Servicios a Pozos con Guaya Fina
EQUIPOS DE SUPERFICIE:
EQUIPOS DE CONTROL DE PRESION:
Unidad de potencia
Guaya de Acero
Indicador de peso
Carreto
Juego de poleas
Prensa Estopa
Lubricador
Preventores
Árbol de navidad
Conexiones
Válvulas de desahogo
La Válvula de Seguridad tiene como función permitir cerrar el pozo al controlar la presión sin necesidad de cortar la Guaya.
El Lubricador ayuda a mantener la presión del pozo para poder realizar los trabajos de guaya.
La Prensa Estopa y la polea de la guaya permiten el cambio suave de la dirección de la guaya y sella alrededor de la guaya para evitar que el fluido escape mientras se ingresa o se sale del pozo con la guaya.
El Árbol de Navidad tiene como función abrir y cerrar el pozo para controlar el flujo y evitar derrames.
La Unidad de Potencia es un componente del equipo de superficie, encargado de generar la energía hidráulica requerida para el funcionamiento del carreto de guaya (rollo) y poder ejecutar los trabajos en el pozo. Hay de dos tipos:
De 40 caballos de Fuerza (HP): Permite realizar trabajos a profundidades de 8000 pies.
De 60 HP: Permite realizar trabajos de 8000 a 18000 pies de profundidades.
Los Indicadores de Peso: consisten en una célula de carga, un reloj indicador y una manguera para transmitir la señal. La indicación de peso es transferida hidráulicamente por la manguera de alta presión desde la célula de carga (ubicada en la polea inferior) al reloj indicador en el panel de instrumentos. Su función principal es tomar lectura del peso en lbs de la barra de tensión.
Juego de Poleas: Dos poleas son usadas para guiar la guaya desde el carrete hasta el pozo.
Polea Inferior: Está fijada en el cabezal del pozo y se usa para permitir tracción paralela de la línea con respecto al lubricador; y ésta evita la torsión del lubricador cuando se manejan cargas pesadas.
Polea en prensa estopa: Es usada para guiar la línea de acero desde el pozo hasta la polea inferior, cuando va al carrete de la línea de acero, y viceversa.
Guayas o Cables: Son líneas de acero al carbono y de acero inoxidable que por su resistencia y flexibilidad, permiten realizar servicios al pozo, de acuerdo con las profundidades máximas, manteniendo la productividad y las presiones del pozo en condiciones de operación. Su función es la de transportar las herramientas y equipos de control de flujo que servirán para efectuar las operaciones dentro del pozo.
Tipos de Guayas:
.Monofilamentos: Son las guayas finas más usadas en las operaciones de subsuelo, por su resistencia y flexibilidad. Su diámetro es de 0.072", 0.082", 0.092·", 0.105", 0.108" y 0.125" y su tensión de ruptura, entre 1.500 y 2.000 lbs. Donde actualmente las más usadas son las de : 0.092" y 0.108".
.Multifilamentos: Son guayas gruesas comúnmente empleadas para reemplazar las finas, tienen un diámetro mayor de 3/16", 1/2" de resistencia. Se usan en trabajos de achique, pesca (cuando no hay altas presiones), bajar tuberías de extensión y otros.
EQUIPOS DE CONTROL DE PRESION:
A. LUBRICADORES: Son herramientas de Trabajo que cumplen la función de equipos de seguridad, tanto para el pozo como para el personal encargado de realizar la operación. Son tubos interconectados entre sí para establecer la continuidad de la tubería de producción por encima de la válvula de seguridad, además permite introducir las herramientas necesarias para trabajar dentro del pozo.
B. CONEXIONES / UNIONES RAPIDAS: Herramientas tubulares diseñadas con roscas especiales que permiten hacer sellos herméticos en condiciones de presión y temperatura. Permiten la interconexión segura entre las diferentes secciones de lubricadores y válvula de seguridad del pozo.
C. PRENSAESTOPA: Herramienta diseñada para sellar la presión entre la guaya y el pozo, instalada en la parte superior de los lubricadores, permite el acceso seguro de la guaya bajo presión y temperatura. También conocido como STUFFING BOX.
Consta de dos partes: El elemento sellante (packing), el cual se ajusta y lubrica por medio de tornillo localizado en el tope de la prensa estopa.
El preventor interno, diseñado para sellar automáticamente el flujo en caso de romperse la línea.
D. VALVULA DE DESAHOGO: La sección más baja del lubricador está normalmente equipada con una o más válvulas de desahogo. Si el lubricador no está equipado con válvulas de drenaje, un conector de drenaje debe ser instalado entre los BOP de la línea de acero y el lubricador.
E. PREVENTORES (BOP): Es un equipo de rams (ariete) utilizado para prevenir o controlar reventones. La válvula es un medio de aislamiento de la presión del pozo y del lubricador sin cortar ni dañar la guaya.
La B.O.P de guaya fina, tiene un diámetro de 3 1/2" y 4 1/2" pulgadas, maneja presiones entre 5.000 Lpc y 20.000 Lpc, especiales para servicios a pozos con H2S y sin gas ácido.
La B.O.P va colocada sobre el árbol de navidad y se conecta con uniones rápidas al flange corona.
F. VALVULAS DE SEGURIDAD:
-Hidraulica: Conectada a un sistema de bombeo donde desplaza los rams para cerrarlo o abrirlo automáticamente.
-Manual: Formada por 2 tornillos con una tuerca fija interna que permite empujar los rams a la posición de cierre sin cortar la guaya y controlando la presión del pozo.
EQUIPOS DE IZAJE:
A. GRUA / SEÑORITA: Es un equipo portátil diseñado para levantar pesos de grandes proporciones, según sus características. Permite levantar todos los equipos pesados, como el carreto de guaya, el motor, la caja de herramientas, bajando o subiendo al pozo y a los transportes que lo movilizan.
B. Unidad de Izamiento
EQUIPOS DE FONDO:
A. CABEZA DE GUAYA: Es un dispositivo en forma cilíndrica, con un cuello de pesca que forma la primera parte del juego de herramientas básicas que permite la interconexión entre éstas y la guaya. En su parte inferior tiene una rosca interna donde va conectada la barra de peso.
B. BARRA DE PESO: Las barras de peso son herramientas cilíndricas y de acero al carbono que por su longitud y peso refuerzan la acción del martillo.
Permiten la ejecución de los trabajos de guaya fina. Se necesitan para instalar y remover los equipos de control de flujo, y vencer el diferencial de la presión del pozo para poder llegar a la profundidad requerida según el tipo de trabajo a realizar .
C. MUÑECO: Es similar a un pedazo de barra, con las mismas dimensiones. Está formado por una bola y un cilindro hueco, donde gira la bola lo que le da flexibilidad al conjunto.
Dá flexibilidad a la barra y que la herramienta tenga mas movimiento mientras ésta trabaja dentro de la tubería, con los mandriles de levantamiento artificial por gas (LAG) o engancha alguna herramienta o equipo que se encuentre recostado a la tubería.
D. MARTILLOS: Son dispositivos encargados de transmitir la percusión o impacto a la sarta de herramientas, mientras se encuentren en el pozo.
La fuerza del impacto puede ser hacia arriba o hacia abajo y se requieren cuando el trabajo no puede ser realizado por simple tensión con el peso de las herramientas. Se clasifican en:
.- Tipo Tijera: Transmite efectivamente el impacto de la barra mediante la manipulación de la guaya en superficie, permitiendo con los golpes asentar o recuperar los equipos en el pozo. Está formado por dos eslabones en forma de U, entrelazados como un eslabón de cadena, los cuales se desplazan uno entre otro, al cerrarse o abrirse por efecto del golpe que transmite la barra de peso, se ejecuta la acción de martillar.
.- Tipo Tubular: Trabaja cuando existan problemas de arenamiento, pesca de guaya, en el pozo. Está compuesto por un tubo perforado a lo largo de todo su cuerpo en cuyo interior se desplaza un pistón, estos agujeros abiertos en el cuerpo permiten el paso del fluido. Cuando el pistón se desplaza en cualquier dirección rechaza las partículas y permite el libre movimiento de la tijera.
.- Hidráulico: Es una herramienta diseñada para suministrar impactos de mayor potencia que los obtenidos con el uso de los martillos mecánicos. La potencia del impacto de un martillo hidráulico, es proporcional a la tensión aplicada a la guaya y al peso de las barras. Es una herramienta, en cuyo interior hay un mandril, el cual lleva en la parte inferior un pistón metálico. Debajo de este pistón va otro flotante que sirve para balancear la presión hidrostática del pozo en ambos extremos del martillo.
OPERACIONES DE SUBSUELO CON GUAYA FINA:
A.- CALIBRACION DE TUBERIAS: Consiste en bajar una herramienta (calibrador) que permita verificar el estado interno de la tubería de producción y el fondo del pozo, y detectar posibles obstrucciones.
Un calibrador cortador es usado para calibrar el diámetro interno de la tubería y limpiar las obstrucciones de las paredes de las tuberías.
B.- CHEQUEO DE FONDO Y CORRELACION DE TUBERIA: El chequeo de fondo y la calibración del punto de tubería como correlación de tubería son operaciones que se realizan en conjunto para poder tener un diagnóstico del estado mecánico del pozo.
El chequeo de fondo y la localización de la punta de tubería tienen una gran importancia, debido a que con estas operaciones se obtiene información de los daños que puede tener un yacimiento por arenamiento, por formación de escamas, en el revestimiento y por sedimentación.
C.- ACHIQUE DE ARENA: Cuando se encuentra arena en el pozo, se trata normalmente de un puente. Este puede usualmente extraerse en unos cuantos viajes, con un achicador o cuchara de arena. La mayor parte de los achicadores consisten en un pistón dentro de un cilindro. Moviendo el pistón arriba y abajo, se crea una succión y el cilindro se llena. Una vez lleno, el achicador se extrae a la superficie, se retira la zapata y se saca la arena golpeando el cilindro con un martillo.
HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA PESCA DE GUAYAS:
.- BLOQUE DE IMPRESION: Herramienta cilíndrica, en el extremo superior tiene un pin roscado con cuello de pesca, y en el inferior tiene una sección de plomo que permite obtener una impresión del tipo de obstrucción que se tiene en el pozo.
La herramienta de impresión se usa básicamente para los trabajos de pesca. Se baja al interior del pozo y se detiene sobre el pescado. Basta una percusión ligera hacia abajo para tomar una impresión del tope del pescado. Cuando sale a la superficie, la impresión que queda en el plomo debe indicar el tamaño, la forma y posición del tope del pescado. Luego esta información se usa para determinar el tipo de herramienta que se necesita para el próximo paso en el trabajo de pesca y en la limpieza de las obstrucciones
.- LOCALIZADOR DE GUAYA: Su función es localizar y agrupar el tope de la guaya partida que esta dentro del pozo, de tal manera que esta pueda ser enganchada y recuperada con el pescante de guaya.
.- PESCANTE DE GUAYA: Recupera del pozo la guaya que se ha partido. También se utiliza en ocasiones, para sacar pedazos de goma, cañón, etc., que floten en la tubería de producción.
.- O'BANNON: Pesca herramientas externamente, cuando han perdido sus perfiles de enganche, las cuñas se fijan a las paredes lisas de la herramienta.
.- CORTA GUAYA: Conocida como "diablo". Esta herramienta esta formada por un pedazo de barra de 1 ¼ a 1 ½ de diametro y de 2 a 3´ de largo, posee una cabeza de pesca y ranura a lo largo de la herramienta por donde se deslizará la guaya por cortar.
.- BLIND BOX: o Caja Ciega. Es una herramienta cilíndrica compuesta por un "pin" con una rosca en su parte superior y en su inferior posee un cuerpo sólido con gran dureza, en forma de anillo . Es utilizada cuando se requiere golpear una herramienta o un pedazo de metal para sacarlo fuera de la tubería o llevarlo hasta una posición que permita trabajar con mayor facilidad; también se emplea para cortar la guaya a nivel de la cabeza de guaya.
.- BULLDOG SPEARS: Pesca herramientas internamente cuando existen cuellos de pesca, por sus cuñas móviles se pueden ajustar al diámetro de del equipo a recuperar.
.- PESCANTE DE CUÑA FLOTANTE: Pesca internamente aquellos cuellos de pesca que han perdido su perfil de pesca
.- CEPILLO: Su función es la de raspar parafinas, usado para limpiar tuberías, los niples y las camisas, pescar pequeños trozos de guaya y detectar puntas libres.
.- EQUIPO DE SEPARACION: Es un equipo de producción que se instala en la tubería y en las mangas, se utiliza para aislar zonas existentes por debajo de la cual se instala y fluye el pozo de dicha manga a través de el. Este equipo se usa en terminación selectivas cuando se requiere producir en una zona del yacimiento a través de una manga, bloqueando la zona inmediatamente inferior.
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TOMADO DEL MANUAL DE WORKOVER, Ing. L. Mendoza
Operaciones y Equipos de Coiled Tubing (Tuberia Contínua)
La Unidad de Tubería Continua es un equipo que está provisto de una unidad de poder hidráulico, que introduce y recobra una línea continua de tubería dentro de un pozo. Este puede ser usado sobre cualquier terreno en costa afuera, no requiere de un taladro de re-acondicionamiento. También puede ser usado en pozos vivos conjuntamente con la inyección de fluidos o nitrógeno, mientras que la tubería esté en movimiento.
La tubería continua es una tubería electro – soldada, fabricada con una costura longitudinal única, formada por soldadura de inducción de alta frecuencia, sin adición de metal de relleno. La tubería continua diseñada para las aplicaciones de servicios de pozos, se halla disponible en tamaños de 0,750" de diámetro externo (19,05 mm) hasta 3,500" de diámetro externo (88,9 mm). Existen tamaños mayores disponibles, dependiendo de las especificaciones del cliente.
USOS DE LA TUBERIA CONTINUA:
Lavado de arena y sólidos
Limpieza de Parafina y Asfaltenos
Descargado del Pozo e inicio de la Producción
Estimulación de Formaciones (Acidificación)
Cementación
Consolidación de Arenas
Servicio de Fresado a través de la tubería
Perforación
Circulación de Fluidos con densidad de control
Colocación de Herramientas de Ensayo y Cañoneo
Pesca y Herramientas de colocación
Sartas de Inyección de Productos Químicos
Tubería de Producción
VENTAJAS:
La tubería continua puede ser bajada y recuperada mientras se están circulando los fluidos en forma continua.
Habilidad para trabajar con presión de superficie presente. No se necesita matar el pozo.
El cuerpo de la tubería continua no necesita que se hagan o deshagan conexiones.
Se aumenta la seguridad del personal debido a las necesidades reducidas de manipulación de la tubería.
Tiempo de servicio reducido comparados con los equipos de tubería por tramos.
Las unidades son altamente móviles y compactas. Se necesitan cuadrillas menos numerosas.
El daño a la formación se minimiza cuando la terminación o reparación se realiza sin matar el pozo.
La ausencia de conexiones de tubería o uniones, provee mayor holgura en el espacio anular y permite correr tamaños mayores de tubería flexible.
Los tubulares existentes para terminación se mantienen en el lugar, minimizando los gastos de reemplazo del tubing y sus componentes.
Habilidad para efectuar operaciones del control continuo del pozo, especialmente con la tubería en movimiento.
DESVENTAJAS:
La tubería continua es susceptible a torcerse enroscándose, lo cual causa la fatiga de la tubería, (debilitamiento) y requiere frecuente reemplazo de la tubería.
La tubería continua típicamente tendrá un espesor de pared mas delgado comparado con la tubería por tramos (con la excepción de la tubería "macarroni" o tubería pequeña). Esto limita la resistencia a la carga de tensión de la tubería.
Debido a los efectos de la fatiga cíclica por doblado, la resistencia específica a la fluencia del material de la tubería continua se reducirá; esto afecta adversamente a la resistencia de la tubería contra los reventones y el colapso.
Debido a las características del transporte en carretes (altura y peso), se tiene una longitud limitada de tubería flexible que puede envolverse en un carrete.
COMPONENTES BÁSICOS DE LA UNIDAD DE TUBERÍA CONTINUA
.- INYECTOR DE TUBERIA:
El inyector de tubería continua es el componente usado para agarrar la tubería de longitud continua y proveer las fuerzas necesarias para desplegar y recuperar la tubería dentro y fuera del hoyo del pozo.
FUNCIONES BÁSICAS.
Proveer el empuje requerido para insertar la tubería dentro del pozo contra la presión o para vencer la fricción del pozo.
Controlar la velocidad de descenso de la tubería dentro del pozo, bajo varias condiciones del pozo.
Soportar todo el peso de la tubería y acelerarla a la velocidad de operación
.- ARCO GUIA: Los inyectores de tubería continua, usan un arco guía de tubería, que esta ubicado directamente encima del inyector. El arco guiador de tubo soporta la tubería a lo largo de todo el radio de doblado (90+ grados) y guía la tubería flexible del carrete hacia las cadenas inyectoras.
.- CARRETE DE SERVICIO: El carrete de servicio sirve como un mecanismo de almacenamiento de la tubería continua durante el transporte y como dispositivo de bobinado durante las operaciones con tubería continua.
.- GUIA NIVELADORA: La tubería es guiada al carrete de servicio utilizando un mecanismo de servicio llamado el conjunto de guía niveladora de envoltura (devanador), que alinea apropiadamente la cañería a medida que se envuelve o se desenrolla en el carrete.
.- CONSOLA DE CONTROL: El diseño de la consola de control para una unidad de tubería continua, puede variar con cada fabricante, sin embargo normalmente todos los controles están posicionados en una consola remota.
.- FUERZA MOTRIZ: Las unidades que suministran fuerza motriz para tubería continua se construyen con muchas configuraciones diferentes, dependiendo del ambiente de operación. La mayoría son movidas por motores diesel, aunque un número limitado usa motores eléctricos.
.- COLUMNA DE PREVENTORES DE REVENTONES: El sistema de Preventores de Reventones es una parte de importancia en la unidad de tubería continua y debería usarse en todo programa de servicio con tubería flexible. Esta compuesto por el conjunto del stripper y los arietes operados hidráulicamente, especificados para una presión mínima de trabajo de 10000 lppc.
Los preventores de reventones se colocan debajo del conjunto del stripper. El conjunto estándar para un ariete de cuatro arietes (desde arriba hacia abajo) para tubería flexible es el siguiente:
.- STRIPPERS: El stripper está diseñado para proveer un sello de presión firme o empaque alrededor de la tubería flexible, cuando se corre dentro del pozo o cuando se extrae del pozo con presión en la superficie. El sello se logra energizando los insertos empaquetadores del stripper forzándolos contra la tubería. La fuerza energizadora se aplica y se controla hidráulicamente desde la cabina del operador.
.- UNIDAD DE BOMBEO DE FLUIDOS: Esta unidad, es el equipo utilizado para desplazar los fluidos, ya sean líquidos o gases (nitrógeno), es el método para proveer la energia hidraulica (presion) en la circulacion de los fluidos.
.- BOMBA DE LIQUIDOS: La bomba de líquidos tiene una toma ubicada desde los tanques de almacenamiento, desde alli se succiona el fluido dirigiéndolo al manifold y a las líneas donde puede ser mezclado con nitrógeno. Luego va a la articulación giratoria de circulación, en el carrete de la tubería
.- TANQUES Y EQUIPOS DE MEZCLADO / ALMACENAMIENTO: Los tanques típicos tienen dos o tres compartimientos y están disponibles para las capacidades deseadas. La succión del tanque puede por los costados, a varias pulgadas por encima del fondo, de manera que el sedimento no pueda entrar a la línea de succión.
OPERACIONES CON COILED TUBING
.- REGISTRO CORRIDO CON TUBERIA FLEXIBLE
La mayor parte del trabajo convencional de líneas de cable eléctricos, dependen de la fuerza de gravedad para arrastrar la herramienta hacia abajo. Cuando se tienen altos ángulos de desviación (mayores a los 65 grados) y en pozos horizontales, la gravedad solamente no puede arrastrar la herramienta a la profundidad deseada. Si la línea de cable y las herramientas se introducen utilizando tubería convencional, la tubería dejara de deslizarse solamente por su peso en el caso de inclinaciones por encima de los 26 grados. Se usa entonces la tubería flexible para llevar hacia adentro las herramientas eléctricas.
.- DESPLAZAMIENTO DE UN POZO:
En este proceso, la tubería continua se corre a la profundidad deseada y se inyecta nitrógeno o espuma liviana a través de la tubería flexible y de regreso a través del espacio anular de la tubería de producción. Esto da por resultado una reducción de la presión hidrostática impuesta a la formación a ser producida, lo cual permitirá que el pozo pueda surgir o empezar a fluir. A menudo, se necesitan varios desplazamientos de volumen para que esto ocurra. Debe tenerse en cuenta que podrá surgir presión del pozo y se debe estar preparado para la misma.
.- CEMENTACION E INYECCION FORZADA:
Debido a su economía, velocidad y las mediciones relativamente precisas de las longitudes corridas que se obtienen y las precisas capacidades de tubería, la tubería continua ha ido ganando popularidad para efectuar muchas operaciones rutinarias de cementación. La cementación forzada, (inyección a presion de cemento) y muchas otras operaciones, se efectúan hoy en forma rutinaria utilizando operaciones de tubería continua. Se debe evaluar en toda ocasión las limitaciones de la sarta, antes de efectuar operaciones que requieran alta presión de las bombas.
.- PESCA:
La ventaja mas grande de la pesca con tubería continua, comparada con las líneas de cables convencionales, es la capacidad de circular continuamente mientras se efectúa la operación de pesca. La capacidad de circulación puede aplicarse para lavar o eliminar los depósitos de arena y desperdicios del cuello de pesca. En algunas,circunstancias las herramientas pueden correrse mas rápidamente que con la línea de cable.
.- PERFORACION CON TUBERIA CONTINUA:
Perforar con tubería continua, ha ganado nueva atención como resultado de recientes avances hechos en la tubería continua y tecnología de perforación. El desarrollo de grandes diámetros, confiable y alta resistencia de la tubería, motores de desplazamiento positivo de pequeño diámetro, herramientas de orientación y mechas de cortadores (PDC), han venido perforando con una sarta continua de perforación con capacidad que fue previamente inalcanzable e irrealizable.
Las operaciones de perforación con tubería continua requieren de pequeñas localizaciones en superficie, la cual, son más reducidas que las utilizadas por los taladros de perforación convencionales, debido a lo pequeño de la unidad de tubería continua y a los equipos asociados a el.
La tubería continua no puede ser rotada, solamente se puede deslizar en perforación. Ensamblajes de fondo (BHA) pueden ser desarrollados tanto para secciones rectas como para secciones desviadas. Todos los BHA utilizados para perforación con tubería continua deben ser desarrollados cuidadosamente para asegurar una adecuada transferencia de peso a la mecha, debido a que la tubería continua no puede ser rotada.
Un sistema de medición "MWD" también es requerido en perforación direccional u horizontal para determinar la posición del hoyo.
El motor de fondo es la herramienta que se encarga de rotar la mecha en el fondo del pozo. Es un motor de desplazamiento positivo que convierte la potencia hidráulica generada por el fluido de perforación en potencia mecánica (torque y rpm) y los mismos pueden ser de alta velocidad y bajo torque o de mediana velocidad y mediano torque.
Se debe utilizar un mecanismo de desconexión de la tubería continua y el BHA.
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TOMADO DEL MANUAL DE WORKOVER, Ing. L. Mendoza
