medios mecánicos automatizados disponibles, permitiendo de esta manera un apriete seguro y consistente del tapón de izado a las barras de perforación con un mínimo de esfuerzo manual.

Un objetivo adicional de la invención es proporcionar un sistema de manipulación de barras de perforación que comprende el aparato de manipulación de barras de perforación semi-automatizado mencionado anteriormente junto con la combinación de un dispositivo de enrosque de tapón de izado maniobrable manualmente y un tapón de izado que también se mencionó anteriormente.

Un objetivo final de la invención es proporcionar un método de manipulación de barras de perforación que pueda ser simple, fácil, seguro y económico para subir y bajar barras de perforación en forma de semi- automatizada desde el mástil de un equipo de perforación del tipo que comprende un cabrestante principal y tapón de izado para tal operación y para el montaje y desmontaje vertical de columnas de perforación.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

El aparato semi-automatizado de manipulación de barras de perforación de la invención está, como ya se ha mencionado, adaptado para ser utilizado con un equipo de perforación del tipo que tiene un cabrestante principal y tapón de izado con adaptador para el montaje y desmontaje de la columna de perforación y para llevar barras de perforación entre la equipo de perforación y una plataforma de almacenaje de barras de perforación. Como es común, el equipo de perforación tiene un mástil central que define una columna de perforación y la plataforma se coloca al lado del equipo de perforación con un extremo proximal con relación a la equipo de perforación y un extremo distal con respecto a la equipo de perforación.

El aparato semi-automatizado de manipulación de barras de perforación comprende los siguientes elementos principales: un brazo alargado montado sustancialmente paralelo al eje longitudinal de la plataforma en una viga horizontal transversal elevada situada por encima del extremo proximal de la plataforma y a un lado del eje longitudinal de la misma, en el que el brazo alargado es de posición ajustable tanto axialmente como transversalmente en el viga horizontal elevada, así como angularmente dentro de un plano vertical perpendicular a la viga horizontal elevada; y un medio guiador del cable de cabrestante y barras de perforación desplazable longitudinalmente a lo largo de dicho brazo alargado para ayudar en el traslado de las barras de perforación entre el equipo de perforación y la plataforma, en combinación con el cabrestante principal y el tapón de izado enroscado al extremo caja de la barra de perforación.

Cuando se provee una plataforma elevable sustancialmente rectangular que comprende patas extensibles en cada esquina, la plataforma se dispone junto al equipo de perforación con un primer extremo o extremo proximal con respecto al equipo de perforación y un segundo extremo o extremo distal con respecto a la equipo de perforación, estando la viga horizontal elevada preferiblemente montada sobresaliendo en voladizo desde una de las patas extensibles situadas en el primer extremo de la plataforma. Alternativamente, la viga elevada puede estar soportada sobre un poste o estructura de columna vertical separada situada adyacente a un lado de la plataforma y cerca de, o sustancialmente en, el extremo proximal de la plataforma.

Para ajustar la posición del brazo alargado en la dirección axial de la viga elevada, el aparato puede tener incorporado medios para mover el brazo alargado en dicha dirección axial y para bloquearla en su sitio en la viga horizontal elevada cuando alcanza la posición deseada. Alternativamente, el brazo alargado puede estar acoplado rígidamente a la viga horizontal elevada y la pata extensible, o estructura separada, dependiendo sobre qué elemento la viga horizontal elevada se soporta, o puede comprender medios para ser movido en dicha dirección y bloqueado en su lugar cuando el brazo alargado alcanza la posición deseada para que el aparato semi-automatizado de manipulación de barras de perforación funcione según lo diseñado.

Ventajosamente el medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación comprende un rodillo de desplazamiento ranurado movible a lo largo del brazo alargado del aparato, en que el rodillo de desplazamiento ranurado está dimensionado y conformado para recibir de manera deslizante la barra de perforación y el cable del cabrestante sobre él. En particular, el rodillo de desplazamiento ranurado está montado sobre un carro deslizable en el brazo alargado. Un conjunto de un motor hidráulico y cadena se prefiere como medio de accionamiento para el medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación. Sin embargo, también se pueden utilizar otros medios de accionamiento, tal como un cilindro hidráulico o un sistema de tipo de piñón y cremallera.

El aparato puede incluir una grúa para cargar o descargar, respectivamente, las barras de la plataforma. También la plataforma puede ser montada en orugas y autopropulsada para facilitar su instalación en terreno y para el transporte en un camión de apoyo. El aparato está diseñado para el transporte de barras de perforación hacia y desde un rango o una proximidad definida del eje longitudinal de la plataforma. Por lo tanto las barras que se hallan más cerca de los lados de la plataforma o que requieren ser trasladadas a dicho lugar deben ser transportadas manualmente (rodadas) hacia y desde dicha proximidad del eje longitudinal. En consecuencia, la plataforma puede comprender un mecanismo automatizado de traslado de barras de perforación para efectuar esta operación.

En otra realización de la invención, se proporciona una combinación de un dispositivo de enrosque de tapón de izado maniobrable manualmente y un tapón de izado.

El tapón de izado es esencialmente similar a los modelos existentes en que se tiene un cuerpo sustancialmente cilindrico con un extremo macho o espiga roscado para enroscarlo hacia adentro del extremo caja roscado de una barra de perforación y un extremo opuesto con un elemento saliente u ojal de elevación que sobresale axialmente del mismo para conexión con un cable de cabrestante. Sin embargo, el tapón de izado de la invención incluye además una parte de cuerpo central que tiene una superficie exterior adaptada para ser enganchado mecánicamente en la misma. Preferiblemente, la parte de cuerpo central tiene una superficie exterior longitudinalmente acanalada. El dispositivo de enrosque de tapón de izado comprende, en un extremo, medios de agarre para agarrar una barra de perforación y, en el extremo opuesto, tiene medios de rotación para enganchar el tapón de izado y girarlo para enroscar o desenroscar el tapón desde la barra de perforación. Deseablemente los medios de agarre comprenden un par de mordazas pivotantes opuestas de agarre de barra y los medios de rotación comprenden un conjunto de engranajes opuestos con dientes dispuestos para engranar con las acanaladuras de la parte de cuerpo central del tapón de izado. Un par de asas se extienden desde cada lado del cuerpo del dispositivo de enrosque para manipularlo y en la parte superior tiene un saliente para suspenderlo desde una estructura adecuada sobre, o junto a, una instalación de almacenaje y alimentación de barras de perforación para un equipo de perforación. Cuando no se utiliza el dispositivo de enrosque de tapón de izado, se mantiene en reposo fuera de la línea de desplazamiento de las barras de perforación cuando se transportan entre la plataforma donde están almacenadas y el mástil. En funcionamiento, después de que el tapón de izado se mueve a una posición alineada y en contacto con el extremo roscado caja de una barra de perforación seleccionada almacenada en la plataforma, que va a ser elevada al mástil, o que acaba de ser bajada hasta la plataforma desde el mástil, el dispositivo de enrosque es entonces movido manualmente desde su posición de reposo hasta el tapón del izado y barra seleccionada donde se acciona, primero para agarrar la barra de perforación con el par de mordazas y en segundo lugar para girar el tapón de izado en relación con la barra de perforación por medio de acoplar los engranajes con la superficie exterior acanalada del tapón de izado. Los engranajes del dispositivo de enrosque se giran preferiblemente por medio de motores hidráulicos resultando en el enroscado y apriete del tapón de izado en las barras de perforación, o viceversa, el aflojamiento y desenroscado del tapón de izado, según requerido.

La invención incluye también un sistema de manipulación de barras que comprende el aparato semi-automatizado de manipulación de barras definido anteriormente y la combinación de dispositivo de enrosque maniobrable manualmente y tapón de izado definido anteriormente, en el que el dispositivo de enrosque de tapón de izado maniobrable manualmente está suspendido, y es basculante, en un mecanismo de balanceo y suspensión.

En una realización preferida de la invención, el mecanismo de balanceo y de suspensión comprende un brazo de soporte pivotante y un cable tensado. El mecanismo de balanceo y suspensión está dispuesto en un lado de la plataforma opuesto al brazo alargado con respecto al eje longitudinal de la plataforma y es movible al menos en la dirección transversal al eje longitudinal de la plataforma elevable para proveer un área predefinida de trabajo para el dispositivo de enrosque de tapón izado y suficiente espacio libre para que las barras de perforación sean levantadas de, y bajadas a, la plataforma. El cable tensado está fijado de un extremo al brazo pivotante, mientras que el otro extremo tiene un gancho para sujetar el dispositivo de enrosque de tapón de izado. El cable tensado hace que la herramienta sea esencialmente sin peso y muy fácil de manejar. El brazo pivotante puede estar soportado sobre una pata extensible en el primer extremo de la plataforma o bien puede estar soportado sobre un poste o estructura de columna vertical fijada al lado de la plataforma elevable. Se debe entender que en lugar del brazo pivotante también se podría utilizar otra estructura adecuada para permitir que el dispositivo de enrosque de tapón izado sea suspendido del cable tensado y se mueva entre una posición operativa y una posición de reposo fuera de la línea de desplazamiento de la barra de perforación. Por ejemplo, podría proveerse un conjunto de viga horizontal elevada con un rodillo movible en el mismo, al cual puede estar unido el cable tensado.

Los principales elementos accionables del aparato (medios de posicionamiento del brazo alargado, carro), y los engranajes del dispositivo de enrosque y las mordazas del dispositivo de enrosque maniobrable manualmente son comúnmente accionados hidráulicamente y se controlan desde una consola del operador vinculada a la plataforma o a un mando a distancia.

En la preparación del aparato para su funcionamiento, primero se ajusta la posición del brazo alargado sobre la viga horizontal elevada para que, en combinación con la posición de la plataforma junto al equipo de perforación, el medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación desplazado al máximo hacia el mástil de perforación a lo largo del brazo alargado permita el montaje o desmontaje de la columna de perforación con el cabrestante y el tapón de izado. Básicamente el ajuste es tal que, en dicha posición de máximo desplazamiento del medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación, una barra de perforación que es manipulada por el aparato y se pasa sobre la ranura del rodillo de desplazamiento debiera estar alineada con la línea central de la columna de perforación.

Para llevar a una barra de perforación desde la plataforma al mástil del equipo de perforación, primero el cable del cabrestante principal con el tapón de izado y el requerido adaptador unido al extremo del mismo tienen que ser pasados a través del rodillo de desplazamiento ranurado del medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación que está posicionado verticalmente encima del extremo caja de las barras de perforación. El adaptador de tapón de izado se enrosca entonces hacia adentro del extremo caja de una barra de perforación que está situada centralmente en la parte superior de la disposición en múltiples capas de barras de perforación en la plataforma, es decir, que está en la proximidad del eje longitudinal de la plataforma. En una forma de realización preferida de la invención, este paso se lleva a cabo con la ayuda del dispositivo de enrosque de tapón de izado maniobrable manualmente de la invención en la forma descrita anteriormente. Una vez que el tapón de izado está completamente ajustado a la barra de perforación, el cabrestante principal del equipo de perforación se acciona para tirar y simultáneamente levantar la barra de perforación desde la plataforma, extremo de caja primero, pasándolo por encima del medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación que es adecuadamente movido a lo largo del brazo alargado para mantener en todo momento contacto con la barra de perforación hasta que la barra de perforación se eleva hasta un punto en que, con el medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación desplazado totalmente hacia el mástil hasta el punto de máximo desplazamiento a lo largo del brazo alargado, la barra de perforación se alinea para montaje con la columna de perforación.

Para bajar las barras de perforación desde el equipo de perforación, los pasos son los mismos, pero en el orden inverso.

Para facilitar la comprensión de las ideas precedentes, se describe la invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

En los dibujos:

La Figura 1 representa una vista isométrica del aparato semiautomatizado de manipulación barra de perforación de la invención mostrando específicamente la disposición de los diferentes elementos cuando no están en uso. La Figura 2 representa una vista en alzado lateral del aparato semiautomatizado de manipulación de la barra de perforación de la invención cuando está en funcionamiento levantando una barra de perforación desde la plataforma elevable para llevarla al mástil de un equipo de perforación, específicamente mostrando la etapa cuando una barra de perforación es conectada con el tapón de izado y el cable del cabrestante que se pasan por encima del medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación.

La Figura 3 representa el sistema de la Figura 2 específicamente mostrando la etapa cuando la barra de perforación está siendo levantada más lejos de la plataforma elevable e inclinada hacia arriba.

La Figura 4 representa el sistema de la Figura 2 específicamente mostrando la etapa cuando la barra de perforación está siendo levantada e inclinada hacia arriba aún más lejos y es colocada en el medio guiador del cable de cabrestante y barras de perforación que se ha movido a lo largo del brazo alargado para mantener contacto en todo momento con la barra de perforación, la barra de perforación estando de hecho a punto de ser levantada fuera de la plataforma y el tapón de izado alcanzando un punto donde descansa en el mástil del equipo de perforación.

La Figura 5 representa el sistema de la Figura 2 específicamente mostrando la etapa cuando una barra de perforación ha alcanzado una posición final en el mástil y está a punto de ser conectada al cabezal de accionamiento del equipo de perforación.

La Figura 6 representa una vista isométrica de una combinación de un dispositivo de enrosque de tapón de izado y un tapón de izado de izado de acuerdo con la invención.

La Figura 7 representa una vista isométrica del sistema de manipulación de barras de perforación de la invención mostrando específicamente la disposición de los diferentes elementos cuando una barra de perforación está siendo acoplada con la combinación de un dispositivo de enrosque de tapón de izado y un tapón izado de la invención. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Haciendo referencia a las figuras, se muestra una realización ejemplar de la invención en la que se distinguen los siguientes elementos constitutivos:

Sistema de manipulación de barras de perforación 1

Barras de perforación 2

Equipo de perforación 3

Accionamiento superior 4

Mástil 5

Cabrestante principal 6

Cable del cabrestante 7

Tapón de izado 8

Adaptador 9

Dispositivo de enrosque de barras 10

Plataforma 1 1

Eje longitudinal 12

Extremo primero o proximal de la plataforma 13

Extremo segundo o distal de la plataforma 14

Lado de la plataforma 15

Patas extensibles 16

Rieles 17

Aparato de manipulación de barras de perforación 18

Brazo alargado 19

Viga horizontal elevada 20

Medio guiador del cable de cabrestante y barras de perforación 21

Rodillo de desplazamiento ranurado 22

Carro 23

Dispositivo de enrosque de tapón de izado maniobrable manualmente 24 Engranajes 25

Mordazas 26

Asas 27

Saliente 28 • Mecanismo de balanceo y suspensión 29

• Conjunto de brazo de soporte pivotante 30

• Cable de tensión 31

• Acanaladuras 32 En la Figura 1 una plataforma elevable 1 1 es representada descansando sobre cuatro patas extensibles 16, una en cada esquina, y tiene una serie de barras de perforación 2 almacenadas en una disposición en múltiples capas en la cubierta superior de la misma. La plataforma que se muestra está montada en rieles 17 y es autopropulsada para facilitar la instalación en terreno y para el transporte en un camión de apoyo. Sin embargo, esto puede no ser necesariamente el caso ya que la invención se puede utilizar con cualquier plataforma adecuada de barras de perforación, sea autopropulsada o no.

El brazo alargado 19 del aparato de manipulación de barras de perforación semi-automatizado 18 de la invención está soportado sobre una viga horizontal transversal elevada 20 que sobresale en voladizo desde una de las patas extensibles 16 del primer extremo 13 de la plataforma elevable 1 1 . El medio guiador del cable el cabrestante y barras de perforación 21 del aparato se compone de un rodillo de desplazamiento ranurado 22 montado sobre un carro 23 que se desliza a lo largo del brazo alargado 19. Con referencia a las Figuras 2 a 5 el aparato de manipulación de barras de perforación 18 de acuerdo con la invención se muestra en operación con un equipo de perforación 3 que tiene un accionamiento superior 4. Como requerido por la invención, el equipo de perforación 3 tiene, además, un cabrestante principal 6 y un tapón de izado 8 con adaptador 9. En el ejemplo de realización de la invención mostrado en las figuras, el equipo de perforación comprende un mástil de perforación 5 montado en un camión, en que en el mástil se ha montado un dispositivo de enrosque de barras 10 para la operación de la maniobra de sarta y para ello define una línea central de la columna de perforación (no mostrada).

La plataforma elevable 1 1 de las figuras está ubicada para funcionar con su primer extremo 13 al lado del equipo de perforación 3, las barras de perforación 2 estando almacenadas en la plataforma en una disposición longitudinal en múltiples capas con el extremo caja de las barras de perforación en el extremo proximal de la plataforma, mirando hacia la equipo de perforación 3. En primer lugar, el brazo alargado 19 se ajusta en su posición en la viga horizontal elevada 20 de tal manera que, en conjunción con la posición de la plataforma 1 1 al lado del equipo de perforación 3, el medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación 21 desplazado al máximo hacia el mástil de perforación 5 a lo largo del brazo alargado 19 se alinea con la línea central de la columna perforación para permitir el montaje de la columna de perforación. Luego, el cable del cabrestante principal 7 con tapón izado 8 y el requerido adaptador 9 del equipo de perforación 3 se pasa por encima del rodillo de desplazamiento ranurado 22 del medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación 21 .

Para llevar una barra de perforación de la plataforma al mástil de la torre de perforación, se realizan los siguientes pasos:

1 . El medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación 21 se posiciona inicialmente verticalmente por encima del extremo proximal de la plataforma. El tapón de izado 8 con el adaptador 9 se enrosca entonces hacia adentro del extremo caja de una barra de perforación que está situada centralmente en la parte superior de la disposición de múltiples capas de barras de perforación en la plataforma (Figura 2).

2. Una vez que el tapón de izado 8 se aprieta completamente, el cabrestante principal 6 se acciona de manera que la barra de perforación seleccionada 2 es levantada de la plataforma 1 1 por el extremo caja de la barra (Figura 3) hasta que el tapón de izado y la barra de perforación pasan por encima de la ranura del rodillo de desplazamiento 22 del medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación 21 y luego es levantada aún más mientras que simultáneamente es tirada hacia el mástil por el cabrestante principal de modo de llevar la barra de perforación al equipo de perforación. Esta operación se lleva a cabo en colaboración con el medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación 21 moviéndose a lo largo del brazo alargado 19 hacia la equipo de perforación según sea necesario para sostener y mantener en todo momento el contacto con la barra de perforación. 3. El cabrestante principal 6 continúa tirando y levantando la barra de perforación hasta que el tapón de izado hace contacto con el mástil del equipo de perforación (Figura 4) y la barra de perforación se ha levantado completamente fuera de la plataforma, dejándola únicamente suspendida del cable del cabrestante 7 y apoyada sobre el medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación 21 .

4. A medida que el cabrestante principal 6 continúa levantando y tirando de la barra de perforación, el medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación 21 es gradualmente movido totalmente hacia el mástil 5 hasta el punto de máximo desplazamiento a lo largo del brazo alargado 19, lo que alineará la barra de perforación 2 con la línea central de la columna de perforación para el montaje con la columna de perforación (Figura 5).

5. En el montaje de la barra de perforación con la columna de perforación, la barra de perforación se baja en el mástil por medio del cabrestante principal 6 y se enrosca en su extremo espiga roscado hacia adentro de la columna de perforación existente por medio del dispositivo de enrosque de barras de perforación 10. La barra de perforación 2 se baja entonces aún más, pasado el medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación 21 , junto con la columna de perforación descendiendo hacia adentro del agujero de modo que se puede retirar el tapón de izado 8 con adaptador 9 mediante el dispositivo de enrosque de barras de perforación 10 u otro medio. Posteriormente, el tapón de izado 8 con adaptador 9 es levantado por el cabrestante principal 6 y vuelve a colocarse verticalmente por encima del extremo proximal de la plataforma 1 1 para realizar el traslado de otra barra desde la plataforma al equipo de perforación.

Este proceso se repite tantas veces como sea necesario.

Para llevar a las barras de perforación del equipo de perforación a la plataforma, se lleva a cabo el procedimiento inverso tal como se explica a continuación:

1 . En primer lugar el dispositivo guiador del cable del cabrestante y barras de perforación 21 se coloca en el punto de máximo desplazamiento a lo largo del brazo alargado hacia el mástil con el cable del cabrestante principal con el tapón de izado y el requerido adaptador pasados sobre el rodillo de desplazamiento ranurado. El cable del cabrestante y tapón de izado con adaptador se baja y se enrosca hacia adentro del extremo caja de la barra de perforación que está en la parte superior de la columna de perforación, con la ayuda del dispositivo de enrosque de barras de perforación 10.

A continuación la barra de perforación 2 se eleva con el cabrestante principal hasta que se puede desenroscar de la columna de perforación con el dispositivo de enrosque de barras de perforación 10 u otro medio. Una vez desenroscada, es levantada fuera de la columna de perforación a una altura en que se apoya sobre el rodillo de desplazamiento.

Posteriormente, la barra de perforación se baja y se lleva hasta la plataforma elevable con el cabrestante principal sosteniendo el extremo caja de la barra y el medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación 21 moviéndose a lo largo del brazo alargado en dirección a la plataforma, el medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación tirando de la barra hacia la plataforma en el proceso. Durante este proceso, el tapón de izado hace contacto con el mástil del equipo de perforación mientras la barra de perforación es suspendida del cable de izado y soportada sobre el medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación 21 . Entonces la barra se mueve completamente fuera del mástil del equipo de perforación al acercarse el extremo espiga de la barra de perforación a la plataforma y, finalmente, caer por gravedad a la plataforma. A lo largo de esta etapa, el rodillo de desplazamiento se mueve a lo largo del brazo alargado 19 hacia la plataforma elevable según requerido con el fin de mantener en todo momento contacto con la barra de perforación.

Una vez que el extremo espiga roscado de la barra de perforación cae a la plataforma (o la parte superior de las barras de perforación ya almacenadas en la misma) la barra se deslizará por gravedad hacia el segundo extremo o extremo distal de la plataforma hasta que el rodillo de desplazamiento alcance el punto donde esté verticalmente por encima del extremo proximal de la plataforma, el extremo espiga de la barra de perforación alcance dicho segundo extremo de la plataforma y la barra finalmente caiga completamente a la plataforma.

5. Con la barra de perforación plenamente descansando en la plataforma, el tapón de izado y requerido adaptador se desenroscan y luego el cable del cabrestante y el tapón de izado se vuelven a colocar en el mástil para la siguiente barra en la parte superior de la columna de perforación, por medio del medio guiador del cable del cabrestante y barras de perforación 21 moviéndose devuelta hacia el mástil.

En la Figura 6, un modelo ejemplar de combinación de un dispositivo de enrosque de tapón de izado maniobrable manualmente 24 y un tapón de izado 8 de acuerdo con la invención se representan con un adaptador 9 unido al tapón de izado 8. Los engranajes 25 del dispositivo de enrosque están engranando las acanaladuras 32 de la tapón izado 8 y las mordazas 26 del dispositivo de enrosque están abiertas y listas para agarrar una barra de perforación. Las asas 27 sirven para manipular el dispositivo de enrosque desde una posición de reposo a una posición operativa y para enroscar o desenroscar el tapón de izado desde una barra de perforación. El dispositivo de enrosque es capaz de ser suspendido de una estructura adecuada por el saliente 28 que tiene en su parte superior.

Como puede verse en la Figura 7 que muestra el sistema de manipulación de barras 1 según la invención, un conjunto de brazo de soporte pivotante 30 para suspender el dispositivo de enrosque de tapón de izado 24 se muestra montado en el lado opuesto de la plataforma 1 1 donde está montado el brazo alargado. Este conjunto de brazo 30 es capaz de moverse, al menos, en un plano horizontal a una altura determinada por encima de la plataforma que permite que el dispositivo de enrosque del tapón de izado 24 sea colocado y utilizado cuando sea necesario. Sin embargo, otras estructuras para soportar el dispositivo de enrosque también se pueden usar sin alejarse de los principios de la presente invención.

Aunque la combinación de un dispositivo de enrosque de tapón de izado maniobrable manualmente y de un tapón izado que se ha descrito es utilizable en un aparato semi-automatizado de manipulación de barras como el de la invención, también podría ser utilizado en general para manipular barras de perforación en otros dispositivos de manipulación de barras y de equipos de perforación del tipo que utiliza un cabrestante principal y un tapón de izado con adaptador.