Marcelo Vásquez Jaldín
200828029
EMPACADURAS EMPACADURAS DE CEMENTA CEM ENTACION CION
1.2.2. TIPOS DE EMPACADURAS. Los diferentes tipos de empacaduras pueden ser agrupados en clases principales; luego se pueden subdividir de acuerdo a métodos métodos de de asentamientos, dirección de la presión a través de la empacadura y número de orificios a través de la empacadura. De esta forma se tienen: Recuperables, Permanentes, Permanentes Recuperables. !"isten alrededor de #$ fabricantes de empacaduras, sin embargo, en la industria industria petrolera petrolera nacional las m%s utili&adas son de las marcas marcas,, 'a(er, )tis, *amco, en di%metros de + , -, y / -01 pulgadas.
1.2.2.1. Empacaduras Recuperables. 2on a3uellas 3ue se ba4an con la tuber5a de producción o tuber5a de perforación y se pueden asentar: por compresión, mec%nicamente mec%nicamente e 6idr%ulicamente. Después de asentadas pueden ser desasentadas y recuperadas con la misma tuber5a. Las empacaduras recuperables son parte integral de la sarta de producción, por lo tanto, al sacar la tuber5a es necesario sacar la empacadura. Las empacaduras recuperables se pueden clasificar tomando en cuenta la dirección del diferencial de presión en: a.
Empacaduras de recuperables compresió : 7na empacadura de compresión se asienta aplicando el peso de la tuber5a de producción sobre la empacadura y se recupera tensionando. Por estas ra&ones, no se desasienta aplicando una fuer&a 6acia aba4o, bien aplicando peso de la tuber5a de producción 8compresión9 o bien aplicando presión por el espacio anular sobre la empacadura. 2us caracter5sticas particulares las 6acen apropiadas para resistir diferenciales de presión 6acia aba4o. 2on principalmente utili&adas en po&os verticales, relativamente someros y de ba4a presión. Pueden soportar presiones diferenciales desde aba4o si se les incorpora un ancla4e 6idr%ulico de fondo dentro del ensambla4e de la empacadura.
b.
Empacaduras recuperables de !esió" !stas empacaduras se asientan rotando la tuber5a de producción de vuelta a la i&3uierda y luego tensionando. Para recuperarla, se de4a caer peso de la tuber5a de manera tal de compensar la tensión y luego se rota la tuber5a a la derec6a de vuelta, de manera 3ue las cuas vuelvan a su posición original. 2e usan en po&os someros y donde se anticipen presiones diferenciales moderadas desde aba4o. Las presiones desde aba4o solo sirven para incrementar la fuer&a de asentamiento sobre la empacadura. 2on usadas preferiblemente en po&os de inyección de agua agua y y en po&os someros, donde el peso de la tuber5a de producción no es suficiente para comprimir el elemento sellante de una empacadura de asentamiento por peso o empacadura a compresión.
c.
Empacaduras recuperables de compresió # !esió" !stas empacaduras se asientan por rotación de la tuber5a m%s peso o con rotación solamente.
d.
Empacaduras recuperables secillas $ duales de ase!amie!o %idr&ulico" !l asentamiento de las empacaduras sencillas se reali&a cuando e"iste un diferencial de presión entre la tuber5a de producción y la tuber5a de revestimiento. La principal venta4a de las empacaduras recuperables con asentamiento 6idr%ulico, es 3ue la tuber5a eductora puede ser corrida en el po&o y el cabe&al de producción instalado antes del asentamiento de la empacadura. !stas empacaduras son particularmente
Marcelo Vásquez Jaldín
200828029
apropiadas en po&os altamente desviados donde la manipulación de la tuber5a de producción puede presentar dificultades. Las empacaduras duales se utili&an en completaciones múltiples cuando se re3uiere producir una o m%s arenas.
1.2.2.2. Empacaduras Permae!es. !stas se pueden correr con la tuber5a de producción o se pueden colocar con e3uipos de gua ya fina. !n este último caso, se toman como referencia los cuellos registrados en el perfil de cementación para obtener un asentamiento preciso. !n caso de formaciones con temperatura de fondo alta 8+$$=>?+-$=>9, el método m%s seguro de asentamiento consiste en utili&ar un asentador 6idr%ulico ba4ado 4unto con la tuber5a de producción. 7na ve& asentada la empacadura, se desasienta el asentador 6idr%ulico y se saca la tuber5a 4unto con la tuber5a de producción. Las empacaduras permanentes se pueden considerar como una parte integrante de la tuber5a de revestimiento, ya 3ue la tuber5a de producción se puede sacar y de4ar la empacadura permanente asentada en el revestidor. 7sualmente para destruirla es necesario fresarla, por lo 3ue frecuentemente se denomina empacadura perforable.
'i(. 1)*. Empacaduras Permae!es. 1.2.2.+. Uidades Sella!es para Empacaduras Permae!es. Las unidades sellantes 3ue se corren con la tuber5a de producción, se empacan en el orificio de la empacadura permanente @abla #?A. Bdicionalmente e"isten los niples sellantes con ancla. !ste último arreglo permite 3ue la tuber5a de producción sea colgada ba4o tensión.
Tabla 1)+. Uidades Sella!es para Empacaduras Permae!es.
1.2.+. SE,ECCI-N DE EMPACADURAS. Para la selección de empacaduras es necesario considerar diversos factores tanto técnicos como económicos. Ceneralmente, se escoge la empacadura menos costosa 3ue puede reali&ar las funciones para la cual se selecciona. 2in embargo, el costo inicial de la empacadura no debe ser el único criterio de
Marcelo Vásquez Jaldín
200828029
selección. !s necesario tomar en cuenta los re3uerimientos presentes y futuros de los po&os para la selección de la empacadura, por e4emplo, las empacaduras m%s económicas son generalmente las de compresión y las de tensión. Las empacaduras 6idr%ulicas suelen ser las m%s costosas. !s necesario tomar en cuenta facilidades de reparación y disponibilidad. Las empacaduras con sistemas comple4os para el asentamiento y desasentamiento deben evitarse, as5 por e4emplo, las empacaduras recuperables 3ue se liberan con simple tensión son deseables en muc6os casos. La selección de una empacadura para un traba4o en particular, debe basarse en el conocimiento de las diferentes clases de empacaduras. 2in embargo, para 6acer una selección preliminar es necesario recabar la siguiente información y verificar 3ue la empacadura seleccionada cumpla con cada uno de los siguientes aspectos:
a.
@ipo de empacadura 8Recuperable, Permanentes, Permanentes Recuperables9.
b.
@ipo de completación.
c.
Dirección de la presión.
d.
Procedimiento de asentamiento de la empacadura.
e.
Procedimiento de desasentamiento de la empacadura.
La selección final de la empacadura se basar% en un balance entre los beneficios mec%nicos y las ganancias económicas, resultando preponderante de dic6o balance lo 3ue genere mayor seguridad para el po&o. ay también pac(ers especiales 3ue son usados para un traba4o espec5fico tales como un s3uee&e, acidificación, fracturación, etc.
SE/N SU ASENTAMIENTO !"isten diferentes métodos para asentar los pac(ers. Los mecanismos m%s comunes deasentamientos son: B2!<@BEF!<@) FDRB7LF*): 7na bola sella cerca del fondo de la tuber5a previo alaplacamiento de presión. Después 3ue el pac(er se asienta y la bola sella debido albombeo, un ensambla4e de sello es entonces corrido como parta de la sarta detuber5a. B2!<@BEF!<@) E!*B
A.B2!<@BEF!<@) *)< *B'L! !L!*@RF*): 7na pe3uea carga de corrienteeléctrica transmitida a través del cable de acero, inyecta una carga para asentar elpac(er, paulatinamente incrementamos la presión del gas.!sta presión provee la fuer&a necesaria para asentar el pac(er. *uando la fuer&a deasentamiento prescrita es aplicada al pac(er, el perno de alivio en las partesadaptadoras del Gireline y libera el e3uipo de asentamiento dl pac(er, permitiendo3ue sea sacado a superficie +. B2!<@BEF!<@) *)< 2B
para que lo!ren hacer "el ipacto#$ esinstalado en el slic%line o sandline e i ntroducido dentro del pozo& 'a caeza del Go-Devil ecánicaente activa el ensala)e de asentaiento por el encendido de uncartucho cie!o* detonando el in!iter secundario + la car!a de p,lvora del ensala)ede asentaiento&
COMPONENTES DE ,A EMPACADURA
Marcelo Vásquez Jaldín
200828029
1. Madril de 'lu0o !s un medio o conducto interior 3ue permite mantener todas la secciones del obturador como un sistema individual 8unidades de sellos, conos, cuas, y blo3ues de fricción9, de esta forma comunica el flu4o 3ue proviene de la formación con la tuber5a de producción y continua su recorrido 6asta la estación de flu4o. !s el es3ueleto del pac(er o empacadura. !n el van superpuestos todos los dispositivos, mas ninguna va enroscada en él. 2u e"tremo superior se enrosca con la parte interna del *abe&al del Pac(er y en su e"tremo inferior se une al Pin de Iota. Permite contar con un espacio anular comprendido entre su superficie e"terna y la parte interna de los dem%s dispositivos, adem%s cuenta con canales de flu4o los cuales son partes planas ubicadas en su superficie. Lo mencionado anteriormente, permite el flu4o del fluido l53uido a presión de tal forma 3ue se activen los dispositivos cuyo funcionamiento depende de la presión 3ue e4er&an los fluidos.
2. Coo 2on dispositivos 3ue transmiten de la tuber5a bien sea los movimientos de compresión o tensión a las cuas para su e"pansión y ancla4e al revestidor.
+. Cuas 2on pie&as met%licas de acero recubiertas con material de alta dure&a 8tungsteno9 ya 3ue son las 3ue anclan el pac(er al revestidor impidiendo el movimiento del mismo.
. Eleme!os Sella!es 2on los sistemas fundamentales para lograr el aislamiento 6idr%ulico. !st%n constituidos bien sea por una pie&a o varias 6asta tres anillos de elastómeros, construidos de nitrilo y 3ue pueden ser fabricados de diferentes dure&as de acuerdo a rangos de presión y temperatura donde se vayan a usar. *uando se asienta un pac(er, el elemento sellante se comprime para formar un sello contra la tuber5a de revestimiento. Durante la compresión, el elemento de goma se e"pande entre el cuerpo del pac(er y la pared de la tuber5a de revestimiento
3. Disposi!i4os de 'ricció !stos son una parte esencial de muc6os tipos de pac(ers para asentarlos y en algunos casos para recuperarlos. Pueden ser: fle4es, en resortes o blo3ues de fricción y cada uno de estos proporciona las fuer&as de sostenimiento necesarias para poder asentar el pac(er.
5. Por!abloc6s !s el dispositivo encargado de asegurar el traba4o de carga del pac(er o empacadura. Los bloc(s de arrastre van apretados al casing, gracias a la acción de resortes ubicados adecuadamente, lo cual le permite mantenerse inmóvil durante las maniobras de carga y descarga de la 6erramienta. 2u parte interna esta diseada de tal forma 3ue permite un alo4amiento para el pin de I impidiendo la carga no deseada del pac(er.
Marcelo Vásquez Jaldín
200828029
*. Por!amorda7as !s el dispositivo 3ue alo4a y permite la salida y regreso de las morda&as de agarre del pac(er o empacadura durante las maniobras de carga y descarga. Las morda&as tienen pastillas de agarre las cuales est%n recubiertas de carburo de tungsteno y son las 3ue se agarran fuertemente al casing. Las pastillas est%n posicionadas de tal forma 3ue permiten mover el pac(er6acia arriba, mas no 6ac ia aba4o. @iene agu4eros 3ue comunican el anular con el mecanismo interno del pac(er, esto permite el flu4o y la transmisión de presiones a través de este Bctivación de pistones?
8. Por!a(omas !s una camisa 3ue permite la colocación libre de las gomas. Las gomas usadas son elastómeros, de diferentes dure&as, cuya selección depender% de las condiciones de profundidad y temperatura del la &ona a ubicar al pac(er dentro del po&o. @iene anillos calibradores 3ue protegen las gomas de la fricción con el casing. !l anillo calibrador inferior tiene 6ilos interiores 3ue permiten la unión con la camisa de unión. !"iste lu& entre la parte interna de este y el mandril del pac(er, lo cual permite el flu4o interior y la transmisión de presiones durante los traba4os de fractura.
9. Por!apis!oes !s un dispositivo 3ue alo4a a los pistones o 6old doGns los 3ue una ve& activados, convierten al pac(er en una 6erramienta de doble agarre. Los pistones son elementos su4etadores del pac(er, se activan una ve& iniciado el flu4o de fluido l53uido a presión. 2e agarran fuertemente al casing gracias a la posición de un con4unto de pastillas colocadas en su superficie, impidiendo 3ue el pac(er se desplace 6acia arriba. La parte inferior del cuerpo permite la unión con el anillo calibrador superior de las gomas y con la camisa porta gomas.
1:. Alo0amie!o de Camisa ;alaceadora !ste dispositivo permite el recorrido libre de la camisa balanceadora una ve& 3ue el sistema se 6a presuri&ado. La *amisa 'alanceadora permite sostener la presión desde aba4o independientemente del peso de la tuber5a. 2obre este se encuentra ubicado el asiento para el sello de la v%lvula iguali&adora de presiones la cual cierra al cargar el Pac(er y abre tensionando la tuber5a.
11. <&l4ula i(uali7adora de presioes !s del tipo telescópica. Bbierta, garanti&a la iguali&ación de presiones del pac(er y del anular. *onsta de J componentes: el Porta 2ello y el Bsiento del 2ello.
Marcelo Vásquez Jaldín
200828029
!sta v%lvula se cierra una ve& cargado el Pac(er, pues el porta sello se mueve con4untamente con la tuber5a. *errada la v%lvula se genera una 6ermeticidad dentro del pac(er, lo cual asegura el funcionamiento de los pistones y de la *amisa balanceadora.
12. Cabe7al del pac6er Permite la unión del pac(er con la tuber5a de maniobras para transmitir el movimiento de la tuber5a 8arriba, aba4o, giro9 a los dispositivos cuya función dependen de estos movimientos 8mandril, pin de 4ota, v%lvula iguali&adora9. !n su parte interior va enroscado el mandril del Pac(er, adem%s de la tuerca porta sello.
CONCEPTOS ERRONEOS DE CEMENTACION
!"isten A teor5as predominantes con respecto a las cementaciones a presión 3ue contribuyen a aplicaciones erróneas y procedimientos inadecuados: •
=ue !odo el ceme!o e!ra e la >ormació . !sta concepción errónea en primer lugar enfati&a la cantidad de cemento a bombear atr%s de la caer5a 8casing9 y la cantidad de presión a aplicar, siendo 3ue estos factores afecten muy poco los resultados. La verdad es 3ue en operaciones de ba4a presión es el filtrado del cemento y no el cemento lo 3ue entra en la formación. *uando la formación es fracturada por e"ceso de la presión de fractura, entonces si el cemento penetra en la fractura producida.
•
=ue la presió aplicada e la i$ecció au!om&!icame!e abre !odas las per>oracioes. !n realidad es raro encontrar todas las perforaciones abiertas y por lo tanto receptoras de fluido. Blcan&ar esta finalidad re3uiere un gran esfuer&o de presión.
•
=ue se >orma u aplas!amie!o o cua %ori7o!al ?ica de ceme!o alrededor del a(u0ero. Los resultados m%s bien indican 3ue como todo el cemento no entra en la formación, el filtrado lo 6ace a través de las perforaciones. *uando la formación es fracturada, la lec6ada puede entrar en una serie de cuas irregulares. La orientación de esas fracturas depende de las fuer&as de compresión en la &ona a ser tratada.
