facilidades de superficie tratadores, deshidratadores, emulciones,Descripción completa
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MANUAL INTRODUCTORIO COMBINADO
MODULO II EQUIPO DE SUPERFICIE
MODULO II
EQUIPO DE SUPERFICIE
OBJETIVOS Después del estudio de este módulo usted: •
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Identificará la relación entre las partes y funciones de un árbol de válvulas. Operará con seguridad las diferentes válvulas manuales que componente al árbol de válvulas en la instalación del pozo. Interpretará la función de los equipos de seguridad de superficie sin equivocación
CONJUNTO DEL ARBOL DE NAVIDAD &os componentes de un árbol de navidad forman parte del equipo de superficie6 los cuales conforme avanzan las etapas de la perforación de un pozo se van instalando por secciones de acuerdo a los requerimientos de cada $( programada6 7asta llegar a la introducción del apare8o con la tuber9a de producción. #n árbol de !avidad; está compuesto de: cabezales6 carretes de $( con colgadores y sellos secundarios: bridas empacadoras cabezal de producción con colgador de $0> carrete adaptador con medio árbol de válvulas> cruz o tee de flu8o6 válvulas de compuerta manuales y de apertura 7idroneumática6 portaestranguladores6 anillos '0I6 birlos con tuercas.
FUNCION: #na vez instalados y probados todos los componentes permitirán mane8ar con seguridad las presiones de flu8o del pozo6 que se presenten durante la terminación y producción del mismo. %l dise?o y fabricación de los árboles de válvulas está regido por la !orma '0I@A'6 1Aa %dición del Instituto 'mericano del 0etróleo. -on construidos de acero for8ado6 con aleaciones para ambientes amargos6 diferentes rangos de tama?o y presión de traba8o6 en relación a los siguientes factores:
a) b) c) d) e)
%l programa de tuber9as de revestimiento &a presión de traba8o de los componentes %l tipo de terminación y temperatura en superficie &as caracter9sticas de 7idrocarburos que aportará el pozo ondiciones ambientales <áreas terrestres6 lacustre o marina=
$odos los componentes de un árbol de válvulas son fabricados por las compa?9as '%(O!6 I0 <ábrica de Implementos 0etroleros=6 %0!@'(*'& <%quipos 0etroleros !acionales=6 <ood aquinery ompany=> etc> ofreciendo en cada unidad o ensamble ciertas caracter9sticas que se describen a continuación.
COMPONENTES DE UN ARBOL DE NAVIDAD 1! Cabe*a+ de ,be./a de .e0e,e4,5 %sta unidad cumple varias funciones: &a parte inferior puede ser soldable o con rosca para servir de enlace a la $( superficial. &a brida superior sirve de base para el carrete de $(6 o para instalar el arreglo de preventores o una brida empacadora. %n el interior de la brida tiene un tazón o nido
FI! 2 CABE6AL DE TR 2! Ca..e,e 7a.a ,be./a de .e0e,e4,5 0or dentro de la brida inferior tiene una preparación para recibir la boca de la $( intermedia y sus sellos secundarios. %n el interior de la brida superior
FI! 3 CARRETE DE TR I/. + '((%$% R-2D% $(
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3! Cabe*a+ de ,be./a de 7.5dcc84 %stos ensambles se surten para varios tama?os y presiones de traba8os. -irve de enlace entre un cabezal o carrete de $( y el medio árbol de válvulas o para instalar el arreglo de preventores por su brida superior. Dentro de la brida inferior recibe el con8unto de sellos secundarios que circunda la Gltima tuber9a de revestimiento que llegue 7asta la superficie. 'lrededor de la brida superior tiene los presioneros
FI! " CABE6AL DE TP "! B5+a c5+9ad5.a e405+0e4,e -e alo8an en el nido; del cabezal de $0. %s colgadora cuando sostiene la sarta de producción y es envolvente cuando circunda la sarta de $0 y se utiliza un niple o colgador de $0 el cual se enrosca o alo8a en el carrete adaptador@colgador del medio árbol de válvulas. &os elementos de sellos de las bolas
FI! & BOLA ENVOLVENTE CAMERON TIPO ; RFC < FI! % BOLA COLARDORA CAMERON TIPO ;FBB<
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%! Ca..e,e ada7,ad5. c5+9ad5. %s parte del medio árbol de válvulas y alo8a en su interior el cople o niple colgador. &a coneHión bridada inferior se enlaza al cabezal de producción6 tiene un orificio de prueba lateral para el anillo metálico '0I6 el niple colgador y bola envolvente. &a coneHión superior es bridada con ranura para anillo '0I6 birlos con tuercas.
FI! ' CARRETE COLADOR FIP &! N7+e 5 c57+e c5+9ad5. %ste componente proporciona el método más fuerte y seguro a prueba de fugas para suspender una sarta de producción. &a $0 puede traba8arse 7acia arriba y aba8o del punto final de suspensión6 con el pozo en perfecto control6 mientras se llevan a cabo las operaciones de terminación6 incluyendo el ancla8e del empacador y el cambio del fluido de control por un fluido empacador. %n su interior tiene la preparación para insertar y remover válvulas tipo
('!#(' 0'(' '!I&&O O; (O-' 0'(' $#)O 'D(I!' 0(%0'('IO! 0'(' *'&*#&' D% O!$('0(%-IO! (O-'
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FI! ( COPLE COLADOR FIP TIPO ;FBO-2< R-2
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'! A.b5+ de 0=+0+a &a función de este con8unto es la de controlar el flu8o y eHtracción de los 7idrocarburos cuando el pozo se encuentre en producción. -on surtidos para diferentes tipos de terminación6 tama?os y presiones de traba8o. &a mayor parte de sus componentes son intercambiables entre las distintas marcas que se tengan en el medio petrolero> eHceptuando el carrete adaptador6 niple o cople colgador y la brida adaptadora con preparación de cuello alargado. $ambién 7ay medios árboles de válvulas dobles o mGltiples de terminación. 0ara lo cual debe complementarse con el cabezal de $0 con sus colgadores de tuber9as respectivas. &as curvas y tes se utilizan para desviar el flu8o de los fluidos en la dirección y sentido que se quiera a través de las válvulas de compuerta. %l bonete superior del árbol con rosca interior sirve para levantarlo con un tramo de tuber9a o bien a través de él6 efectuar operaciones por el interior de la $0. 'lgunos ensambles tienen doble válvula maestra6 la inferior se opera manualmente y la superior es de apertura 7idroneumática> siempre deberá tenerse de respaldo la maestra inferior. &as válvulas laterales del medio árbol sirven de conducto de los 7idrocarburos por medio de los portaestranguladores 7acia las l9neas de escurrimiento y separadores de grupo o bater9as de recolección.
SISTEMAS DE SEURIDAD EN SUPERFICIE Debido a las condiciones eHistentes en cuanto a los volGmenes de producción que aportan los pozos6 las presiones que registran y los riesgos dentro de las instalaciones petroleras6 éstas deben mantenerse en óptimas condiciones de seguridad. 0or esta razón se tienen cuatro premisas que siempre se consideran para todos los casos: •
La seguridad al personal
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La preservación al entorno ecológico terrestre y marino
•
Prevención en la pérdida de recursos naturales no renovables
•
Protección a las enormes inversiones de capital
&a utilización de los dispositivos y sistemas de seguridad en las ubicaciones en tierra y plataforma marinas6 es una de las inversiones más importantes que tienen como ob8etivo garantizar la protección adecuada al personal y a las instalaciones. 0ara cumplir lo anterior6 se dise?an los sistemas de seguridad de acuerdo a los requerimientos espec9ficos del pozo6 del campo6 de la localización terrestre o plataforma costafuera. #n campo con pozos de aceite y gas ubicado en una región terrestre donde a su alrededor se tengan pocos 7abitantes6 que los antecedentes registren ausencias de inundaciones o ciclones requieren de un sistema m9nimo de seguridad. %n estos campos6 los pozos son protegidos por válvulas de seguridad subsuperficiales o superficiales6 para evitar la posibilidad de un da?o imprevisto6 ya sea en las l9neas a la salida del árbol de válvulas6 l9neas de recolección y transporte o en la bater9a de separación. 0or lo que se recomienda usar por lo menos una válvula de seguridad en la superficie. %n cambio6 en los campos y plataformas marinas6 se consideran no sólo la probabilidad de tormentas6 ciclones o 7uracanes6 sino también algGn accidente o da?o a las instalaciones petroleras causados por el golpe de embarcaciones y otros riesgos imprevistos. De a79 que en las plataformas del área marina se requieran tener los sistemas de seguridad más sofisticados y de acción inmediata. %n las plataformas marinas se tienen instalados dos sistemas de seguridad para proteger los pozos.
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INSTALACIONES DE SEURIDAD SUBSUPERFICIAL )ásicamente son válvulas denominadas de tormenta;6 cada una de las cuales se introduce en cada apare8o de producción a 142 metros de profundidad aproHimadamente. Operan 7idráulicamente desde la superficie a través de un tubo de acero inoHidable con diámetro de pg conectado desde la válvula 7asta un tablero general donde se encuentra su accionamiento para su operación y control.
FI!1$ DIARAMA 1 INSTALACIONES DE SEURIDAD SUB-SUPERFICIAL
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INSTALACIONES DE SEURIDAD SUPERFICIAL -on válvulas de compuerta que operan neumáticamente y se integran en el cuerpo central y lateral del medio árbol de válvulas. -u accionamiento es controlado remotamente desde un tablero general. ientras el pozo está en producción6 las válvulas se encuentran permanentemente abiertas al tener aplicada una presión y el cierre se activa cuando se presenta algGn accidente o necesidad6 depresionando su sistema desde el tablero general
FI! 11 DIARAMA 2 INSTALACION DE SEURIDAD SUPERFICIAL
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DISPOSITIVOS QUE ACCIONAN LOS SISTEMAS DE SEURIDAD &os sistemas de seguridad se activan por medio de los siguientes dispositivos:
a) 'lta y ba8a presión en las l9neas ubicadas en el módulo individual del tablero general el cual recibe una se?al de presión que al aumentar o disminuir a un valor predeterminado se libera automáticamente la presión del sistema de válvulas superficiales6 cerrándolas. &uego a través de un presurizante que mantiene un volumen y presión considerado6 se libera progresivamente activando el cierre de las válvulas subsuperficiales en un lapso de 34 a A2 segundos. b) 0or alta temperatura6 en una red de tuber9a de diámetro reducido represionadas con un gas inerte o aire. -e instala en la parte superior de los pozos y estratégicamente a lo largo de las l9neas de eHplotación. 'l ocurrir un siniestro y elevarse la temperatura a más de 122 J <,1, J=6 se activa un fusible que libera la presión acumulada a través del tablero general6 efectuando el cierre total de los pozos y cerrando también la válvula superficial de cada uno> transcurridos 34 a A2 segundos se cierran las válvulas de tormenta. c) -istema cierre de emergencia. %stos dispositivos son válvulas de esfera interconectados en red de peque?o diámetro de tuber9a6 represionados con gas inerte o aire. -e instalan estratégicamente en cada plataforma como es la oficina del -uperintendente6 el área de abandono6 en el área de muelles6 en el bote salvavidas. -u distribución es para que se activen en caso de urgencia o abandono del personal de la plataforma. 'l accionarse los dispositivos liberan la presión acumulada a través del tablero general cerrando todas las válvulas superficiales de cada pozo y posteriormente en un tiempo de 34 a A2 segundos se cierran las válvulas de tormenta. 0ara restablecer a condiciones normales los sistemas de seguridad se cuenta con personal altamente calificado y preparado de Ingenier9a de 0roducción6 para restituir la operación individual de cada pozo.
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FI! 12 ENSAMBLE ARBOL DE NAVIDAD
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E D L A 6 E B A C N U N E N # I C C U D O R P E D A @ R E B U T E O D D L A A I 6 C F E I B N A U C O ? 6 O O T P N E I M I T S E V E R E D A @ R E B U T E D S E T E R R A C 3 1 ! I F
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