Introducci ucciónal Equipo de Perforación Perforación
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El Sistem SistemadePrevencióndeReventones 3.5.0.Infl Influj ujos osyReventones Un reventón es un flujo incontrolado de fluidos de formación en la superficie. Un Reventón generalmente comienza como como un "Influjo” , que es una intrusión de fluidos de formación al pozo. Si Si la cuadrilla no m aneja el inf lujo inm ediatament e, este se puede convertir convertir en un Reventón.
Para evitar que un “Influjo” se convierta en un reventón, si utiliza un sistema de válvulas preventoras o BOP’s. BOP’s. Los preventores ti enen dos funciones principales:
1. Sellar el pozo pozo cuando oocurre curre un “Infl ujo” . 2. M antener suficiente contrapresión en el pozo pozo para evitar que se siga introduciendo fluido de formación m ientras se realizan las medidas para devolver al pozo pozo a una condición balanceada
Controland trolando los influj influjos os deflui fluido dodeformaci ación: Si el influjo de fluido de formación es pequeño, se puede manejar desviando los fluidos de perforación por el equipo de acondicionamiento, para ayudar a sacar los gases atrapados más rápidamente. Si el influjo de fluido de formación es severo, se emplean los preventores. A esta acción se le conocee como “ Cerrar el Pozo” conoc Pozo” . El El m últiple de estrangulación se util iza para regular la contrapresión impuesta sobre el anular li mit ando la salida de f luido del pozo además de prevenir prevenir que se presente
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El SistemadePrevencióndeReventones otro influjo en el fondo. Una vez que el influjo ha sido detenido, se bombea fluido de perforación pesado previniendo la entrada de otro inf lujo y devolviendo el control del pozo.
PrevenciónyControl deReventones: La mayor manera de prevenir l a ocurrencia de un Reventón es util izar un fluido de perforación con peso y densidad adecuados para que ejerza suficient e presión hidrostática contra las paredes del pozo. Esto previene la ent rada de f luidos de formación (Influj o) al pozo.
Influjo: Cuando entra al pozo gran cantidad de fluido de formación bajo alta presión y comienza a ascender hacia la superficie, se le llama “influjo”. Existen varias señales superficiales que indican cuando ocurre un infl ujo dentro del pozo: •
Cambio i nesperado de la tasa de penetración y dismi nución de la presión de ci rculación.
•
El indicador de fluj o muestra un incremento inesperado
•
El indi cador de volumen de presas aumenta rápi damente.
LOS PUNTOS MENCIONADOS ARRIBA SON INDICADORES QUE HA OCURRIDO UN INFLUJO,SI SEDEJASINCONTROLARPUEDECONVERTIRSEENUNREVENTÓN.
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El SistemadePrevencióndeReventones UnReventón: Un Reventón es una erupción incontrolada de flui do (petróleo, gas o agua) bajo alt a presión desde una formaci ón sub-superficial que ent ra al pozo y desplaza todo el flui do de perforación.
En la perforación la ocurrencia de un reventón es un desastre. Se ponen en peligro vidas y pueden ocurrir daños severos al equipo de perforación y medi o ambient e.
3. 5. 1. Descripción del Sistema de Prevención del Reventón: El sistema de prevención de reventones en un equipo de perforación es un sistema de control de presión diseñado específicamente para controlar un “Inf lujo” El sist ema consiste de cuatro componentes: 1. 2. 3. 4.
El arregl o de Prevent ores El Acumulador El múlt iple de estrangulación La línea de matar
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3. 5. 2. El Arreglo de Preventores:
El Arreglo de Preventores se encuentra sobre el cabezal del pozo bajo l a mesa rot aria. El arreglo de Preventores es un ensamblaje que puede incluir lo sigui ente: • • • • •
Preventor A nular Preventor de Ari etes de Tubería Carretel de Perforación Preventor Ciego o de Corte Cabezal del Pozo
El arreglo de Preventores puede tener varias configuraciones dependiendo de los problemas potenciales que se anticipa puedan ocurrir durante la perforación.
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El SistemadePrevencióndeReventones 3.5.2.1.El PreventorAnular
El Preventor Anul ar se coloca en la parte superior del arreglo de preventores. Tiene un empaque de goma reforzado con acero que se cierra para sellar alrededor de tubería de perforación, lastrabarrenas, la barra Kelly o aún sin tubería en el hoyo. Este empaque es de m aterial elástico, con forma de rosquill a o “ dona” , con refuerzo interno en acero flexibl e. La extrusión del empaque en el hueco se logra mediante un movimiento ascendente del pistón que es activado hidráulicament e. El elastóm ero está diseñado para sellar en tubería de cualquier tamaño y forma y aún en el hueco abiert o, sin tubería en el pozo. Los preventores anulares emplean un empaque reforzado de goma sintética que tapa el pozo para realizar el cierre. En la posición abierta, el diámetro interno del empaque es igual al del pasaje interno del preventor (bore). Los preventores Anulares tienen la capacidad de cerrar sobre cualquier forma o diámetro de herramienta que se encuentre en el hoyo. Pueden cerrar sobre un Kelly hexagonal o cuadrado y también permi ten la r otación lent a de la TP mient ras esta bajo presión.
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Introducciónal Equipo de Perforación El SistemadePrevencióndeReventones 3.5.2.2.El PreventordeArietes
1 2 3 4
Sello de la Tapa Compuerta Puert o para Flui do Hidráulico Ensamblaje del ariete
7 8 9 10
5
Aros de sello
11
6
Brida Inferior
12
Ensamblaje del ariete Cilindro de Operación Carcaza del tornill o de cierre Tornillo de Cierre
13 14 15
Tornillo (s) de la compuerta Rosca para gancho de sujeción
17
16
18
Pistón de Operación Pistón de cambio del ariete Cili ndro para cambio del ariete Brida intermedia Agujero de desahogo (lagrimal)
Los Preventores de Ariete cierran el espacio anular alrededor de una tubería de perforación moviendo los ariet es desde la posición abierta hasta una posición cerrada abrazando radialmente la tub ería. Los arietes operan en pares (con forma de media luna o de cara plana) y sellan el espacio por debajo de ellos cuando son cerrados. Los arietes de tubería tienen una forma que coincide con la de la t ubería para la cual fueron diseñados.
Los preventores de ariet e cierran solament e en t amaños específicos de tubería de perforación, de producción, de revestimi ento o sobre el agujero descubierto si son de cara plana.
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El SistemadePrevencióndeReventones TiposdeArietes
•
Arietes de Tubería: Los arietes de tubería estándar se han diseñado para centralizar y lograr un sello de empaque alrededor de un tamaño específico de tubería de perforación ó de revestimiento.
•
Arietes Variables:Los arietes de diámetro interior variable son diseñados para sellar en un rango de tam años de tubería.
•
ArietesdeCorte: Los Arietes de corte están diseñados para cortar la tubería (en el cuerpo del tubo; no en el acople) y proveer sello sobre un hueco abierto remanente.
•
ArietesCiegos: Los arietes ciegos son diseñados para sellar un hueco abierto, cuando no hay tubería dent ro del pozo.
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El SistemadePrevencióndeReventones 3. 5. 2. 3. Carretel de Perforación: El Carretel de Perforación es un espaciador cilíndrico en acero de pared fuerte con conexiones de brida o de grapa arriba y abajo que se coloca entre los preventores para separar los componentes o para proveer la conexión de las líneas de estrangulación y de matar desde y hacia el conjunto de preventoras, respectivamente.
3.5.2.4.Cabezal del Pozo El cabezal del pozo esta colocado sobre el t ope del revestidor y sobre el cual se mont a el arreglo de preventores. Para evitar que la t ubería de perforación o la kelly dañen el cabezal cuando rotan, se coloca un buje de desgaste a través del mismo durant e las actividades de perforación.
3. 5. 3. El Múltiple deEstrangulación
El múltiple de perforación es un conjunto de válvulas y tuberías de alta presión con varias salidas controladas de forma m anual o automát ica. Esta conectado al arreglo de preventores a t ravés de la línea de estrangulación.
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El SistemadePrevencióndeReventones Cuando se activa el estrangulador ayuda a mantener suficiente contrapresión en el pozo para prevenir que se produzca otro inf lujo. El fluido de perforación puede ser desviado desde el arreglo de preventores hasta el múltiple de estrangulación que lo restringe y diri ge a las presas o el separador gas-lodo.
3. 5. 4. La Línea de Matar: La línea de matar se conecta al arreglo de preventores en el carretel de perforación, generalmente del lado opuesto a la línea de estrangulación. El fluido de matar el pozo puede ser bombeado en ocasiones por esta línea hasta restaurar el balance del pozo. Si se presentan pérdidas se bombea flui do a través de la línea de matar sólo para mant ener el pozo lleno.
Línea de M atar
Carrete de Perforación
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El SistemadePrevencióndeReventones 3. 5. 5. El Acumulador Las dos funciones principales del acumulador son al macenar fluido hidráulico bajo presión y activar todas las f unciones del arreglo de preventores. La razón para alm acenar fluido bajo presión es que en caso de un incidente mayor donde se corte el suministro de energía del equipo, el pozo pueda ser asegurado operando los preventores requeridos. El acumulador se puede activar desde el panel de control remot o en el piso de perf oración o en la unidad misma en caso que la cuadrill a tenga que evacuar el piso de perforación. El sumi nistro de energía para el acumulador es:
Eléctrico – Bom bas Tripl es con arranque autom át ico (prende a 2700 psi y se apaga a 3000 psi). Neumático – 2 bom bas operadas con ai re al imentadas por el sist em a de air e del equi po. (120 psi) Las líneas de succión de la bomba triple y la bomba de aire esta conectada a un reservorio lleno de flui do hidráulico o una mezcla de agua dulce con algún anticongelante y anti corrosivo. Cada botell a ti ene una capacidad de 10 galones y contiene una mem brana elástica que se precarga con 1000 psi de Nitrógeno. Las botellas acumulan presión a 3000 psi que es la presión del acumulador. Cuando se activa una función el fl uido pasa por un regulador y reduce la presión a 1500 psi en el múltiple para operarar los preventores de ariete y la válvula hidráulica a control remoto unicamente. El fluido para hacer funcionar el preventor anular proviene de una línea separada y un regulador que opera en un rango de presión ent re 600 a 1200 psi. El preventor anular se puede operar desde presiones por debajo de 600 psi hasta un máximo de 1500 psi, dependiendo del tamaño y tipo de tubular en el hoyo y el estado del elemento sell ante. Se coloca una válvula By-pass en la línea del múltiple. En condiciones normales se encuentra en la posición de baja presión (1500 psi). Si se requiere utilizar los arietes de corte se puede colocar el by-pass en la posición de alta presión (3000psi). Esto permite que el múltiple reciba la presión completa del acumulador. El número de botellas requerido va a depender del número de funciones del arreglo de preventores. Si hay una perdida de energía en el equipo todas las funciones se deben poder CERRAR, ABRIR, CERRAR sin que la presión restante caiga por debajo de 1200 psi. (200 psi por encima de la precarga).
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El SistemadePrevencióndeReventones Esta operación se puede realizar al comienzo de cada pozo, con todas las líneas de aire desconectadas como una prueba de eficiencia. El tiempo y volumen requerido para cada función se registrara.
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El SistemadePrevencióndeReventones PartesdeunAcumuladortípico 1.Suministrodeaire: La presión normal de suminist ro de aire es de 125 psi. Una presión de aire m ás alta puede requerir un regulador de aire para l as bombas neumáti cas
2.Lubricadordeaire: Ubicado en la línea de entrada de aire a las bombas neumáti cas para retirarle la hum edad
3. Válvuladederivación(“By-Pass”) Al interruptor autom ático de presión hidroneumática. Cuando se necesitan presiones mayores de los 3000 psi, abrir est a válvula. En las dem ás ocasiones, se debe mant ener cerrada
4. Interruptorautomáticodepresiónhidroneumática: El interruptor de las presiones se programa a 2900 psi (parada) cuando se utilizan bombas neumáticas y eléctricas. De lo contrario se programa a 3000 psi cuando es solo para bombas neumáticas. Control de tensión de resorte ajustable
5. Válvuladecortedeaire: Operadas manualmente para cortar el suministro de aire a las bombas hidráulicas operadas con aire.
6. Bombashidráulicas operadas conaire: La presión normal de operación es de 125 psi
7. Válvuladecortedesucción Operada manualmente. Normal mente abierta. Una para cada línea de succión neumáti ca en la bomba hidráuli ca.
8. Filtrodesucción Una para cada línea de succión neumáti ca. Tiene una malla removible.
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El SistemadePrevencióndeReventones 9. VálvulaCheque Una para cada línea de salida de la bomba hidráulica operada con aire
10. Bombas triplex o duplex accionadas conmotor eléctrico. 11. Interruptor automático de presión hidroeléctrica El interruptor se programa a 3000 psi para la presión de salida a 250 psi presión diferencial de entrada. Ajustable
12. Arranquedel motoreléctrico (automático) El automát ico inicia o detiene el motor eléctrico que mueve la bomba triplex. Funciona en combinación con el interruptor automático de presión y tiene un control (“overriding”) manual de encendido-apagado que se opera sin el control del int erruptor.
13. Válvula decortedelaLíneadesucción Operada manualmente, normalment e abierta. Ubicada en la línea de succión de la bomba triplex.
14. Filtrodesucción Ubicado en la línea de succión de la bomba tripl ex.
15. Válvulacheque Ubicada en la línea de salida de la bomba tri plex.
16. Válvuladecierre del acumulador Operada manualmente. Normal mente en posición abierta cuando la unidad está en operación. Cerrada cuando se está probando, transport ando el equipo o cuando se apli ca presión sobre 3,000 psi hacia l os preventores
17. Acumuladores: Se debe revisar la pre-carga de nitrógeno en el sistema de acumuladores cada 30 días. La precarga de nitrógeno debe ser de 1,000 psi, más o menos 10% .
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El SistemadePrevencióndeReventones 18. Válvula de alivio del acumulador: Ali vio de la válvula programada a 3,000 psi.
19. FiltrodeFluido: Ubicado en el l ado de entrada de l as válvulas reductoras y reguladoras de presión.
20. Válvula reductora yreguladoradepresión: Operada manualmente. Se ajusta a la presión continua de operación que se requiera en la BOP de ariete.
21. Cabezal de la válvula principal: 5,000 psi W .P., 2” todo soldado.
22. Válvulas de4vías: Con actuadores de cilindro de aire para operación remota desde los paneles de control. M antener en modo de operación (Abiert o o Cerrado) nunca en la posición del centro (neutro).
23. Válvula de desviación(“By-pass”): Con actuador de aire para operación remota desde los paneles de control. En posición Cerrada, suministra presión regulada sobre el cabezal de la válvula principal (21) y en posición Abierta, suministra presión total sobre ese cabezal. M antener en posición Cerrada a no ser que se necesiten 3000 psi o más para operar los ari etes de l a BOP.
24. Válvula de alivio del múltiple: El ali vio de la válvula se programa a 5,000 psi.
25. Válvulahidráulica dealivio: Operada manualmente. Normal mente cerrada. Esta válvula se debe mantener abierta durante la pre-carga de las botell as del acumulador.
26. Selectordeunidaddepanel: Válvula manual de 3 vías. Utilizada para aplicar presión de aire piloto a la válvula neumática para reducción y regulación de presión, bien desde el regulador en la unidad o desde el panel rem oto.
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El SistemadePrevencióndeReventones 27. Válvula neumática reductora yreguladora de presión Reduce la presión del acumulador hasta la requerida por la presión de operación de la BOP de anular. La presión se puede variar para las operaciones de forzamiento de t ubería (“stripping” ). No se debe exceder la máxima presión de operación recomendada para el preventor.
28. Manómetro depresióndel acumulador 29. Manómetro de presión del múltiple. 30. Manómetrodepresióndel preventoranular. 31. Transmisor neumático de presióndel acumulador. 32. Transmisor neumático del “múltiple” 33. Transmisor neumático de presión del preventor anular. 34. Filtrodeaire: Ubicado en la línea de ent rada a los reguladores de aire.
35. Reguladordeaire parala válvula neumática reductora yreguladora de presión Operada por aire.
36. Regulador de aire para el transmisor neumático de presión de el preventor anular (33). 37. Regulador de aire para el transmisor neumático de presión del Acumulador (31). 38. Reguladordeaireparael transmisorneumáticodepresióndel múltiple. Los controles del regulador de aire para el transmi sor neumático esta normalm ente colocado a 15 psi. Se debe incrementar o reducir la presión del aire para calibrar el m edidor de presión en el panel para ajustarl o a la presión medida en l a unidad.
39. Caja de ConexiónNeumática : Para conectar las líneas de aire de la unidad a las líneas de aire que vienen del panel de control remot o en form a de haz de mangueras neumáti cas (conjunto de líneas de aire).
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El SistemadePrevencióndeReventones 40. Válvula dechequepara pruebadel equipo. 41. Puerto de llenado de fluidohidráulico 42. Tapóndeinspección. 43. Válvula de aislamiento de la salidapara la prueba del equipodeperforación. Alt a presión, operada manualmente. Se cierra durante la prueba del equipo de perforación y se abre una vez terminada la prueba.
44. Válvula de alivio para prueba del equipo: Válvula ajustada para realizar el alivio a l os 6500 psi.
45. Medidor de presióndeprueba del equipode perforación 46. (a)Salidadel patíndel equipo 46. (b)Válvulas de aislamiento del cabezal deválvulas: Operada manualmente. Se debe cerrar la válvula de aislami ento del cabezal y abrir la válvula de aislamiento cuando se mueve el equipo. Invertir la posición de las válvulas durante las operaciones normales de perforación.
47. Válvula de alivio para pruebadel equipo Válvula ajustada para aliviar a los 3,500 psi.
48. Medidordepresióndel patín 49. Válvuladeaislamientodel bancodeacumuladores Operada manualmente. Norm alment e abierta.
50. Salidadel patíndel equipo 51. Salidadel patíndel equipo 52. Conexióneléctrica 53.
Puertodeprueba
