Conexiones Superficiales de Control
MANUAL Y ESTANDARIZACION DE CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL
D. R. 2006 Gerencia de Ingeniería y Tecnología Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos
Conexiones Superficiales de Control
Indice Prólogo…………………………………………………………………………………….................
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Introducción…………………………………………………………………………………………..
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1. Preventores………………………………………………………………………………………..
11
1.1 Sistema Desviador de flujo……………………………………………………………………
13
1.2 Preventor Esférico…………………………………………………………………………......
15
1.3 Preventores de Arietes………………………………………………………………………..
18
1.4 Arietes Anulares………………….………………………………….…….….……………….
19
1.5 Arietes Ajustables……………………..………..……………………………………………..
20
1.6 Arietes Ciegos………………………………………………………………………………….
20
1.7 Arietes de Corte……………………………………………………......................................
22
1.8 Empaquetadura de Preventores (Elastómeros)…………………….….….……………….
23
1.9 Pruebas con Presión…………………………….….………………....................................
25
1.10 Arreglos………………………………………………………………………………………..
30
1.11 Mantenimiento…………………………………………………………………….................
33
2. Carrete de Control…………………………………………………………………………………
35
2.1 Especificaciones……………………………………………………….................................. 35 3. Cabezales de Tuberías de Revestimiento……………………………………………………...
36
3.1 Tipos…………………………………….…….………………………………………………...
37
3.2 Selección de Cabezales y Medio Arbol……………………………………………………..
38
3.3 Colgadores……………………………………………………………………………………..
42
4. Conexiones Superficiales de Control………………………………………………..................
44
4.1 Factores para el Diseño……………………………………………………………...............
44
4.2 Especificaciones……………………………………………………………………………….
45
4.3 Líneas de Matar y Estrangular……………………………………………………………….
46
4.4 Estranguladores………………………………………………………………………………..
48
4.5 Múltiple de Estrangulación…………………………………..………………………………..
49
4.6 Válvulas…………………………………………………………………..…………...............
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Conexiones Superficiales de Control
4.7 Arreglos…………………………………………………………………………………………
54
4.8 Consola de Control Remoto………………………………………………………………….
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5. Bridas y Anillos…………………………………………………………………………………….
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5.1 Bridas……………………………………………………………………………………………
55
5.2 Pista……………………………………………………………………………………………..
58
5.3 Anillos…………………………………………………………………………………………..
58
5.4 Birlos (Espárragos y Tuercas)………………………………………………..…….............
58
6. Unidad para Operar Preventores………………………………………………………………..
66
6.1 Depósito Almacenador de Fluidos…………………………………………………………..
66
6.2 Requerimientos de los Acumuladores……………………………………………..............
66
6.3 Requerimientos de Volumen de los Acumuladores……………………………………….
68
6.4 Requerimientos de Presión y Precarga de los Acumuladores……………….................
71
6.5 Fuentes de Energía……………………………………………………………………………
72
7. Separador Gas-Lodo……………………………………………………………………………..
80
7.1 Selección del Diámetro Interior del Separador Gas-Lodo…………………………………
81
8. Desgasificador……………………………………………………………………………………..
83
9. Válvulas de Contrapresión y de Seguridad Superficial……………………………………….
84
10. Equipo Superficial para Perforación Bajo Balance…………………………........................
87
10.1 Esquema Típico..……………………………………………….........................................
87
10.2. Cabeza o Preventor Rotatório…………………………………………………................
88
10.3. Sistema de Separación de Fases……………………………………………..................
90
10.4. Equipo de Estrangulación…………………………………………………………………..
93
10.5. Conexiones en el Carrete de Control……………………………………………………...
93
10.6. Ensamble de Estrangulación Auxiliar……………………………………………………..
93
10.7. Seguridad del Personal y Protección Ambiental…………………………………………
93
10.8. Consideraciones Operativas………………………………………………………………..
94
11. Normas y Reglamentos………………………………………………………………...............
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Conexiones Superficiales de Control
12. Arreglos Estándar de Conexiones Superficiales de Control Terrestre……………………
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12.1. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 psi con preventores sencillos.
101
12.1.1. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 psi con preventor doble.
102
12.2. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 psi con posible presencia de gas somero.
103
12.3. Arreglo para perforación de pozos exploratorios con presiones máximas de 2000 psi.
104
12.4. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 3000 psi.
105
12.5. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 3000 psi para perforar bajo balance.
106
12.6. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 3000 psi para perforar con flujo controlado
107
12.7. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 5000 psi.
108
12.8. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 5000 psi para perforar bajo balance.
109
12.9. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 5000 psi para perforar con flujo controlado.
110
12.10. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 10000 psi.
111
12.11. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 10000 psi para perforar con flujo controlado.
112
12.12. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 15000 psi.
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13. Arreglos Estándar de Conexiones Superficiales de Control en Plataformas Fijas y Autoelevables. 13.1. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 psi en plataformas fijas y autoelevables.
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13.2. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 3000 psi en plataformas fijas y autoelevables.
115
13.3 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 5000 psi en plataformas fijas y autoelevables.
116
13.4. Arreglo para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 5000 psi en plataformas fijas y autoelevables para perforar casquete de gas, bajo balance y con flujo controlado.
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13.5. Arreglo para perforación de pozos exploratorios con presiones máximas de 10000 psi en plataformas fijas y autoelevables para perforar casquete de gas.
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14. Arreglo Estándar de Múltiples de Estrangulación para Perforación, Terminación y Mantenimiento de pozos.
119
14.1. Arreglo para Perforación, Terminación y Mantenimiento terrestre de 5000 psi.
120
14.2. Arreglo para Perforación, Terminación y Mantenimiento terrestre de 10000 psi.
121
14.3. Arreglo para Perforación, Terminación y Mantenimiento terrestre de 15000 psi.
122
14.4. Arreglo para Perforación, Terminación y Mantenimiento en plataformas fijas y autoelevables de 5000 psi.
123
14.5. Arreglo para Perforación, Terminación y Mantenimiento en plataformas fijas y autoelevables de 10000 psi.
124
15. Arreglo Estándar de Conexiones Superficiales de Control para Mantenimiento de Pozos Terrestre.
125
15.1. Arreglo para mantenimiento de pozos de desarrollo y exploratorios Tipo I.
125
15.2. Arreglo estándar mantenimiento Tipo I, con preventores 7 1/16” 10000 psi para pozos de alta presión.
126
15.3. Arreglo para mantenimiento de pozos de desarrollo y exploratorios Tipo I, con preventores Cameron UM.
127
15.4. Arreglo para mantenimiento de pozos de desarrollo y exploratorios Tipo II.
128
15.5. Arreglo estándar mantenimiento Tipo II, para pozos de mediana presión, con preventores 7 1/16” 10000 psi con restricción de altura mesa rotaria.
129
15.6. Arreglo para mantenimiento de pozos de desarrollo y exploratorios Tipo II, con preventores Cameron UM (doble y sencillo).
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15.7. Arreglo para mantenimiento de pozos de desarrollo y exploratorios Tipo II, con preventores Cameron UM (doble y esférico).
131
16. Materiales y Ejemplos de Arreglos de las Conexiones Superficiales de Control para Perforación, Terminación y Mantenimiento de pozos.
132
16.1. Relación de material necesario para la instalación de conexiones superficiales de control de pozos terrestres.
132
16.2 Arreglos recomendados de preventores y arietes para perforar y al introducir tuberías de revestimiento.
135
16.3. Tamaños y rangos de presión de trabajo de los BOP´s y rango de cierre de arietes variables.
137
16.4. Arreglo para pozos de desarrollo de baja presión terrestres.
138
16.5. Arreglo para pozos de desarrollo de baja presión terrestres con limitación de altura de mesa rotaria.
139
16.6. Arreglo para pozos exploratorios de baja presión terrestres, con Divertir.
140
16.6.1. Arreglo para pozos exploratorios de baja presión terrestres.
141
16.7. Arreglo para pozos exploratorios de alta presión terrestres, con Diverter.
142
16.7.1. Arreglo para pozos exploratorios de alta presión terrestres.
143
16.8. Arreglos estándar preventores 16 ¾” 5000 psi para yacimientos de gas en formaciones de terciario.
144
16.8.1. Arreglos estándar preventores 16 ¾” 5000 psi, cabezal soldable 16 ¾” 3000 psi.
145
16.8.2. Arreglos estándar preventores 16 ¾” 5000 psi, cabezal soldable 20 ¾” 3000 psi.
146
16.8.3. Arreglos estándar preventores 16 ¾” 5000 psi, para yacimientos de gas en formaciones de terciario.
147
16.9. Arreglos estándar preventores 13 5/8” 5000 psi (cabezal compacto).
148
16.9.1. Arreglos estándar preventores 13 5/8” 5000 psi, con cabezal 20 ¾” 3000 psi.
149
16.9.2. Arreglos estándar preventores 13 5/8” 5000 psi, con cabezal 13 5/8” 5000 psi.
150
16.9.3. Arreglos estándar preventores 13 5/8” 10000 psi, cuando las TR´s de 9 5/8”, 7 5/8” o 7” son Liners.
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Conexiones Superficiales de Control
16.10. Arreglos estándar preventores 11” 5000 psi, cuando la TR de 7” es corrida a superficie o se corre complemento a superficie y se tiene cabezal compacto.
152
16.10.1. Arreglos estándar preventores 11” 10000 psi, cuando la TR de 9 5/8” es corrida a superficie o se corre el complemento a superficie.
153
16.10.2. Arreglos estándar preventores 11” 10000 psi, cuando la TR de 7” es corrida a superficie o se corre el complemento a superficie.
154
16.10.3. Arreglos estándar preventores 11” 10000 psi, cuando la TR 7” es corrida a superficie o se corre el complemento a superficie y se tiene cabezal compacto, cabezal soldable 20 ¾” 3000 psi.
155
16.10.4. Arreglos estándar preventores 11” 10000 psi, cuando la TR de 7” es corrida a superficie o se corre el complemento a superficie y se tiene cabezal compacto, cabezal soldable 13 5/8” 5000 psi.
156
16.10.5. Arreglos estándar preventores 11” 10000 psi, cuando la TR de 7” es liner y se cuenta con cabezal compacto.
157
16.11. Arreglos estándar mantenimiento Tipo I, preventores 7 1/16” 10000 psi para pozos de alta presión.
158
16.11.1. Arreglos estándar mantenimiento Tipo I para pozos de alta presión, preventores 7 1/16” 10000 psi cabezal compacto.
159
16.12. Arreglos estándar mantenimiento Tipo II para pozos de mediana presión, preventores 7 1/16” 10000 psi con restricción de altura mesa rotaria.
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16.12.1. Arreglos estándar mantenimiento Tipo II para pozos de mediana presión, preventores 7 1/16” 10000 psi con restricción de altura mesa rotaria y cabezal compacto.
161
16.13. Arreglo de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 psi en plataformas fijas y autoelevables.
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16.14. Arreglo de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 3000 psi en plataformas fijas y autoelevables.
163
16.15. Arreglo de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 5000 psi en plataformas fijas y autoelevables.
164
16.16. Arreglo de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 5000 psi en plataformas fijas y autoelevables para perforar casquete de gas con flujo controlado.
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Conexiones Superficiales de Control
16.17. Arreglo de conexiones superficiales de control para perforación de pozos exploratorios con presiones máximas de 10000 psi en plataformas fijas y autolevables para perforar casquete de gas.
166
Anexos……………………………………………………………………………………………….. 167 a) Preventor anular marca Hydrill tipo “MSP” medida 21 ¼” capacidad 2000 psi (Tabla de presiones para control superficial).
167
b) Preventor anular marca Hydrill tipo “MSP” medida 13 5/8” capacidad 5000 psi (Tabla de presiones para control superficial).
167
c) BOP´s 7 1/16” 10000 psi tipo “UM” (Compactos)......................................................... 168 d) BOP´s 7 1/16” 10000 psi tipo “U” vs. “UM” (Cameron)………………………………….. 168
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Conexiones Superficiales de Control
Prólogo Uno de los aspectos más importantes que se manejan en los ámbitos de calidad y normatividad de cualquier empresa, es la estandarización de sus procesos para poder medir su desempeño. Aunque las actividades de perforación y de mantenimiento de pozos se efectúan en condiciones de trabajo distintas, dada la diversidad de campos petroleros donde participa la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos (UPMP), es necesario hacer un esfuerzo por estandarizar los criterios que aplicamos, tanto en los procesos de ingeniería de diseño como en la ejecución de las operaciones de campo. El diseño, instalación y operación de los sistemas de control de pozos resultan ser actividades de vital importancia, ya que sus prácticas deben realizarse con el nivel de seguridad requerido, reduciendo al mínimo los riesgos de un accidente o de un impacto adverso al medio ambiente. Entre los beneficios más importantes que pueden obtenerse con la homologación de las conexiones superficiales de control de pozos, es una mayor confiabilidad de los diseños de ingeniería, mayor rapidez y facilidad en su instalación y operación, y reducción de costos por servicios de mantenimiento y refacciones. La Gerencia de Ingeniería y Tecnología de la UPMP, desea que la incorporación de nuevos temas al manual anterior, sean de utilidad para todo el personal técnico involucrado en el diseño, adquisición, instalación y mantenimiento de los sistemas de control superficial de pozos. El manual anterior se realizó con la participaron los siguientes profesionistas: Ing. Felipe Sierra González Ing. Eliseo Rodríguez Roque Ing. Miguel Pacheco Acosta Ing. Bulmaro Castro Mutio Ing. Armando Flores González Ing. David E. Blasio Cedillo Con la coordinación: M.I. Juan Alfredo Ríos Jiménez. Ing. Miguel Ángel Aguilar de la Serna Para la realización del nuevo manual, agradecemos a las autoridades de la UPMP y al personal técnico operativo de Sede Villahermosa, Divisiones Norte, Sur y Marina por su participación, y en particular a los siguientes profesionistas: XXX XXX XXX 9
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Introducción Con la finalidad actualizar el manual de referencia: Estandarización de Conexiones Superficiales de Control, se realizó una revisión y ampliación de los temas del mismo; además, se agregaron nuevos capítulos que enriquecen su contenido; todo lo anterior, con la colaboración de un grupo de especialistas de la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos (UPMP), denominando a esta nueva versión “Manual y Estandarización de Conexiones Superficiales de Control”. Para salvaguardar la seguridad del personal que desarrolla las actividades sustantivas en las diferentes Divisiones que conforman la UPMP, uno de los aspectos más importantes es la capacitación de todo su personal, así como estandarizar sus instalaciones, métodos, procedimientos, tecnologías y equipos. Este nuevo manual, conserva las características del manual anterior con un tratamiento más a fondo de los temas, y la inclusión de nuevos capítulos que abarcan separador gas-lodo, desgasificador, equipo superficial para perforación bajo balance, normas y reglamentos. Se realizó por especialistas de las tres divisiones y sede de la UPMP, los arreglos se pueden utilizar en nuestros campos, y garantizan resultados satisfactorios ante cualquier eventualidad que se pueda presentar durante la intervención de un pozo, en cualquiera de sus fases operativas. El presente manual, debe llegar a todo el personal de la UPMP que por la naturaleza de sus funciones tenga relación con esta actividad. El manual comprende una descripción de los componentes de las conexiones superficiales, características, recomendaciones prácticas de mantenimiento y cuidados durante la instalación y uso de las mismas, así como las ventajas y desventajas que representa la utilización de ciertos elementos. También contiene los arreglos de preventores y árboles de estrangulación que deben usarse en las diferentes etapas del proceso de perforación, terminación y mantenimiento de pozos, señalando las características y especificaciones que garanticen la seguridad de su uso, sólo limitadas por los rangos de presión de trabajo y los espacios para su instalación. En los nuevos capítulos que se incluyen, se pretende dar a conocer los diferentes elementos superficiales que se utilizan en la perforación bajo balance, así como saber si el separador gas-lodo instalado en el equipo cumple con las especificaciones que garanticen su eficiente operación de acuerdo a los volúmenes de gas que se esperan manejar durante la perforación o intervención de un pozo; ya que, en caso contrario se debe contemplar la utilización de un separador adicional para un manejo seguro. Esperamos que este manual cumpla las expectativas y sea una herramienta que de respuesta a los problemas técnicos tanto al personal de campo como el que labora en las oficinas.
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Conexiones Superficiales de Control
1. Preventores El criterio para seleccionar el arreglo del conjunto de preventores debe considerar la magnitud del riesgo expuesto y el grado de protección requerida en cada de una de las etapas durante el proceso de perforación y mantenimiento de pozos; así como, la presión del yacimiento esperada en la superficie. La clasificación API para el conjunto de preventores, se basa en el rango de la presión de trabajo. Existe un bajo riesgo cuando se tienen presiones de formación normales. Por lo que, un arreglo de preventores sencillo y de bajo costo puede ser suficiente para la seguridad de la instalación. El riesgo es mayor cuando se tienen: Presiones de formaciones anormales. Yacimientos de alta presión, alta temperatura o alta productividad. Areas densamente pobladas. Grandes concentraciones de personal y equipo, como el caso de barcos y plataformas marinas. Entonces, el arreglo requerido debe ser más completo y en consecuencia de mayor costo. Los preventores son un sistema para control del pozo, y tienen 3 funciones: 1. Cerrar el pozo en caso de un influjo imprevisto 2. Colocar suficiente contra-presión sobre la formación 3. Recuperar el control primario del pozo Durante las operaciones de perforación o mantenimiento, si llegara a manifestarse un flujo o brote, el sistema de control superficial debe tener la capacidad para cerrar el pozo y circular el fluido invasor fuera de él. El control de un pozo lo constituyen en la superficie, los sistemas de circulación y de preventores. Los arreglos de preventores lo forman varios componentes. Y refiriéndose a los tipos pueden ser: esférico, anulares, variables, ciegos y de corte. Es conveniente tener presente algunas normas de seguridad que se emplean en el conjunto de preventores antes de su instalación y su operación, permitiendo con esto un adecuado manejo de los mismos y un mayor rendimiento en el área de trabajo. Antes de su instalación La medida y capacidad del preventor deberá ser igual que la del cabezal donde se va a instalar. Revisar que el preventor este en la posición correcta. Abrir los bonetes del preventor, revisar el empaque y las pistas de sello. Verificar que los empaques frontales y superiores de los arietes (rams) estén en buenas condiciones. Revisar la operación de los tornillos candado (yugos), ésta deberá ser fácil y rápida. En conjunto de preventores dobles de 5000 lb/pg2 y de 10000 lb/pg2, los arietes (rams) ciegos se colocan en el preventor de en medio y los arietes de tubería en el preventor superior e inferior, siempre y cuando la tubería sea del mismo diámetro. Al cerrar los bonetes, apriete adecuadamente los tornillos en forma de cruz. 11
Conexiones Superficiales de Control
Pruebe la hermeticidad del cierre. Instale y pruebe las líneas de 1” de los preventores. Revisar la operación de los arietes (rams) verificando el movimiento de los vástagos contra la presión de operación. Limpiar y revisar las pistas para los anillos metálicos empacadores en las bridas. El anillo metálico empacador será del rango adecuado para las bridas que se unan e invariablemente nuevo. Verificar las medidas y cantidades de birlos y tuercas que se van a usar y repáselos (límpielos). Revisar las pistas de sello de las bridas laterales e instalar las válvulas respectivas. Comprobar que la cantidad de birlos y tuercas para las bridas laterales sea adecuada y de la medida correcta. Durante su instalación Manejar los preventores usando cables de acero de 1” o mayor diámetro (no los maneje con los cáncamos, éstos se usan sólo para el cambio de arietes o de bonetes). Inspeccionar nuevamente la ranura de sello inferior y la del cabezal de la TR. Lavar y secar las ranuras e instalar el anillo metálico empacador correctamente; éste deberá ser nuevo. Proteja la boca del pozo mientras se efectúa la operación de instalación del preventor. Oriente los preventores al sentarlos en el cabezal e introduzca cuatro birlos para utilizarlos como guías. Siéntelos con precaución para no dañar el anillo metálico empacador. Revisar que el apriete de los birlos se efectué en forma de cruz hasta lograr el apriete adecuado. En caso de instalarse dentro de un contrapozo profundo deberá darse la altura adecuada para lograr la apertura de los bonetes. (Use carretes espaciadores). Antes de conectar las mangueras metálicas de 1”, selecciónelas e instálelas correctamente al preventor. Instalar el sistema de operación manual de los preventores. Comprobar la instalación del preventor con respecto al pozo y mesa rotatoria. Los cáncamos deberán permanecer conectados en el cuerpo del preventor. Durante su operación Revise que la presión hidráulica de operación del múltiple de los preventores permanezca en 1500 lb/pg2. Deberá probarse la efectividad del conjunto de preventores a su capacidad de trabajo a la mayor brevedad posible después de su instalación. Siempre deberá estar instalado el sistema de operación manual a los preventores. (Crucetas, extensiones, volantes, seguros y soportes). Los tornillos candado (yugos) deberán permanecer engrasados. En las líneas de operación de los preventores no deberán existir fugas. 12
Conexiones Superficiales de Control
Revise periódicamente el apriete de la tornillería de los preventores y válvulas laterales. Opere con frecuencia los arietes (rams) para tubería y los ciegos normales o de corte al terminar de sacar la tubería, compruebe la operación de los vástagos contra la presión de operación. Inspeccione que las líneas de matar y estrangular estén conectadas a las válvulas laterales del preventor o al carrete de control. Al efectuar un cambio de arietes (rams) al conjunto de preventores, debe ser en el menor tiempo posible. Al cambiar los arietes (rams), revise los sellos de los bonetes y sus pistas. Al cerrarlos apriete correctamente los tornillos. El agujero de paso del conjunto de preventores deberá permanecer centrado respecto a la tubería y a la mesa rotatoria. Durante la operación, si se observa movimiento en el conjunto de preventores, debe sostenerse a la subestructura por medio de tensores. Durante la intervención del pozo se deberán tener arietes (rams) de las medidas de las tuberías que se manejan, así como elementos de sello de los arietes (rams) y los bonetes. Ahora bien, describiremos los diferentes tipos de preventores, e iniciaremos con el sistema desviador de flujo, que es el primer sistema de control del pozo que se instala al iniciar la perforación.
1.1 Sistema Desviador de Flujo El sistema desviador de flujo se utiliza como un medio de control del pozo, ya que proporciona un determinado grado de protección antes de que se corra y cemente la tubería de revestimiento superficial sobre la que se instalarán los preventores. Las prácticas 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, tubería de perforación, de revestimiento y lastrabarrenas, y no está diseñado para hacer un cierre completo del pozo o parar el flujo, sino más bien desviarlo abriendo simultáneamente las válvulas de las líneas de desfogue (venteo), derivando el flujo de formaciones someras hacia sitios alejados del equipo de perforación y del personal, evitando así el fracturamiento de las formaciones, disminuir el riesgo de comunicarse a la superficie por fuera de la tubería conductora que pondría en peligro a la cuadrilla y las instalaciones de perforación. Por lo general, se utilizan como desviadores los preventores anulares de tipo convencional o las cabezas rotatorias. Sin embargo, se surten “Desviadores” especiales de baja presión en diversos tamaños. La presión de trabajo del desviador y de la(s) línea(s) de venteo o lateral(es) no es de gran importancia, ya que su función es únicamente desviar el flujo. El diámetro interior debe ser suficiente para que permita pasar la barrena y perforar la siguiente etapa. Todo el conjunto, una vez instalado, será probado a satisfacción para asegurarse que funcionará correctamente. 13
Conexiones Superficiales de Control
Si el sistema desviador integra una o más válvulas en la línea lateral, las válvulas deben ser tipo abertura completa y mantenerse en la posición abierta para un sistema manual, o bien, deben ser diseñadas para abrirse automáticamente cuando se cierra el desviador. Por lo menos una de las líneas laterales debe estar abierta en todo momento. Las líneas normalmente son de 10” de diámetro interior o mayores para operaciones marinas y de 6” de diámetro interior o mayores para operaciones terrestres. El desviador y cualquier válvula deben ser probados cuando se instale y en intervalos apropiados durante las operaciones, para garantizar el funcionamiento correcto. Debe bombearse fluido a través de las líneas de venteo a periodos regulares de tiempo durante las operaciones para asegurar que las líneas no están tapadas. La capacidad de los acumuladores para el sistema desviador de flujo debe ser calculado y estar de acuerdo con el API RP-64. Campana Línea de flote
Preventor
Líneas de desfogue
Figura 1.- Desviador de flujo con líneas de desfogue. Cuando se inicia la perforación de un pozo terrestre, se introduce y cementa una TR conductora a poca profundidad. En el caso de pozos marinos, por lo general se instala una TR conductora de gran diámetro por debajo del lecho marino.
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Conexiones Superficiales de Control
Figura 2.- Desviador de flujo en una unidad flotante (barco perforador o plataforma semisumergible) Recomendaciones Verificar diariamente la operación correcta del sistema desviador de flujo, accionándolo desde los controles remotos. Revisar que las líneas de desfogue no estén obstruidas. Inspeccionar y revisar periódicamente que el desviador y las válvulas no tengan gas producido por los ripios de formación, residuos u otros materiales que puedan afectar su operación. En función de la planeación y programación de la perforación del pozo, después de cementar o hincar la tubería conductora o estructural, deberá instalarse un sistema desviador de flujo consistente de un elemento de sello, líneas de venteo, válvulas de derivación y un sistema de control. El sistema deberá tener un control remoto en el piso de perforación y además otro en un lugar de fácil acceso y seguro para su accionamiento. Es conveniente que se tengan disponibles líneas de descarga de diámetros mayores que las convencionalmente utilizadas, con la finalidad de que en situaciones críticas, el pozo sea rápidamente desfogado evitando riesgos mayores. Deberán efectuarse simulacros a intervalos apropiados con las cuadrillas, para entrenarlos y sean capaces de reaccionar oportunamente ante situaciones que requieran operar el sistema desviador de flujo.
1.2 Preventor Esférico Es un preventor anular, y es instalado en la parte superior de los preventores de arietes. Tiene como principal característica, efectuar cierres herméticos a presión sobre cualquier forma o diámetro de tubería o herramienta que pueda estar dentro del pozo. El tamaño y su capacidad deberán ser iguales que los preventores de arietes. Se recomienda no cerrar este preventor si no hay tubería dentro del pozo. 15
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Se emplean con el uso de un elemento grueso de hule sintético que se encuentra en el orificio interno del mismo y al operarlo, se deforma concéntricamente hacia el interior del preventor, ocasionando el cierre parcial o total del pozo. El hule estando en posición abierta tiene el mismo diámetro de paso del preventor. Además permite el paso o giro de tuberías aún estando cerrado (esta operación se debe efectuar regulando la presión de trabajo a su mínimo valor de sello). Es posible cambiar el elemento sellante con tubería dentro del pozo; además, cierra sobre el cable, la sonda o las pistolas de la unidad de registros. El preventor anular esférico se coloca en la parte superior de los preventores de arietes, debiendo ser de las mismas características. Los más usados son de 21 ¼”, 16 ¾”, 13 5/8”, 11” y 7 1/16”, con presiones de trabajo de 2000 a 10000 lb/pg2. En el preventor anular Hydrill tipo GK la presión hidráulica de cierre se ejerce sobre el pistón de operación y sube conforme asciende el elemento de hule, comprimiéndose hacia adentro hasta efectuar el sello sobre cualquier tubería o herramienta que esté dentro del preventor. Para el preventor anular Cameron tipo D y DL, la presión de cierre fuerza hacia arriba el pistón de operación y el plato impulsor desplaza el aro de hule sólido, forzando a la "dona" a cerrarse, activándose simultáneamente los insertos de acero que refuerzan al elemento de hule, girando interiormente hasta formar un anillo de soporte continúo tanto en la parte superior como en la parte inferior del elemento empacador.
Figura 3.- Preventor esférico Hydrill tipo GK
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Figura 4- Preventor esférico Cameron Tipo DL Recomendaciones de operación La frecuencia de las pruebas será similar a la del conjunto de preventores. Para rotar lentamente la tubería con el elemento sellante cerrado, deberá ajustarse la presión de cierre, como se indica en los datos de cierre del fabricante. Para introducir o sacar tubería en un pozo con presión se ajustará la presión de cierre a la mínima necesaria para permitir el movimiento de la tubería hacia arriba o hacia abajo (esto en función de la presión que exista en el pozo). También se puede estar adicionando continuamente aceite a la tubería para lubricarla. Asimismo, se debe tener la precaución de disminuir la velocidad de introducción o extracción al pasar los coples de la tubería, con objeto de prolongar la vida útil del elemento sellante y permitir que se acople a los diferentes diámetros a que es expuesto, evitando así alguna fuga. Los preventores anulares Hydrill poseen la característica de que la presión contribuye al cierre del mismo. Tabla 1. Presión de cierre en lb/pg2 del preventor anular Hydrill sin presión en el pozo DIÁMETRO A CERRAR (PG) 12 6 5/8 5
MSP 29 1/2" 5M 950 1350
21 1/4" 2M
16 3/4" 5M
HYDRILL Tipo GK 13 5/8" 13 5/8" 5M 10M 550 600
500
11" 5M
11" 10M
7 1/6" 10M
550 600
4 1/2
550
600
650
525
650
420
350
3 1/2
600
650
700
640
700
600
550
2 7/8
650
750
750
815
750
780
750
1100
1150
1150
1150
1150
1150
1150
Ciego
1500
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1.3. Preventores de Arietes El preventor de arietes anulares tiene como característica principal poder utilizar diferentes tipos y medidas de arietes, según se requiera en los arreglos de los conjuntos de preventores, y por su diseño es considerado como el más seguro.
Figura 5.- Ejemplo de preventores sencillos de arietes marca Cameron tipo U y UM. Otras características son: El cuerpo del preventor se fabrica como unidad sencilla o doble. Puede instalarse en pozos terrestres o en plataformas marinas. La presión del pozo ayuda a mantener cerrados los arietes. Tiene un sistema de operación secundario para cerrar manualmente los arietes (candados). Los elementos de los arietes tienen una reserva de hule autoalimentable. Modificando los pistones de operación, al usar arietes de corte sirven para cortar tubería quedando el pozo cerrado.
Figura 6.- Preventor doble de arietes tipo U con salidas laterales
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1.4 Arietes Anulares Los arietes anulares para tubería de perforación o revestimiento están constituidos por un sello superior y por un empaque frontal. Ambos empaques son unidades separadas y pueden cambiarse independientemente. Los arietes de preventores constan de una pieza de acero fundido de baja aleación y de un conjunto sellante diseñado para resistir la compresión y sellar eficazmente alrededor de la tubería. Sello superior
Empaque frontal Cuerpo del ariete
Ariete anular para preventor tipo “U”
Figura 7.- Arietes para tubería marca Cameron Características: En caso de emergencia, permite el movimiento vertical de la tubería, para lo cual deberá regularse la presión de cierre del preventor. Cuando existe presión en el pozo, evitan la expulsión de la tubería al detenerse la junta en la parte inferior del ariete. En caso de emergencia, permiten colgar la sarta cerrando los candados del preventor. Capacidad de carga sobre los arietes: El procedimiento recomendado para suspender la tubería de perforación, es cerrar los arietes utilizando de 1500 a 3000 psi, cerrar los candados usando el procedimiento normal, y luego apoyar el peso de la tubería sobre los arietes. Tabla 2.- Capacidad de carga en arietes de preventores. FABRICANTE
TUBERIA DE PERFORACION (PG) 3½ 4½ 5 TONS.
CAMERON IRON WORKS ARIETES MODIFICADOS ARIETES ESTANDAR HYDRIL ARIETES MODIFICADOS ARIETES ESTANDAR SHAFFER SL-D, 73, 75
1000´s LBS
TONS.
1000´s LBS
TONS.
1000´s LBS
192.5 135.9
425 300
249.1 181.2
550 400
271.8 203.8
600 450
271.8 113.2
600 250
271.8 113.2
600 250
271.8 113.2
600 250
271.8
600
271.8
600
271.8
600
Datos: Revista Tecnology, 1990 Arietes modificados se consideran: De baja aleación con clasificación Cromo Molybdeno. Norma NACE MR-0175-2000
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1.5 Arietes Ajustables Los arietes variables o ajustables son similares a los descritos anteriormente. La característica que los distingue es cerrar sobre un rango de diámetros de tubería, así como de la flecha. Sello superior
Cuerpo del ariete
Empaque frontal
Ariete anular ajustable para preventor tipo “U”
Figura 8.- Arietes variables para tubería Tabla 3. Rango de cierre de arietes variables (ajustables) TAMAÑO (PG) 7 1/16 11 11 13 5/8 13 5/8 16 3/4 16 3/4 20 3/4
PRESIÓN DE TRABAJO (PSI) 3000, 5000, 10000 y 15000 3000, 5000 y 10000 15 000 3000, 5000 y 10000 15000 5000 y 10000 10000 3000
RANGO DE CIERRE DE ARIETES VARIABLES (PG) 3 1/2 - 2 3/8; 4 - 2 7/8 5 - 2 7/8; 5 1/2 - 3 1/2 5 - 2 7/8 7 - 4 ½; 5 – 2 7/8 7 – 5; 5 - 3 1/2 7 - 3 1/2 5 - 2 7/8 7 5/8 - 3 ½; 5 - 2 7/8
1.6. Arietes Ciegos Constan de un empaque frontal plano, construido a base de hule vulcanizado en una placa metálica y de un sello superior. Su función es cerrar totalmente el pozo cuando no se tiene tubería en su interior y que por la manifestación del brote no sea posible introducirla. Se instalan en bonetes normales y modificados para arietes de corte.
Figura 9.- Arietes ciegos 20
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Ventajas y desventajas de la posición que guarda el preventor ciego. Tomando como base el arreglo más común para la perforación de zonas de alta presión y pozos de desarrollo, los arietes ciegos están colocados arriba del carrete de control. Ventajas. Está demostrado estadísticamente que la mayor parte de los brotes ocurren con la tubería dentro del pozo, es entonces que el preventor inferior hace la función de válvula maestra por estar conectada directamente a la boca del pozo evitando las bridas, mismas que están consideradas como las partes más débiles de un conjunto de preventores. Se pueden cambiar los arietes ciegos por arietes para la tubería de perforación. La tubería de perforación puede suspenderse del preventor inferior y cerrar totalmente el pozo. Cuando el pozo está cerrado con el preventor inferior, permite efectuar reparaciones y corregir fugas del conjunto de preventores; además del cambio de unidades completas. Cuando el preventor ciego está cerrado, se puede operar a través del carrete de control. Si se considera conveniente, se puede introducir tubería de perforación a presión dentro del pozo, utilizando el preventor inferior y alguno de los superiores, previo cambio de los ciegos por arietes para tubería de perforación. Lo anterior tiene la gran desventaja de deteriorar los arietes inferiores, los cuales no es posible cambiar, por lo que debe procurarse operarlos sólo en caso necesario; ya que, como se indicó, deben considerarse como válvula maestra. Desventajas Cuando el preventor ciego esté cerrado, no se tendrá ningún control si ocurre alguna fuga en el preventor inferior en el carrete de control. Entonces; lo que se manejó como ventaja de que los arietes ciegos se pueden cambiar por arietes para tubería de perforación, funciona ahora como desventaja, ya que en el caso extremo de querer soltar la tubería no se dispondría de una válvula maestra que cerrará totalmente el pozo. Cuando se esté perforando la etapa de yacimiento, se deberán utilizar arietes de corte en sustitución de los ciegos. Si se utilizan sartas combinadas, los arietes para la tubería de diámetro mayor se instalarán en el preventor inferior, y los de diámetro menor en el superior. Ambos arietes pueden sustituirse por el tipo variable. Debe observarse que si ocurre un brote cuando se esté sacando del pozo la tubería de perforación de diámetro menor, sólo se dispondrá del preventor anular y uno de arietes. Entonces, no será posible intercambiar arietes de ese mismo diámetro de tubería de perforación en algún otro preventor; por lo que, será conveniente ubicar los arietes ciegos en la parte superior del preventor doble, aun cuando las desventajas señaladas anteriormente serían mayores por tener doble brida adicional.
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Una opción práctica, sin cambiar la posición establecida, recomienda bajar una parada de tubería del diámetro mayor para cerrar el preventor inferior y cambiar arietes al superior.
1.7 Arietes de Corte Los arietes de corte están constituidos por cuchillas de corte integrados al cuerpo del ariete, empaques laterales, sello superior y empaques frontales de las cuchillas. La función de estos arietes es cortar la tubería y actuar como arietes ciegos para cerrar el pozo cuando no se dispone de los arietes ciegos. Durante la operación normal de perforación, están instalados en bonetes modificados, aumentando el área del pistón y la carrera de operación. Empaque lateral
Ariete armado
Empaque lateral
Empaque de cuchillas de corte
Figura 10.- Arietes ciegos de corte A continuación se muestra un ejemplo para determinar los diámetros de tubería que se pueden cortar en función del diámetro del preventor, que es un dato de suma importancia cuando se utilizan arietes ciegos de corte.
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Corte de tubulares (Geometricamente). Determinación de Diámetros Permisibles.
Determinación de longitudes.
L
D
Si el BOP es de 13 5/8” 5M LPERM=13.625”
• Cuando el diámetro esté aplastado tendremos: • LPERM = PPERM /2 PPERM = 2 * LPERM = 2 * 13.625” = 27.25”
Si BOP es de 13 Si el BOP es de 13 5/8” 5M LBOP=13.625” Y la TR es de 9 5/8”
5/8”-5M
• Perímetro de un circulo es: P=π*D ó P=2πr • PTR =3.1416 * 9.625” = 30.23” • Cuando este aplastada la TR tendremos: • LTR = PTR /2 • LTR = 30.23”/2 = 15.115” Conclusión
• Perímetro de un circulo es: P = π * D • DPERM = PPERM /π • DPERM =27.25” / 3.1416 = 8.67” Conclusiones: • Un BOP de 13 5/8” con RAMS de corte. SOLO cortará diámetros < a 8.67”. •Un BOP de 11” con RAMS de corte. SOLO cortará diámetros < a 7”.
• Como LTR > LBOP No se cortará la TR = Problemas.
1.8 Empaquetadura de Preventores (Elastómeros) La empaquetadura o partes elásticas de los preventores deberán identificarse por el tipo de caucho, composición, proceso de fabricación empleado, grado de dureza, etcétera. Las características anteriores determinan el uso más apropiado para cada tipo. Las partes elastoméricas deben ser marcadas al moldearse para identificar el tipo de caucho, rango de dureza, número de parte y código empleado. El sistema de código de identificación está compuesto por tres partes: a). Dureza b). Código API c). Número de parte del fabricante Ejemplo:
Esta marca designa una parte o componente que tiene un rango en la escala de la dureza de 70 -75, fabricado de epiclorohidrina y con número del fabricante de 400. Los diversos fabricantes de los productos elastoméricos recomiendan el uso más apropiado para cada tipo de empaque.
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Tabla 4.- Guía para la selección de los códigos de los elementos sellantes TIPO DE ELASTOMERO
RANGO DE DUREZA
CODIGO API
APLICACIÓN TIPICA DE SERVICIO
Epiclorohidrina
70 - 75
CO
Caucho natural
67 - 75
NR
Fluidos de perforación base agua y bajas temperaturas. Fluido de perforación base agua, contaminación con H2S y temperaturas bajas y medias.
Neopreno
70 - 78
CR
Nitrilo
70 - 82
NBR
Fluidos de perforación base aceite y agua, contaminación con H2S y temperaturas normal y altas. Fluidos de perforación base aceite, contaminación con H2S y temperaturas: normal y altas.
Toda empaquetadura de caucho requiere ser inspeccionada antes de usarse; para ello, los fabricantes recomiendan realizar las pruebas siguientes: Doble, estire y comprima la pieza. Observe si en el área de esfuerzos existen grietas o fisuras, particularmente en las esquinas; de ser así, elimínelas y cámbiela por otra en condiciones adecuadas. Si la pieza es de tamaño muy grande, corte una tira en un área no crítica y efectúele la prueba. Ejemplo: corte una tira de caucho entre los segmentos de un elemento sellante del preventor anular, para realizar el ensayo mencionado. Cuando la empaquetadura de caucho se expone a la intemperie ocasiona que la superficie se observe polvorienta y en mal estado aparente, por lo que también deberá efectuarse la prueba anterior. También, las condiciones de almacenamiento determinan la duración de los elementos de caucho. Tabla 5. Guía para el almacenamiento de empaquetaduras de caucho en general CONDICIÓN Temperatura Esfuerzos
Buena Hasta 80 °F Compartimientos separados para cada pieza sin apilar.
Medio ambiente
Proteger de la luz y del contacto con el aire.
Contacto con líquidos
Secas
CALIDAD DE ALMACENAMIENTO Normal Deficiente Hasta 120 °F Más de 120 °F Piezas apiladas en grupos Piezas almacenadas pequeños, sin comprimirlas comprimidas, estiradas, en las cajas ni en estantes, dobladas o plegadas, anillos en piezas pequeñas puestas "O" colgados en clavijas. en cajas de poca altura. Bajo techo lejos de A rayo de sol o con luz fuerte, ventanas y equipo eléctrico cerca de motores eléctricos, que produzca chispas. máquinas de soldadura con arco, etcétera. Secas Posibilidad de que se mojen con aceite, solventes, agua, ácidos, etcétera.
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Tabla 6. Tiempo de conservación de empaquetadura de caucho en general, dependiendo de la calidad de almacenamiento TIPO DE CAUCHO
CALIDAD DE ALMACENAMIENTO
Epiclorohidrina
Buena 6 - 8 años
Normal 4 - 6 años
Neopreno
3 - 5 años
2 - 4 años
Nitrilo
2 - 4 años
1 - 3 años
Natural
2 - 4 años
1 - 3 años
Deficiente Distorsión permanente si los artículos se almacenan bajo esfuerzo. Distorsión permanente si los artículos se almacenan bajo esfuerzo. En menos de una semana se puede agrietar a causa de la luz, esfuerzos o del ozono. Los aceites y disolventes afectan muy adversamente. En menos de una semana se puede agrietar a causa de la luz, esfuerzos o del ozono. Los aceites y disolventes afectan muy adversamente.
Figura 11.- Algunos tipos de empaquetaduras
1.9 Pruebas con Presión El sistema de control superficial deberá probarse en función de las actividades siguientes: Al instalar o antes de perforar la zapata de cada tubería de revestimiento. Antes de perforar una zona de alta presión o de yacimiento. Después de efectuarse cualquier reparación o cambio de sello en el conjunto de preventores o en alguno de sus componentes, en el que deberá probarse por lo menos la parte reparada. Se deben llevar a cabo las pruebas de operación del conjunto de preventores y el equipo auxiliar como mínimo cada 15 días, pero en los pozos exploratorios y cuando estén en la etapa de perforación de la zona productora, se efectuarán como mínimo cada 7 días, en
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caso de no ocurrir ninguno de los eventos anteriores. Esto se deberá realizar con estricto apego a la norma en los casos siguientes: Si el pozo es considerado exploratorio o delimitador. Cuando se trate de pozos de desarrollo, localizados en áreas o campos específicos con presiones anormales o yacimientos de alta productividad. Los arietes ciegos o de corte deberán probarse a presión, por lo menos al instalar el conjunto de preventores y antes de perforar la zapata de cada TR. Se debe tener la precaución de abrir la válvula en la línea de estrangulación a la línea de desfogue, antes de abrir los arietes para liberar cualquier presión existente. Los bonetes deben probarse en cada instalación de arietes en los preventores. El sistema para accionar el conjunto de preventores se verificará cada vez que se prueben éstos. Debe circularse agua limpia en el sistema de control superficial, para lavar y eliminar sólidos que pudieran obturar posibles fugas. Prácticas recomendadas, equipos terrestres. Tabla 7. Prueba inicial. COMPONENTES A PROBARSE
1. Cabeza rotatoria 2. Elemento del desviador 3. Preventor anular Cámara de operación 4. Preventor de arietes Para TP Ajustable Ciego, ciego/corte Cámara de operación 5. Línea de flujo del desviador 6. Línea de estrangular válvulas 7. Línea de matar y válvulas 8. Múltiple de estrangular Antes de la primera válvula de alta presión Después de la última válvula de alta presión 9. Sistema de control de bops Múltiple y líneas a bops Presión acumuladores Tiempo de cierre Capacidad de la bomba Tablero de control 10. Válvula de seguridad, flecha, válvulas de la flecha y válvulas de seguridad en el piso 11. Equipo auxiliar Separador gas lodo Tanques de viaje
PRUEBA DE PRESIÓN RECOMENDADA A BAJA PRESIÓN LB/PG2 200 - 300 Mínima 200 - 300 200 - 300 N/A 200 - 300 200 - 300 200 - 300 N/A Prueba de flujo 200 - 300 200 - 300
PRUEBA DE PRESIÓN RECOMENDADA A ALTA PRESION LB/PG2 Opcional Opcional Mínimo al 70% de la presión de trabajo Mínimo 1500 Presión de trabajo de bops arietes Presión de trabajo de bops arietes Presión de trabajo de bops arietes Máx. presión de op. Recomend. Por fab. N/A Presión de trabajo de bops arietes Presión de trabajo de bops arietes
200 - 300
Presión de trabajo de bops arietes
200 - 300
Opcional
N/A Verificar precarga Prueba de fluido Prueba de fluido Prueba de fluido 200 -300
Prueba de flujo Prueba de flujo
Mínimo 3000 N/A N/A N/A N/A Presión de trabajo de bops arietes
N/A N/A
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Tabla 8. Pruebas subsecuentes (no exceder 21 días). COMPONENTES A PROBARSE
1. Cabeza rotatoria 2. Elemento del desviador 3. Preventor anular Cámara de operación 4. Preventor de arietes Para TP Ajustable Ciego, ciego/corte TR (antes de correrse) Cámara de operación 5. Línea de flujo del desviador 6. Línea de estrangular válvulas 7. Línea de matar y válvulas 8. Múltiple de estrangular Antes de la primera válvula de alta presión Después de la última válvula de alta presión 9. Sistema de control de bops Múltiple y líneas a bops Presión acumuladores Tiempo de cierre Capacidad de la bomba Tablero de control 10. Válvula de seguridad, flecha, válvulas de la flecha y válvulas de seguridad en el piso 11. Equipo auxiliar Separador gas lodo Tanques de viaje
PRUEBA DE PRESIÓN RECOMENDADA A BAJA PRESIÓN LB/PG2 200 - 300 Mínima 200 - 300 200 - 300 N/A 200 - 300 200 - 300 200 - 300 Opcional N/A Prueba de flujo 200 - 300 200 - 300
200 - 300 Opcional
N/A Verificar precarga Prueba de fluido Prueba de fluido Prueba de fluido 200 -300
Prueba de flujo opcional Prueba de flujo
PRUEBA DE PRESIÓN RECOMENDADA A BAJA ALTA LB/PG2 Opcional Opcional Mínimo al 70% de la presión de trabajo N/A Mayor que la Presión esperada en superficie Idem Idem Opcional N/A N/A Mayor que la máxima presión esperada de cierre en superficie Mayor que la máxima presión esperada de cierre en superficie Mayor que la máxima presión esperada de cierre en superficie Opcional
Opcional N/A N/A N/A N/A Mayor que la máxima presión esperada de cierre en superficie
N/A N/A
La prueba a baja presión deberá ser estable al menos durante 5 minutos La prueba a alta presión deberá ser estable al menos 5 minutos. Las pruebas tipo flujo deben ser de suficiente duración para observar fugas insignificantes. Todos los conectores, conexiones y tuberías en las operaciones de prueba a presión deben tener un rango de presión mayor que la máxima presión anticipada de presión de prueba. Verificar el tipo, rango de presión, y conexiones de cada pieza de equipo a ser probado como se especifica en el equipo o documento del equipo a probar. Cuando el conjunto de preventores es probado sobre el cabezal se debe monitorear la presión sobre la TR.
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El múltiple y todas las válvulas se deben probar en el sentido de flujo a la misma presión que los preventores de arietes. Después de 3 a 5 años de servicio, el conjunto de preventores, múltiple de estrangular y componentes del diverter deben ser desarmados e inspeccionados de acuerdo con los lineamientos del fabricante. Los componentes deben ser cambiados, y las superficies pulidas inspeccionadas por el desgaste o corrosión. Las dimensiones críticas deben ser verificadas contra los límites de desgaste permitidos por el fabricante. Los componentes deben ser inspeccionados sobre una cedula de evidencia. La inspección y mantenimiento bajo cedula para inspección periódica no destructiva al separador gas lodo servirá para verificar su integridad a la presión. Esta inspección puede ejecutarse por métodos hidropáticos, ultrasónicos y otros. Cuando se tengan pozos depresionados, es conveniente determinar la presión promedio entre las dos presiones anteriores para ser aplicada como presión de prueba, con objeto de proteger la empaquetadura de los preventores y detectar posibles fugas originadas por corrosión, abrasividad, etc. Las pruebas se efectuarán siempre en la dirección del flujo del pozo. Los resultados de las pruebas con presión, de las inspecciones físicas y de la operación del sistema de control superficial se registrarán en la bitácora del perforador. Si alguno de los componentes primordiales del sistema o de sus controles no funcionan, deben suspenderse las operaciones de perforación para reparar la falla. Es conveniente que todo el personal que labore en el equipo tenga los conocimientos sobre funcionalidad y operación del sistema de control superficial, de acuerdo a la categoría que desempeña. Al personal de nuevo ingreso se le orientará sobre los mismos conocimientos antes de iniciar sus labores. Se deben llevar a cabo las pruebas de operación del conjunto de preventores y el equipo auxiliar. Estas pruebas consisten en lo siguiente: Instalar la válvula de seguridad en la tubería de perforación y el preventor interior. Verificar que la consola opere correctamente y estén calibrados el contador de emboladas y los manómetros de presión. Verificar apertura y cierre de cada preventor del control maestro y de cada uno de los controles remotos. Abrir la válvula hidráulica de la línea de estrangulación. Operar los estranguladores ajustables manuales e hidráulicos, cerrando y abriéndolos. Cerrar y abrir el preventor de arietes para la tubería en uso. Por la línea que conecta el tubo vertical (stand pipe) con la línea de matar, y teniendo el preventor inferior cerrado para evitar el represionamiento del pozo, bombear agua por cada uno de los estranguladores ajustables y hasta el quemador, con objeto de verificar que no estén bloqueadas las líneas.
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Operar el resto de los preventores para la tubería de perforación en el diámetro adecuado. Si se usa tubería combinada, al sacar la tubería de perforación operar los arietes correspondientes. El preventor ciego se operará al sacar la barrena del pozo, al término de esta prueba se dejarán todas las válvulas en su posición original. Probadores Estas herramientas hacen posible la prueba de los preventores desde su parte inferior, reteniendo la presión hacia abajo del pozo, permitiendo manejar la presión de prueba en el sentido de trabajo de los preventores. Se fabrican en dos tipos: Probador tipo colgador El cuerpo de este tipo de probador es de acero con sus dimensiones externas que corresponden a la configuración del tipo de receptáculo del cabezal. Un elemento de sello entre la superficie del cabezal y el probador proporciona la retención de la presión. Se seleccionan de acuerdo al tipo y medida del cabezal. Por diseño, tiene un bisel para sujetar al probador con los tornillos externos del cabezal. La conexión superior del probador permite su introducción y recuperación. La conexión inferior se puede enlazar al aparejo que se tenga dentro del pozo.
Figura 12.- Probador tipo colgador Probador tipo copa Consiste de un mandril al cual se maquinan sus conexiones de enlace en la parte superior e inferior. El elemento copa permite retener la presión de prueba al conjunto de preventores y manejarla hacia arriba. Se selecciona su capacidad de acuerdo al diámetro y peso de la tubería de revestimiento donde se va a asentar.
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Probador de copa Cameron Tipo “F”
Figura 13.- Probador tipo copa
1.10 Arreglos Un conjunto de preventores debe tener un arreglo que permita: a) Cerrar la parte superior del pozo alrededor del elemento tubular (tubería de perforación, tubería pesada o de los lastrabarrenas) y en su caso, bajo condiciones de presión meter la tubería hasta el fondo del pozo. b) Descargar en forma controlada el fluido invasor (gas, aceite, agua salada, o una combinación de ellos y el lodo contaminado). c) Bombear fluidos al interior del pozo y circular el brote a la superficie. d) Colgar la tubería de perforación y si es necesario, cortarla. e) Conectarse al pozo nuevamente, después de un periodo de abandono temporal. f) Una redundancia en equipo para que en caso de que algún componente falle, pueda inmediatamente operarse otro. En este sentido, el personal del equipo juega un papel muy importante; ya que, si ellos se mantienen alerta y están adiestrados en el funcionamiento y operación de los componentes superficiales, así como de los indicadores de la presencia de un brote, no dudarán en tomar las acciones adecuadas para aplicar los procedimientos y mantener el pozo bajo control. El arreglo de preventores de superficie lo forman varios componentes. Entre ellos estan los preventores anulares (esféricos), los preventores de arietes (rams) en sus diversas formas, los carretes de control, y demás componentes. Como norma, todos los preventores de arietes (rams) deben tener extensión y maneral para asegurar mecánicamente su cierre efectivo. Es adecuado disponer de candados operados hidráulicamente, como en el caso de los preventores submarinos, y operar ambos tipos de candados cada vez que se realicen las pruebas de operación del conjunto de preventores. En la siguiente tabla, se muestran los arreglos de preventores de acuerdo al API.
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Tabla 9. Arreglos de preventores, de acuerdo al API. TIPO API 2M 3M 5M 10M 15M
CLASIFICACION DE PREVENTORES (API) NORMA API PRESION DE CONDICIONES DE 2 TRABAJO lb/pg SERVICIOS 2000 Trabajo ligero 6B 3000 Baja presión 5000 Media presión 10000 Alta presión 6 BX 15000 Extrema presión
La clasificación del API para los arreglos típicos de los preventores de reventones, esta basada en las presiones de trabajo, mostrándose en las figuras que se muestran mas adelante, para las clases API 2M, 3M, 5M, 10M y 15M. Algunos arreglos diferentes a los mostrados, podrán ser adecuados en el cumplimiento de los requerimientos de las condiciones del pozo, y en aras de promover la seguridad y la eficiencia. Para la fácil identificación de los componentes, se utiliza un código que se describe a continuación. Código para los componentes. A = Preventor de reventones, tipo anular (esférico). G = Cabeza rotatoria. R = Preventor de reventones de arietes sencillo, con un juego de arietes para tubería, ciegos, variables o de corte-ciego, según la preferencia del operador. Rd = Preventor de reventones de arietes dobles, colocados según la preferencia del operador. Rt = Preventor de reventones de ariete triple, con tres juegos de arietes, colocados según la preferencia del operador. S = Carrete de perforación o de control, con conexiones de salida lateral para las líneas de estrangulación de matar. M = Presión de trabajo, 1000 lb/pg2. (Actualmente se usa la letra “K” con el mismo significado). Los componentes se enlistan desde abajo hacia arriba, a partir del fondo del arreglo de preventores, ejemplos: 1.- Arreglo-5M-13 5/8"-SRRA Que significa: Presión de trabajo del arreglo de preventores -5000 lb/pg2. Diámetro de paso - 13 5/8". Arreglo: Carrete de control, dos preventores de arietes sencillos y un preventor esférico. 2.- Arreglo-10 K – 13 5/8” – RSRA Que significa : Presión de trabajo del arreglo de preventores -10000 lb/pg2. Diámetro de paso - 13 5/8”. 31
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Arreglo: Un preventor de arietes, un carrete de trabajo, un preventor de arietes y un preventor esférico. A continuación se muestran arreglos típicos de preventores de reventones.
Figura 14.- Arreglos para una presión de trabajo 2M
Figura 15.- Arreglos para una presión de trabajo 3M y 5M
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Figura 16.- Arreglos para una presión de trabajo 10M y 15M. Nota: Probar las CSC de acuerdo con el procedimiento operativo 223-21100-PO-411-093 “PROCEDIMIENTO PARA EFECTUAR PRUEBA DE HERMITICIDAD A CABEZAL, CONJUNTO DE PREVENTORES Y ENSAMBLE DE ESTRANGULACIÓN”. Se deberá proporcionar el diagrama y certificado de pruebas actualizado.
Como parte importante, se debe disponer de un paquete de refacciones en el equipo, sobre todo las partes que sufren mayor desgaste y son de vital importancia. Deben estandarizarse los componentes, con el fin de reducir el paquete de refacciones, el cual consistirá de lo siguiente: Una válvula completa. Conexiones diversas como tees (“T”), crucetas, anillos, birlos, etc. Un estrangulador ajustable completo, incluyendo refacciones para las partes sometidas a mayor daño. Manómetros, mangueras, tubería flexible, etc. Un juego completo de arietes por cada diámetro de tubería en uso. Un juego de elementos de hule para cada diámetro de tubería en uso. Un juego completo de empaques para bonetes de cada preventor de arietes en uso. Anillos diversos para cada medida de brida instalada. Todo este refaccionamiento se protegerá contra la corrosión cubriendo las partes metálicas con grasa y guardando las empaquetaduras de hule en recipientes sellados.
1.11 Mantenimiento No se recomienda soldar en los preventores o en el equipo relacionado. La vida útil del empaque sello de los preventores anulares se puede mejorar de las siguientes maneras: 1. Cerrando el preventor contra tubería y no en agujero abierto (sin tubería). 2. Usando la presión de cierre recomendada por el fabricante.
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3. Usando el tipo de elastómero adecuado para el fluido de control en uso y para los fluidos de la formación anticipados. 4. El uso adecuado de un regulador o acumulador al sacar o meter a presión las juntas de la tubería. El movimiento rápido de una junta a través del empaque cerrado puede dañarlo severamente y causar su falla prematura. En este caso, aplican las prácticas recomendadas por el API para sistemas de equipo para la prevención de reventones API RP-53-A. Modificaciones al preventor para los ambientes con ácido sulfhídrico En las operaciones de perforación donde se espere encontrar zonas con gas sulfhídrico, con rangos en que la presión parcial exceda 0.05 lb/pg2 en la fase gaseosa, bajo la máxima presión prevista, deben realizarse modificaciones en los preventores. Las prácticas recomendadas para la seguridad en las operaciones de perforación en este tipo de ambiente, se podrán encontrar en Especificaciones API RP-49, "Procedimientos recomendados para la perforación segura en pozos que contienen ácido sulfhídrico". Se requieren modificaciones en los equipos, ya que muchos materiales metálicos en ambientes con sulfhídrico (servicio amargo), están sujetos a hacerse quebradizos, fenómeno que se conoce con el nombre de: “Agrietamiento por el Esfuerzo Sulfúrico (AES). Dicha falla espontánea depende de las propiedades metalúrgicas del material, el esfuerzo o carga total (ya sea interno o aplicado), y el ambiente corrosivo. En la norma NACE MR-0175 aparece una relación de materiales metálicos resistentes al agrietamiento por esfuerzo del sulfhídrico en el campo petrolero. El fabricante debe proporcionar una relación de las partes específicas que deben de cambiarse en los preventores anulares y de arietes, para el servicio en un ambiente con sulfhídrico. Como guía, todos los materiales metálicos que pudieran ser expuestos al sulfhídrico bajo las condiciones de operación, deben tener una alta resistencia al agrietamiento por el mismo. La máxima dureza aceptable de los cuerpos de todos los preventores y válvulas deberá cumplir la norma NACE mencionada anteriormente. Los elastómeros también están sujetos al ataque por sulfhídrico. Los elastómeros de nitrilo que cumplan otros requerimientos de trabajo son aptos para servicio amargo hasta una temperatura entre 65.5 y 93.3 °C (150-200 °F), pero se disminuye rápidamente su vida útil. Si se esperan temperaturas mayores a 93.3 °C, en la línea de flujo, se debe consultar al fabricante del equipo. Los elastómeros deben ser cambiados lo más pronto posible después de su exposición al sulfhídrico bajo presión. Inspección física del conjunto de preventores Antes de proceder a la instalación de un conjunto de preventores o después de cada etapa de perforación, deberá verificarse en el pozo lo siguiente: Inspeccione visualmente el cuerpo de cada preventor, principalmente las cavidades donde se alojan los arietes, el estado que guardan las pistas y los conductos de las salidas laterales, con objeto de verificar que no estén dañados o desgastados.
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Inspeccione el tipo y las condiciones que guardan cada uno de los anillos a instalar. En tablas se detallan las especificaciones de estos anillos. Revise que todos los birlos o espárragos y tuercas sean de la medida y tipo apropiado, que no estén dañados u oxidados, que cumplan con las especificaciones API para el rango de la presión de trabajo, temperatura y resistencia al ácido sulfhídrico (H2S) si se requiere. Inspeccione el buen estado del elemento sellante frontal de cada ariete, así como el del preventor anular. Verifique la posición en la instalación de cada preventor, así como la correcta conexión de las líneas de apertura y cierre. Las operaciones no deben iniciarse hasta que el sistema de control superficial esté debidamente instalado y probado, en lo que respecta a su operación y presión de trabajo.
2. Carrete de Control El carrete de control se instala para conectar las líneas primarias de matar y estrangular en un conjunto de preventores. El API RP-53 recomienda que estas líneas se conecten a un preventor con salidas laterales, eliminando con esto el carrete de control, con la gran ventaja de disminuir la altura del conjunto de preventores, así como el número de bridas que es el punto más débil del conjunto. Sin embargo, en la mayoría de los casos se prefiere usar un carrete, ya que, como están sujetos a la erosión, resulta más económico eliminar un carrete que un preventor; también, se dispone de mayor espacio entre preventores, lo que facilita la introducción de la tubería a presión (strippping), colgado de la sarta y operaciones de corte de tubería.
2.1 Especificaciones Las salidas laterales deben tener un diámetro interior nominal no menor de 2”. Deben usar bridas, birlos o abrazaderas para la clase API 2M, 3M y 5M. El diámetro interior debe ser por lo menos igual al del último cabezal instalado en el pozo. Las clases API 10M y 15M deben tener por lo menos dos salidas laterales, de un diámetro interior mínimo de 2” para la línea de matar y de 3” para la línea de estrangular. El rango de presión de trabajo debe ser acorde al conjunto de preventores Recomendaciones Considerando las ventajas que se tiene, es conveniente tener instalado cuando menos un preventor de arietes en la parte superior del carrete de control, que pueda cerrar en la tubería.
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Figura 17.- Carrete de control
3. Cabezales de Tuberías de Revestimiento El cabezal de tubería de revestimiento forma parte de la instalación permanente del pozo y se usa para anclar y sellar alrededor de la siguiente sarta de tubería de revestimiento. El cabezal de pozo transfiere las cargas de la tubería de revestimiento y de la terminación a la tierra a través de la tubería de revestimiento superficial y provee un sistema de sello y válvulas para controlar el acceso a la tubería de producción y el espacio anular. Está hecho de uno o más carretes de tuberías de revestimiento, carretes de cabezal de tubería (head spool), el colgador y el árbol de producción.
Figura 18.- Carretes de cabezal de tubería Las especificaciones del cabezal son expuestas en el API-6A. Desde el diseño de las tuberías de revestimiento, se deben especificar los requerimientos del cabezal de pozo. Ya que en la terminación impactará en varias formas: Las cargas serán transferidas de la tubería de producción al cabezal de pozo a través del colgador de la tubería. Puede haber requerimientos de inyección a través del espacio anular por el cabezal (gas, inhibidores o inyección de agua, etc.). La metalurgia y tamaño del puerto necesitarán ser considerados por las caídas de presión, erosión y aspectos de corrosión; así como, los límites de presión y temperatura. Ciertas partes del cabezal del pozo serán expuestas a fluidos en el espacio anular (el colgador de la tubería de revestimiento de producción). Lo que puede impactar en su composición metalúrgica. Puede requerirse el monitoreo de las presiones en el espacio anular. Esto es relativamente fácil en un pozo con cabezal en superficie. Pero, para un cabezal de lecho marino, pueden requerirse sensores especiales. 36
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3.1 Tipos Por diseño puede ser roscable, soldable o bridado, además se utiliza como base para instalar el conjunto de preventores.
Figura 19. Cabezal de TR soldable (rebajado) y roscado Las salidas laterales del cabezal, pueden utilizarse para instalar las líneas secundarias (auxiliares) de control y su uso deberá limitarse para casos de emergencia estrictamente. Cuando las líneas no estén instaladas, es recomendable disponer de una válvula y un manómetro en dichas salidas. El API-6A establece las siguientes especificaciones para el cabezal de tubería de revestimiento. La presión de trabajo deberá ser igual o mayor que la presión superficial máxima que se espere manejar. Resistencia mecánica y capacidad de presión acordes a las bridas API y a la tubería en que se conecte. Resistencia a la flexión (pandeo) será igual o mayor que la TR en que se conecta. Resistencia a la compresión para soportar las siguientes TR´s Selección La etapa de terminación es para convertir un pozo perforado en un seguro y eficiente sistema de producción o inyección; y es en el diseño de la perforación donde se deben seleccionar los cabezales y el árbol de producción. Tabla 10. Consideraciones para la selección del cabezal de producción y medio árbol. DATOS Presión Máxima en Superficie (psi): Temperatura Máxima en Superficie (°C / °F): Contenido CO2 (%Mol): Contenido H2S (%Mol): Producción aceite (m3/d): R.G.A. (m3/m3): Producción gas (mmpcd):
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DETERMINACIÓN DE ESPECIFICACIONES Presión Parcial CO2: %Mol * Presión sistema / 100 Presión Parcial H2S: %Mol * Presión sistema / 100 Alta concentración de H2S (Si / No) Pozo de gas (Si / No) Nivel de Especificación (PSL): (Del diagrama, Figura 20 ) Clasificación: (Tabla 10) Requerimientos del Material (Tabla 12)
Además: Previo al inicio del diseño del pozo se debe contar entre otros con la siguiente información, que es fundamental para la selección de los cabezales y árbol de producción: Parámetros del yacimiento: Porosidad, permeabilidad, homogeneidad, espesor, ángulo, presión del agua/gas/aceite Características de rocas: Dureza de roca, potencial de daño a la formación. Restricciones de producción: Manipulación de fluidos, presiones de inyección. Características de fluido: Densidad, composición, toxicidad, punto de fluidez, tendencia a formación de escoria, ceras, asfáltenos, contaminantes. Información de las instalaciones: Presiones de bomba, tamaño de líneas, muestreo/pruebas/monitoreo, restricciones de seguridad. Datos de perforación: Perfil de pozo, programa de tuberías (y restricciones), válvula de seguridad y restricciones de profundidad. Aspecto económico del campo: Importancia de los fluidos, tiempo de vida del campo. La localización de puntos de inyección de químicos y la velocidad de flujo prevista deberán tomarse en cuenta, particularmente donde la inyección de químicos es requerida en la tubería de producción.
3.2 Selección de Cabezales y Medio Arbol. Especificación API-6A/ISO 10423. Nivel de especificación del producto PSL (Product Specification Levels). La selección del PSL se debe basar en un análisis cuantitativo del riesgo, que es una aproximación formal y sistemática para identificar eventos potencialmente peligrosos, estimar la probabilidad de los accidentes que se pueden desarrollar, así como las consecuencias en las personas, equipo y el medio ambiente. PSL 1 incluye las prácticas actuales y es recomendado para un amplio rango de condiciones de servicio en la industria. PSL 2 incluye todos los requisitos de las prácticas adicionales al PSL 1 que se ejecutan actualmente en un amplio rango de la industria, en una gama específica de condiciones de servicio.
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PSL 3 incluye todos los requisitos de las prácticas adicionales al PSL 2 que se ejecutan actualmente en un amplio rango de la industria, en una gama específica de condiciones de servicio. PSL 3G incluye todos los requisitos de las prácticas adicionales al PSL 3 que se ejecutan actualmente por un amplio rango de la industria, en una gama específica de condiciones de servicio. La designación del PSL 3G se utiliza únicamente cuando es necesario realizar pruebas para definir intervalos de gas adicionales a los que ya fueron probados. PSL 4 incluye todos los requisitos de PSL 3G más ciertos requisitos adicionales y se prevee para usos que exceden las condiciones del servicio identificadas dentro del alcance del estándar internacional, y normalmente se utiliza para el equipo primario. En la siguiente figura, se muestra el nivel de especificación recomendado para el equipo primario. El equipo primario en un conjunto de cabezales incluye como mínimo: Cabezal de la tubería de producción; Colgador de la tubería de producción; Adaptador de la tubería de producción y la Válvula maestra. El resto de las piezas del cabezal se clasifican como secundarias. El nivel de la especificación para el equipo secundario puede ser igual o menor que el nivel para el equipo primario. INICIO
PRESION MAXIMA SI DE TRABAJO IGUAL O MAYOR A 15000 PSI NO
ALTA SI CONCENTRACION DE H2S
PSL 3G
NO POZO DE GAS?
SI
PSL 3G
NO SI NACE MR 0175? NO
PSL 3
ALTA SI CONCENTRACION DE H2S
PRESION MAYOR DE 5000 PSI
SI
NO
NO
POZO DE GAS? NO
SI
PSL 3G PSL 3 PSL 2
POZO DE GAS?
SI
NO
PRESION MAYOR SI DE 5000 PSI NO
POZO DE GAS? NO
SI
PRESION MAYOR SI DE 5000 PSI
PSL 3
NO
PSL 2
PRESION MAYOR SI DE 5000 PSI
PSL 2
NO
PSL 1 PSL 3 PSL 2 PSL 1
Figura 20. PSL mínimo recomendado para partes principales de cabezales y árbol de válvulas. 39
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Edición. Aplica si la presión parcial del ácido sulfhídrico (H2S) en el líquido producido iguala o excede la cantidad mínima especificada por NACE MR-0175 para servicio amargo. Alta concentración del H2S. Use "sí" si la concentración del H2S del fluido producido es tal que en caso de un escape al aire pueda convertirse en una concentración de 70 x 10-6 [70 partes por millón (ppm)] (el olfato humano no puede detectar concentraciones más altas que 70 x 10-6). Alternadamente utilice "sí" cuando el valor del radio de exposición (ROE) al H2S a 100 ppm sea mayor a 15 m (50 pies) del pozo. El ROE es definido en el articulo 36 de la “Texas Railroad Commission Rule”. Se pueden aplicar otros métodos para calcular el ROE, dependiendo de las regulaciones locales. Si un pozo está localizado en un área donde no hay suficientes datos para calcular el ROE, pero se espera la presencia de H2S, se puede considerar un radio de exposición a 100 ppm de H2S igual a 1000 m (3000 pies). Se debe considerar el impacto potencial de una emisión incontrolada de H2S que amenace la vida y el ambiente cerca del pozo. La siguiente lista se puede utilizar para determinar el riesgo potencial: 1.- Si el radio de exposición (ROE) a 100 ppm de H2S es mayor de 15 m (50 pies) a partir del cabezal del pozo, e incluye cualquier parte de un área pública exceptuando un camino público. El área pública significa una vivienda, negocio, iglesia, escuela, hospital, parada de autobús, parque, ciudad, aldea, u otra área similar que puede estar poblada. El camino público significa cualquier calle o camino de acceso o uso público. 2.- Si el radio de exposición a 500 ppm de H2S es mayor de 15 m (50 pies) a partir del cabezal del pozo e incluye cualquier parte de un área pública incluyendo un camino público. 3.- Cuando el pozo está ubicado en cualquier área ambientalmente sensible tal como parques, reservas de la vida salvaje, límites de la ciudad, etc. (aplica a equipos terrestres). 4.- Si el pozo está ubicado a 46 m (150 pies) de una flama abierta. 5.- Si el pozo se localiza a 15 m (50 pies) de un camino público. 6.- Si el pozo está localizado dentro o cerca de aguas navegables tierra adentro. 7.- Si el pozo está ubicado cerca de abastecimientos de aguas domésticas superficiales. 8.- Si el pozo está ubicado a 107 m (350 pies) de cualquier área habitada. Estas son consideraciones mínimas recomendadas. Radio de exposición (ROE) al H2S El método de determinación del ROE se utiliza en los Estados Unidos. Pero, pueden aplicarse otros métodos para calcularlo, dependiendo de las regulaciones locales. Para determinar la localización del ROE: Radio de exposición (ROE) @ 100 ppm = [(1.589) (Fracción Mol de H2S) (q)] 0.6258 Radio de exposición (ROE) @ 500 ppm = [(0.4546) (Fracción Mol de H2S) (q)] 0.6258 Donde: q: es volumen máximo determinado como disponible para descarga, pies cúbicos/día. 40
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Fracción Mol de H2S: Fracción molar de ácido sulfhídrico en la mezcla gaseosa disponible para descarga. ROE: pies. El volumen determinado como disponible para descarga (q) en el radio de exposición se especifica a continuación: a) Para pozos nuevos en campos de desarrollo, el volumen de descarga se determina usando el volumen aportado por los pozos a las condiciones actuales, o al volumen de descarga promedio del campo, tomando el que resulte mayor. b) El volumen de descarga que se usa en la determinación del radio de exposición, será corregido a condiciones estándar 14.65 psia y 60 °F (16 °C). Tabla 11. Clasificación de materiales de cabezales y árbol de válvulas de acuerdo a sus condiciones de trabajo. Temperatura Clasificación K L N P R S T U V
Rango de operación °C mínimo °C máximo Mínimo °F Máximo °F -60 82 - 75 180 -46 82 -50 180 -46 60 - 50 140 -29 82 - 20 180 Temperatura ambiente Temperatura ambiente -18 60 0 140 -18 82 0 180 -18 121 0 250 2 121 35 250
Tabla 12. Requerimientos generales de materiales (API-6A, 19a Edición) Clase de Material AA – Servicio general BB – Servicio general CC – Servicio general DD – Servicio amargoa EE – Servicio amargoa FF – Servicio amargoa HH – Servicio amargoa
Materiales mínimos requeridos Cuerpo, Bonete y Bridas Partes que controlan presión, vástagos y colgador de TP Acero al carbono o de baja aleación Acero al carbono o de baja aleación Acero al carbono o de baja aleación Acero inoxidable Acero inoxidable Acero inoxidable Acero al carbono o de baja aleación b Acero al carbono o de baja aleación b Acero al carbono o de baja aleación b Acero inoxidable b b Acero inoxidable Acero inoxidable b CRAsbcd CRAsbcd
a
Según lo definido por NACE MR 0175/ISO 15156. En conformidad con NACE MR 0175/ISO 15156. En conformidad con NACE MR 0175/ISO 15156. c CRA (aleación resistente a la corrosión) requerido cuando las superficies son mojadas solamente por líquido; pequeño revestimiento de CRA o se permite el acero inoxidable. d CRA según lo definido en la cláusula 3 de estándar internacional; La definición del NACE MR 0175/ISO 15156 de CRA no se aplica.
b
41
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3.3 Colgadores Carrete de TR Por dentro de la brida inferior tiene una preparación para recibir la boca de la TR intermedia y sus sellos secundarios. En el interior de la brida superior (tazón recto o cónico) acepta las cuñas que sostendrán la siguiente TR. Las salidas laterales son de brida con ranura para anillos API y orificios para birlo con tuerca. También tiene preparación para tapón ciego y válvula de contrapresión para sustituir una válvula de compuerta dañada. Cada cabezal y carrete de TR tiene instalado en sus salidas laterales una o dos válvulas de compuerta para el control de los espacios anulares de la tubería de revestimiento.
Figura 21.- Carrete de TR Con el objeto de mantener un mejor sello del espacio de la tubería de revestimiento después del sello primario del colgador de la TR, se utiliza un brida empacadora tipo “OO”. Esta brida cuenta con doble sello y orificio de ½” NPT de prueba, su diseño permite deslizarse sobre la tubería de revestimiento. 2
5 3
6 4
1
Figura 22.- Brida empacadora FIP tipo “OO” Donde: 1. Ranura para anillo API. 2. Ranura para anillo restringido. 3. Empaque “OO” (dos). 4. Anillos triangulares (dos). 5. Anillo trapezoidal. 6. Orificio para prueba. A continuación, y como ejemplo se muestra un carrete de TR “FC - 22” 20 3/4” M brida inferior por 13 5/8” M brida superior. Su preparación es con doble sello tipo “OO”; acepta colgadores de TR tipos “FC – 21” y “FC - 22” intercambiables para trabajos pesados.
42
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Puede recibir también un colgador tipo “FC – 22 W” de 13 5/8” x 9 5/8” que sostiene la TR de 9 5/8”. Y como respaldo del sello secundario se utiliza una brida empacadora tamaño 20 ¾” 3M x 13 3/8” de doble sello tipo “OO”. En el interior de las salidas laterales tiene roscas donde se colocan tapones o válvulas de control.
Figura 23.- Carrete de TR FIP tipo “FC–22”. Tabla 13. Especificaciones del Carrete de TR tipo “FC-22-OO” Presión de Trabajo
Brida Inferior pg
lb/pg2
13.625
Presión de Trabajo
kg/cm2
Brida Superior pg
lb/pg2
kg/cm2
A
B
C
D
5000
352
11
5000
352
24 1/8
13 5/8
9
10 7/8
13.625
5000
352
11
10000
703
29 3/4
14 5/8
9
10 7/8
20.750
3000
211
13 5/8
5000
352
28 5/8
15 3/8
12 1/2
13 1/2
Dimensiones (pg)
Figura 24. Sistema de cabezales Carrete de TP Sirve de enlace entre un cabezal o carrete de TR y el medio árbol de producción (ó de válvulas) o para instalar el arreglo de preventores por su brida superior. Dentro de la brida inferior recibe el conjunto de sellos secundarios que circunda la última tubería de revestimiento que llegue hasta la superficie. Alrededor de la brida superior tiene los
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prisioneros (yugos) que sujetan al colgador de TP. Además cuenta con salidas laterales con ranura para anillos API y birlos con tuercas.
Figura 25.- Carrete de TP y Colgador La función del colgador en la tubería de producción es la de transferir el peso de la tubería al cabezal de pozo y contener el fluido del espacio anular entre la tubería de revestimiento y la tubería de producción. Hay cinco tipos de colgador de uso común: 1. Colgadores de compresión (Metal a Metal o de tipo elastomérico) de Mandril (tipo dona). 2. Colgadores de Tensión del tipo Ariete. 3. Ensamblaje de sellos y cuñas. 4. Suspensión directa del árbol (Ejemplo árboles horizontales). 5. Colgadores de sub-línea de lodo o colgadores de tubería con empacador. El número de agujeros requeridos para que el colgador de la tubería fluya o alimente conductos, líneas de control, líneas de inyección de químicos y línea de acero debe especificarse. Estos podrán sellarse con un sello anular de anillo en un colgador de cuello extendido. En pozos en lecho marino, se requiere también un agujero para el acceso al anular, la orientación apropiada del colgador con respecto a la base guía se debe tomar en cuenta. El método por el que los principales espacios interiores serán bloqueados a superficie durante la remoción de los BOP o el árbol de producción deberá así mismo ser considerado. Hay dos alternativas principales: El uso de un tapón en el colgador. Este puede ser un tapón o una válvula check o el más comúnmente utilizado hoy día, un niple convencional. El uso de una línea de acero por debajo del colgador. En pozos submarinos, en el espacio anular se recomienda el uso de un niple por debajo del colgador.
4. Conexiones Superficiales de Control Al seleccionar las conexiones superficiales de control del pozo, se deben considerar los factores que se especifican en las prácticas recomendadas API RP-53, y que son los mismos que se mencionan en el siguiente punto.
4.1 Factores para el Diseño Presiones de la formación. Presiones previstas en la superficie. Ambiente circundante. 44
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La corrosividad, volumen, toxicidad y abrasividad del fluido. Método de control del pozo.
4.2 Especificaciones Las especificaciones y recomendaciones, que deben cumplir las conexiones superficiales de control, son: Todas las líneas, válvulas, conexiones, válvulas de contrapresión, etc., sujetos a la presión del pozo (del carrete de control al múltiple de estrangulación), deben ser de un rango de presión de trabajo como mínimo igual al de los preventores. Los componentes deben cumplir las especificaciones API correspondientes para manejar la presión, temperatura y corrosividad previstas de los fluidos de la formación y del fluido de perforación. En las presiones de trabajo de 3M y mayores, deben usarse conexiones bridadas, soldadas o con abrazaderas en los componentes sujetos a la presión del pozo (no roscable). El múltiple de estrangulación debe ser instalado en una posición de acceso fácil, de preferencia fuera de la subestructura de la plataforma o de la subestructura del equipo en tierra. La línea de estrangulación y la de matar deben instalarse lo más rectas posible y suficientemente sujetadas (ancladas) para evitar un exceso de latigazo o vibraciones. El grado al cual la tubería se dobla es susceptible de erosión y depende del radio de curvatura, rango de flujo, tipo de fluido, grosor de la pared del tubo y material del propio tubo. Así también, en general un radio corto en la curva (R/d<10) debe estar bloqueado en la dirección esperada de flujo. Para grandes radios de curva de tubería (R/d>10) los bloqueos no son necesarios. Las curvas algunas veces tienen una pared mayor que la tubería recta en el sistema de estrangulación para compensar más el efecto de erosión. Donde: R = Radio de curvatura de la tubería, medida desde su línea central. D = Diámetro nominal de la tubería. Las “eles” y “tees” a 90° deben ser bloqueadas en la dirección del flujo. Para operaciones de perforación con gas o aire, el diámetro mínimo nominal recomendado es de 4”. La línea de purga debe ser al menos igual en diámetro al de la línea de estrangular. Esta línea permite la circulación del pozo con los preventores cerrados y mantener una presión de respaldo. También, permite purgar altos volúmenes de fluido del pozo para relevar las presiones con los preventores cerrados. Todas las conexiones flexibles y rígidas entre la unidad para operar preventores y el conjunto de preventores deben ser retardantes de flama, incluyendo los extremos de conexión, y deben tener una presión de trabajo igual a la presión de trabajo de la unidad para operar preventores. 45
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Todo el sistema de control de interconexiones, como tubos, mangueras, enlaces, etc., deben estar protegidos al daño durante las operaciones de perforación o movimiento de equipo que se realiza a diario. Deben tomarse en cuenta las propiedades de resistencia de los materiales que se utilicen a bajas temperaturas donde existan estas condiciones. En las instalaciones con presión de trabajo de 5M o mayor, se recomienda: a) El uso de dos válvulas de abertura completa entre preventores y la línea de estrangulación. b) Que se active en forma remota una de las válvulas anteriores (válvula hidráulica). c) Debe instalarse por lo menos un estrangulador de operación remota (estrangulador a control remoto hidráulico). Todos los componentes del sistema del múltiple de estrangulación deben ser protegidos contra la congelación (donde existan bajas temperaturas) mediante el calentamiento, drenaje o su llenado con algún fluido adecuado. Todas las válvulas del múltiple de estrangulación que están sujetas a la erosión causada por el flujo del pozo, deben estar completamente abiertas (100%). Los arreglos del múltiple de estrangulación, sus condiciones previstas para algún pozo específico y el grado deseado de protección, podrían indicar algunos mejoramientos o modificaciones, tales como el uso de válvulas hidráulicas adicionales, tubería para válvulas y estranguladores, manómetros redundantes. Cuando se instale en la salida de los estranguladores un amortiguador y que se interconecten las líneas de salida del fluido, deben tomarse provisiones para aislar las fallas o defectos sin interrumpir el control del flujo. Cualquier vuelta aguda en el arreglo de tuberías, deberá usar tapón ciego.
4.3 Líneas de matar y estrangular Línea de matar La línea de matar conecta las bombas de Iodo del equipo, con una de las salidas laterales del carrete de control de los preventores. La línea de matar permite el uso de una bomba auxiliar de alta presión (unidad de alta presión) y su extensión es hacia un lugar apropiado para la colocación de dicha unidad. Recomendaciones para su instalación Todas las líneas, válvulas, válvulas de contrapresión y conexiones de flujo, deben tener una presión de trabajo igual o mayor al arreglo de preventores. Para las conexiones o válvulas con presión de trabajo 3M o mayor, deben usarse conexiones bridadas, soldadas o con abrazaderas. Los componentes deben tener un diámetro suficiente para permitir un ritmo razonable de bombeo sin exceso de fricción, el mínimo diámetro interior recomendado es de 2”. Los componentes que podrán estar expuestos a los fluidos de perforación, o a los fluidos de la formación, deben cumplir las especificaciones API respectivas, poniendo atención especial a los requerimientos de presión, temperatura y de resistencia a la corrosión. 46
Conexiones Superficiales de Control
En las instalaciones de 5M o mayor, deben usarse dos válvulas de abertura completa entre el arreglo de preventores y la línea de matar. Deben Ilevarse a cabo las pruebas, la inspección y el mantenimiento general de los componentes del múltiple de estrangulación, de acuerdo con el mismo calendario que para el arreglo de los preventores. La línea de matar no debe usarse como tubo de llenado al pozo. El uso rutinario de la línea de matar podría causar la erosión de las líneas y de las válvulas, reduciendo así su utilidad en una emergencia. Deberá estar provista de por lo menos una válvula de contrapresión (check), con el fin de evitar que el pozo quede desprotegido si al estar bombeando por la línea ocurre una fuga. La conexión de la línea de matar al arreglo de preventores, dependerá de la configuración 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. Sólo en caso de extrema urgencia, la línea de matar podrá conectarse a las salidas laterales del cabezal o carrete de TR.
Figura 26.- Línea de matar para 2000 y 3000 lb/pg2 de presión de trabajo
Figura 27.- Línea de matar para 5000, 10000 y 15000 lb/pg2 47
Conexiones Superficiales de Control
Línea de estrangulación Tanto la línea de estrangulación como las líneas corriente abajo del estrangulador: 1. Deben ser lo más rectas posible. En su caso, deben usar tapón ciego. 2. Deben estar firmemente sujetadas para evitar un exceso de latigazo o vibración. 3. Deben tener un diámetro suficiente para evitar un exceso de erosión o de fricción causada por los fluidos, a saber: a. El mínimo diámetro nominal recomendado para las líneas de estrangulación es de 3” (en las instalaciones con presión de 2M, un diámetro nominal de 2” es aceptable). b. El diámetro nominal recomendado nominal para las líneas de descarga corriente abajo de los estranguladores es de 2”. c. Para las operaciones con altos volúmenes y de perforación con aire o gas se recomiendan líneas con un diámetro nominal mínimo de 4”. Deben instalarse rutas alternas para el flujo corriente abajo de la línea de estrangulación, a fin de aislar los componentes erosionados, taponados o defectuosos para su reparación sin interrumpir el control del pozo.
4.4 Estranguladores Se instalan en el múltiple de estrangulación. Estrangulador ajustable Los estranguladores ajustables son accesorios diseñados para restringir el paso de los fluidos en las operaciones de control, generando con esto contrapresión en la tubería de revestimiento, con el fin de mantener la presión de fondo igual o ligeramente mayor a la del yacimiento, lo que facilita la correcta aplicación de los métodos de control. En PEMEX se usan las marcas Cameron, Willis, Swaco, etc. Estos tipos de estranguladores son usados frecuentemente en las operaciones de control. El API 16-C recomienda se deba disponer de dos estranguladores ajustables manuales y uno hidráulico en pozos terrestres. En los pozos marinos utilizar un estrangulador hidráulico adicional. En los métodos de control son muy importantes, ya que permitirán mantener la presión deseada en el fondo del pozo de acuerdo a la apertura del mismo y están en función de las variables siguientes: Gasto y presión de bombeo. Columna hidrostática en el espacio anular Contrapresión ejercida en el sistema Por lo que, para cumplir con la condición de equilibrio de presión se recurre a las variables señaladas siendo la más sencilla y práctica la contrapresión ejercida, la cual se controla con el estrangulador ajustable. Es decir, que en vez de variar el gasto, la presión de bombeo o la densidad del fluido de perforación, resulta más fácil estar variando el diámetro del estrangulador para mantener la presión de fondo constante durante la operación de control. 48
Conexiones Superficiales de Control
Figura 28.- Estranguladores ajustables Estrangulador Hidráulico Su diseño consta de entrada y salida bridadas. Se opera por medio de una consola de control remoto, Algunas ventajas adicionales en comparación con un estrangulador ajustable manual son: La velocidad para abrirlo o cerrarlo y las opciones del diámetro de su orificio. Cuando se obstruye por pedacerías de hule, formación, fierro, etc., se facilita su apertura rápidamente hasta el diámetro máximo, puede cerrarse posteriormente sin suspender la operación del control.
Figura 29.- Estranguladores hidráulicos variables
4.5 Múltiple de Estrangulación El múltiple de estrangulación está formado por válvulas, cruces y tees (“T”) de flujo, estranguladores y líneas. Se diseñan para controlar el flujo de Iodo y los fluidos invasores durante el proceso de control de un pozo. El sistema de control superficial está conectado al arreglo de preventores a través de líneas metálicas que proporcionan alternativas a la dirección del flujo o permiten que éste (por medio de las válvulas) sea confinado totalmente. La estandarización y aceptación de los múltiples de estrangulación están reglamentados por el API 16-C y por las prácticas recomendadas API RP-53. El diseño del múltiple de estrangulación debe considerar varios factores que deberán tenerse en cuenta: Primero se debe establecer la presión de trabajo que al igual que el arreglo de preventores, estará en función de la presión máxima superficial que se espera manejar, así como de las presiones anticipadas de la formación. El o los métodos de control del pozo a usar para incluir el equipo necesario. 49
Conexiones Superficiales de Control
El entorno ecológico que rodea al pozo. La composición, abrasividad y toxicidad de los fluidos congénitos y el volumen por manejar.
Figura 30.- Múltiple de estrangulación típico
Figura 31.- Múltiple de estrangulación típico para rangos de presión de trabajo de 2000 y 3000 lb/pg2
Figura 32.- Múltiple de estrangulación típico para rango de presión de trabajo de 5000 lb/pg2
50
Conexiones Superficiales de Control
Recomendaciones La línea y el múltiple de estrangulación deberán probarse a la misma presión y con la misma frecuencia que el conjunto de preventores. Todas las válvulas, conexiones y líneas deben cumplir con el API RP-53, en relación con su presión de trabajo, temperatura y corrosividad. Para rangos de presión de trabajo superiores a 3000 Ib/pg2 deberán emplearse únicamente conexiones bridadas, soldadas o de grampa y evitar el uso de las roscables. La línea de estrangulación se debe equipar con doble válvula, una de las cuáles será hidráulica cuando la presión de trabajo se eleve a 5000 Ib/pg2. La línea será lo más recta posible y estará suficientemente anclada para evitar vibraciones. El diámetro mínimo de las líneas de descarga de los estranguladores debe ser de 2”. En lugares donde la temperatura es baja, deben tomarse las consideraciones necesarias para evitar el obturamiento por congelamiento. Debe disponerse de manómetros que registren la presión en las tuberías de perforación y de revestimiento, en el lugar donde se esté llevando el control de las operaciones. No debe tener restricciones en el diámetro interior, con el objeto de evitar altas caídas de presión y desgaste por abrasividad. Debe haber más de una línea de descarga del estrangulador, con el objeto de no suspender la operación por obturamiento, erosión, fugas, etc. Debe haber una línea de desfogue que no pase a través de los estranguladores ajustables y tenga un diámetro menor al de la línea de estrangulación. El múltiple debe instalarse en un sitio accesible y fuera de la subestructura del equipo. También permite desfogar altos gastos de fluidos del pozo, evitando represiones en la tubería de revestimiento a pozo cerrado. Debe instalarse doble válvula antes de cada estrangulador ajustable (para rangos de presión de trabajo superiores a 3000 Ib/pg2). Como mínimo, en localizaciones lacustres, terrestres y marinas debe estar instalado permanentemente un estrangulador hidráulico operado a control remoto y dos estranguladores ajustables manuales. En todos los equipos debe instalarse un estrangulador ajustable hidráulico adicional y consola de control remoto En algunas ocasiones, aunque no se muestran en las figuras de los múltiples de estrangulación típicos, se instalan cámaras de amortiguación después del conjunto de estranguladores (como es el caso de los equipos de perforación Marinos), con el propósito de conectar líneas de descarga. Al utilizarlos, deberá preverse poder aislarlos en caso de un mal funcionamiento, para no interrumpir el control del flujo.
51
Conexiones Superficiales de Control
La línea y el múltiple de estrangulación deben estar controlados exclusivamente por la válvula hidráulica y estar dispuestos para que se desfogue por uno de los estranguladores hacia la presa o el separador gas-Iodo. En caso de no disponer de válvula hidráulica en la línea de estrangulación, el control del múltiple se hará con una sola válvula, de preferencia del múltiple de estrangulación, ya que, aunque está retirado, es más fácil y menos riesgoso el acceso. Deben efectuarse inspecciones físicas a la línea y al múltiple, con el objeto de verificar que estén correctamente ancladas, así como de algunos otros daños físicos que se pudieran presentar.
Figura 33.- Múltiple de estrangulación terrestre con cámara de amortiguación de 5000, 10000 y 15000 lb/pg2 1
LINEA DE ESTRANGULACION
2
LINEA DE CONTROL (OPCIONAL)
3
LINEA DEL TUBO VERTICAL (STAND PIPE)
4
LINEA DE DESFOGUE AL QUEMADOR
5
MANOMETRO
6
CRUZ DE FLUJO
7
CARRETE ESPACIADOR
8
ESTRANGULADOR HIDRAULICO
9
BRIDA
10
VALVULA DE COMPUERTA
11
CAMARA DE AMORTIGUACION
12
ESTRANGULADOR MANUAL
13
ESTRANGULADOR MANUAL
Figura 34.- Múltiple de estrangulación de 5000 lb/pg2 con cámara de amortiguación, utilizado en plataforma marina
4.6 Válvulas Las válvulas de compuerta son parte esencial del equipo de control superficial y se localizan en el ensamble de estrangulación; en las líneas de matar y estrangular 52
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principalmente. También se localizan en los diferentes cabezales de tuberías de revestimiento. Existen diferentes tipos de válvulas de compuerta y su selección estará en función de diferentes factores como lo menciona en las prácticas recomendadas API RP-53.
Figura 35.- Válvula Camerón de compuerta tipo F. El múltiple debe estar equipado con una válvula de pleno paso y su conector para que pueda ser conectada una bomba en caso de emergencia. La unidad debe estar equipada para permitir el aislamiento de las bombas y acumuladores desde el múltiple y circuitos de control anular y así permitir trabajos de reparación o mantenimiento. Las válvulas de control deben estar claramente marcadas para indicar: que preventor o válvula hidráulica es operada y la indicación de la posición de la válvula (abierta, cerrada o neutral), cada válvula para control de preventores debe estar en posición de abierta (no en posición neutral) durante las operaciones de perforación. La válvula para operar la válvula hidráulica debe estar en posición cerrada durante las operaciones normales. El maneral de la válvula para operar el preventor ciego debe estar protegido para evitar una operación no intencional, pero permitir la completa operación desde el panel remoto sin interferencia. Todos los manómetros instalados en la unidad deben estar calibrados para una presión del 1% de su plena escala al menos cada 3 años. Como ejemplo, podemos mencionar válvulas contenedoras de presión para 5000, 10000 y 15000 lb/pg2 de 1 13/16”, 2 1/16” y 3 1/16”. Al igual que los elementos mencionados anteriormente, se deben considerar factores tales como: presiones anticipadas de la formación y en la superficie, método de control a usarse, situación ambiental del pozo; corrosividad, volumen, toxicidad y abrasividad de los fluidos. Recomendaciones: Lubricar esporádicamente el sistema de cierre de la válvula. El cierre de la válvula la realice una sola persona para evitar dañar el hule de retención de presión por exceso de apriete. Principales tipos de válvulas de compuerta: a). De sellos flotantes. b). De equilibrio de presiones. c). De acuñamiento.
53
Conexiones Superficiales de Control
En lo referente a su operación, se recomienda que el personal designado para operarlas esté seguro de lo siguiente: Identificación. Instalación. Operación de la válvula. Situación de apertura o de cierre. Efectividad de retención a la presión. Número de vueltas para abrir o cerrar la válvula. Mantenimiento, principalmente.
36. Partes de válvula Flex SeaL “S”
4.7 Arreglos Los múltiples de estrangulación están reglamentados por el API 16-C y por las prácticas recomendadas API RP-53. Como ejemplo, se muestra un arreglo de un múltiple de estrangulación para un equipo terrestre y la especificación de las partes que lo conforman. NUM. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
CONCEPTO 2 Válvulas de 3 1/16” – 10,000 lb/pg 2 Válvulas de 2 1/16” – 10,000 lb/pg 2 Cruceta 3 1/16”x 2 1/16” – 10,000 lb/pg 2 Cruceta 2 1/16”x 2 1/16” – 10,000 lb/pg 2 Portaestrangulador Positivo 2 1/16 – 10,000 lb/pg 2 Cruceta 2 1/16”x 2 1/16” – 5,000 lb/pg 2 Tee 2 1/16”x 2 1/16” – 5,000 lb/pg 2 Válvula de 2 1/16” – 5,000 lb/pg Estrangulador Hidráulico Variable 2 Manómetro para 10, 000 lb/pg Tubería de 3 ½” de diámetro Tubería de 2” de diámetro Línea de carrete de control al múltiple Línea del cabezal al múltiple Línea al desgasificador y presa de lodo Línea de inyección Línea a presa de desperdicio Línea al quemador
Figura 37.- Arreglo del múltiple de estrangulación para equipo terrestre 10M. 54
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4.8 Consola de Control Remoto Son unidades auxiliares cuya función es accionar el estrangulador hidráulico por medio de una palanca que regula el cierre y apertura del mismo, siendo registrada en la carátula que muestra la posición del estrangulador. Cuenta además, con manómetros que señalan las presiones en TP y TR así como un contador de emboladas por minuto que indica la velocidad de la bomba. Las señales son enviadas por un transmisor a través de mangueras y los valores se registran en los manómetros de la consola. En PEMEX se tienen las marcas Swaco, Cameron, Willis, etc; y son instaladas en el lugar donde se observe totalmente el escenario durante el control del pozo.
Figura 38.- Consola de control remoto Recomendaciones Accionado desde la consola, cada vez que se pruebe el estrangulador se debe lavar perfectamente y se debe operar su apertura y cierre completo, con el fin de verificar que quede libre de obstrucciones. Deberá verificarse continuamente la calibración de los manómetros, el contador de emboladas que señalen las lecturas correctas, que las líneas estén libres de materiales, sedimentos, etc. Entrenar al personal en el manejo adecuado de un estrangulador ajustable ya sea manual o hidráulico. La manera de evitar confusiones es por medio de los simulacros. Las cuadrillas deberán operar el estrangulador ajustable y la consola de control remoto, durante los procedimientos de simulacros y pruebas. Cuándo menos una vez por semana.
5. Bridas y Anillos 5.1 Bridas Se puede considerar que en la mayor parte de nuestro “Equipo Superficial de Control" sus enlaces de accesorios y complementos del mismo, es a base de conexiones bridadas; por lo tanto, se debe de tener hermeticidad en la misma para evitar posibles fugas durante su uso con presión.
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Conexiones Superficiales de Control
Figura 39.- Nomenclatura de la brida Nomenclatura A = Diámetro o tamaño de la brida. B = Diámetro entre tornillo y tornillo. C = Diámetro de la pista. D = Diámetro de paso de la brida. E = Espacio superior de la pista. F = Número de tornillos. G = Largo de tornillo. H = Diámetro o espesor del tornillo. I = Espesor de la brida. J = Número de anillo API (al no tener en la tabla especificado el tipo de anillo, es R o RX, siendo números menores de 100).
56
Conexiones Superficiales de Control
Tabla 14. Datos principales de una brida API. PRESIÓN DE TRABAJO
0.960M Serie 400
2M Serie 600
3M Serie 900
5M Serie 1500
10M
DIÁM. NOM. PG 6 8 10 12 16 20
A PG
I PG
C PG
E PG
J API
B PG
F NO
H PG
G PG
D PG
12 ½ 15 17 ½ 20 ½ 25 ½ 30 ½
1 15/15 2 3/16 2 7/16 2 9/16 2 13/16 3 1/18
5 5/16 10 5/8 12 ¾ 15 18 ½ 23
7/16 7/16 7/16 7/16 7/16 1/2
45 49 53 57 65 73
10 5/8 13 15 ¼ 17 ¾ 22 ½ 27
12 12 16 16 20 24
7/8 1 1 1/8 1¼ 1 3/8 1½
6½ 7 3/8 8 1/8 9 8 2/4 10 2/4
7 1/16 9 11 12 7/8 15 ½ 20
2 2½ 3 4 6 8 10 12 16 20 26 3/4
6½ 7½ 8¼ 10 ¾ 14 16 ½ 20 22 27 32 41
1 5/16 1 7/16 1 9/16 1 13/16 2 3/16 2½ 2 13/16 2 15/16 3 5/16 3 7/8 4 31/32
3¼ 4 4 7/8 5 7/8 8 5/16 10 5/8 12 ¾ 15 18 ¼ 23
7/16 7/16 7/16 7/16 7/16 7/16 7/16 7/16 7/16 ½ 29/32
23 28 31 37 45 49 53 57 65 73 BX 167
5 5 7/8 6 5/8 8½ 11 ½ 13 ¾ 17 19 ¼ 23 ¾ 28 ½ 37 ½
8 8 8 8 12 12 18 20 20 24 20
5/8 ¾ ¾ 7/8 1 1 1/8 1¼ 1¼ 1½ 1 5/8 1¾
4½ 5 5¼ 6 7 8 8¾ 9 10 ¼ 11 ¾ 13 ¾
2 1/16 2 9/16 3 1/8 4 1/16 7 1/16 9 11 13 5/8 16 ¾ 21 ¼ 26 ¾
3 4 5 1/8 6 8 10 12 16 ¾ 20 26 2 2½ 34 5 1/8 68 10 13 5/8 16 ¾ 18 ¾ 21 ¼
9½ 11 ½ 13 ¾ 15 18 ½ 21 ½ 24 27 ¾ 33 ¾ 43 3/8 8½ 9 5/8 10 ½ 12 ¼ 14 ¾ 15 ½ 19 23 26 ½ 30 5/8 35 5/8 39
1 13/16 2 1/16 2 5/16 2½ 2 13/16 3 1/16 3 7/16 3 15/16 4¾ 6 11/32 1 13/16 1 15/16 2 3/16 2 7/16 3 3/16 3 5/8 4 1/16 4 11/16 4 7/16 5 1/8 6 17/32 7 1/8
4 7/8 5 7/8 7 1/8 8 5/16 10 5/8 12 ¾ 15 18 ½ 23
7/16 7/16 15/32 7/16 7/16 7/16 7/16 5/8 8/4 1 1/64 7/16 7/16 7/16 7/16 7/16 ¼ 5/8 5/8 35/64 45/84 1 15/84
31 37 41 45 49 53 57 88 74 BX 168 24 27 35 39 44 46 50 54 BX 160 162 163 165
7½ 9¼ 11 12 ½ 15 ½ 18 ½ 21 24 ¼ 29 ½ 39 3/8 6½ 7½ 8 9½ 11 ½ 12 ½ 15 ½ 19 23 ¼ 26 5/8 31 5/8 34 7/8
8 8 8 12 12 16 20 20 20 24 8 8 8 8 8 12 12 12 16 16 20 24
7/8 1 1/8 1¼ 1 1/8 1 3/8 1 3/8 1 3/8 1 5/8 2 2 7/8 1 1 1/8 1¼ 1¼ 1 3/8 1 5/8 1 7/8 1 5/8 1 7/8 2 2
6 7
3 1/8 4 1/16 5 1/8 7 1/16 9 11 13 5/8 16 ¾ 20 ¾ 26 ¾ 2 1/16 2 8/16 3 1/8 4 1/16 5 1/8 7 1/16 9 11 13 5/8 16 ¾ 18 ¾ 21 ¼
1 11/16 1 13/16 2 1/16 2 9/16 3 1/16 4 1/16 5 1/8 7 1/16 9 11 13 5/8 16 ¾ 18 ¾ 21 ¼
7 3/16 7 3/8 7 7/8 9 1/8 10 5/8 12 7/16 14 1/16 18 7/8 21 ¾ 25 ¾ 30 ¼ 34 5/16 40 15/16 45
1 21/32 1 21/32 1 47/84 2 1/54 2 19/54 2 49/84 3 1/8 4 1/16 4 7/8 5 9/16 6 5/8 6 5/8 8 25/32 9½
2 7/16 2 19/36 2 57/64 3½ 4 5/64 5 15/64
2 9/64 15/32 ½ 9/16 39/64 45/64
8 19/32 10 47/84 12 59/54 15 3/4
59/64 1 3/64 1 5/32 1 9/32 45/84 1 19/64 1 3/8
BX 150 151 152 153 154 155 BX 169 156 157 158 159 162 164 166
5 9/16 5¾ 6¼ 7¼ 8½ 10 3/16 11 13/16 15 7/8 18 ¾ 22 ¼ 28 ½ 30 9/16 36 7/16 40 ¼
8 8 8 8 8 8 12 12 16 16 20 24 24 24
¾ ¾ ¾ 7/8 1 1 1/8 1 1/8 1½ 1½ 1¾ 1 7/8 1 7/8 2¼ 2½
3¾ 4¼ 5 3/8 6 3/8 7 5/8 8 5/16 10 5/8 12 ¾
8 9 9½ 10 ¼ 11 ¾ 14 ½ 17 6 6½ 7¼ 8 8 10 ¾ 12 13 ¾ 12 ½ 14 ½ 17 ½ 18 ¾ 5 5 5¼ 6 6¾ 8 11 ¼ 13 15 17 ¼ 17 ½ 22 ½ 24 ½
11 1/18 1 13/16 2 1/6 2 9/6 3 1/16 4 1/16 5 1/8 7 1/16 9 11 13 5/8 16 ¾ 18 ¾ 21 ¼
57
Conexiones Superficiales de Control Continuación PRESIÓN DE TRABAJO
15M
20M
DIÁM. NOMIN. PG 1 11/16 1 13/16 2 1/16 2 9/16 3 1/16 4 1/16 7 1/16 9 11 13 5/8 1 13/16 2 1/16 2 9/16 2 1/16 4 1/16 7 1/16
A PG
I PG
C PG
E PG
J API
B PG
F NO
H PG
G PG
D PG
7 5/8 8 3/16 8¾ 10 11 5/16 14 3/16 19 7/8 25 ½ 32 34 7/8 10 1/6 11 5/16 12 13/16 14 1/16 17 9/16 25 13/16
1¾ 1 25/32 2 2¼ 2 17/32 3 3/32 4 11/16 5¾ 7 3/8 7 7/8 2½ 2 3/16 3 1/8 3 3/8 4 3/16 6½
2 7/16 2 18/16 2 57/64 3½ 4 5/64
29/64 15/32 ½ 5/16 38/54 45/64 59/64 1 1/32 1 5/32
BX 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 BX 151 152 153 154 155 156
6 6 5/16 6 7/8 7 7/8 9 1/16 11 7/16 16 7/8 21 ¾ 28 30 3/8 8 9 1/16 10 5/16 11 5/16 14 1/16 21 13/16
8 8 8 8 8 8 16 16 20 20 8 8 8 8 8 16
¾ 7/8 7/8 1 1 1/8 1 3/8 1½ 1 7/8 2 2 1/4 1 1 1/8 1¼ 1 3/8 1¾ 2
5¼ 5½ 6 6¾ 7½ 9¼ 12 ¾ 15 ¾ 19 ¼ 18 ½ 7½ 8¼ 9¼ 10 12 ¼ 17 ½
1 11/16 1 13/16 2 1/16 2 9/6 3 1/16 4 1/16 7 1/16 9 11 13 5/8 1 13/16 2 1/16 2 9/16 3 1/16 4 1/16 7 1/16
8 19/32
15/32 ½ 5/16 38/64 45/64 59/64
Es importante mencionar que las partes críticas de las conexiones bridadas son la pista, los anillos y los birlos.
5.2 Pista Es la ranura en donde se aloja el anillo y se encuentran recubiertas con soldadura resistente a la corrosión. En el momento de alojar el anillo en la pista, esta debe estar completamente limpia y sin golpes para un sello efectivo.
5.3 AnilIos Los anillos están diseñados para realizar un sello metal-metal, y son chapeados con una película de cadmio de 0.0051 a 0.0127 mm de acuerdo a las especificaciones API, los anillos deben marcarse por el fabricante en la cara exterior, con los siguientes datos: Marca o nombre del fabricante. Monograma API. Tipo y número de anillo. Material del anillo. Los anillos de bajo carbón y dureza 120 Brinell se utilizan en pozos donde los fluidos contienen poco bióxido de carbono (CO2) o ácido sulfhídrico (H2S), y los aceros inoxidables se recomiendan para pozos con grandes cantidades de bióxido de carbono o ácido sulfhídrico.
5.4 Birlos (Espárragos y Tuercas) Birlos, espárragos y tuercas Los birlos, espárragos y tuercas usados en conexiones tipo brida 6B y 6BX, deben cumplir con las especificaciones siguientes: La calidad y resistencia de los materiales de los birlos o espárragos no deberán ser menores a las establecidas para el grado B-7; especificación ASTM A-193, relativa a los materiales de aleación de acero para servicios de alta temperatura (o comparables a las
58
Conexiones Superficiales de Control
establecidas por el grado BC, especificación ASTM A-354, aplicables para aleación de acero templado). La calidad y resistencia de los materiales de las tuercas, no deben ser menores que las requeridas en las especificaciones ASTM A-194, referente al carbono y aleación de acero para servicios de alta presión y temperatura, esta especificación establece el grado 1 para bridas 6B y grado 2H para bridas 6BX. Asimismo, la norma NACE MR-01-75 establece los requerimientos para la resistencia al ácido sulfhídrico, esfuerzo de ruptura, composición química, tratamiento térmico y dureza del acero para birlos, espárragos y tuercas. La siguiente tabla contiene la altura de aristas de birlos o espárragos de acuerdo a su diámetro para bridas 6B y 6BX, la altura de cada arista no debe exceder los valores proporcionados de la tabla. Tabla 15. Altura de arista de espárragos o birlos Diámetro del birlo o espárrago en pg
Máxima altura de las aristas en pg
1/2 A 7/8 Más de 7/8 a 1 1/8
1/8 3/16
Más de 1 1/8 a 1 5/8 Más de 1 5/8 a 1 7/8 Más de 1 7/8 a 2 1/4
1/4 5/16 3/8
Figura 40.- Altura de aristas El diseño y el material para estos elementos, deben de cumplir los requisitos del ASTM (Sociedad Americana de Prueba de Materiales). Tabla 16. Especificaciones requeridas por API 6-A para espárragos y tuercas de las bridas en servicio normal. TIPO DE BRIDA 6B 6BX
Grado B7 B7
ESPARRAGOS Especificación ASTM-A193,ASTM-354 ASTM-A193,ASTM-354
Grado 1 2H
TUERCAS Especificación ASTM-A194,ASTM-354 ASTM-A194,ASTM-354
Para el efectivo apriete de los espárragos, aplicar las recomendaciones del API 6-A, también se recomienda la limpieza y lubricación de los mismos; para que, el apriete no sea menor al recomendado.
59
Conexiones Superficiales de Control
Tabla 17. Apriete recomendado para espárragos. DIÁMETRO, PG 1/2 5/8 3/4 7/8 1 1 1/8 1¼ 1 3/8 1 1/2 1 5/8 1 7/8 2 2 1/4 2 1/2 2 5/8 2 3/4 3 3 1/4 3 3/4 3 7/8 4 4 1/2 4 3/4
HILOS POR PG 13 UNC* 11 UNC 10 UNC 9 UN** 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN 8 UN
APRIETE, LBS X PIE 59 113 196 313 474 686 953 1281 1676 2146 3331 4060 5821 8028 9314 10731 13982 17830 27519 30393 33461 47790 56289
* Nacional Unificada Gruesa (UNIFIED NATIONAL COARSE) ** Nacional Unificada (UNIFIED NATIONAL)
Tabla 18. Dureza de materiales. MATERIAL Hierro dúctil Acero de Bajo carbón Acero inoxidable 304 Acero inoxidable 316
DUREZA BRINEL MÁXIMA 90 120 160 160
DUREZA ROCKWELL B MÁXIMA 56 68 83 83
IDENTIFICACIÓN D-4 S-4 S-304-4 S-316-4
A continuación se presenta el orden recomendado para realizar el apriete de los espárragos en conexiones bridadas.
FIG. 41.- Orden de apriete en conexiones bridadas 60
Conexiones Superficiales de Control
Tabla 19. Tornillería requerida para bridas 6B y 6BX. BRIDA TAMAÑO PG
PRESIÓN DE TRABAJO kg/cm2 lb/pg2
DIÁMETRO Y LONG. DE BIRLOS PG
CANTIDAD DE BIRLOS
ANILLO TIPO R
ANILLO TIPO RX
ANILLO TIPO BX
1 11/16
703
10000
3/4 x 5 1/4
8
-
-
150
1 11/16
1055
15000
3/4 x 5 1/2
8
-
-
150
1 13/16
703
10000
3/4 x 5 1/4
8
-
-
151
1 13/16
1055
15000
7/8 x 5 3/4
8
-
-
151
1 13/16
1406
20000
1 x 7 3/4
8
-
-
151
2 1/16
140
2000
5/8 x 4 3/4
8
23
23
-
2 1/16
352
5000
7/8 x 6 1/4
8
24
24
-
2 1/16
703
10000
3/4 x 5 1/2
8
-
-
152
2 1/16
1055
15000
7/8 x 6 1/4
8
-
-
152
2 1/16
1406
20000
1 1/8 x 8 1/2
8
-
-
152
2 9/16
140
2000
3/4 x 5 1/4
8
26
26
-
2 9/16
352
5000
1x7
8
27
27
-
2 9/16
703
10000
7/8 x 5 1/4
8
-
-
153
2 9/16
1055
15000
1x7
8
-
-
153
2 9/16
1046
20000
1 1/4 x 9 1/2
8
-
-
153
3 1/8
140
2000
3/4 x 5 1/2
8
31
31
-
3 1/8
2111
3000
7/8 x 6 1/4
8
31
31
-
3 1/8
352
5000
3 1/8 x 7 3/4
8
35
35
-
3 1/16
703
10000
1 x 7 3/4
8
-
-
154
3 1/16
1055
15000
1 1/8 x 5
8
-
-
154
3 1/16
1046
20000
1 3/8 x 10 1/4
8
-
-
154
4 1/16
140
2000
7/8 x 6 1/4
8
37
37
-
4 1/16
211
3000
1 1/8 x 7 1/2
8
37
37
-
4 1/16
352
5000
1 1/4 x 8 1/2
8
39
39
-
4 1/16
703
10000
1 1/8 x 8 3/4
8
-
-
155
4 1/16
1055
15000
1 3/8 x 9 3/4
8
-
-
155
4 1/16
1046
20000
1 3/4 x 12 5/8
8
-
-
155
7 1/16
140
2000
1 x 7 1/2
12
45
45
-
7 1/16
211
3000
1 1/8 x 8 1/2
12
45
45
-
7 1/16
352
5000
1 3/8 x 11 1/4
12
46
46
-
7 1/16
703
10000
1 1/2 x 11 3/4
12
-
-
156
7 1/16
1055
15000
1 1/2 x 13
16
-
-
156
7 1/16
1046
20000
2 x 17 3/4
16
-
-
156
9
140
2000
1 3/8 x 8 1/2
12
49
49
-
9
211
3000
1 3/8 x 9 1/2
12
49
49
-
9
352
5000
1 5/8 x 12 1/2
12
50
50
-
9
703
10000
1 1/2 x 13 1/4
16
-
-
157
9
1055
15000
1 3/8 x 16
16
-
-
157
11
140
2000
1 1/4 x 9 1/4
16
53
53
-
11
211
3000
1 3/8 x 10
16
53
53
-
11
352
5000
1 7/8 x 14 1/2
12
54
54
-
11
1055
10000
1 3/4 x 15 3/8
16
-
-
158 158
11
1045
15000
2 x 19 1/2
20
-
-
13 5/8
140
2000
1 1/4 x 9 1/2
20
57
57
-
13 5/8
211
3000
1 3/8 x 10 3/4
20
57
57
-
13 5/8
352
5000
1 5/8 x 12 3/4
16
-
-
160
13 5/8
703
10000
1 7/8 x 17 3/4
20
-
-
159
16 3/4
140
2000
1 1/2 x 10 3/4
20
65
65
-
16 3/4
211
3000
1 5/8 x 12 1/4
20
66
66
-
16 3/4
352
5000
1 3/4 x 15 3/8
16
-
-
161
16 3/4
352
5000
1 7/8 x 14 1/2
16
-
-
162
16 3/4
703
10000
1 7/8 x 17 1/2
24
-
-
162
17 3/4
140
2000
1 3/8 x 11 1/2
20
69
-
-
17 3/4
211
3000
1 3/8 x 14 1/4
20
70
-
-
18 3/4
352
5000
2 x 17 3/4
20
-
-
163
18 3/4
703
10000
2 1/4 x 22 7/8
24
-
-
164
21 1/4
140
2000
1 5/8 x 12 1/2
24
73
73
-
20 3/4
211
3000
2 x 15 1/4
20
74
74
-
61
Conexiones Superficiales de Control
Especificaciones API-6A para bridas 6B. Las conexiones más usuales en el sistema de control superficial, son las bridas con juntas de anillo metálico. Existen básicamente dos tipos: El tipo 6B que corresponde al rango de presión de trabajo de 2000, 3000 y 5000 Ib/pg2. Las bridas están diseñadas para efectuar un sellado entre las dos caras de cualquier componente de las conexiones superficiales. Este sellado se realiza por medio de un anillo “R” o “RX” de tal forma que no haya contacto entre las caras. El apriete de los birlos es directamente sobre el anillo metálico. Dado que la ranura o pista para el anillo esta empotrada en la brida, la cara de la brida es plana. Se pueden efectuar cambios o combinaciones de bridas con dimensiones iguales, hechas por fabricantes acreditados por API.
Figura 42.- Anillos de presión API tipo “R” Los anillos tipo R son de forma ovalada y octagonal, pero el anillo ovalado tiene la limitante de usarse solo en la ranura de la brida de igual forma. Debido a que las bridas tipo 6B están separadas por el anillo, la carga de los birlos trabaja totalmente en el ancho del anillo. El mecanismo de sello consiste en empacar estos anillos en las ranuras o pistas de las bridas; la ligera deformación del anillo en la ranura o pista ocasiona una presión de contacto entre anillo y brida, efectuando el contacto metal a metal. Los birlos que se usan para sellar los anillos realizan doble trabajo, sostienen la presión interna y mantiene comprimido el anillo. Cuando se incrementa la presión interna, el anillo efectúa una flexión en la ranura o pista, y por consiguiente la tensión del birlo baja ocasionando una probable fuga. El inconveniente de estos anillos es que la presión interna no ayuda al sellado, por el contrario, lo perjudica. Pueden usarse varias veces ya que no sufren deformaciones al realizar el sello. Al igual que los anillos R, los anillos RX soportan las cargas de los birlos trabajando totalmente a lo ancho del anillo. Su característica principal es que es energizable, ya que la presión interna activa las superficies de sello proporcionando un mejor sellado en contacto metal-metal.
62
Conexiones Superficiales de Control
Figura 43.- Anillo energizable tipo RX Cuando se aprietan las bridas, las secciones planas en diámetro exterior del anillo hacen contacto primeramente con la ranura o pista provocando una precarga hasta que el diámetro interior hace contacto con la ranura o pista y se asegura una alineación y fijación, además de que las vibraciones no afecten el sellado del anillo.
Figura 44.- Ensamble de anillo “RX” El área del anillo expuesta interiormente a la presión provoca una energización mayor, porque esta área es mayor a la exterior del anillo en la que se efectúa el sello. Así mismo, los anillos cuentan con un orificio de arriba hacia abajo para igualar presiones en el momento de sellar arriba y abajo del anillo. Estos pueden utilizarse varias veces ya que no sufren deformaciones al efectuar el sello. Los materiales usados en los anillos RX se diseñan de acuerdo con la dureza y las condiciones corrosivas de los fluidos que van a contener y con el medio ambiente donde estén instalados. Especificaciones API 6A Para Bridas 6BX. El tipo 6BX es para rangos de 10000 y 15000 Ib/pg2 y hasta 20000 Ib/pg2 de presión de trabajo. Este tipo de bridas se incluyen para 5000 Ib/pg2 cuando se trate de tamaños de 13 5/8” y 16”. Las bridas 6BX están diseñadas para poder hacer contacto cara a cara en los componentes de conexiones superficiales. Entre ellas hay un anillo metálico empacador BX. El apriete de los birlos actúa directamente en las caras realzadas de las bridas y, posteriormente sobre el anillo metálico.
63
Conexiones Superficiales de Control
De acuerdo al API-6A las bridas tipo 6B poseen asientos ranurados de fondo plano de forma octagonal y ovalada (siendo esta última forma obsoleta). Las bridas 6B pueden usar anillos. La brida tipo 6BX usa únicamente anillo BX. Los anillos BX y RX no son intercambiables, pero ambos proveen un sello de presión energizada. La característica principal de los anillos con sellos energizados, es evitar que el peso del conjunto de preventores y las vibraciones deformen los mismos anillos y aflojen los birlos de las bridas. No debe usarse caucho, teflón u otro material elástico para recubrir los anillos. Anillos BX, este tipo de anillos se usa en bridas 6BX. Soportan parcialmente la carga de los birlos y, la mayor parte, la soportan las caras de las bridas evitando el daño al anillo por cargas axiales o movimiento de las conexiones superficiales durante las etapas de perforación. Una característica del anillo BX es que es energizable debido a que la presión interna activa la superficie de sello proporcionando un sello mayor al efectuarse un contacto metal a metal por fricción. Al colocar el anillo BX sobre la brida 6BX se observa que éste queda recargado hacia el exterior de la ranura o pista de la brida y, en la parte interior existe una separación entre anillo y ranura o pista de un 1/8”.
Figura 45.- Colocación del anillo “BX” Al apretar las bridas con el anillo BX este se fricciona contra la ranura o pista en el área exterior y, a su vez, provoca que el anillo se cierre y se adapte a la ranura o pista en el área interior del anillo.
Figura 46.- Ensamble de anillo “BX” Este contacto se efectúa cuando las caras realzadas de las bridas 6BX también están en contacto. El torque en los birlos debe ser el adecuado para que se establezca el sello metal a metal por fricción y, consecuentemente al someter a presión interna la conexión, el anillo se auto energiza con la presión interna. El anillo BX también esta diseñado con un orificio vertical para asegurar la igualación de presiones al momento de apretar. 64
Conexiones Superficiales de Control
Figura 47.- Anillo energizante API tipo BX Tabla 20. Bridas y anillos en el conjunto de preventores PRESIÓN DE TRABAJO LB/PG2
TAMAÑO NOMINAL PG
TIPO DE ANILLO
RX
BX
500 (0.5M)
29 1/2
95
-
2000 (2M)
16 3/4
65
-
21 1/4
73
-
26 3/4
-
167
7 1/6
45
-
9
49
-
11
53
-
13 5/8
57
-
20 3/4
74
-
26 3/4
-
168
7 1/6
46
-
11
54
-
13 5/8
-
160
16 3/4
-
162*
18 3/4
-
163
21 1/4
-
165
7 1/6
-
156
3000 (3M)
5000 (5M)
10000 (10M)
15000 (15M)
20000 (20M)
9
-
157
11
-
158
13 5/8
-
159
16 3/4
-
162
18 3/4
-
164
21 1/4
-
166
7 1/6
-
156
9
-
157
11
-
158
13 5/8
-
159
7 1/6
-
156
65
Conexiones Superficiales de Control
6. Unidad para Operar Preventores El sistema de control que acciona un arreglo de preventores, permite aplicar la potencia hidráulica suficiente y confiable para operar todos los preventores y válvulas hidráulicas instaladas. Las prácticas recomendadas API RP-16E y el Reglamento del Servicio para el Manejo de Minerales (MMS por sus siglas en inglés), establecen los requerimientos que se deberán tener en cuenta para la selección de una adecuada unidad de cierre en función al tamaño, tipo y número de elementos hidráulicos que serán operados para lograr el cierre. Los elementos básicos de un sistema de control son: Depósito almacenador de fluido. Acumuladores. Fuentes de energía. Unidades de cierre. Consolas de control remoto. Válvula de control para operar los preventores.
6.1. Depósito Almacenador de Fluido Cada unidad de cierre tiene un depósito de fluido hidráulico, el cual debe tener cuando menos el doble de la capacidad del banco de acumuladores. Por su diseño de fabricación rectangular, cuentan con dos tapones de 4” en cada extremo, que al quitarlos permite observar el interior cuando se inspeccionan las descargas de las válvulas de cuatro pasos (ram-lock). Por la parte inferior del depósito, salen en forma independiente las líneas de succión para las bombas hidroneumáticas y la bomba hidroeléctrica. Al tanque de almacenamiento descargan las líneas de las válvulas de seguridad, en caso de presentarse un incremento de presión dentro del sistema. Debe utilizarse un fluido hidráulico (aceite lubricante MH-150; MH-220, Turbinas-9) que no dañe los sellos de hule que tenga el sistema de cierre. Para ambiente con temperaturas menores a 0 °C (32 °F), deberá agregarse un volumen suficiente de glicol al fluido de operación que contenga agua para evitar su congelamiento.
6.2. Requerimientos de los Acumuladores Los acumuladores son recipientes que almacenan fluidos hidráulicos bajo presión. Los términos acumulador y unidad de cierre con frecuencia son empleados en forma intercambiable. Precisando, una unidad de cierre es una manera de cerrar el preventor, mientras que un acumulador es una parte del sistema que almacena fluido hidráulico bajo presión, para que éste actúe hidráulicamente en el cierre de los preventores. Por medio del gas nitrógeno comprimido, los acumuladores almacenan energía, la cuál será usada para efectuar un cierre rápido. Hay dos tipos de acumuladores: El tipo separador. Usa un diafragma flexible (vejiga), el cual es de hule sintético, resistente y separa completamente la precarga de nitrógeno del fluido hidráulico. 66
Conexiones Superficiales de Control
El tipo flotador. Utiliza un pistón flotante para separar el nitrógeno del fluido hidráulico.
1000 lb/pg2 PRECARGA
2000 lb/pg2 CARGA
3000 lb/pg2 CARGA NOMINAL COMPLETA
Figura 48.- Acumulador sometido a diferentes presiones Presión de operación y precarga Ninguna botella acumuladora debe ser operada a presiones mayores de su presión de trabajo. La presión de precarga de cada botella acumuladora debe ser medida al iniciar la instalación de la unidad en cada pozo, y en su caso debe ser ajustada a la presión que le corresponde. Sólo debe usarse gas nitrógeno para la presión de precarga del acumulador, dicha presión debe ser verificada frecuentemente. Prueba en los acumuladores Esta prueba debe ser llevada a cabo en cada pozo antes de conectar la unidad con el arreglo de los preventores. La prueba se realiza como sigue: a) Descargar el fluido hidráulico de las botellas abriendo las válvulas correspondientes (las bombas deben estar fuera de servicio). b) Utilice un manómetro de precisión, conectándolo en el orificio de medición de la presión de la precarga, para verificar la presión de nitrógeno en cada botella acumuladora, ajustando la presión en su caso. Prueba de efectividad de tiempo de respuesta al sistema de bomba El sistema debe ser capaz de cerrar cada preventor de arietes y los preventores anulares menores de 20” en 30 segundos como máximo y hasta 45 segundos para los de 20” y de mayor diámetro. La bomba hidroeléctrica por si misma, es decir, con los acumuladores bloqueados y las bombas hidroneumáticas paradas, debe ser capaz de abrir la válvula hidráulica de la línea de estrangulación, cerrar el preventor anular sobre la tubería y obtener un mínimo de 1200 Ib/pg2 de presión en un tiempo que no exceda de dos minutos. De igual forma, las bombas hidroneumáticas por sí mismas deben ser capaces de llevar a cabo lo indicado en el inciso anterior.
67
Conexiones Superficiales de Control
La prueba de los acumuladores consiste en abrir la válvula hidráulica de la línea de estrangulación y cerrar el preventor anular sobre la tubería de perforación en un tiempo que no exceda de 30 segundos, conservando una presión final mínima de 1200 Ib/pg2 y teniendo las bombas hidroneumáticas e hidroeléctricas paradas. Esta prueba de efectividad de tiempo de respuesta del sistema debe llevarse a cabo antes de efectuar cada prueba a presión del sistema de control superficial. Prueba de operación y funcionamiento del sistema de acumuladores Esta prueba debe llevarse a cabo antes de que se efectúe la prueba hidráulica del Sistema de Control Superficial. 1. Aísle las fuentes de energía hidroeléctrica e hidroneumática del Sistema y verifique que estén abiertas las válvulas de los acumuladores. 2. En caso de no tener tubería dentro del pozo introduzca una lingada de TP. 3. Abra la válvula hidráulica de la línea de estrangular, cierre el preventor anular y el preventor de arietes del diámetro de la TP correspondiente. Registre el tiempo que tarda en efectuar estas tres operaciones. El máximo tiempo requerido es de 50 segundos, debiendo conservar una presión final mínima de 1200 Ib/pg2. 4. Seguidamente, recargue los acumuladores a 3000 Ib/pg2 con las dos fuentes de energía y registre el tiempo empleado el cual debe ser de 5 minutos como máximo. 5. La bomba hidroeléctrica por sí misma, es decir con los acumuladores bloqueados y las bombas hidroneumáticas paradas, debe ser capaz de abrir la válvula hidráulica de la línea de estrangulación y cerrar el preventor anular sobre la tubería en un tiempo que no exceda de 2 minutos, debiendo conservar una presión final mínima de 1200 Ib/pg2. 6. De igual manera, las bombas hidroneumáticas, por sí mismas, deberán ser capaces de llevar a cabo lo indicado en el inciso anterior.
6.3. Requerimientos de Volumen de los Acumuladores Las prácticas recomendadas API RP-53 señalan que los sistemas acumuladores deben tener una cantidad mínima de fluido igual a tres veces el volumen requerido para cerrar el preventor anular más un preventor de arietes. Esto ofrecerá un margen de seguridad igual a 50%. Una regla empírica aplicada en el campo petrolero sugiere tres veces el volumen necesario para cerrar todos los preventores instalados. Por su parte, el MMS establece que debe tenerse una cantidad mínima de fluido equivalente a 1.5 veces la cantidad necesaria para cerrar todo el arreglo de preventores instalados, dejando un margen de 200 Ib/pg2 por arriba de la presión de precarga de los acumuladores. El sistema de acumuladores debe tener capacidad suficiente en proporcionar el volumen necesario para cumplir o superar los requerimientos mínimos de los sistemas de cierre. Existen varios métodos para calcular el volumen necesario. La idea principal es mantener una reserva energética suficiente para el sistema de acumuladores, de tal forma que pueda accionarse el arreglo de preventores y así tener más energía que la restante de la precarga de nitrógeno. 68
Conexiones Superficiales de Control
El número de acumuladores que debe tener el sistema es el que permita almacenar fluido con la energía suficiente para cerrar todos los preventores instalados y abrir la válvula hidráulica de la línea de estrangulación con un 50% de exceso como factor de seguridad y terminar con una presión final mínima de 1200 Ib/pg2 arriba de la precarga, teniendo el conjunto de bombeo hidroneumático e hidroeléctrico parados. Ejemplo: Cuando se usan tres preventores de arietes de 11” 10000 Ib/pg2, un preventor anular Hydril "GK" y la válvula hidráulica, se requiere el volumen de fluido siguiente: Preventor anular Hydril "GK 11” 10000 Ib/pg2 25.10 Gal 2 3.3 Gal Preventor Cameron "U” (TP) 11” 10000 Ib/pg 2 Preventor Cameron "U” (ciegos) 11” 10000 Ib pg 7.6 Gal 2 Válvula Hidráulica 3” 10000 Ib/pg 0.59 (cerrar) 2 3.3 Gal. Preventor Cameron "U" (TP) 11” 10000 Ib/pg 39.89 Gal Suma de volúmenes de fluidos para cerrar todos los preventores y abrir la válvula hidráulica más un 50% de exceso como factor de seguridad. 39.89 Gal +19.94 Gal VOLUMEN TOTAL DE FLUIDO REQUERIDO 59.83 Gal Considerando acumuladores de diez galones de volumen total, el número necesario se calcula de la forma siguiente: Volumen para cerrar preventores + 50% exceso Num. Acum.
= 5 Galones útiles por acumulador 39.89 gal + 19.94
Num. Acum.
=
Núm. Acum. = 11.96 = 12 Acumuladores 5 gal /Acumulador
Concluyendo. Se requieren doce acumuladores con capacidad total de diez galones cada uno. Existe un método práctico y confiable para calcular el número de acumuladores requeridos; este método consiste en multiplicar el total de galones requeridos para cerrar todos los preventores y abrir la válvula hidráulica por 0.3 acum/gal para el caso del ejemplo anterior, se tiene: Núm. Acum. = Volumen para cerrar preventores x 0.3 acum/gal Núm. Acum. = 39.89 gal x 0.3 acum/gal = 11.96 = 12 acumuladores
69
Conexiones Superficiales de Control
Considerando los arreglos actuales de preventores, es conveniente disponer siempre de un mínimo de 16 botellas, de diez galones cada una, en condiciones de trabajo y con la precarga establecida en cada unidad para accionar el conjunto de preventores. Tabla 21. Volumen de fluido para operar preventores anulares Cameron, Shaffer Y Hydril TAMAÑO PG
PRESIÓN DE TRABAJO 2 LB/PG
7 1/16
3000
7 1/16
5000
7 1/16
10000
7 1/16
15000
7 1/16
20000
11
3000
11
5000
11
10000
11
15000
13 5/8
3000
13 5/8 13 5/8
5000 10000
13 5/8
15000
16 3/4
3000
16 3/4
5000
16 3/4
10000
18 3/4
5000
18 3/4
10000
20 3/4
3000
21 3/4
2000
FLUIDO REQUERIDO GAL
CAMERON
SHAFFER
HYDRIL
Cerrar
1.69
4.57
2.85
Abrir
1.39
3.21
2.24
Cerrar
1.69
4.57
3.86 3.30
Abrir
1.39
3.21
Cerrar
2.04
17.11
9.42
Abrir
2.55
13.95
7.08
Cerrar
6.94
Abrir
6.12
11.20 7.25
Cerrar
8.38
11.00
Abrir
7.56
7.20
Cerrar
5.65
11.00
2.43
Abrir
4.69
6.78
5.54
Cerrar
5.65
18.67
9.81
Abrir
4.69
14.59
7.98
Cerrar
10.15
30.58
25.10
Abrir
9.06
24.67
18.97
11.36
Cerrar
23.5
Abrir
21.30
Cerrar
12.12
23.50
Abrir
10.34
14.67
8.94
Cerrar
12.12
23.58
17.98
Abrir
10.34
17.41
14.16
Cerrar
18.10
40.16
37.18
32.64
26.50
Abrir
16.15
Cerrar
26.00
34.00
Abrir
22.50
34.00
Cerrar
22.32
21.02
Abrir
19.00
15.80
Cerrar
22.32
37.26
28.70
Abrir
19.00
25.61
19.93
Cerrar
40.75
Abrir
35.42
Cerrar
35.60
48.16
64.00
Abrir
29.00
37.61
44.00
Cerrar
50.00
118.50
Abrir
45.10
99.50
Cerrar
39.70
Abrir
24.10
Cerrar
39.70
22.59
31.05
Abrir
24.10
16.92
18.93
Nota: La válvula hidráulica utiliza un volumen de fluido de + 0.5 gal, para accionar, cerrar o abrir
70
Conexiones Superficiales de Control
6.4. Requerimientos de Presión y Precarga de los Acumuladores Los acumuladores no deben operar a más de 3000 Ib/pg2, su presión de precarga debe ser de 1000 a 1100 Ib/pg2 y usar únicamente nitrógeno (N2). Estos se encuentran provistos de una válvula de seguridad que abre a las 3500 Ib/pg2, cuándo se requiera operar entre 3000 y 5000 Ib/pg2, que es la máxima presión de operación del sistema, deben cerrarse las válvulas aisladoras de los acumuladores. Tabla 22. Volumen de fluido para operar preventores de arietes Cameron tipo “U” TAMAÑO NOMINAL PG
PRESIÓN DE TRABAJO 2 LB/PG
GALONES PARA CERRAR
GALONES PARA ABRIR
7 1/6*
3000
1.2
1.2
7 1/6
5000
1.2
1.2
7 1/6
10000
1.2
1.2
7 1/6
15000
1.2
1.2
11
3000
3.3
3.2
11
5000
3.3
3.2
11
10000
3.3
3.2
11
15000
5.5
5.4
13 5/8
3000
5.5
5.2
13 5/8
5000
5.5
5.2
13 5/8
10000
5.5
5.2
13 5/8
15000
11.6
11.4
16 3/4
3000
10.2
9.4
16 3/4
5000
10.2
9.4
16 3/4
10000
12
11.2
18 3/4
10000
24
23
20 3/4
3000
8.1
7.2
21 1/4
2000
8.1
7.2
21 1/4
5000
30.9
28.1
21 1/4
10000
26.5
24.1
26 3/4
3000
10.5
9.8
11*
3000
7.6
7.4
11*
5000
7.6
7.4
11*
10000
7.6
7.4
11*
15000
9
8.9
13 5/8*
3000
10.9
10.5
13 5/8*
5000
10.9
10.5
13 5/8*
10000
10.9
10.5
13 5/8*
15000
16.2
16
16 3/4*
3000
19.0
18.1
16 3/4*
5000
19.0
18.1
16 3/4*
10000
19.1
18.2
20 3/4*
3000
14.9
14.3
18 3/4*
10000
24.7
22.3
18 3/4*
15000
34.7
32.3
* Para arietes de corte
71
Conexiones Superficiales de Control
6.5. Fuentes de Energía Capacidad de las bombas. Cada unidad de cierre deberá contar con el suficiente número y tamaño de bombas que cumplan satisfactoriamente con las operaciones descritas a continuación. Con el banco de acumuladores aislado, las bombas deberán ser capaces de cerrar el preventor anular sobre la tubería en uso, abrir la válvula hidráulica de la línea de estrangulación y mantener una presión mínima de 200 Ib/pg2 por arriba de la presión de precarga de N2 en un tiempo de 2 minutos. Con el sistema acumulador aislado, las bombas de la unidad deben ser capaces (cada una) de cerrar el preventor anular contra la tubería que se éste usando, más abrir la válvula con control hidráulico en la línea de estrangular, y generar una presión final mínima de 200 Ib/pg2 sobre la presión de precarga del sistema acumulador, en un tiempo de 2 minutos como máximo. Presión en las bombas. Cada unidad de cierre deberá estar equipada con bombas que proporcionen una presión de descarga equivalente a la presión de operación y máxima de trabajo. El sistema de la unidad de cierre está formado por una combinación de bombas de aire y eléctricas. Básicamente cada bomba opera a bajo volumen de fluido y alta presión, accionándose por medio de una fuente neumática y la otra por medio de energía eléctrica. Normalmente en cada sistema lo constituyen dos bombas hidroneumáticas y una bomba triplex eléctrica. Potencia de bomba. La combinación de las bombas deberá tener capacidad para cargar el banco de acumuladores en un tiempo máximo de 15 minutos o menos a partir de su presión de precarga a la presión máxima de operación. Las bombas son instaladas de tal manera que cuándo la presión en los acumuladores baje al 90% de la presión de operación, se active un interruptor electromagnético y arranquen automáticamente para restablecer la presión. Todo el tiempo estará disponible una fuente de potencia para que las bombas accionen automáticamente en todo el sistema de la unidad de cierre, cuando disminuyan al 90% de su presión de operación. El sistema de la unidad de cierre debe contar de dos fuentes de energía dependientes del equipo de perforación y de una fuente independiente que deberá considerarse como último recurso para cerrar los preventores. El sistema de doble fuente de energía que se recomienda, es un sistema de aire y un sistema eléctrico (neumático/eléctrico). Cada fuente deberá ser autosuficiente para operar las bombas a una velocidad tal que permita cumplir satisfactoriamente con los requerimientos establecidos. Sistema de potencia. El sistema dual de potencia recomendado es un sistema de aire más un sistema eléctrico. Las recomendaciones mínimas para un sistema dual aire y otra fuente de potencia dual son: Un sistema dual neumático-eléctrico puede consistir del sistema de aire del equipo más el generador del equipo. 72
Conexiones Superficiales de Control
Un sistema dual neumático puede consistir del sistema de aire del equipo más un tanque de almacenamiento de aire que esté separado por medio de válvulas de contra flujo (check) de los compresores de aire y del tanque de almacenamiento general de aire del equipo. Los valores mínimos aceptables para éste tanque aislado serán el volumen y la presión, cuyos valores permitirán utilizar solamente este aire para que operen las bombas a una velocidad para que cumplan con las funciones requeridas. Un sistema dual eléctrico puede consistir del sistema normal de energía eléctrica del equipo más un generador independiente. Un sistema dual aire-nitrógeno puede consistir del sistema de aire del equipo más un conjunto de cilindros conteniendo N2 a determinada presión (energía adicional). Un sistema dual eléctrico-nitrógeno puede consistir del sistema de corriente eléctrica del equipo más un conjunto de cilindros conteniendo N2 a determinada presión. A continuación se presenta un sistema unidad de cierre koomey, con un sistema de energía adicional con N2. Y en la tabla se describen las características de cada una de sus partes.
Figura 49.- Sistema unidad de cierre Koomey 73
Conexiones Superficiales de Control
Tabla 23.- Descripción de partes sistema Koomey con energía adicional N2. Partes
Características 2
1. Acumuladores.
Su presión de trabajo es de 3000 lb/pg y la presión de precarga con 2 nitrógeno de 1000 a 1100 lb/pg se tiene que verificar la presión de precarga en cada botella cada 30 días, las botellas deben contener solamente nitrógeno, ya que el aire y otros gases pueden causar fuego o explosión.
2. Válvulas aisladoras del banco acumulador.
Normalmente deben estar abiertas y cerradas cuando desee aplicar una 2 presión mayor de 3000 lb/pg o cuándo realice pruebas de efectividad de tiempo de respuesta del sistema.
3. Válvula de seguridad del banco acumulador.
Está calibrada para abrir a 3500 lb/pg
4. Filtro de la línea suministro de aire.
Debe limpiarlo cada 30 días
5. Lubricador de aire.
Debe usar lubricante SAE-10 o equivalente y ajustarlo para que provea seis gotas de aceite por minuto, además de revisarlo semanalmente.
6. Manómetro indicador de la presión de la línea de suministro del aire.
Rango de presión de 0-300 lb/pg
7. Interruptor de presión automática hidroneumático.
Normalmente está regulado para cortar a 2900 lb/pg en unidades que cuentan con bombas de aire y bomba eléctrica. Cuándo la presión en el 2 sistema desciende a 2700 lb/pg automáticamente permite que el aire fluya y arranque la bomba. Para incrementar la presión de corte, gire la tuerca que ajusta el resorte de izquierda a derecha y de derecha a izquierda para disminuirla
8. Válvula para aislar el interruptor hidroneumático
Normalmente ésta válvula debe encontrarse cerrada. Cuándo se requieran 2 presiones mayores de 3000 lb/pg , primero cierre la válvula que aísla la bomba eléctrica (19) gire la válvula (25) hacia la derecha (alta presión) y finalmente abra esta válvula, lo que permitirá manejar presiones hasta de 2 5500 lb/pg .
9. Válvulas para suministrar aire a las bombas hidráulicas impulsadas por aire.
Normalmente deben estar abiertas.
2
2
2
10. Válvulas de cierre de succión.
Siempre permanecerán abiertas
11. Filtros de succión
La limpieza se realizará cada 30 días.
12. Bombas hidráulicas impulsadas por aire.
Este tipo de bombas operan con 125 lb/pg de presión de aire. Cada lb/pg 2 de presión de aire produce 60 lb/pg de presión hidráulica.
13. Válvulas de contrapresión (check).
Su función es permitir reparar o cambiar las bombas hidroneumáticas sin perder presión en el banco acumulador
14. Motor eléctrico y arrancador
El motor eléctrico opera con tensión eléctrica de 220 a 440 voltios, 60 ciclos, tres fases; la corriente requerida depende de la potencia del motor. El arrancador acciona y para automáticamente el motor eléctrico que controla la bomba triplex o dúplex; trabaja conjuntamente con el interruptor manual de sobrecontrol para accionar o parar. El interruptor de control (14) debe estar en la posición "auto”.
15. Bomba triplex (o dúplex) accionada por motor eléctrico.
Cada 30 días se debe revisar el nivel (SAE-30W). Además se tiene que revisar el nivel de aceite en la coraza de la cadena (30 ó 40W), el cual debe llegar hasta el tapón de llenado.
16. Válvula de cierre de succión.
Normalmente debe estar abierta
2
2
17. Filtro de succión.
Efectúe su limpieza cada 30 días
18. Válvula de contrapresión (check).
Su función es permitir reparar el extremo hidráulico de la bomba sin perder presión en el Sistema.
19. Válvula aisladora de la bomba hidroeléctrica
Debe estar abierta normalmente y sólo tiene que cerrarla cuando vaya a 2 generar presiones mayores de 3000 Ib/pg con las bombas hidroneumáticas.
20. Interruptor de presión automático hidroeléctrico.
El motor de la bomba hidroeléctrica arranca automáticamente cuando la 2 presión en el banco acumulador desciende a 2700 Ib/pg y para cuando la 2 presión llega a 3000 Ib/pg . Al ajustar la presión de paro del motor eléctrico, quite el protector del tomillo regulador y gírelo en sentido contrario a las manecillas del reloj para disminuir la presión o en el sentido de las mismas manecillas para incrementar la presión. Para ajustar la presión de arranque del motor eléctrico quite la tapa a prueba de explosión, purgue la presión del sistema a la presión de arranque deseada y mueva la rueda de ajuste hacia arriba, hasta que el motor arranque.
74
Conexiones Superficiales de Control 21. Manómetro indicador de la presión en el sistema acumulador
Rango de presión de 0-6000 Ib/pg
2
22. Filtro para fluido en el sistema acumulador.
Revisarlo cada 30 días.
23. Válvula reguladora y reductora de presión
Reduce la presión del Sistema a 1500 Ib/pg para operar los preventores de arietes y las válvulas con operador hidráulico. Para ajustar esta válvula, primero afloje la tuerca candado de la manija y gírela hacia la derecha para incrementar la presión y hacia la izquierda para reducirla, observando siempre el manómetro (24) al fijar la presión en el regulador del múltiple de distribución; finalmente, apriete la tuerca candado de la manija.
24. Manómetro indicador de presión en el múltiple de distribución de fluido.
Rango de presión de 0-10000 lb/pg
25. Válvula para aislar la válvula reductora de presión.
Debe estar en posición abierta, y cuando se necesiten aplicar presiones 2 mayores de 1500 Ib/pg a los preventores de arietes, gírela a la posición de cerrada, así se aísla la válvula (23).
26. Válvula reguladora y reductora de presión impulsada por aire.
Regula la presión para el preventor anular. La presión puede variar dependiendo del diámetro del tubo contra el que cierra el preventor anular.
27. Manómetro indicador de presión del preventor anular.
Rango de presión de 0-3000 Ib/pg .
28. Válvulas de cuatro vías.
Permiten cerrar o abrir los preventores y las válvulas hidráulicas instaladas.
29. Válvula de purga.
Normalmente debe estar cerrada. Esta válvula debe mantenerse abierta cuando se precargan las botellas del acumulador.
30. Caja de empalme de aire.
Se usa para conectar las líneas de aire en el Sistema a las líneas de aire que vienen del tablero de control remoto.
31. Transmisión de presión neumática para la presión del preventor anular.
Ajuste el regulador de presión del transmisor, para que la presión del manómetro del preventor anular en el tablero remoto sea igual a la del manómetro (27) del Sistema.
32. Transmisor de presión neumática para la presión del múltiple de fluido.
Ajuste el regulador de presión del transmisor, para que el manómetro de los preventores de arietes en el tablero remoto registre la misma presión que el manómetro (24) del sistema.
33. Transmisor de presión neumática para la presión del sistema acumulador
Ajuste el regulador de presión del transmisor, para que el manómetro que indica la presión del acumulador en el tablero remoto registre la misma presión que el manómetro (21) del sistema.
34. Válvula neumática reguladora de la válvula (26).
Se utiliza para regular la presión de operación del preventor anular. El giro a la izquierda disminuye presión y a la derecha la incrementa. Vigile siempre el manómetro (27) cuando ajuste la presión.
35. Selector de regulador de presión del preventor anular.
Se usa para seleccionar el tablero (unidad o control remoto) desde donde se desea controlar la válvula reguladora (26).
36. Válvula de seguridad del múltiple distribuidor de fluido.
Está regulada para que abra a 5500 lb/pg .
37. Tapones del tanque de almacenamiento
Partes que se operan en caso de utilizar el sistema de energía adicional con N2, y la secuencia para su operación se describe a continuación.
2
2
2
2
38. Cilindros de nitrógeno 39. Manómetro del banco de energía adicional 40. Válvula maestra del banco de energía adicional
Cierre de preventor usando el sistema de respaldo. Esta prueba se efectúa en los pozos-escuela (simulador equipo de perforación) con el propósito de demostrar a las cuadrillas la eficiencia de la fuente independiente que podrá utilizarse como último recurso, para cerrar los preventores; el diagrama de unidad de cierre Koomey, nos servirá de referencia para identificar las partes con los números que se mencionan a continuación. Los equipos terrestres y marinos que cuenten con este sistema de respaldo estarán supeditados a las instrucciones del personal técnico para accionarlo: 75
Conexiones Superficiales de Control
1. Quitar tapones laterales de 4” (37) del tanque de almacenamiento. 2. Verificar que la válvula de purga (29) esté cerrada y que ninguna válvula ram-lok (28) esté parcialmente activada. 3. Aislar el banco de acumuladores (cerrar) con la válvula (19) 4. Posicionar en alta la válvula de by-pass (25) 5. Colocar en posición de cerrar, la válvula ram-lok del preventor seleccionado y posicionar en abierto el ram-lok que acciona la válvula hidráulica de la línea de estrangular. 6. Abrir la válvula del cilindro de N2 (38) seleccionado, observando que tenga una presión mínima de 1200 psi en el manómetro del banco (39). 7. Abrir la válvula general de N2 (40), verifique el cierre del preventor. Una vez accionado cierre la válvula del cilindro de gas. Antes de utilizar el nitrógeno: Revise que las válvulas de los cilindros y la válvula general de N2 estén cerradas. Observe el cierre del preventor y de inmediato cierre las válvulas del N2. Nunca opere las válvulas ram-lok de una posición a otra (abrir a cerrar o viceversa) estando la línea represionada con N2. Es recomendable purgar lentamente la presión por la válvula No. 29 antes de realizar cualquier operación en el sistema de la unidad de cierre. Válvulas del múltiple de operación. Los bancos con múltiples botellas de acumuladores deben tener válvulas instaladas para aislar el banco. Las válvulas aisladoras deben tener una presión de trabajo de por lo menos igual a la presión de trabajo del sistema al que esté conectado. Así mismo, deben estar abiertas salvo cuando se aíslen los acumuladores para el mantenimiento, pruebas o su transporte. Si es conveniente, las botellas acumuladoras podrán ser instaladas en bancos con capacidad aproximada de 160 galones, pero con un mínimo de dos bancos. Las válvulas de control de la unidad, deben ser claramente identificadas, para indicar: 1. La válvula correspondiente para operar cada preventor y la válvula hidráulica. 2. La posición de las válvulas (abierta, neutral y cerrada). Durante las operaciones de perforación, cada válvula de control de preventor de reventones bebe ser girada hacia la posición abierta (más no la posición neutral). La válvula hidráulica en la línea de estrangulación debe ser girada hacia la posición cerrada durante las operaciones normales. La válvula de control que opere los arietes ciegos debe ser equipada con una cubierta sobre la manija de operación manual, para que no sea operada en forma inadvertida o accidental. Ubicación de la Unidad La unidad debe ser ubicada en un lugar seguro, de acceso fácil al personal del equipo en una emergencia. Todas las líneas entre la unidad de cierre y el preventor deben ser fabricadas de acero o de una manguera flexible equivalente y resistente a las flamas y a una presión máxima de operación de las mismas.
76
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Recomendaciones de la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos (UPMP)* Se recomienda que los arietes ciegos sean sustituidos por los de corte antes de penetrar la zona productora. Nivel del fluido hidráulico en el tanque (depósito) de la unidad operadora de los preventores a 3/4 de nivel. Líneas y poliductos de la unidad al conjunto de preventores, su protección con puentes metálicos. Las salidas activas de la unidad con uniones de golpe y las salidas inactivas protegidas con tapones. Las líneas de 1" de la unidad a los preventores, deben pasar por debajo de la subestructura. Nomenclatura en español en válvulas y manómetros de la unidad (Bomba Koomey). Nomenclatura en español del control remoto de la unidad operadora de los preventores. Instalación de la unidad operadora de los preventores, a una distancia mínima de 25 m del pozo. *Tomadas de la “Lista de Verificación al estar Perforando con los Preventores instalados"
Requerimientos para válvulas, conexiones, líneas y múltiple Todas las válvulas, conexiones, líneas y demás accesorios de la unidad de cierre y el arreglo de preventores deberán estar construidos de acero, para una presión mayor o igual a la presión máxima de trabajo hasta de 5000 Ib/pg2. En toda instalación, todas las válvulas, conexiones y demás componentes requeridos, deberán estar equipados con lo siguiente: Cada múltiple de la unidad de cierre deberá contar con válvulas de paso completo en las cuáles puedan conectarse fácilmente y por separado las líneas del fluido hidráulico. Cada unidad de cierre deberá equiparse con las suficientes válvulas de contra flujo (check) o de cierre que permitan aislar las bombas y los acumuladores del múltiple de la unidad de cierre y el regulador de presión del preventor anular del múltiple de la unidad de cierre. La unidad de cierre deberá contar con los manómetros necesarios y precisos que indiquen la operación; tanto flujo abajo como arriba de la válvula reguladora de presión del preventor anular. En cada unidad de cierre deberá tener una válvula reguladora de presión que permita controlar manualmente la presión para operar el preventor anular. La unidad de cierre que esté equipada con una válvula reguladora que controle la presión de operación de los preventores de arietes; deberá contar con una válvula y línea de paso que permita aplicar toda la presión del banco de acumuladores en el múltiple de la unidad. Las válvulas de control (ram-lok) para operar el sistema deberán tener indicadores precisos de la posición, tipo y medida de los arietes instalados en el arreglo de 77
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preventores. Los letreros estarán en español e indicarán la posición de apertura o cierre. Gobernador automático (interruptor de presión automático hidroneumático) Es un accesorio que como su nombre lo indica, controla y regula el funcionamiento de la bomba. Es un cilindro que tiene un conducto para aire en el lado I, con entrada en la parte superior, controlada por una válvula de disco(5), la cual tiene una varilla(2) que atraviesa en toda su longitud al gobernador y resorte de ajuste (6), el cual tiene un soporte (7) y una tuerca de ajuste(3). La presión del fluido que envía la bomba entra en el lado numero II, cerrando la válvula de disco e impidiendo la entrada de aire. La operación de la válvula esta regulada por el resorte numero 6. Al disminuir la presión, en la línea. Se abre automáticamente la válvula de disco (5) y el aire pasa por el conducto de salida numero III. Para calibrar el gobernador a mayor presión, se gira la tuerca de ajuste (3) hacia la derecha comprimiendo el resorte de ajuste (6) hasta la presión deseada; si se desea disminuir la presión, se gira la tuerca de ajuste hacia la izquierda bajando el resorte. 7
I
6
III
II
1
2
3
4
5
Figura 50.- Gobernador automático Válvulas hidráulicas de cuatro pasos (ramlok) Están diseñadas para permitir el paso del fluido hacia los preventores y válvulas hidráulicas cuando se operan a cerrar y permiten el retroceso cuando se operan para abrir. Características: Presión balanceada, no requieren baleros. Son válvulas de retención que no permiten el retroceso de la presión de los preventores aun con las líneas de servicio. Son partes internas que están lubricadas y no tiene problemas de corrosión. Pueden desarmarse para ser inspeccionadas sin desconectar el múltiple de control. Estos diseños nuevos y simplificados proporcionan una operación eficiente, sin filtraciones; son resistentes a la corrosión y adaptables para manejar aire, gas, fluido hidráulico, agua y sustancias químicas Puede operarse en temperaturas desde –53.8° a 71°C Cuando se encuentran en operación, estas válvulas deben estar abiertas o cerradas con el objeto de tener presión de trabajo de la bomba sobre la línea que se esta accionando.
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Figura 51.- Válvula de cuatro pasos modelo 57-C Recomendaciones 1. Revise que la presión del banco de acumuladores indique 3000 Ib/pg2 la presión en el múltiple de distribución 1500 Ib/pg2 y la del preventor anular de 800 a 1500 Ib/pg2 conforme a la presión óptima de trabajo recomendada por el fabricante de este último preventor. Consulte las tablas correspondientes en la descripción del preventor anular. 2. Verifique que el fluido del sistema esté libre de fluido de perforación o de cualquier otro fluido extraño, sedimentos, piedras o basura. 3. Revise mensualmente la precarga de cada botella aislando los bancos acumuladores para no tener que retirar del servicio ambos bancos a la vez. 4. Certifique que se le proporcione el mantenimiento adecuado al sistema conforme a las recomendaciones del fabricante y en especial la lubricación de las bombas hidroneumáticas (transmisión, extremo mecánico e hidráulico), limpieza de filtros, calibración de manómetros en el sistema y controles remotos, etc. 5. Verifique diariamente el nivel de aceite hidráulico en el depósito (3/4 de su capacidad de almacenamiento, es suficiente teniendo el sistema en operación, con objeto de poder recibir fluido de los acumuladores). 6. Deben taponarse las descargas de las válvulas que estén fuera de operación con objeto de evitar que se descargue el sistema por descuido. Consolas de control remoto Todos los equipos terrestres o plataformas de perforación deberán estar equipados con el número suficiente de tableros de control remoto, ubicados estratégicamente, donde el perforador o el técnico puedan llegar con rapidez. Normalmente se tiene una consola en el piso de perforación y otra en un lugar accesible. En las plataformas marinas, deberá tenerse un tablero de control remoto en la oficina del superintendente y una consola adicional ubicada en el muelle que esté situado a favor de los vientos dominantes. Al término de cada instalación del arreglo de preventores, deberán efectuarse todas las pruebas de apertura y cierre desde la misma unidad y posteriormente desde cada estación de control remoto que se encuentre en operación, para verificar el funcionamiento integral del sistema.
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1. Manómetro de acumuladores 2. Manómetro de presión de aire 3. Operar preventro anular 4. Operar preventor ciego 5. Línea de matar 6. Manómetro del múltiple 7. Manómetro preventor anular 8. Regulador de preventor anular 9. Válvula de presión baja 10. Válvula de seguridad 11. Operar preventor arietes 12. Línea de estrangulador 13. Gabinete
Figura 52.-Consola de control remoto Koomey
7. Separador Gas-Lodo El separador Gas-Lodo forma parte del equipo auxiliar del sistema de control superficial y se encuentra conectado al múltiple de estrangulación con líneas de alta presión, y ayuda a remover el gas del lodo. Funciones principales: Eliminar grandes cantidades de gases atrapados en el fluido de perforación. Recolectar los fluidos retornándolos al desgasificador Desviar los gases inflamables o venenosos a una distancia segura del equipo. Cuando se incorpora gas al lodo, se debe remover porque: Reduce la densidad del lodo Reduce la eficiencia volumétrica de la bomba Disminuye la presión hidrostática de la columna de fluido Aumenta el volumen del fluido de perforación Las dimensiones de un separador gas-lodo son críticas, porque ellas definen el volumen de gas y fluido que pueda manejarse efectivamente. Los separadores gas-lodo más usuales, está constituidos básicamente por un cuerpo cilíndrico vertical provisto en su interior de un conjunto de placas deflectoras distribuidas en espiral, una válvula de desfogue de presión en el extremo superior, una válvula check en el extremo inferior, etc. La corriente de la mezcla gas-lodo entra lateralmente al separador. En el interior, la presión de esta mezcla tiende a igualarse a la presión atmosférica, la separación y expansión del gas es provocada por el conjunto de placas deflectoras que incrementan la turbulencia de la mezcla. El gas se elimina por la descarga superior y el lodo se recibe por gravedad en la presa de asentamiento, a través de una línea que puede conectarse a la descarga de la línea de flote.
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El objetivo de la válvula check, instalada en el extremo inferior del separador, es protegerlo de sobrepresiones excesivas. La válvula superior permite desfogar el gas, en caso de obstruirse la línea de descarga durante las operaciones del control. Características de diseño. Para el cuerpo cilíndrico de acero, se emplean tubos con diámetros que van desde 14 hasta 30”, en algunos casos se usan tubos de mayor diámetro. El diámetro de la entrada de la mezcla gas-lodo del separador, deberá ser mayor a 4”, para la salida del gas es recomendable que sea por lo menos 2” mayor que la entrada y que sea enviado al quemador o que descargue a la atmósfera lo más alto posible. Es necesario fijar o anclar firmemente el separador gas-lodo, para evitar que la turbulencia violenta de la mezcla lo remueva de su sitio. Se debe prevenir la erosión en el punto en el que el fluido de perforación y gas choca contra la pared interna del separador. También, se debe tomar en cuenta la limpieza interna del separador y líneas para evitar su taponamiento. Finalmente, el separador gas-lodo del equipo no es recomendable para operaciones de pruebas de producción. Al quemador o atmósfera
Salida de gas
Válvula de seguridad Bypass a la presa 30”
Entrada de la mezcla lodo/gas Placas deflectoras A las presas de lodos Válvula check de bola
Manguera
Tapón
Línea de purga
Figura 53.- Separador gas-lodo
7.1 Selección del Diámetro Interior del Separador Gas-Lodo Es importante conocer el diseño del separador gas-lodo instalado en el equipo, ya que esto nos permitirá saber si cuenta con la capacidad suficiente para el manejo del volumen de gas que se espera durante la intervención de un pozo, a continuación se presentan algunos aspectos importantes a tomar en cuenta: 1. El diámetro y longitud del separador, determinan la presión interior que podemos manejar. 2. La eficiencia del separador lo determinan: la altura, el diámetro y diseño interno. 81
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3. La altura del tubo en “U” (D) y distancia desde el fondo del separador hasta la parte superior del tubo en “U” (d), determinan el nivel de fluido y evita que el gas salga por el fondo. Línea de venteo Gas Placas deflectoras
Rompedor de efecto sifón
Entrada de fluido Placa de choque d
Lodo
Lodo
D
Línea de drenaje
Figura 54.- Vista interior de un separador gas-lodo En la siguiente gráfica se aprecia el efecto que tiene el diámetro interior del separador sobre la capacidad en el manejo del gasto de gas y sirve de guía para la selección del diámetro interior del separador en función del gasto de gas a manejar en el pozo.
Presión atmosférica corriente abajo
Presión corriente arriba, psi
Pérdida de presión en 30 m Temp. Gas = 24 °C
Gasto de gas MMPCD Figura 55.- Gráfica para seleccionar el diámetro interior del separador gas-lodo, en función del gasto de gas que se espera del pozo.
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8. Desgasificador Otra parte importante del equipo auxiliar del sistema de control superficial, lo constituye el desgasificador. Su función consiste en eliminar el gas incorporado al fluido de perforación, ya sea por gasificaciones durante las operaciones de perforación, o para terminar el proceso de eliminación de gas del separador gas-lodo. La mayoría de los desgasificadotes hacen uso de algún grado de vacío para asistir la remoción de este gas. El fluido de perforación gasificado es succionado de la presa de asentamiento, e impulsado por la bomba centrífuga hacia la parte superior a través de una válvula ajustable que incremente su velocidad, lo atomiza y descarga en el tanque de desgasificación, en donde la turbulencia provoca que las burbujas de gas se desprendan y escapen por la parte superior. El fluido de perforación desciende por gravedad a la base del tanque, para integrarse al sistema de circulación. Características de diseño. La capacidad de manejo de fluidos debe ser acorde al volumen o gasto que produzcan las bombas de fluido de perforación. Los interruptores de accionamiento, así como también los accesorios deben ser a prueba de explosión. La descarga del gas a la atmósfera debe ser por una línea de preferencia de 4” de diámetro y lo más alto posible. En la siguiente figura, se muestra uno de los desgasificadores más usados en los equipos de perforación. Tanque desgasificador Válvula
Tope de la presa
Soporte Flecha
Malla protectora
Impulsor
Figura 56.- Desgasificador
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9. Válvulas de Contrapresión y de Seguridad Superficial Válvulas de Seguridad y Preventor Interior El API y reglamentos internacionales, establecen que los equipos de perforación deben estar dotados de las válvulas siguientes: Válvulas de la flecha Válvula macho superior de la flecha. Se instala entre el extremo superior de esta y la unión giratoria, debe ser de una presión de trabajo igual a la del conjunto de preventores. Válvula inferior de la flecha. Se instala entre el extremo inferior de la flecha y el sustituto de enlace, debe ser de igual presión de trabajo que la superior y pasar libremente a través de los preventores. 1. Cuerpo 2. Asiento inferior 3. Esferas obturadora 4 Sello superior 5. Accionador hexagonal 6. Cojinete de empuje 7. Anillo retén inferior seccionado 8. Anillo retenedor superior 9. Anillo retenedor 10. Anillo retenedor en espiral 11. Anillo (O) superior 12. Anillo de respaldo superiores 13. Anillo (O) inferior 14. Anillo de respaldo inferiores 15. Sello en (T) del accionador (manivela) 16. Rondana corrugada
Figura 57.- Válvula de seguridad inferior de la flecha Las llaves que operan las válvulas deben ubicarse en un sitio exclusivo y accesible para la cuadrilla en el piso de perforación. Válvulas en el piso de perforación Se debe disponer de una válvula de seguridad en posición abierta en cada tipo y medida de rosca que se tenga en la sarta de perforación, de una presión de trabajo similar a la del conjunto de preventores instalado. Estas válvulas deben ubicarse en un sitio exclusivo y de fácil acceso para la cuadrilla en el piso de perforación. Para el caso de los lastrabarrenas se pueden utilizar combinaciones en la parte inferior de las válvulas. Se debe tener cuidado de no utilizar tapones de levante u otros accesorios en la parte superior de la válvula, ya que restringe el paso del fluido, dificultando su instalación cuando se tiene flujo por la tubería de perforación. Es aconsejable en tal caso y para facilitar su instalación, colocarle una abrazadera atornillada provista de dos manijas, 84
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mismas que deben retirarse inmediatamente después de su instalación, con objeto de quedar en condiciones de introducirse al pozo. Por otro lado, respecto a las válvulas de seguridad que debe haber en el piso de perforación, cuando se introduzca tubería de revestimiento, se establece que debe haber una válvula disponible con la conexión o conexiones apropiadas de la rosca que tenga la tubería. Es conveniente señalar que el cumplimiento debe ser más estricto cuando se introducen tuberías de revestimiento de diámetro pequeño (7” o 5”) en zonas productoras. Preventor interior Se debe disponer de un preventor interior (válvula de contrapresión) para tubería de perforación por cada tipo de rosca que se tenga en la sarta y del mismo rango de presión de trabajo del conjunto de preventores. Para este caso, será suficiente con una válvula de este tipo por cada rosca de la tubería de perforación en uso, siempre y cuando todas las válvulas de seguridad tengan en la parte superior, una conexión similar a la de la tubería; ya que al presentarse un brote pueda instalarse en la tubería de perforación, ya sea la válvula de seguridad o el preventor interior. Sin embargo debe comprenderse que si existe flujo a través de la tubería, seria muy difícil instalar el preventor interior por la restricción que ésta herramienta presenta en su diámetro interno. Al presentarse un brote con la tubería muy superficial, es posible introducir con presión más tubería a través del preventor anular. Un preventor interior de la sarta de perforación es la válvula flotadora o válvula check con dardo de caída interna; este tipo de válvulas deben estar disponibles cuando se efectua stripping en el pozo. La válvula o niple de perfil debe estar equipado para enroscarse dentro de cualquier miembro de la sarta de perforación en uso. Válvula flotadora de la tubería de perforación La válvula flotadora es normalmente instalada en la porción más inferior de la sarta de perforación, entre dos lastrabarrenas o entre la barrena y el lastrabarrena, puesto que la válvula flotadora previene el llenado de la sarta a través de la barrena conforme se baja dentro del pozo, la sarta de perforación debe ser llenada por la parte superior al nivel del piso del equipo para prevenir el colapso de la tubería de perforación. A continuación se enuncia la ventaja más sobresaliente cuando se dispone del preventor interior: Si al estar llevando a cabo las operaciones de control con unidad de alta presión y se suscitara una fuga superficial o ruptura de la línea y no se dispusiera de este preventor, el pozo podría quedar a la deriva, y seria muy riesgoso que una persona se acercara a la tubería y cerrara la válvula de seguridad.
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Figura 58.- Preventor interior o válvula contrapresión tipo charnela
Figura 59.- Preventor interior o válvula de contrapresión tipo pistón Otro tipo de preventor interior o válvula de contrapresión es la de caída o anclaje, básicamente está constituido por la válvula de retención y sustituto de fijación, el cual se puede instalar en el extremo inferior o superior de la herramienta (aparejo de fondo). La válvula de retención se lanza por el interior de la tubería de perforación y se hace descender bombeando el fluido de perforación hasta llegar al dispositivo de fijación instalado; la válvula ancla y empaca cuando se ejerce la presión del pozo, evitando flujo de fluido por el interior de la tubería de perforación.
Figura 60.- Preventor de caída o anclaje Válvulas de compuerta Las válvulas de compuerta son parte esencial del equipo de control superficial y se localizan en los múltiples del tubo vertical y de estrangulación; en las líneas de matar y 86
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estrangular principalmente. También se localizan en los diferentes cabezales de tuberías de revestimiento. En el mercado existen diferentes tipos de válvulas de compuerta y su selección estará en función de diferentes factores, como se menciona en las prácticas recomendadas por el API RP-53. Consideraciones de diseño Deben considerarse factores tales como: presiones anticipadas de formación y en la superficie, método de control a usarse, situación ambiental del pozo; corrosividad, volumen, toxicidad y abrasividad de los fluidos. Principales tipos de válvulas de compuerta: a). De sellos flotantes. b). De equilibrio de presiones. c). De acuñamiento.
10. Equipo Superficial para Perforación Bajo Balance La perforación bajo balance permite la producción de hidrocarburos al momento en que el pozo es perforado, los hidrocarburos son separados del fluido de perforación en la superficie. Para lo anterior, se requiere de equipo superficial especial y se menciona a continuación. Requerimiento: Cabeza rotatoria o preventor rotatorio. Equipo de separación de superficie (separación de cuatro fases). La presión hidrostática del fluido de perforación sea menor a la presión de formación, permitiendo la entrada de fluidos de formación hacia el pozo. Usar de preferencia un sistema de circulación de flujo cerrado.
10.1. Esquema Típico La perforación bajo balance requiere usar equipo adicional a los utilizados en la perforación convencional, que satisfagan la necesidad de manejo superficial de presión y de volúmenes de líquido y gas, tanto lo que se inyecta durante la perforación como la que se obtenga del yacimiento, como resultado de la condición bajo balance que se desee lograr; a continuación, se presenta un esquema típico de equipo superficial para perforar bajo balance.
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Figura 61.- Esquema de un arreglo típico de equipo superficial para perforación bajo balance Un arreglo típico como el anterior debe cumplir con las siguientes funciones básicas: Perforar rotando la sarta Viajar y controlar la presión en el espacio anular. Esto se consigue con el uso de cabezas o preventores rotatorios, siendo la presión a manejar la determinante para escoger uno u otro. El equipo superficial depende del yacimiento que se perfore, el grado de bajo balance que se pueda o se pretenda alcanzar, así como los gastos esperados de inyección y de salida de líquidos, gases y sólidos. Esto determinan su tipo y capacidad. Tiene que hacerse un balance económico entre el costo de los diferentes equipos disponibles en el mercado y los beneficios que se esperan alcanzar en el pozo partiendo del potencial productor del yacimiento.
10.2. Cabeza o Preventor Rotatorio. La cabeza o preventor rotatorio origina un sello primario entre la tubería y elemento sellante, siendo complementado por la presión diferencial del pozo. Se puede tener en el mercado dos tipos de cabeza rotatoria: Con elemento sellante sencillo. Con elemento sellante doble. que provee una capacidad extra de sello, presión de trabajo mayor, tiempo y velocidad de rotación mayor. Posee una salida lateral bridada de 7 1/16”, donde se instala una válvula. Brindan rotación y sello que permite la perforación del pozo con presión en la cabeza.
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Se instala en la parte superior del arreglo de preventores en uso, obstaculizando el paso del fluido de perforación hacia el piso y desviando el flujo a la línea de descarga o al múltiple de estrangulación. Se instala una válvula de preferencia hidráulica o neumática de 7 1/16” en la salida lateral de la cabeza rotatoria para controlar la salida del fluido de perforación. Mantenerla abierta cuando la operación no requiera perforar bajo balance y en caso contrario cerrarla. A medida que el elemento se desgasta, la presión diferencial contra el elemento provee la mayoría de la energía sellante; por lo que, el elemento desgastado por presión anular baja podría ocasionar fugas. Ante éste problema se cambian sus elementos de sellos deteriorados por nuevos.
Figura 62.- Cabezas rotatorias
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Figura 63.- Preventor rotatorio Los fabricantes de cabezas y preventores rotatorios proporcionan las especificaciones y datos técnicos de las mismas, a continuación se presenta un ejemplo de estos datos. Tabla 24.- Especificaciones de cabeza y preventor rotatorios. PRESIÓN TRABAJO (PSI)
RANGO DE PRESION (PSI)
NUMERO ELEMENTOS
MARCA
TIPO
MODELO
ESTATICA
ROT/VIAJANDO
RPM
Wiliams
Cabeza
7100
5000
2500
100
Alta
Doble
Wiliams
Cabeza
7000
3000
1500
100
Media
Doble
Wiliams
Cabeza
8000
1000
500
100
Baja
Sencillo
techocorpAlpine
Cabeza
3000-tm
3000
2000
200
Media
Doble
Grant
Cabeza
3000
2500
150
Alta
Doble
RBOP
Preventor
2000
1500/1000
100
Media
Sencillo
Shafe
Preventor
RD-1 2500 RBOP 1500 PCWD
5000
2000/3000
200/100
Alta
Sencillo
Tabla 25.- Características de las cabezas y preventores rotatorios. CABEZAS - Menor tiempo para cambio de elemento.
PREVENTORES - Elemento más durable.
- Menor costo de elemento.
- De construcción más fuerte.
- Todas tienen su propia energía para operarlas
- Menos sensibles a centrado y alineación del tiempo.
- Instalación y operación fácil y rápida.
- Mas resistentes a fluídos base aceite.
10.3. Sistema de Separación de Fases El Separador de fases líquidos/gas/sólidos, es un tanque cilíndrico con placas deflectores en el interior para acelerar la agitación o turbulencia del fluido y lograr la separación de las fases. Su línea de entrada de fluido puede ser de 6", una línea de salida del gas en la parte superior de 8" y otra en la parte inferior de salida de líquidos y recortes de 8"; ésta última línea se conecta a la presa de separación. 90
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Este equipo se trabaja cuando se está perforando bajo balance o cuando se circula para controlar el pozo o acondicionar lodo. Para su mantenimiento; limpiarlo con agua, circulando en el sistema hasta obtener agua limpia. Vigilar las conexiones bridadas que no tengan fugas y observar el flujo de salida. Sistema de separación abierto a presión atmosférica. Estos equipos fueron los pioneros en la perforación bajo balance. Tienen las siguientes ventajas: Puede usarse en forma modular, es decir, instalar sólo una sección de él según la aplicación. Son de menor costo. Es compatible con equipo de sensores y recolección de datos. El equipo que los integra es: Separador vertical de baja presión. Su capacidad varía entre 40 y 50 mil millones de pies cúbicos por día de gas y 30 a 40 mil barriles por día de aceite. Separador fluido de perforación – hidrocarburo/recortes. Por el tipo de fluido esperado del yacimiento y el lodo usado para perforar es necesario un sistema de separación de desnatado por gravedad (Skimmer) integrado por 3 presas distribuidas como sigue: una de recepción, decantación y separación por desnatado del lodo y el aceite; otra de acumulación y bombeo de lodo hacia las presas del equipo y la tercera para captar y bombear aceite hacia el tanque vertical. Separador de vacío. Cuando se tiene presencia de gases amargos y es necesario asegurar su remoción del lodo, se requiere emplear separadores de vacío, los que también se deben utilizar cuando el lodo no permite una separación aceptable de gas por el efecto mecánico del separador atmosférico. Separación de recortes. Esto ocurre por decantación en el separador vertical y son bombeados junto con el lodo hacia el eliminador de sólidos del equipo de perforación, mediante las bombas centrífugas de las presas, a través de una línea de 4”. Si ocurriera arrastre de sólidos por efecto de alto volumen de retorno se puede adaptar una línea de 2” en la línea de 8” que conduce el lodo al Skimmer.
Figura 64.-Separadores verticales y sistema de desnatado. 91
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Al quemador 8”
6”
Del múltiple de estrangulación
Separador
A las presas de separación Líquido-Liquido (skimmer)
8” Válvula de 4” para recuperar sólidos
Figura 65.- Separador de gases Nota: cuando la relación del gas que proviene del yacimiento sea muy alta se recomienda modificar el tubo de 6” de la entrada al separador, acondicionándolo como tubo en “U”. Para evitar explosiones en el separador es necesario instalar una válvula Check de 7” cercana al extremo del quemador. Sistema de separación cerrado de baja presión. Pueden considerarse como la segunda generación de equipos de separación especializados para perforación bajo balance, ya que son capaces de manejar hasta 60 mil millones de pies cúbicos/día de gas y 40 mil barriles/día de aceite.
Figura 66.- Funcionamiento interno del sistema de separación cerrado de baja presión Ventajas: Este sistema de separación cerrado permite mejor control de los volúmenes de entrada y salida de la operación. Puede trabajar a presión de hasta 250 psi. Puede manejar mayores volúmenes que los atmosféricos. Tiene mejores dispositivos de seguridad y normalmente tiene sistemas integrados de estrangulación. 92
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Desventajas: Su costo es elevado y no se pueden manejar módulos, obligando a usar el sistema completo en todos los pozos.
10.4. Equipo de Estrangulación Se usan los mismos tipos de estranguladores que en perforación convencional y se operan de la misma manera.
10.5. Conexiones en el Carrete de Control. Línea primaria de Estrangular.- Se conecta directamente del carrete de control al ensamble de estrangulación auxiliar del equipo de perforación bajo balance. Línea secundaria de Estrangular.- Su conexión es del carrete de control al ensamble de estrangulación del equipo. La línea primaria de estrangular se utiliza cuando se está perforando bajo balance, siendo a través de ella el flujo con presión proveniente del pozo por el espacio anular y circulando por el equipo bajo balance. La línea secundaria se aplica cuando se requiere controlar el pozo, generalmente cuando se tiene una presión mayor de 1500 lb/pg2, siendo una alternativa de operación, la válvula hidráulica o manual que se encuentra hacia fuera en el carrete de control de ésta línea debe estar cerrada. Estas líneas se probaran a su presión de trabajo.
10.6. Ensamble de Estrangulación Auxiliar. Dicho ensamble se asemeja a uno de baja presión, puede tener en sus conexiones cinco válvulas de 4 1/8”, líneas de 4”, dos estranguladores variables (uno manual y otro hidráulico), con conexión de salida de 4” a 6” y línea al separador Gas-Lodo. El ensamble se utiliza cuando se está perforando bajo balance o se requiere circular únicamente. El flujo puede ser a través del estrangulador para el control de la presión del pozo. Es recomendable trabajar el ensamble con una presión menor de 1500 lb/pg2. Realizar una prueba hidráulica al ensamble a su presión de trabajo, antes de iniciar las operaciones de perforación bajo balance, cuando se realiza algún cambio en sus conexiones y a los 21 días de operación en caso de no haber realizado una prueba antes de éste tiempo. En algunas ocasiones se utiliza el ensamble de estrangulación del equipo. Por la importancia que revisten las operaciones en la perforación bajo balance, a continuación se mencionan algunos tópicos, que se deben considerar cuando se perfora con esta técnica.
10.7. Seguridad del Personal y Protección Ambiental A fin de mantener los márgenes de seguridad y de respeto al medio ambiente, se aplica un monitoreo de niveles de explosividad de manejo de fluidos contaminantes y de detección de fugas para efectos de una inmediata corrección. Considerando que la perforación bajo balance es en forma operativa con el pozo fluyendo bajo control, esto implica que dentro del sistema de control se contemple en forma exclusiva la protección ambiental y seguridad del personal, por lo que se hacen las siguientes recomendaciones: 93
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1.- Adiestrar y capacitar al personal para laborar en las operaciones de perforación bajo balance. 2.- Tener un quemador de encendido rápido. 3.- Tener el área habitacional y comedor en sentido contrario al rumbo de los vientos dominantes. 4.- Instalar un señalador de la dirección del viento. 5.- Mantener en la instalación el equipo y personal de seguridad industrial, proporcionarle conocimientos de la perforación bajo balance y sus riesgos, para un mejor apoyo en los casos imprevistos. 6.- En caso de la posible presencia de H2S, instalar un detector de ácido sulfhídrico, tener el equipo de aire comprimido y realizar simulacros de cierre del pozo y evaluación. 7.- Durante el cambio de hules en la cabeza rotatoria no olvidarse de las siguientes operaciones: Desfogar la presión entre el preventor cerrado y la cabeza rotatoria. Asegurarse que los andamios se encuentren fijos. Lavar la cabeza rotatoria. 8.- Instalar un sistema de iluminación contra explosión en todo el equipo de perforación bajo balance. 9.- Monitorear constantemente la efectiva operación del sistema bajo balance. 10.- Programar visitas del personal de mantenimiento instrumentistas, para checar la operación efectiva de los estranguladores variables hidráulicos, la unidad operadora de los preventores e instrumentos de indicadores de los parámetros de perforación. 11.- Programar visitas del personal de herramientas especiales (o compañía de servicio) para la revisión del arreglo de preventores. 12.- El separador gas-lodo (boster) debe ser diseñado para manejar la máxima producción de gas esperada y manejo de gases amargos (H2S y C02). 13.- Suspender las operaciones de perforación en caso de que las presas del sistema o auxiliares se llenen a su máxima capacidad. 14.- Construir mamparas en el quemador. 15.- Checar la existencia del tanque de almacenamiento de recortes impregnados de aceite. 16.- Mantener un piloto con diesel encendido o chispero automático en el quemador, para quemar de inmediato cualquier gas proveniente del pozo. 17.- Bombear o sacar el aceite continuamente de la presa auxiliar. 18.- Checar el equipo del sistema diariamente para verificar posibles fugas.
10.8. Consideraciones Operativas. Es muy importante determinar una presión convencional máxima de trabajo, que no debe exceder el 60% de la especificación del equipo rotatorio en condiciones dinámicas. 94
Conexiones Superficiales de Control
Esta presión debe mantenerse mediante la operación del estrangulador, pero si se tiende a salir de control, es necesario suspender la operación, detener el bombeo tanto de líquido como de gases (si se esta usando) y circular controlando la presión. El conjunto de operaciones y la cabeza rotatoria deben estar debidamente centrados con una tolerancia máxima de desviación de 2 grados respecto a la vertical. Se deberá usar de preferencia flechas (kelly) hexagonales y sus aristas deberán de revisarse que estén sin filos, deberá también usarse sustitutos lisos; todo esto evitará el consumo excesivo de elementos de sello por desgaste prematuro y de los sistemas de rodamiento de la cabeza rotatoria. Acondicionar los equipos con sistemas de censores que cubran los parámetros indispensables enlistados a continuación: Volumen de lodo en la superficie, incluyendo medición de niveles en las presas del equipo en la línea de retorno. Profundidad y velocidad de perforación en tiempo real. Velocidad de rotación. Temperatura de la entrada y salida de fluido de perforación. Densidad de lodo. Medición del retorno de fluido. Carga al gancho. Presión de bombeo. Contador de emboladas. Torque. Detectores de gas, particularmente cuando se tiene antecedentes de H2S y CO2. Además, disponer de alarmas auditivas y visuales. A continuación se presentan dos diagramas de instalación del equipo de perforación bajo balance usados en los pozos Sen 65 y Puerto Ceiba 111, respectivamente.
95
Conexiones Superficiales de Control DIAGRAMA DE INSTALACION EQUIPO SUPERFICIAL DE BAJO BALANCE SEN 65
96
Conexiones Superficiales de Control
97
Conexiones Superficiales de Control
11. NORMAS Y REGLAMENTOS. NORMAS DE SEGURIDAD No. AV-2 PEMEX (INCISO 13) 13.1 Las líneas de operación de los preventores contra flujo imprevisto y la instalación en general deberán ser de materiales y conexiones apropiadas para la presión a que sean sometidas y se deberán encontrar convenientemente ancladas y en perfectas condiciones. 13.2 Los preventores de conexión hidráulica deberán tener un sistema instalado de operación mecánica. 13.3 El acceso al sistema de control manual deberá mantenerse siempre despejado. 13.4 Las válvulas del control de los preventores deberán tener letreros de identificación en español y que indique como se deben operar. 13.5 La tubería del cabezal o manifold de estrangulamiento deberá contener el mínimo posible de cambios de dirección y deberá quedar instalado directamente a los cabezales del pozo. 13.6 En el piso de la torre o mástil se deberá tener una válvula abierta que pueda conectarse a la tubería que se tenga en uso en el pozo. 13.7 Inmediatamente después de que se instale un preventor deberá probarse a presión éste, sus líneas y conexiones. 13.8 Todo el personal del equipo deberá estar convenientemente familiarizado con la operación de los preventores. 13.9 Las áreas circundantes a los preventores y sus controles deberán estar siempre despejadas. 13.10 En condiciones normales antes de accionar los preventores, deberá comprobarse que ninguna persona se encuentre tan cerca de ellos que pueda ser alcanzada por las partes en movimiento. 13.11 El funcionamiento de todo preventor instalado deberá comprobarse por lo menos después de cada corrida de tubería o cada 24 horas. Los del tipo esférico deberán probarse cerrando sobre tubería para evitar daño al elemento sellante. 13.12 Antes de colocar los preventores que se vayan a instalar se verá que el anillo metálico del empaque sea el especificado y se coloque en la ranura que se tiene especialmente para él. 13.13 Antes de retirar los estrobos con que se suspendió el preventor deberán colocarse por lo menos dos espárragos con sus tuercas en orificios opuestos de la brida. 13.14 Los preventores deberán probarse a presión después de cada reparación. 13.15 Antes de abrir un preventor que se haya cerrado bajo presión, esta deberá purgarse por la línea de estrangulación. Durante la apertura del preventor, el personal deberá retirarse de la mesa rotaria. 13.16 Cuando se cambie el preventor o se cambie la medida de la tubería que se va a usar, el perforador o encargado del equipo, debe asegurarse que los arietes sean de la medida correcta. 98
Conexiones Superficiales de Control
13.17 Durante las operaciones de línea o de cable, no deberán operarse las válvulas de control de los preventores. 13.18 Deberá instalarse un control remoto para operación del preventor al alcance del perforador ó encargado del equipo. 13.19 Todas las líneas de operación de los preventores, deberán estar protegidas de tal manera que no sean dañadas por vehículos. 13.20 Las líneas de operar los preventores, deberán conectarse precisamente en la posición de abrir o cerrar, y verificarse invariablemente. Reglamento de Seguridad e Higiene de Petróleos Mexicanos Capitulo V V ART. 62 El buen funcionamiento de los preventores, debe comprobarse en cada guardia al iniciar sus labores, después de cada corrida de tubería, así como después de cambiar arietes o de efectuar reparaciones. V ART. 63 A las tapas de los arietes y conexiones superficiales se debe verificar su apriete y hermeticidad cada vez que efectúe una corrida de tubería. V ART. 64 Las válvulas de control de los preventores deben tener letreros claros y legibles que indiquen su forma de operación. V ART. 65 Los preventores deben tener controles remotos que permitan su operación desde un lugar seguro y volantes de operación manual, los que deben estar asegurados por medio de pasadores o chavetas. V ART. 66 El acceso a los volantes para la operación manual de los preventores y el área circundante, deben mantenerse siempre despejados. V ART. 72 Las líneas que manejen fluidos deben estar construidas de material apropiado para el rango de presión y para la clase de fluidos que manejen. Todas las fugas que se observen en ellas deben eliminarse.
99
Conexiones Superficiales de Control
ESTANDARIZACION DE LAS CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL
100
Conexiones Superficiales de Control
12. Arreglos Estándar de Conexiones Superficiales de control terrestre. 12.1 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 psi con preventores sencillos
Elemento
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo
Preventor esférico
2M
MSP*
Preventor anular
2M
“U” Arietes ciegos
Carrete de control
2M
Válvulas laterales
2M
(3) Mec. 4” C/Brida 4 1/16” ( 1 ) Hca. 4” C/Brida 41/16“
Porta estranguladores
5M
Positivos de 2 1/16”
Preventor anular
2M
“U“ Arietes ajustables
Cabezal
2M
Unidad acumuladora 6M
Tubería de 1”, cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4” cedula 160
Múltiple de estrangulación
3M
(9) Válv. 3M (9) Válv. 2M (1) Est. Hco. (2) Est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
2M
Vertical con platos de choque atmosférico
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
2M
Válvulas de 2 1/16“ de compuerta
2M
Cruz de 2 1/16“
2M
Bridas compañeras 2 1/16“ con niple integral 3 ½ “ M-VAM
2M
Válvula check
Sistema de retroceso del múltiple
* Ver anexo
101
Conexiones Superficiales de Control
12.1.1 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 psi con preventor doble
Elemento
Rango mínimo de presión de trabajo ( psi )
Tipo
Preventor esférico
2M
MSP*
Preventor anular doble
2M
“U” Bop sup. Arietes ciegos Bop inf. Arietes anulares
Carrete de control
2M
Válvulas laterales
2M
(3) Mec. 4” c/ brida 4 1/16” (1) Hca. 4” c/brida 4 1/16”
Porta estranguladores
5M
Positivos de 2 1/16”
Cabezal
2M
Unidad acumuladora 6M
Tubería de 1” Cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4” cedula 160
Múltiple de estrangulación
3M
(9) Válv. 3M (9) Válv. 2M (1) Est. Hco. (2) Est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
2M
Vertical con platos de choque atmosférico
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
2M
Válvulas de 2 1/16” de compuerta
2M
Cruz de 2 1/16”
2M
Bridas compañeras 2 1/16” con niple integral 3 ½” MULTI VAM
2M
Válvula check
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Sistema de retroceso del múltiple
* Ver anexo
102
Conexiones Superficiales de Control
12.2 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 psi con posible presencia de gas somero
Elemento
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Sistema desviador de flujo
2M
Línea de descarga
Tipo
Se puede emplear un preventor hydril de 29 ½” 500 psi*. De 10” ó 12”
Preventor esférico
2M
Esférico
Preventor anular
2M
“U” Arietes ciegos
Carrete de control
2M
Válvulas laterales
2M
(3) Mec. 4” c/brida 4 1/16” (1) Hca. 4” c/brida 4 1/16”
Porta estranguladores
5M
Positivos de 2 1/16”
Preventor anular
2M
“U” Arietes variables
Cabezal
2M
Unidad acumuladora 6M
Tubería de 1” Cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4” cedula 160
Múltiple de estrangulación
3M
(9) Válv. 3M (9) Válv. 2M (1) Est. Hco. (2) Est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
2M
Vertical con platos de choque atmosférico
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
Sistema de retroceso del múltiple
2M
Válvulas de 2 1/16” de compuerta
2M
Cruz de 2 1/16”
2M
Bridas compañeras 2 1/16” con niple integral 3 ½” MULTI VAM
2M
Válvula check
* Ver anexo 103
Conexiones Superficiales de Control
12.3 Arreglo para perforación de pozos exploratorios con presiones máximas de 2000 psi
Elemento
Sistema desviador de flujo
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo
2M
Se puede emplear un preventor Hydril de 29 ½ “ 500 PSI*.
Línea de descarga
De 10” o 12”
Preventor esférico
2M
Esférico
Preventor anular
2M
“U” Arietes ciegos
Carrete de control
2M
Válvulas laterales
2M
(3) Mec. 4” c/ brida 41/16” (1) Hca. 4” c/brida 41/16”
Porta Estranguladores
5M
Positivos de 2 1/16”
Preventor anular
2M
“U” Arietes variables
Cabezal
2M
Unidad acumuladora 6M
Tubería de 1” Cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4” cedula 160
Múltiple de estrangulación
3M
(9) Válv. 3M (9) Válv. 2M (1) Est. Hco. (2) Est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
2M
Vertical con platos de choque atmosférico
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
2M
Válvulas de 2 1/16” de compuerta
2M
Cruz de 2 1/16”
2M
Bridas compañeras 2 1/16” con niple integral 3 ½” MULTI VAM
2M
Válvula check
Sistema de retroceso del múltiple
* Ver anexo 104
Conexiones Superficiales de Control
12.4 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 3000 psi
Elemento
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo
Preventor esférico
3M
Esférico
Preventor anular doble
3M
“U” Bop sup. arietes anulares variables Bop inf. Arietes ciegos
Carrete de control
3M
Válvulas laterales
3M
(3) Mec. 4 1/8” c/brida 4 1/16” (1) Hca. 4 1/8” c/brida 4 1/16”
Porta estranguladores
5M
Positivos de 2 1/16”
Preventor anular sencillo
3M
“U” Arietes anulares variables
Cabezal
3M
(4) Valv. Mecánicas
6M
Tubería de 1” Cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4” cedula 160
Múltiple de estrangulación
3M
(9) Válv. 5M (9) Válv. 3M (1) Est. Hco. (2) Est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
3M
Vertical con platos de choque atmosférico
Unidad acumuladora
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
3M
Válvulas de 2 1/16” de compuerta
3M
Cruz de 2 1/16”
3M
Bridas compañeras 2 1/16” con niple integral 3 ½” MULTI VAM
3M
Válvula check
Sistema de retroceso del múltiple
105
Conexiones Superficiales de Control
12.5 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 3000 psi para perforar bajo balance
Elemento
Cabeza rotatoria
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo
1500
Preventor esférico
3M
Preventor anular doble
3M
Carrete de control
3M
Válvulas laterales
3M
(3) Mec. 4 1/8” c/brida 4 1/16” (1) Hca. 4 1/8” c/brida 4 1/16”
Porta estranguladores
5M
Positivos de 2 1/16”
Preventor anular sencillo
3M
“U” Arietes anulares variables
Cabezal
3M
(4) Válv. Mecánicas
6M
Tubería de 1” Cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4” cedula 160
Múltiple de estrangulación
3M
(9) Válv. 5M (9) Válv. 3M (1) Est. Hco. (2) est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
3M
Vertical con platos de choque atmosférico
“U” Bop sup. arietes anulares variables Bop inf. Arietes ciegos
Unidad acumuladora
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
3M
Válvulas de 2 1/16” de compuerta
3M
Cruz de 2 1/16”
3M
Bridas compañeras 2 1/16” con niple integral 3 ½” MULTI VAM
3M
Válvula check
Sistema de retroceso del múltiple
106
Conexiones Superficiales de Control
12.6 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 3000 psi para perforar con flujo controlado
Elemento
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo
Preventor rotatorio
2M
Rbop
Preventor esférico
3M
Preventor anular doble
3M
Carrete de control
3M
Válvulas laterales
3M
(3) Mec. 4 1/8” c/brida 4 1/16” (1) Hca. 4 1/8” c/brida 4 1/16”
Porta Estranguladores
5M
Positivos de 2 1/16”
Preventor anular sencillo
3M
“U” Arietes anulares variables
Cabezal
3M
(4) Valv. Mecánicas
6M
Tubería de 1” Cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4” Cedula 160
Múltiple de estrangulación
3M
(9) Válv. 5M (9) Válv. 3M (1) Est. Hco. (2) Est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
3M
Vertical con platos de choque Atmosférico
“U” Bop sup. arietes anulares variables Bop inf. Arietes ciegos
Unidad acumuladora
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
3M
Válvulas de 2 1/16” de compuerta
3M
Cruz de 2 1/16”
3M
Bridas compañeras 2 1/16” con niple integral 3 ½” MULTI VAM
3M
Válvula check
Sistema de retroceso del múltiple
107
Conexiones Superficiales de Control
12.7 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 5000 psi
Elemento
Preventor esférico
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo
3M o 5M
Preventor anular doble
5M
“U” Bop sup. arietes anulares variables Bop inf. Arietes ciegos
Carrete de control
5M
Salidas laterales de 3 1/8”
Válvulas laterales
5M
(3) Mec. 3 1/8” c/brida 3 1/8” (1) Hca. 3 1/8” c/brida 3 1/8” Anillos R-35
Porta Estranguladores
5M
Positivos de 2 1/16”
Preventor anular sencillo
5M
“U” Arietes anulares variables
Cabezal
5M
(4) Válv. Mecánicas
6M
Tubería de 1” Cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4” Cedula 160
Múltiple de estrangulación
5M
(9) Válv. 5M (9) Válv. 3M (1) Est. Hco. (2) Est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
5M
Vertical con platos de choque atmosférico
Unidad acumuladora
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
3M
Válvulas de 2 1/16” de compuerta
3M
Cruz de 2 1/16”
3M
Bridas compañeras 2 1/16” con niple integral 3 ½” MULTI VAM
3M
Válvula check
Sistema de retroceso del múltiple
108
Conexiones Superficiales de Control
12.8 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 5000 psi para perforar bajo balance
Elemento
Cabeza rotatoria Preventor esférico
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo
1500 3M o 5M “U” Bop sup. arietes anulares variables Bop inf. Arietes ciegos
Preventor anular doble
5M
Carrete de control
5M
Válvulas laterales
5M
(3) Mec. 3 1/8” c/brida 3 1/8” (1) Hca. 3 1/8” c/brida 3 1/8” Anillos R-35
Porta Estranguladores
5M
Positivos de 2 1/16”
Preventor anular sencillo
5M
“U” Arietes anulares ajustables
Cabezal
5M
(4) Valv. Mecánicas
6M
Tubería de 1” Cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4”, Cedula 160
Múltiple de estrangulación
5M
(9) Válv. 5M (9) Válv. 3M (1) Est. Hco. (2) Est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
5M
Vertical con platos de choque atmosférico
Unidad acumuladora
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
3M
Válvulas de 2 1/16” de compuerta
3M
Cruz de 2 1/16”
3M
Bridas compañeras 2 1/16” con niple integral 3 ½” MULTI VAM
3M
Válvula check
Sistema de retroceso del múltiple
109
Conexiones Superficiales de Control
12.9 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 5000 psi para perforar con flujo controlado
Elemento
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo
Preventor rotatorio
2M
Rbop
Preventor esférico
3M
Preventor anular doble
3M
Carrete de control
3M
Válvulas laterales
3M
(3) Mec. 3 1/8” c/brida 3 1/8” (1) Hca. 3 1/8” c/brida 3 1/8” Anillos R-35
Porta Estranguladores
5M
Positivos de 2 1/16”
Preventor anular sencillo
3M
“U” Arietes anulares ajustables
Cabezal
3M
(4) val. Mecánicas
6M
Tubería de 1” Cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4” Cedula 160
Múltiple de estrangulación
3M
(9) Válv. 5M (9) Válv. 3M (1) Est. Hco. (2) Est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
3M
Vertical con platos de choque Atmosférico
“U” Bop sup. arietes anulares ajustables. Bop inf. Arietes ciegos
Unidad acumuladora
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
3M
Válvulas de 2 1/16” de compuerta
3M
Cruz de 2 1/16”
3M
Bridas compañeras 2 1/16” con niple integral 3 ½” MULTI VAM
3M
Válvula check
Sistema de retroceso del múltiple
110
Conexiones Superficiales de Control
12.10 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 10000 psi
Elemento
Preventor esférico
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo
5M o 10M “U” Bop sup. Arietes anulares variables Bop inf. Arietes corte
Preventor anular doble
10M
Carrete de control
10M
Válvulas laterales
10M
(3) Mec. 3 1/16” c/brida 3 1/8” (1) Hca. 3 1/16” c/brida 3 1/8” Anillo BX - 154
Porta Estranguladores
10M
Positivos de 2 1/16”
Preventor anular sencillo
10M
“U” Rams anulares variables
Cabezal
10M
(4) Valv. Mecánicas
6M
Tubería de 1” Cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4” Cedula 160
Múltiple de estrangulación
10M
(9) Válv. 10M (9) Válv. 5M (1) Est. Hco. (2) Est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
3M
Vertical con platos de choque atmosférico
Unidad acumuladora
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
5M
Válvulas de 2 1/16” de compuerta
5M
Cruz de 2 1/16”
5M
Bridas compañeras 2 1/16” con niple integral 3 ½” MULTI VAM
5M
Válvula check
Sistema de retroceso del múltiple
111
Conexiones Superficiales de Control
12.11 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 10000 psi para perforar con flujo controlado
Elemento
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Preventor rotatorio
5M
Preventor esférico
5M o 10M
Tipo
Rbop
“U” Bop sup. Arietes anulares variables Bop inf. Arietes ciegos
Preventor anular doble
10M
Carrete de control
10M
Válvulas laterales
10M
(3) Mec. 3 1/16” c/brida 31/8” (1) Hca. 3 1/16” c/brida 3 1/8” Anillo BX - 154
Porta Estranguladores
10M
Positivos de 2 1/16”
Preventor anular sencillo
10M
“U” Arietes anulares variables
Cabezal
10M
(4) Válv. Mecánicas
6M
Tubería de 1” Cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4” Cedula 160
Múltiple de estrangulación
10M
(9) Válv. 10M (9) Válv. 5M (1) Est. Hco. (2) Est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
3M
Vertical con platos de choque Atmosférico
Unidad acumuladora
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
5M
Válvulas de 2 1/16” de compuerta
5M
Cruz de 2 1/16”
5M
Bridas compañeras 2 1/16” con niple integral 3 ½” MULTI VAM
5M
Válvula check
Sistema de retroceso del múltiple
112
Conexiones Superficiales de Control
12.12 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 15000 psi
Elemento
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo
Preventor esférico
10M
Cameron GK
Preventor anular doble
15M
“U” Bop sup. arietes anulares variables Bop inf. Arietes ciegos
Carrete de control
15M
Válvulas laterales
15M
(3) Mec. 2 1/16” c/brida 2 1/16” (1) Hca. 2 1/16” c/brida 2 1/16”
Porta Estranguladores
15M
Positivos de 2 1/16”
Preventor anular sencillo
15M
“U” Arietes anulares variables
Cabezal
15M
(4) Válv. Mecánicas
6M
Tubería de 1” Cedula 160
6M
Unión giratoria Chicksan de 1”
6M
Unión de golpe de 1”
6M
Niple de 1” x 4” Cedula 160
Múltiple de estrangulación
15M
(9) Válv. 15M (9) Válv. 10M (1) Est. Hco. (2) Est. ajust. manuales Cámara de amort.
Separador gas / lodo
3M
Vertical con platos de choque atmosférico
Unidad acumuladora
Líneas rígidas y mangueras flexibles de control de la bomba acumuladora a preventores
Líneas de estrangular y matar
L - 80
3 ½” de producción 12.7 lb/pie MULTI VAM
Líneas de descarga
L - 80
3 ½” de producción 9.2 lb/pie MULTI VAM
10M
Válvulas de 2 1/16” de compuerta
10M
Cruz de 2 1/16”
10M
Bridas compañeras 2 1/16” con niple integral 3 ½” MULTI VAM
10M
Válvula check
Sistema de retroceso del múltiple
113
Conexiones Superficiales de Control
13. Arreglos estándar de Conexiones Superficiales de Control en Plataformas Fijas y Autoelevables 13.1 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 psi en plataformas fijas y autoelevables
Elemento
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo o Cantidad
Bop esférico de 21 1/4”
2M
Preventor anular sencillo tipo “U” de 21 1/4”
2M
Arietes anulares
Carrete de trabajo de 21 1/4”
2M
Salidas laterales de 4 1/16”
Preventor anular sencillo tipo “U” de 21 1/4”
2M
Arietes ciegos
Brida adaptadora de 21 1/4” 2M x 20 3/4” 3M
Anillo R -73 Anillo R-74
Válvulas mecánicas 4 1/16”
3M
Con bridas de 4 1/16” con anillo R-37
Válvulas hidráulicas de 4 1/16”
3M
Con bridas de 4 1/16” con anillos R-37 Nota: (Aplica a lodos base agua biodegradables)
Línea al mar de 6”
Línea al separador gas lodo 6” Cabezal de 20 ¾”
3M
Válvula mecánica 2”
3M
Birlos con tuercas de 1 5/8” x 12 ¼”
102
Birlos con tuercas de 1 5/8” x 8”
24
Birlos con tuercas de 2” x 8”
20
Nota: Si la TR de 20” esta a mas de 700 m, instalar otro preventor sencillo con arietes anulares con el arreglo convencional
114
Conexiones Superficiales de Control
13.2 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 3000 psi en plataformas fijas y autoelevables
Elemento
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo o cantidad
Diverter 21 1/4”
2M
Bop esférico de 21 1/4”
2M
Preventor anular sencillo tipo “U” de 21 1/4”
2M
Arietes anulares
Carrete de trabajo de 21 1/4”
2M
Salidas laterales de 4 1/16”
Preventor anular sencillo tipo “U” de 21 1/4”
2M
Arietes ciegos
Brida adaptadora de 21 1/4” 2M x 20 3/4” 3M
Anillo R-73 Anillo R-74
Válvulas mecánicas 4 1/16”
3M
(3) Válvulas c/bridas de 4 1/16” con anillo R-37
Válvula hidráulica de 4 1/16”
3M
(1) válvula c/bridas de 4 1/16” con anillos R-37 Nota: (aplica a lodos base agua biodegradables)
Línea al mar de 6” Línea al separador gas lodo 6” Cabezal de 20 ¾”
3M
Válvula mecánica 2”
3M
Birlos con tuercas de 1 5/8” x 12 ¼”
102
Birlos con tuercas de 1 5/8” x 8”
24
Birlos con tuercas de 2” x 8”
20
115
Conexiones Superficiales de Control
13.3 arreglo para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 5000 psi en plataformas fijas y autoelevables
Elemento
Bop esférico de 13 5/8”
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo o cantidad
5M
Preventor anular doble tipo “U” de 13 5/8”
5M
Con arietes para TP en el bop superior. Arietes ciegos de corte en el bop inferior.
Carrete de trabajo de 13 5/8”
5M
Con dos salidas laterales de 3 1/8”
Preventor anular sencillo tipo “U” de 13 5/8”
5M
Arietes para TP
Válvulas mecánicas 3 1/8”
5M
(3) Válvulas con bridas de 3 1/8” con anillo R-35
Válvulas hidráulicas de 3 1/8” 5M con bridas de 3 1/8” con anillos R-35
5M
(1) Válvula con bridas de 3 1/8” con anillos R-35
Válvulas check de 3 1/8”
5M
(2) Válvulas con bridas de 3 1/8” con anillos R-35
Anillo BX-160
5
Línea de matar tubo vertical 3 ½”
5M
Cruceta de 10M
10M
(2) Crucetas con cuatro salidas para brida de 3 1/8” 5M Para conectar a unidad de alta
Línea de matar Línea de estrangular
Brida adapter 3 1/8” 5M x 3 1/16” 10M
01
Brida adapter 13 5/8” 5M x 13 5/8” 10M
01
Birlos con tuercas de 1 7/8” x 17 ¾”
60
Birlos con tuercas de 1 7/8” x 8 ½ ”
20
Birlos con tuercas de 2” x 8 ½ ”
16
Cabezal compacto de 13 5/8” 5M x 9 5/8” 5M x 7 1/16” 5M
5M
Cabezal de 20 3/4”
3M
Válvula mecánica 2 9/16”
5M
4
Válvula mecánica 2 9/16”
3M
2
116
Conexiones Superficiales de Control
13.4 Arreglo para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 5000 psi en plataformas fijas y autoelevables para perforar casquete de gas, bajo balance y con flujo controlado. Elemento
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Con salida y válvula lateral de 7 1/16”
Preventor rotatorio
5M
Bop esférico de 13 5/8”
5M
Preventor anular doble tipo “U” de 13 5/8”
5M
Con arietes para TP en el bop superior. Arietes ciegos de corte en el Bop inferior.
Carrete de trabajo de 13 5/8”
5M
Con dos salidas laterales de 3 1/8”
Preventor anular sencillo tipo “U” de 13 5/8”
5M
Arietes para TP
Válvulas mecánicas 3 1/8”
5M
3 válvulas con bridas de 3 1/8 ” con anillo R 35
Válvulas hidráulicas de 3 1/8” con bridas de 3 1/8” con anillos R-35
5m
Una válvula con bridas de 3 1/8” con anillos R35
Válvulas check de 3 1/8”
5M
2 válvulas con bridas de 3 1/8” con anillos R-35
Anillo BX - 160
5
Línea de matar tubo vertical 3 ½”
5M
Cruceta
10M
Dos crucetas con cuatro salidas para brida de 3 1/8” 5M Para conectar a unidad de alta
Línea de matar Cuando la TR de 9 5/8“, 7 5/8“ o 7” son liners: 1.-Para la 4a etapa solo se agrega una brida adaptadora de 1“ 10M, además de instalar cabezal de 13 5/8” 10M x 11” 10M. 2.-Para la 5a etapa, además de instalar el cabezal 11” 10M x 7 1/16” 10M, se instala una brida adaptadora de 7 1/16“ 10M x 13 5/8“ 10M y se aprovecha el mismo arreglo de preventores
Tipo o cantidad
Línea de estrangular Cabezal compacto de 13 5/8” 5M x 9 5/8” 5M x 71/16” 5M
5M
Cabezal de 20 3/4”
3M
Válvula mecánica 2 9/16”
5M
4
Válvula mecánica 2 9/16”
3M
2
117
Conexiones Superficiales de Control
13.5 Arreglo para perforación de pozos exploratorios con presiones máximas de 10000 psi en plataformas fijas y autoelevables para perforar casquete de gas
Elemento
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Preventor rotatorio
5M
Bop esférico de 13 5/8”
5M
Tipo o cantidad
Preventor anular doble tipo “U” de 13 5/8”
10M
Con arietes para TP en el Bop superior. Arietes ciegos de corte en el BOP inferior.
Carrete de trabajo de 13 5/8”
10M
Con dos salidas laterales de 3 1/16”
Preventor anular sencillo tipo “U” de 13 5/8”
10M
Arietes para TP
Válvulas mecánicas 3 1/8”
10M
Con bridas de 3 1/16” con anillo BX -154
Válvulas hidráulicas 3 1/8”
10M
Con bridas de 3 1/16” con anillo BX-154
Válvulas check de 3 1/8”
10M
2 Válvulas con bridas de 3 1/16” con anillos BX-154
Anillo BX-158
5
Línea de matar tubo vertical 3 ½” Cruceta
10M
Con 4 salidas para brida de 3 1/16” Para conectar a unidad de alta
Línea de matar Línea de estrangular
NOTA: Este arreglo también se utiliza para reparación de pozos, se cambia: I).- Los rams del preventor sencillo a ciegos de corte, y II).- En el preventor inferior del doble se colocan rams anulares variables
Cabezal de 20 3/4”
3M
Válvula mecánica 2 9/16”
5M
4
Válvula mecánica 2 9/16”
3M
2
Brida adapter 3 1/8” 5M x 3 1/16” 10M
01
Brida adapter 13 5/8” 5M x 13 5/8” 10M
01
Birlos con tuercas de 1 7/8” x 17 ¾”
60
Birlos con tuercas de 1 7/8” x 8 ½”
20
Birlos con tuercas de 2” x 8 ½”
16
118
Conexiones Superficiales de Control
14. Arreglo Estándar de Múltiples de Estrangulación para Perforación, Terminación y Mantenimiento de Pozos
El múltiple de estrangulación, varia de acuerdo al tipo de intervención que se esta realizando, tanto en número de válvulas y cuadros, como en el rango de presión de trabajo de sus componentes. Se debe estandarizar en un solo arreglo o distribución este componente de las conexiones superficiales de control, que pueda satisfacer todas las necesidades operativas que se presentan en la Perforación, Terminación y Mantenimiento de pozos. Se presenta el arreglo propuesto, y solo variara el rango de presión de los componentes de acuerdo a las presiones esperadas de campo y tomando en cuenta la economía del conjunto de estrangulación.
Para un rango de presiones de 2000 y 3000 psi : Válvulas y cuadros antes de estranguladores 3000 psi de presión de trabajo Válvulas y cuadros después de estranguladores 2000 psi de presión de trabajo
Para un rango de presiones de 5000 psi: Válvulas y cuadros antes de estranguladores 5000 psi de presión de trabajo Válvulas y cuadros después de estranguladores 3000 psi de presión de trabajo
Para un rango de presiones de 10000 psi: Válvulas y cuadros antes de estranguladores 10000 psi de presión de trabajo Válvulas y cuadros después de estranguladores 5000 psi de presión de trabajo
Para un rango de presiones de 15000 psi : Válvulas y cuadros antes de estranguladores 15000 psi de presión de trabajo Válvulas y cuadros después de estranguladores 5000 psi de presión de trabajo
119
Conexiones Superficiales de Control
14.1 Arreglo para Perforación, Terminación y Mantenimiento terrestre de 5000 psi
Líneas de desfogue: Diámetro nominal mínimo 3”. Para pozos de gas diámetro nominal mínimo 4”. Línea de estrangular primaria, diámetro nominal mínimo 3”
Línea de estrangular secundaria, diámetro nominal mínimo 3”
Cámara de expansión diámetro mínimo 6”
Válvulas y cuadros de 3 1/16” 3000 o 5000 psi
Válvulas y cuadros de 3 1/16” 5000 psi
Estrangulador hidráulico a control remoto
Estranguladores ajustables manuales
Carretes de 3 ½” con bridas 3 1/16” 3000 o 5000 psi
120
Conexiones Superficiales de Control
14.2 Arreglo para Perforación, Terminación y Mantenimiento terrestre de 10000 psi
Líneas de desfogue: Diámetro nominal mínimo 3”. Para pozos de gas diámetro nominal mínimo 4”. Línea de estrangular primaria diámetro nominal mínimo 3”
Línea de estrangular secundaria diámetro nominal mínimo 3”
Cámara de expansión diámetro mínimo 6”
Válvulas y cuadros de 3 1/16” 5000 psi
Válvulas y cuadros de 3 1/16” 10000 psi
Estrangulador hidráulico a control remoto
Estranguladores ajustables manuales
Carretes de 3 ½” con bridas 3 1/16” 5000 psi
121
Conexiones Superficiales de Control
14.3 Arreglo para Perforación, Terminación y Mantenimiento terrestre de 15000 psi
Líneas de desfogue: Diámetro nominal mínimo 3”. Para pozos de gas diámetro nominal mínimo 4”. Línea de estrangular primaria diámetro nominal mínimo 3”
Línea de estrangular secundaria diámetro nominal mínimo 3”
Cámara de expansión diámetro mínimo 6”
Válvulas y cuadros de 3 1/16” 5000 psi
Válvulas y cuadros de 3 1/16” 15000 psi
Estrangulador hidráulico a control remoto
Estranguladores ajustables manuales
Carretes de 3 ½” con bridas 3 1/16” 5000 psi
122
Conexiones Superficiales de Control
14.4 Arreglo para Perforación, Terminación y Mantenimiento en plataformas fijas y autoelevables de 5000 psi
1
LINEA DE ESTRANGULACION
2
LINEA DE CONTROL (OPCIONAL)
3
LINEA DEL TUBO VERTICAL (STAND PIPE)
4
LINEA DE DESFOGUE AL QUEMADOR
5
MANOMETRO
6
CRUZ DE FLUJO
7
CARRETE ESPACIADOR
8
ESTRANGULADOR HIDRAULICO
9
BRIDA
10
VALVULA DE COMPUERTA
11
CAMARA DE AMORTIGUACION
12
ESTRANGULADOR MANUAL
13
ESTRANGULADOR MANUAL
TODAS LAS VALVULAS DEL ARBOL DE ESTRANGULACION SON DE 3 1/8” 5000 PSI
PROVIENE DE LA UNIDAD DE ALTA
HACIA MANOMETRO STAND PIPE CHECK
ARBOL DE ESTRANGULACION
FLUJO HACIA EL QUEMADOR
FLUJO HACIA LAS TEMBLORINAS
FLUJO HACIA EL SEPARADOR GAS - LODO
PROVIENE DEL CARRETE DE CONTROL
123
Conexiones Superficiales de Control
14.5 Arreglo para Perforación, Terminación y Mantenimiento en plataformas fijas y autoelevables de 10000 psi
1
LINEA DE ESTRANGULACION
2
LINEA DE CONTROL (OPCIONAL)
3
LINEA DEL TUBO VERTICAL (STAND PIPE)
4
LINEA DE DESFOGUE AL QUEMADOR
5
MANOMETRO
6
CRUZ DE FLUJO
7
CARRETE ESPACIADOR
8
ESTRANGULADOR HIDRAULICO
9
BRIDA
10
VALVULA DE COMPUERTA
11
CAMARA DE AMORTIGUACION
12
ESTRANGULADOR MANUAL
13
ESTRANGULADOR MANUAL
TODAS LAS VALVULAS DEL ARBOL DE ESTRANGULACION SON DE 3 1/8” 10000 PSI
PROVIENE DE LA UNIDAD DE ALTA
HACIA MANOMETRO STAND PIPE CHECK
ARBOL DE ESTRANGULACION
FLUJO HACIA EL QUEMADOR
FLUJO HACIA LAS FLUJO HACIA EL TEMBLORINAS SEPARADOR GAS - LODO
PROVIENE DEL CARRETE DE CONTROL
124
Conexiones Superficiales de Control
15. Arreglo Estándar de Conexiones Superficiales de Control para Mantenimiento de Pozos Terrestres 15.1 Arreglo para mantenimiento de pozos de desarrollo y exploratorios Tipo I
Llenadera
A A B
B Bombas A quemador
A batería de separación
A quemador
125
Conexiones Superficiales de Control
15.2 Arreglos estándar mantenimiento Tipo I, con preventores 7 1/16” 10000 psi para pozos de alta presión
Preventores 7 1/16” 10M
Elemento
Preventor esférico 7 1/16”
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo o cantidad
10M
10M
Arietes variables con salidas lat. 2 1/16” y (3) Válv. Mec. 2 1/16” con bridas de 2 1/16” (1) Válv. Hca. 2 1/16” con bridas de 21/16”
Preventor doble tipo “U”, de 7 1/16”
10M
Ariete superior ciego/corte Ariete inferior variable con salidas lat. 2 1/16” y (3) Válv. Mec. 2 1/16” con bridas de 2 1/16” (1) Válv. Hca. 2 1/16” con bridas de 2 1/16”
Cabezal de 7” x 3 ½”
10M
Serie inf. 11” x 9” para bola colgadora de 9“
Brida doble sello
10M
7“ serie 11
Cabezal de 9 5/8” x 7”
10M
Serie inf. 13 5/8” 5M x 11”
Brida doble sello 9 5/8” serie 13 5/8”
5M
Serie 13 5/8” 5M
Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M
5M
Brida doble sello 13 3/8” serie 20 ¾ ” 5M
Preventor sencillo tipo “U”, 7 1/16” 10M
Línea de matar tubo vertical 3 ½” Para conectar a unidad de alta
Línea de matar Línea de estrangular Cabezal de 20 3/4”
3M
Válvula mecánica 2 9/16”
5M
4
Válvula mecánica 2 9/16”
3M
2
126
Conexiones Superficiales de Control
15.3 Arreglo para mantenimiento de pozos de desarrollo y exploratorios Tipo I, con preventores cameron UM
BOP´s 7 1/16” TIPO UM ( compactos ) Elemento
Preventor esférico 7 1/16”
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo o cantidad
10 M
10M
Ariete superior variable Ariete inferior ciego/corte con salidas lat. 2 1/16” y (3) Válv. Mec. 2 1/16” con bridas de 2 1/16” (1) Válv. Hca. 2 1/16” con bridas de 2 1/16”
Preventor sencillo tipo UM 7 1/16”
10M
Arietes variables con salidas lat. 2 1/16” y (3) Válv. Mec. 2 1/16” con bridas de 2 1/16” (1) Válv. Hca. 2 1/16” con bridas de 2 1/16”
Cabezal de 7” x 3 ½”
10M
Serie inf. 11” 10M x 9” para bola colgadora de 9“
Brida doble sello
10M
7“ serie 11
Cabezal de 9 5/8” x 7”
10M
Serie inf. 13 5/8” 5M x 11” 10M
Brida doble sello 9 5/8” serie 13 5/8”
5M
Serie 13 5/8”
Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M
5M
Brida doble sello 13 3/8” serie 20 ¾” 5M
Preventor doble tipo UM de 7 1/16”
Línea de matar tubo vertical 3 ½” Para conectar a unidad de alta
Línea de matar Línea de estrangular Cabezal de 20 3/4”
3M
Válvula mecánica 2 9/16”
5M
4
Válvula mecánica 2 9/16”
3M
2
127
Conexiones Superficiales de Control
15.4 Arreglo para mantenimiento de pozos de desarrollo y exploratorios Tipo II
Llenadera
Bombas
A quemador
A baterĂa de separaciĂłn
A quemador 128
Conexiones Superficiales de Control
15.5 Arreglo estándar mantenimiento Tipo II, para pozos de mediana presión, con preventores 7 1/16” 10000 psi con restricción de altura mesa rotaria PREVENTORES 7 1/16” 10M Elemento
Preventor esférico 7 1/16”
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo o cantidad
10M
Preventor doble tipo “U” de 7 1/16”
10M
Ariete superior corte Ariete inferior variable con salidas lat. 2 1/16” y (3) Válv. Mec. 2 1/16” con bridas de 2 1/16” (1) Válv. Hca. 2 1/16” con bridas de 2 1/16”
Cabezal de 7” x 3 ½”
10M
Serie inf. 11” x 9” para bola colgadora de 9“
Brida doble sello
10M
7 “ serie 11
Cabezal de 9 5/8” x 7”
10M
Serie inf. 13 5/8” 5M x 11” 10M
Brida doble sello 9 5/8” serie 13 5/8”
5M
Serie 13 5/8”
Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M
5M
Brida doble sello 13 3/8” serie 20 ¾ ” 5M
Línea de matar tubo vertical 3 ½” Para conectar a unidad de alta
Línea de matar Línea de estrangular Cabezal de 20 3/4”
3M
Válvula mecánica 2 9/16”
5M
4
Válvula mecánica 2 9/16”
3M
2
129
Conexiones Superficiales de Control
15.6 Arreglo para mantenimiento de pozos de desarrollo y exploratorios Tipo II, con preventores Cameron UM (doble y sencillo)
BOP´S 71/16” TIPO UM
Elemento
( compactos )
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo o cantidad
10M
Arietes superior variable. Ariete inferior ciego Con salidas lat. 2 1/16” y (3) Válv. Mec. 2 1/16” con bridas de 2 1/16” (1) Válv. Hca. 2 1/16” con bridas de 2 1/16”
Preventor sencillo tipo UM 7 1/16”
10M
Arietes variables con salidas lat. 2 1/16” y (3) Válv. Mec. 2 1/16” con bridas de 2 1/16” (1) Válv. Hca. 2 1/16” con bridas de 2 1/16”
Cabezal de 7” x 3 ½”
10M
Serie inf. 11” x 9” Para bola colgadora de 9“
Brida doble sello
10M
7“ serie 11
Cabezal de 9 5/8” x 7”
10M
Serie inf. 13 5/8” 5M x 11” 10M
Brida doble sello 9 5/8” serie 13 5/8”
5M
Serie 13 5/8”
Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8”
5M
Brida doble sello 13 3/8” serie 20 ¾”
Preventor doble tipo UM de 7 1/16”
Línea de matar tubo vertical 3 ½” Para conectar a unidad de alta
Línea de matar Línea de estrangular Cabezal de 20 3/4”
3M
Válvula mecánica 2 9/16”
5M
4
Válvula mecánica 2 9/16”
3M
2
130
Conexiones Superficiales de Control
15.7 Arreglo para mantenimiento de pozos de desarrollo y exploratorios Tipo II, con preventores Cameron UM (doble y esférico)
BOP´S 71/16” TIPO UM ( compactos ) Elemento
Preventor esférico 7 1/16”
Rango mínimo de presión de trabajo (psi)
Tipo o cantidad
10M
Preventor doble tipo UM de 7 1/16”
10M
Ariete superior corte Ariete inferior variable con salidas lat. 2 1/16” y (3) Válv. Mec. 2 1/16” con bridas de 2 1/16” (1) Válv. Hca. 2 1/16” con bridas de 2 1/16”
Cabezal de 7” x 3 ½”
10M
Serie inf. 11” x 9” para bola colgadora de 9“
Brida doble sello
10M
7 “ serie 11
Cabezal de 9 5/8” x 7”
10M
Serie inf. 13 5/8” 5M x 11” 10M
Brida doble sello 9 5/8” serie 13 5/8”
5M
Serie 13 5/8”
Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M
5M
Brida doble sello 13 3/8” serie 20 ¾ ” 5M
Línea de matar tubo vertical 3 ½” Para conectar a unidad de alta
Línea de matar Línea de estrangular Cabezal de 20 3/4”
3M
Válvula mecánica 2 9/16”
5M
4
Válvula mecánica 2 9/16”
3M
2
131
Conexiones Superficiales de Control
16. Materiales y Ejemplos de Arreglos de las Conexiones Superficiales de Control para Perforación, Terminación y Mantenimiento de Pozos 16.1 Relación de material necesario para la instalación de conexiones superficiales de control de pozos terrestres Arreglo de conexiones superficiales de control de 3000 psi. Cantidad Pieza 1 1 1 1 2 1 1 120 6 2 2 6 8
Descripción Cabezal soldable de 20 3/4" 3000 psi R-74 con 4 válvulas laterales de 2 1/16" 5000 psi R-24 Carrete espaciador de 20 3/4" 3000 psi. Preventor de arietes sencillo de 20 3/4" 3000 psi. Carrete de control de 20 3/4" y 4 1/8" 3000 psi. Preventor de arietes sencillo de 20 3/4" 3000 psi. Preventor esférico de 20 3/4" ó 21 1/4" 3000-2000 psi. Brida adaptadora de 20 3/4" 3000 psi a 21 1/4" 2000 psi. Espárragos con tuercas de 2" x 15 1/4". Anillos selladores R-74. Porta estranguladores positivos 2 1/16" 5000 psi. Bridas compañeras 2 1/16" 5000 psi con niple integral conexión 3 1/2" VAM. Espárragos con tuercas de 7/8" x 8 1/4". Anillos selladores R-24.
Líneas de Control de Preventores Cantidad Pieza 50 20 20 10
Descripción Tramos de tubería de 1" x 600 m Cédula 160 Unión giratoria Chicksan de 1" 6000 psi. Unión de golpe de 1" 6000 psi. Niple de 1" x 4" Cédula 160
Línea de matar Cantidad Pieza 1 1 1 2 1 3 2 8 8 1
Descripción Tee bridada de 2 1/16" x 3 1/16" 10000 psi. Válvula de compuerta de 2 1/16" 10000 psi. Válvula de compuerta de 3 1/16" 10000 psi. Bridas compañeras de 3 1/16" 10000 psi. Brida compañera de 2 1/16" 10000 psi. Anillo sellador BX-154. Anillo sellador BX-152. Espárragos con tuercas de 1" x 7 1/4". Espárragos con tuercas de 3/4" x 5 1/2". Múltiple de estrangulación completo de 2 1/16" x 3 1/16" 10000 psi.
Descarga del múltiple Cantidad Pieza 2 5 3 12 40 20 50 260
Descripción Cruz de 2 1/16" 5000 psi. Válvulas de compuerta de 2 1/16" 5000 psi. Bridas compañeras de 2 1/16" 5000 con niple integral 3 1/2" MULTI VAM. Anillos selladores R-24. Espárragos con tuercas de 7/8" x 6 1/4". Tramos de TP de 3 1/2" 12.7 lbs/pie Rosca MULTI VAM. Tramos de TP de 3 1/2" 9.2 lbs/pie Rosca MULTI VAM. Estacas de TP 3 1/2" x 1.30 m.
132
Conexiones Superficiales de Control
Arreglo de conexiones superficiales de control de 5000 psi Cantidad Pieza 1 3 1 2 2 7 40 30 40 20
Descripción Carrete de control 13 5/8" 5000 psi X 3 1/8" 5000 psi Válvulas de 2 1/16" 5000 psi R-24 Cruz bridada 2 1/16" 5000 psi R-24 Portaestranguladores positivos 2 1/16" 5000 psi Bridas compañeras 2 1/16" 5000 psi con niple integral 2 1/2" VAM Anillos selladores R-24 Espárragos con tuerca de 7/8" x 6 1/4" Tramos de TP 3 1/4" 9.2 lb/pie Rosca VAM Estacas de TP 3 1/2" x 1.30 m Protectores de tubería de 10 3/4"
Línea de matar Cantidad Pieza 1 1 1 2 1 3 2 8 8 1
Descripción Cruz bridada de 2 1/16" x 3 1/16" 10000 psi Válvula de compuerta de 2 1/16" 10000 psi Válvula de compuerta de 3 1/16" 10000 psi Bridas compañeras de 3 1/16" 1000 psi Brida compañera 2 1/16" 10000 psi Anillo sellador BX-154 Anillo sellador BX-152 Espárragos con tuercas de 1" x 7 1/4" Espárragos con tuercas de 1 3/4" x 5 1/2" Múltiple de estrangulación completo de 2 1/16" x 3 1/16" 10000 psi
Descarga del múltiple Cantidad Pieza 2 5 3 12 40 20 50 260
Descripción Cruz de 2 1/16" 5000 psi. Válvulas de compuerta de 2 1/16" 5000 psi. Bridas compañeras de 2 1/16" 5000 con niple integral 3 1/2" MULTI VAM. Anillos selladores R-24. Espárragos con tuercas de 7/8" x 6 1/4". Tramos de TP de 3 1/2" 12.7 lbs/pie Rosca MULTI VAM. Tramos de TP de 3 1/2" 9.2 lbs/pie Rosca MULTI VAM. Estacas de TP 3 1/2" x 1.30 m.
133
Conexiones Superficiales de Control
Arreglo de conexiones superficiales de control de 10 000 psi Cantidad Pieza 1 jgo. 1 1 1 2 2 6 32 30
Descripción Arreglo de preventores de 11" 10000 psi. Carrete de control 11" 10000 psi X 3 1/16" 10000 psi Válvula de 2 1/16" 10000 psi BX-152 Cruz bridada 2 1/16" 10000 psi Portaestranguladores 2 1/16" 10000 psi Bridas compañeras 2 1/16" 10000 psi con niple integral 3 1/2" rosca VAM. Anillos selladores BX-152 Espárragos con tuercas de 3/4" x 5 1/2" Tramos de TP 3 1/2" VAM.
Línea de matar Cantidad Pieza 1 1 1 2 1 3 2 8 8 1
Descripción Cruz bridada de 2 1/16" x 3 1/16" 10000 psi. Válvula de compuerta de 2 1/16" 10000 psi. Válvula de compuerta de 3 1/16" 10000 psi. Bridas compañeras de 3 1/16" 10000 psi. Brida compañera de 2 1/16" 10000 psi. Anillo sellador BX-154 Anillo sellador BX-152 Espárragos con tuercas de 1" x 7 1/4". Espárragos con tuercas de 3/4" x 5 1/2". Múltiple de estrangulación completo de 2 1/16" x 3 1/16" 10000 psi.
Descarga de retroceso del múltiple Cantidad Pieza 2 5 3 12 40 20 50 260
Descripción Cruz de 2 1/16" 5000 psi R-24 Válvulas de compuerta de 2 1/16" 5000 psi. Bridas compañeras de 2 1/16" 5000 PSI con niple integral 3 1/2" MULTI VAM. Anillos selladores R-24. Espárragos con tuercas de 7/8" x 6 1/4". Tramos de TP de 3 1/2" 12.7 lbs/pie Rosca MULTI VAM. Tramos de TP de 3 1/2" 9.2 lbs/pie Rosca MULTI VAM. Estacas de TP 3 1/2" x 1.30 m.
134
Conexiones Superficiales de Control
16.2 Arreglos recomendados de preventores y arietes para perforar y al introducir tuberías de revestimiento
Ultima TR Cementada
Arreglo al Perforar
Arreglo al introducir TR
Observaciones
20 "
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 5" Ó 4 1/2" CARRETE DE CONTROL CARRETE ESPACIADOR
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 13 3/8" CARRETE DE CONTROL CARRETE ESPACIADOR
Arreglo utilizable al disponer de dos preventores sencillos, esférico e introducción de TR de 13 3/8"
20 "
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 5" Ó 4 1/2" CARRETE DE CONTROL 5" Ó 4 1/2" CARRETE ESPACIADOR
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 13 3/8" CARRETE DE CONTROL 5" Ó 4 1/2" CARRETE ESPACIADOR
Arreglo al disponer de tres preventores sencillos, esférico e introducción de TR de 13 3/8"
13 5/8 "
ANULAR (ESFÉRICO) 5" Ó 4 1/2" CIEGOS CARRETE DE CONTROL 5" Ó 4 1/2"
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 9 5/8" - 9 7/8" CARRETE DE CONTROL 5" Ó 4 1/2"
Arreglo al perforar con TP de 5" ó 4 1/2" e introducción de TR 9 5/8" ó 9 7/8"
9 5/8 "
ANULAR (ESFÉRICO) 5" Ó 4 1/2" CIEGOS CARRETE DE CONTROL 5" Ó 4 1/2"
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 7 - 7 5/8" CARRETE DE CONTROL 5" Ó 4 1/2"
Arreglo al perforar con TP de 5" ó 4 1/2" e introducción de TR 7 5/8" ó 7"
Cabezal
Arreglo al perforar
Arreglo al introducir TR
Observaciones
16" - 5M
Anular (Esférico) 5" ó 4 1/2" ciegos carrete de control 5" ó 4 1/2"
Anular (Esférico) ciegos10 3/4" carrete de control 5" ó 4 1/2"
Al perforar con TP de 5" ó 4 1/2" e introducción de TR 10 3/4"
10 3/4" – 5M
Anular (Esférico) 5" ó 4 1/2" ciegos carrete de control 5" ó 4 1/2"
Anular (Esférico) ciegos 7 5/8" Ó 7" carrete de control 5" ó 4 1/2"
Utilizar durante la introducción de TR de 7 5/8" o prolongación de 7"
10 3/4" – 5M
(Esférico) Anular ciegos 3 1/2" carrete de control 5"
Anular (Esférico) ciegos 3 1/2" Carrete De Control 5"
Valido al no prolongar TR a superficie y al introducir TR de 5"
9 5/8" – 10M
(Esférico) Anular 5" ciegos carrete de control 5" - 3 1/2"
Esférico (Anular) ciegos 7" carrete de control 5" - 3 1/2"
Aplicable al introducir o prolongar TR de 7"
7 5/8" - 7" 1/16" – 10M
(Esférico) Anular 3 1/2" ciegos carrete de control 3 1/2"
Esférico (Anular) ciegos 1/2" o 5" carrete de control 3 1/2"
Aplicable al introducir Liner de 4 1/2" ó 5"
Nota: Cuando se utilizan tuberías combinadas, por ejemplo 5” y 3 ½”, en el preventor sencillo se colocaran los arietes del diámetro de la tubería que tenga mayor longitud o de preferencia arietes variables 135
Conexiones Superficiales de Control
Continuación…….
Ultima TR Cementada
Arreglo al Perforar
Arreglo al introducir TR
Observaciones
16"
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 5" Ó 4 1/2" CARRETE DE CONTROL 5” Ó 4 ½”
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 10 3/4" CARRETE DE CONTROL 5” O 4 ½”
Al perforar con TP de 5” ó 4 ½” e introducción de TR 10 ¾”
10 ¾”
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 5" Ó 4 1/2", CARRETE DE CONTROL 5" Ó 4 1/2"
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 7 5/8“ O 7”, CARRETE DE CONTROL 5" Ó 4 1/2"
Utilizar durante la introducción de TR de 7 5/8” o prolongación de 7”
10 ¾”
ANULAR (ESFÉRICO) 3 1/2" CIEGOS, CARRETE DE CONTROL 5"
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 3 ½”, CARRETE DE CONTROL 5"
Valido al no prolongar TR a superficie y al introducir TR de 5”
9 5/8 "
ANULAR (ESFÉRICO) 5" CIEGOS, CARRETE DE CONTROL 5" - 3 ½”
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 7“, CARRETE DE CONTROL 5” - 3 ½”
Aplicable al introducir ó prolongar TR de 7”
7 5/8” - 7”
ANULAR (ESFÉRICO) 3 ½” CIEGOS, CARRETE DE CONTROL 3 ½”
ANULAR (ESFÉRICO) CIEGOS 4 ½” Ó 5”, CARRETE DE CONTROL 3 ½”
Aplicable al introducir Liner de 4 ½” o 5”
Nota: Los arreglos de arietes recomendados son los que presentan mas ventajas en cada caso, lo cual puede ser modificado en situaciones muy "especiales" de acuerdo con las autoridades correspondientes.
136
Conexiones Superficiales de Control
16.3 Tamaños y rangos de presión de trabajo de los BOP’s y rango de cierre de arietes variables
Tamaño y presión de trabajo de los preventores en psi.
Rango de cierre de los arietes ajustables
7 1/16”
3M, 10M y 15M
3 ½” - 2 3/8” y 4” - 2 7/8”
11”
3M, 5M y 10M
5” - 2 7/8” y 5 ½” - 3 ½”
11”
15M
5” - 2 7/8”
13 5/8”
3M, 5M y 10M
5” - 2 7/8”
13 5/8”
15M
7” - 4 ½” y 5” - 3 ½”
16 ¾”
5M y 10M
5 ½” - 3 ½” y 5” - 2 7/8”
18 ¾”
10M
7 5/8” - 3 ½” y 5 ½” - 3 ½”
137
Conexiones Superficiales de Control
16.4 Arreglo para pozos de desarrollo de baja presión terrestres
Arreglos estándar preventores 21 ¼” 2M Preventor esférico 21 ¼” 2M Preventor sencillo 21 ¼” 2M Arietes 5” o 4 ½” Carrete de control 21 ¼” 2M, con salidas laterales de 4 1/16” válvulas laterales: (3) Mecánicas de 4” 2M con bridas de 4 1/16” (1) Hidráulica de 4” 2M con bridas de 4 1/16” Preventor sencillo 21 ¼” 2M arietes ciegos Carrete espaciador 21 ¼” 2M Brida adaptadora de 20 ¾” 3M a 21 ¼” 2M Cabezal soldable 20 ¾” 3M con Válvulas mecánicas 2 1/16” 3M TR de 20”
Múltiple de estrangulación
138
Conexiones Superficiales de Control
16.5 Arreglo para pozos de desarrollo de baja presión terrestres con limitación de altura de mesa rotaria
Preventores 21 ¼” Preventor esférico 21 ¼” 2M Preventor doble 21 ¼” 2M Arietes superior ciegos Arietes inferior 5” o 4 ½” Carrete de control 21 ¼” 2M, con salidas Laterales de 4 1/16 ” Válvulas laterales: (3) Mecánicas de 4” 2M con bridas de 4 1/16” (1) Hidráulicas de 4” 2M con bridas de 4 1/16” Carrete espaciador 21 ¼” 2M Brida adaptadora de 20 ¾” 3M a 21 ¼” 2M Cabezal soldable 20 ¾” 3M con Válvulas mecánicas 21/16” 3M TR de 20”
Múltiple de estrangulación
139
Conexiones Superficiales de Control
16.6 Arreglo para pozos exploratorios de baja presión terrestres, con Diverter
DIVERTER 21 ¼” 2M con Válv.
Arreglos estándar Preventores 20 ¾” 3M
Preventor esférico 20 ¾” 3M o 21 ¼” 2M (Si lleva BOP de 21 ¼” se requiere de una brida adaptadora de 20 ¾” 3M a 21 ¼” 2M) Preventor sencillo 20 ¾” 3M Arietes 5” o 4 ½” Carrete de control 20 ¾” 3M, con salidas laterales de 4 1/8” 3M y (3) Válvulas mec. de 4 1/8” 3M (1) Válvula hca. de 4 1/8” 3M Preventor sencillo 20 ¾” 3M Arietes ciegos Carrete espaciador 20 ¾” 3M Cabezal soldable 20 ¾” 3M con Válvulas mecánicas 2 1/16” 3M TR de 20”
Múltiple de estrangulación
140
Conexiones Superficiales de Control
16.6.1 Arreglo para pozos exploratorios de baja presión terrestres
Arreglos estándar Preventores 20 ¾” 3M Preventor esférico 20 ¾” 3M o 21 ¼” 2M (Si lleva BOP de 21 ¼” se requiere de una brida adaptadora de 20 ¾” 3M a 21 ¼” 2M) Preventor sencillo 20 ¾” 3M Arietes 5” o 4 ½” Carrete de control 20 ¾” 3M, con salidas Laterales de 4 1/8 ” 3M y (3) Válvulas mec. de 4 1/8” 3M (1) Válvula hca. de 4 1/8” 3M Preventor sencillo 20 ¾” 3M Arietes ciego Carrete espaciador 20 ¾” 3M Cabezal soldable 20 ¾” 3M con Válvulas mecánicas 2 1/16” 3M TR de 20”
Múltiple de estrangulación
141
Conexiones Superficiales de Control
16.7 Arreglo para pozos exploratorios de alta presión terrestres, con Diverter Diverter 21 ¼” 2M
Arreglos estándar preventores 20 ¾” 3M
Preventor esférico 20 ¾” 3M o 21 ¼” 2M (Si lleva BOP de 21 ¼” se requiere de una brida adaptadora de 20 ¾” 3M a 21 ¼” 2M)
Preventor doble 20 ¾” 3M Ariete superior 5” o 4 ½” Ariete inferior ciego Carrete de control 20 ¾” 3M, con salidas laterales de 4 1/8” 3M y (3) Válvulas mec. de 4 1/8” 3M (1) Válvula hca. de 4 1/8” 3M Preventor sencillo 20 ¾” 3M Ariete 5” o 4 ½”
Carrete espaciador 20 ¾” 3M Cabezal soldable 20 ¾” 3M con Válvulas mecánicas 2 1/16” 3M TR de 20”
Múltiple de estrangulación
142
Conexiones Superficiales de Control
16.7.1 Arreglo para pozos exploratorios de alta presión terrestres
Arreglos estándar preventores 20 ¾” 3M Preventor esférico 20 ¾” 3M o 21 ¼” 2M (Si lleva BOP de 21 ¼” se requiere de una brida adaptadora de 20 ¾” 3M a 21 ¼” 2M) Preventor doble 20 ¾” 3M Ariete superior 5” o 4 ½” Ariete inferior ciego Carrete de control 20 ¾” 3M, con salidas laterales de 4 1/8” 3M y (3) Válvulas mec. de 4 1/8” 3M (1) Válvula hca. de 4 1/8” 3M Preventor sencillo 20 ¾” 3M Ariete 5” o 4 ½” Carrete espaciador 20 ¾” 3M Cabezal soldable 20 ¾” 3M con Válvulas mecánicas 2 1/16” 3M TR de 20”
Múltiple de estrangulación
143
Conexiones Superficiales de Control
16.8 Arreglos estándar preventores 16 ¾” 5000 psi para yacimientos de gas en formaciones de terciario
Preventores 16 ¾” 5M Cabeza rotatoria
Preventor esférico 16 ¾” 5M
Preventor doble 16 ¾” 5M Ariete superior 5” o 4 ½” Ariete inferior ciego Carrete espaciador 16 ¾” 5M Carrete de control 16 ¾” 5M, con salidas Laterales de 4 1/8” 3M y (3) Válvulas mec. de 4 1/8” 3M (1) Válvula hca. de 4 1/8” 3M Preventor sencillo 16 ¾” 5M Ariete 5” o 4 ½” Carrete cabezal 20 ¾” 3M x 16 ¾” 5M Cabezal soldable 20 ¾” 3M con Válvulas mecánicas 2 1/16” 3M TR de 20” TR de 16” TR de 11 7/8”
Múltiple de estrangulación
144
Conexiones Superficiales de Control
16.8.1 Arreglos estándar preventores 16 ¾” 5000 psi, cabezal soldable 16 ¾” 3000 psi
Preventores 16 ¾” 5M Preventor esférico 16 ¾” 5M
Preventor doble 16 ¾” 5M Ariete superior 5” o 4 ½” Ariete inferior ciego Carrete de control 16 ¾” 5M, con salidas Laterales de 4 1/8” 3M y (3) Válvulas mec. de 4 1/8” 3M (1) Válvula hca. de 4 1/8” 3M Preventor sencillo 16 ¾” 5M Ariete 5” o 4 ½” Cabezal soldable 16 ¾” 3M con Válvulas mecánicas 2 1/16” 3M
TR de 16” TR de 11 7/8”, 11 ¾” o 10 ¾”
Múltiple de estrangulación
145
Conexiones Superficiales de Control
16.8.2 Arreglos estándar preventores 16 ¾” 5000 psi, cabezal soldable 20 ¾” 3000 psi
Preventores 16 ¾” 5M Preventor esférico 16 ¾” 5M
Preventor doble 16 ¾” 5M Ariete superior 5” o 4 ½” Ariete inferior ciego Carrete de control 16 ¾” 5M, con salidas Laterales de 4 1/8” 3M y (3) Válvulas mec. de 4 1/8” 3M (1) Válvula hca. de 4 1/8” 3M Preventor sencillo 16 ¾” 5M Ariete 5” o 4 ½”
Carrete cabezal 20 ¾” 3M x 16 ¾” 5M Cabezal soldable 20 ¾” 3M con Válvulas mecánicas 2 1/16” 3M TR de 20” TR de 16” TR de 11 7/8”, 11 ¾” o 10 ¾”
Múltiple de estrangulación
146
Conexiones Superficiales de Control
16.8.3 Arreglos estándar preventores 16 ¾” 5000 psi para yacimientos de gas en formaciones de terciario
Preventores 16 ¾” 5M Preventor rotatorio ( Rbop )
Preventor esférico 16 ¾” 5M
Preventor doble 16 ¾” 5M Ariete superior 5” o 4 ½” Ariete inferior ciego Carrete de control 16 ¾” 5M, con salidas Laterales de 4 1/8” 3 M y (3) Válvulas mec. de 4 1/8” 3M (1) Válvula hca. de 4 1/8” 3M Preventor sencillo 16 ¾” 5M Ariete 5” o 4 ½”
Carrete cabezal 20 ¾” 3M x 16 ¾” 5M Cabezal soldable 20 ¾” 3M con Válvulas mecánicas 2 1/16” 3M TR de 20” TR de 16” TR de 11 7/8”, 11 ¾” o 10 ¾”
Múltiple de estrangulación
147
Conexiones Superficiales de Control
16.9 Arreglos estándar preventores 13 5/8” 5000 psi (Cabezal compacto)
Preventores 13 5/8” 5M Preventor esférico 13 5/8” 5M
Preventor doble13 5/8” 5M Ariete superior ciego Ariete inferior 5” o 4 ½” Carrete de control 13 5/8” 5M Válvulas laterales (3) Mec. 3 1/8” 5M (1) Hca. 3 1/8” 5M Preventor sencillo 13 5/8” 5M Ariete 5” o 4 ½” Cabezal compacto de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M x 9 5/8” 5M x 7 1/16” 5M Cabezal soldable 20 ¾” con Válvulas mecánicas 2 1/16” 3M TR de 20” TR de 13 3/8”
Múltiple de estrangulación
148
Conexiones Superficiales de Control
16.9.1 Arreglos estándar preventores 13 5/8” 5000 psi, con cabezal 20 ¾” 3000 psi
Preventores 13 5/8” 5M Preventor esférico 13 5/8” 5M
Preventor doble 13 5/8” 5M Ariete superior 5” o 4 ½” Ariete inferior ciego
Carrete de control 13 5/8” 5M Válvulas laterales (3) Mec. 3 1/8” 5M (1) Hca. 3 1/8” 5M Preventor sencillo 13 5/8” 5M Ariete 5” o 4 ½” Cabezal Medida 13 5/8” x 9 5/8” Serie inf. 20 ¾ ” x sup. 13 5/8” 5M Brida doble sello Medida 13 3/8” Serie 20 ¾” 3M Cabezal Serie 20 ¾” 3M Medida 20” x 13 5/8” TR de 20” TR de 13 3/8”
Múltiple de estrangulación
149
Conexiones Superficiales de Control
16.9.2 Arreglos estándar preventores 13 5/8” 5000 psi, con cabezal 13 5/8” 5000 psi
Preventores 13 5/8” 5M Preventor esférico 13 5/8” 5M
Preventor doble 13 5/8” 5M Ariete superior 5” o 4 ½” Ariete inferior ciego Carrete de control 13 5/8” 5M Válvulas laterales (3) Mec. 3 1/8” 5M (1) Hca. 3 1/8” 5M Preventor sencillo 13 5/8” 5M Ariete 5” o 4 ½” Brida doble sello Medida 13 3/8” Serie 13 5/8” 5M Cabezal Serie 13 5/8” 5M TR de 13 3/8”
Múltiple de estrangulación
150
Conexiones Superficiales de Control
16.9.3 Arreglos estándar preventores 13 5/8” 10000 psi, cuando las TR’s de 9 5/8”, 7 5/8” o 7” son Liners
Preventores 13 5/8” 10M Preventor esférico 13 5/8” 5M
Preventor doble 13 5/8” 10M Ariete superior 5” o 4 ½” Ariete inferior ciego Carrete de control 13 5/8” 10M Válvulas laterales (3) Mec. 3 1/8” 10M (1) Hca. 3 1/8” 10M Preventor sencillo 13 5/8” 10M Ariete 5” o 4 ½” Brida adaptadora de 13 5/8” 5M x 13 5/8” 10M Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M
Cabezal soldable 20 ¾” 3M TR de 20” TR de 13 3/8” Cuando la TR de 9 5/8”, 7 5/8” ó 7” son liners: 1.- Para la 4a etapa solo de agrega una brida adaptadora de 11” 10M, además de instalar cabezal de 13 5/8” 10M x 11” 10M. 2.-Para la 5a etapa, además de instalar el cabezal 11” 10M x 7 1/16” 10M, se instala una brida adapatadora de 7 1/16” 10M x 13 5/8” 10M y se aprovecha el mismo arreglo de preventores
Múltiple de estrangulación 151
Conexiones Superficiales de Control
16.10 Arreglos estándar preventores 11” 5000 psi cuando la TR de 7” es corrida a superficie o se corre el complemento a superficie y se tiene cabezal compacto
Preventores 11” 5M Preventor esférico 11” 5M
Preventor doble 11” 5M Ariete superior variables Ariete inferior ciego/corte Carrete de control 11” 5M, con salidas lat. 3 1/16” 5M y (3) Válv. mec. 3 1/8” 5M con bridas de 3 1/16” (1) Válv. hca. 3 1/8” 5M con bridas de 3 1/16” Preventor sencillo 11” 5M Ariete 5” ó 4 ½” Brida adaptadora 13 5/8” x 9 5/8” 5M
Cabezal compacto de 13 5/8” 5M x 7 1/16” x 3 ½” x 11” 5M
Cabezal soldable 13 5/8” 5M TR de 13 3/8” TR de 9 5/8” TR de 7”
152
Conexiones Superficiales de Control
16.10.1 Arreglos estándar preventores 11” 10000 psi cuando la TR de 9 5/8” es corrida a superficie o se corre el complemento a superficie
Preventores 11” 10M Preventor esférico 11” 10M
Preventor doble 11” 10M Ariete superior variables Ariete inferior ciego/corte Carrete de control 11” 10M, con salidas lat. 3 1/16” 10M y (3) Válv. mec. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” (1) Válv. hca. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” Preventor sencillo 11” 10M Ariete 5” o 4 ½”
Cabezal de 9 5/8” x 7” Serie inf. 13 5/8” 5M x 11” 10M Brida doble sello 9 5/8” serie 13 5/8” 5M Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M Brida doble sello 13 3/8” serie 20 3/4” 5M
Cabezal soldable 20 ¾” 3M TR de 20” TR de 13 3/8” TR de 9 5/8”
Múltiple de estrangulación 153
Conexiones Superficiales de Control
16.10.2 Arreglos estándar preventores 11” 10000 psi, cuando la TR de 7” es corrida a superficie o se corre el complemento a superficie
Preventores 11” 10M Preventor esférico 11” 10M
Preventor doble 11” 10M Ariete superior variables Ariete inferior ciego/corte Carrete de control 11” 10M, con salidas lat. 3 1/16” 10M y (3) Válv. mec. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” (1) Válv. hca. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” Preventor sencillo 11” 10M Ariete 5” o 4 ½” Brida adaptadora 9” 10M x 11” 10M Cabezal de 7” x 3 ½” Serie inf. 11” 10M x 9” 10M Brida doble sello 7” serie 11” 10M Cabezal de 9 5/8” x 7” Serie inf. 13 5/8” 5M x 11” 10M Brida doble sello 9 5/8” serie 13 5/8” 5M Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M Brida doble sello 13 3/8” serie 20 ¾ ” 5M
Cabezal soldable 20 ¾” 3M TR de 20” TR de 13 3/8” TR de 9 5/8” TR de 7” 154
Conexiones Superficiales de Control
16.10.3 Arreglos estándar preventores 11” 10000 psi, cuando la TR de 7” es corrida a superficie o se corre el complemento a superficie y se tiene cabezal compacto, con cabezal soldable 20 ¾” 3000 psi
Preventores 11” 10M Preventor esférico 11” 10M
Preventor doble 11” 10M Ariete superior variables Ariete inferior ciego/corte Carrete de control 11” 10M, con salidas lat. 3 1/16” 10M y (3) Val. mec. 2 1/16 ” 10M con bridas de 2 1/16” (1) Valv. hca. 2 1/16 ” 10M con bridas de 2 1/16” Preventor sencillo 11” 10M Ariete 5” o 4 ½” Brida adaptadora 9” 10M x 11” 10M
Cabezal compacto de 13 5/8” 5M x 9 5/8” 10M x 7 1/16” 10M
Brida adaptadora 20 ¾” x 13 5/8” 5M
Cabezal soldable 20 ¾” 3M
Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M
TR de 20” TR de 13 3/8” TR de 9 5/8” TR de 7”
155
Conexiones Superficiales de Control
16.10.4 Arreglos estándar preventores 11” 10000 psi, cuando la TR de 7” es corrida a superficie o se corre el complemento a superficie y se tiene cabezal compacto, con cabezal soldable 13 5/8” 5000 psi
Preventores 11” 10M Preventor esférico 11” 10M
Preventor doble 11” 10M Ariete superior variables Ariete inferior ciego/corte Carrete de control 11” 10M, con salidas lat. 3 1/16” 10M y (3) Válv. mec. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” (1) Válv. hca. 2 1/16 ” 10M Con bridas de 2 1/16” Preventor sencillo 11” 10M Ariete 5” ó 4 ½” Brida adaptadora 11” 5M x 11” 10M Brida adaptadora 13 5/8” x 9 5/8” 5M Cabezal compacto de 13 5/8” 5M x 7 1/16” x 3 ½” x 11” 10M
Cabezal soldable 13 5/8” 5M
TR de 13 3/8” TR de 9 5/8” TR de 7”
156
Conexiones Superficiales de Control
16.10.5 Arreglos estándar preventores 11” 10000 psi, cuando la TR de 7” es Liner y se cuenta con cabezal compacto
Preventores 11” 10M Preventor esférico 11” 5M
Preventor doble 11” 10M Ariete superior variables Ariete inferior ciego/corte Carrete de control 11” 10M, con salidas lat. 3 1/16” 10M y (3) Válv. mec. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” (1) Válv. hca. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” Preventor sencillo 11” 10M Arietes ajustables Carrete adaptador 13 3/8” 10M x 11” 10M
Cabezal compacto de 16 3/4” 5M x 9 5/8” 10M x 13 3/8” 10M
Brida doble sello 16 ¾” x 16 ¾” 5M
Cabezal soldable 16 ¾” 3M TR de 16” TR de 11 ¾” TR de 9 5/8”
157
Conexiones Superficiales de Control
16.11 Arreglos estándar mantenimiento Tipo I, preventores 7 1/16” 10000 psi para pozos de alta presión
Preventores 7 1/16” 10M Preventor esférico 7 1/16” 10M Preventor sencillo 7 1/16” 10M Arietes variables con salidas lat. 2 1/16” 10M y (3) Válv. mec. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” (1) Válv. hca. 2 1/16” 10M con bridas de 21/16” Preventor doble 7 1/16” 10M Ariete superior corte Ariete inferior ajustable Con salidas lat. 2 1/16” 10M y (3) Válv. mec. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” (1) Válv. hca. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” Cabezal de 7” x 3 ½” Serie inf. 11” 10M x 9” 10M Para bola colgadora de 9” Brida doble sello 7” serie 11” 10M Cabezal de 9 5/8” x 7” Serie inf. 13 5/8” 5M x 11” 10M Brida doble sello 9 5/8” serie 13 5/8” 5M Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M Brida doble sello 13 3/8” serie 20 ¾” 5M Cabezal soldable 20 ¾” 3M TR de 20“ TR de 13 3/8“ TR de 9 5/8“ TR de 7“
158
Conexiones Superficiales de Control
16.11.1 Arreglos estándar mantenimiento Tipo I para pozos de alta presión, preventores 7 1/16” 10000 psi, cabezal compacto
Preventores 7 1/16” 10M Preventor esférico 7 1/16” 10M
Preventor sencillo 7 1/16” 10M Arietes variable Con salidas lat. 2 1/16” 10M y (3) Válv. mec. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” (1) Válv. hca. 2 1/16” 10M con bridas de 21/16” Preventor doble 7 1/16” 10M Ariete superior corte Ariete inferior variable Con salidas lat. 2 1/16” 10M y (3) Válv. mec. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” (1) Válv. hca. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16”
Cabezal de 13 5/8” 5M x 9 5/8” 10M X 71/16” 10M Serie inf. 13 5/8” 5M x 7 1/16” 10M
Brida adaptadora 20 ¾” x 13 5/8” 5M
Cabezal soldable 20 ¾” 3M TR de 20“ TR de 13 3/8“ TR de 9 5/8“ TR de 7“
159
Conexiones Superficiales de Control
16.12 Arreglos estándar mantenimiento Tipo II para pozos de mediana presión preventores 7 1/16” 10000 psi con restricción de altura mesa rotaria
Preventores 7 1/16” 10M
Preventor esférico 7 1/16” 10M
Preventor doble 7 1/16” 10M Ariete superior corte Ariete inferior ajustable con salidas lat. 2 1/16” 10M y (3) Válv. mec. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” (1) Válv. hca. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” Cabezal de 7” x 3 ½” Serie inf. 11” 10M x 9” 10M para bola colgadora de 9” Brida doble sello 7” serie 11” 10M Cabezal de 9 5/8” x 7” Serie inf. 13 5/8” 5M x 11” 10M Brida doble sello 9 5/8” serie 13 5/8” 5M Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M
Cabezal soldable 20 ¾” 3M
TR de 20” TR de 13 3/8” TR de 9 5/8” TR de 7”
160
Conexiones Superficiales de Control
16.12.1 Arreglos estándar mantenimiento Tipo II para pozos de mediana presión preventores 7 1/16” 10000 psi con restricción de altura mesa rotaria y cabezal compacto
Preventores 7 1/16” 10M
Preventor esférico 7 1/16” 10M
Preventor doble 7 1/16” 10M Ariete superior corte Ariete inferior ajustable Con salidas lat. 2 1/16” 10M y (3) Válv. mec. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16” (1) Válv. hca. 2 1/16” 10M con bridas de 2 1/16”
Cabezal de 13 5/8” 5M x 9 5/8” 10M X 7 1/16” 10M Serie inf. 13 5/8” 5M x 7 1/16” 10M
Brida doble sello 9 5/8” serie 13 5/8” 5M
Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M Cabezal soldable 20 ¾” 3M
TR de 20” TR de 13 3/8” TR de 9 5/8” TR de 7”
161
Conexiones Superficiales de Control
16.13 Arreglo de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 psi en plataformas fijas y autoelevables Piso rotaria
Campana
12.89
16.90 Anillo R 73
1.30
Hydrill MSP 21 1/4" - 2M Preventor sencillo Cameron 21 1/4" - 2M
Anillo R-73 Arietes de 5“ Tipo u
0.95
Anillo R-73
Línea al mar
Línea al separador Gas-lodo
0.66 M
H
Anillo R-73 1.10 Preventor sencillo cameron 21 1/4" - 2M Brida adaptadora 20 3/4" 3M x 21 1/4" 2M
Cabezal soldable FIP 20 3/4" - 3M
Carrete de trabajo de 21 1/4" 2M Arietes ciegos tipo “U”
Anillo R-73
72 Birlos de 15/8” x 121/4”
Anillo R-74
TR 20" TC 30"
Nota: Si la TR de 20” esta a mas de 700 m, instalar otro preventor sencillo con arietes anulares con el arreglo convencional.
162
Conexiones Superficiales de Control
16.14 Arreglo de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 3000 psi en plataformas fijas y autoelevables
Diverter 21 ¼” 2M con Válv.
Preventor esférico 20 ¾” 3M ó 21 ¼” 2M (si lleva BOP de 21 ¼” se requiere de una brida adaptadora de 20 ¾” 3M a 21 ¼” 2M) Preventor sencillo 20 ¾” 3M Arietes 5” ó 4 ½” Carrete de control 20 ¾” 3M, con salidas laterales de 4 1/8” 3M y (3) Válv. mec de 4 1/8” 3M (1) Válv. hca. de 4 1/8” 3M Preventor sencillo 20 ¾” 3M Arietes ciegos Carrete espaciador 20 ¾” 3M
Cabezal soldable 20 ¾” 3M con válvulas mecánicas 2 1/16” 3M
TR de 20”
163
Conexiones Superficiales de Control
16.15 Arreglo de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 5000 psi en plataformas fijas y autoelevables Piso rotaria
Campana
10.84
1.57
Hydrill l - GK 16 3/4" 5M No. 45430
L. d e
1.73
E s t r a n g.
Arietes de 4 1/2” Preventor doble 13 5/8" 5M Arietes ciegos
C. de trabajo 13 5/8” 5M
Ch
0.76 H
M
M
L. d e M a t a r
M
Preventor sencillo 16 3/4" 5M Arietes 5"
1.08
Brida DS 16 3/4” 5M - 13 5/8” 5M
0.77
Cabezal 16 3/4" 5M
0.90
Válvula lateral 2 1/16”
Brida DS 20 3/4" 3M x 16 3/4” 3M
Cabezal sold. 20 3/4" 3M
TR 20"
Cabezal 16 3/4" 3M x 11” x 7 1/16” 5M
TC 30"
Nota: Para pozos de alta presión y que atraviesan el casquete de gas, instalar ram’s de corte en el bop inferior del doble 164
Conexiones Superficiales de Control
16.16 Arreglo de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 5000 psi en plataformas fijas y autoelevables para perforar casquete de gas con flujo controlado Línea a temblorinas
Línea al mar Línea de Matar
Preventor esférico 16 3/4“ 5M
Línea de Igualación
Preventor doble 16 3/4” 5M Arietes superior 5” o 4 1/2” Arietes inferior ciego
Piso de preventores Carrete espaciador 16 3/4” 5M
Línea de Matar
Línea de U. de Alta
Carrete de control 16 3/4” 5M
Preventor sencillo 16 3/4” 5M Arietes 5” ó 4 ½” Línea de Estrangulación Carrete cabezal de 20 ¾” 3M x 16 3/4” 5M
Piso de producción TR de 20“
Cabezal soldable 20 ¾” 3M
TR de 13 3/8“ TC de 30”
165
Conexiones Superficiales de Control
16.17 Arreglo de conexiones superficiales de control para perforación de pozos exploratorios con presiones máximas de 10000 psi en plataformas fijas y autoelevables para perforar casquete de gas Cuando la TR de 9 5/8“, 7 5/8“ ó 7” son liners: 1.- Para la 4a etapa solo se agrega una brida adaptadora de 11“ 10M además de adaptar un cabezal de 13 5/8” 10M X 11” 10M. 2.-Para la 5a etapa, además de instalar el cabezal 11” 10M x 7 1/16” 10M, se instala una brida adaptadora de 7 1/16“ 10M x 13 5/8“ 10M y se aprovecha el mismo arreglo de preventores
Línea a temblorinas
Línea al mar Línea de Matar Preventor esférico 13 5/8“ 5M
Línea de Igualación
Preventor doble 13 5/8” 5M Arietes superior 5” ó 4 1/2” Arietes inferior ciego
Piso de preventores Carrete espaciador 13 5/8” 10M
Línea de Matar
Línea de U. de Alta
Carrete de control 13 5/8” 10M
Preventor sencillo 13 5/8” 10M Arietes 5” ó 4 ½” Línea de Estrangulación
Brida adaptadora 13 5/8” 5M x 13 5/8” 10M Cabezal de 20 ¾” 3M x 13 5/8” 5M
Piso de producción TR de 20“ TR de 13 3/8“ TC de 30”
Cabezal soldable 20 ¾” 3M
Nota: Este arreglo también se utiliza para mantenimiento de pozos, y se cambia: I).- Los rams del preventor sencillo a ciegos de corte, y Il).- En el preventor inferior del doble se colocan rams anulares variables 166
Conexiones Superficiales de Control
Anexos a) Preventor anular marca Hydril tipo “MSP” medida 21 ¼” capacidad 2000 psi (Tabla de presiones para control superficial) Medida de la tubería
Pulgadas
Presión de cierre de pozo (psi)
Presión de cierre inicial
500
Lb/pg2
1000
1500
2000
Presión de cierre del preventor ( psi )
3½
1275
830
570
320
200
4½-7
900
670
420
200
200
9 5/8
600
420
240
200
200
13 3/8 - 16
400
270
240
200
200
Ciego
1300
1300
1300
1300
1300
b) Preventor anular marca Hydril tipo “MSP” medida 13 5/8” capacidad 5000 psi (Tabla de presiones para control superficial) Medida de la tubería
Presión de cierre inicial
Presión de cierre de pozo (psi) 1500
Lb/pg2
Pulgadas
2500
3500
5000
Presión de cierre del preventor (psi)
2 3/8
950
850
600
350
100
50
2 7/8
750
650
400
150
50
50
3½
700
550
300
50
50
50
4½-5½
650
500
150
50
50
50
7 - 9 5/8
600
400
50
50
50
50
Ciego
1150
1150
1150
1150
1150
1150
167
Conexiones Superficiales de Control
c) BOP´s 7 1/16” 10000 psi Tipo “UM” (compactos)
23.12”
39.12”
d) BOP´s 7 1/16” 10000 psi Tipo “U” vs “UM” (Cameron)
168