CONTROL DE POZOS POZOS PETROLEROS
EQUIPOS Y ACCESORIOS DE CONTROL DE POZOS •
Es la tecnología concentrada en el mantenimiento de la presión en formaciones abiertas (es decir expuesta a la boca del pozo) Esta tecnología abarca la valoración de la formación de las presiones de fluido, la resistencia resistencia de las formaciones formaciones en el subsuelo el uso de revestimien revestimiento to y densidad del lodo para compensar aquellas presiones de una manera previsible.
EQUIPOS Y ACCESORIOS DE CONTROL DE POZOS •
Es la tecnología concentrada en el mantenimiento de la presión en formaciones abiertas (es decir expuesta a la boca del pozo) Esta tecnología abarca la valoración de la formación de las presiones de fluido, la resistencia resistencia de las formaciones formaciones en el subsuelo el uso de revestimien revestimiento to y densidad del lodo para compensar aquellas presiones de una manera previsible.
Para efectuar procedimientos de control de pozo, se instalarán válvulas grandes en la parte alta del pozo para permitir al personal cerrarlo si fuera necesario.
BROTE La mayoría de los brotes ocurren durante los viajes de tubería y se vuelve más crítica cuando ésta se saca.
ANTECEDENTES DE CONTROL DE POZO El personal •
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Entrenado en control de pozos mediante la participación en simulacros. Deberán conocer las señales de advertencia de un brote. Monitorear todo el tiempo el comportamiento del pozo. Mantener una comunicación efectiva con todo el equipo. Conocer y acatar sus responsabilidades y asignaciones de acuerdo al plan de contingencia.
Para las instalaciones •
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Todo el sistema de preventores se debe de clasificar de acuerdo con la máxima presión anticipada en superficie. El equipo deberá ser probado periódicamente. El sistema de detección debe estar siempre en buenas condiciones de operación.
Condiciones del pozo •
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En el pozo deberá mantener siempre el peso de lodo adecuado para mantener la hidrostática. La presión de estallido del revestimiento se debe dar a conocer y registrarse registrarse en la mesa de perforación. La presión de formación se debe de monitorear siempre para ajustar los pesos de lodo.
RESPONSABILIDAD •
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Perforador.-Debe detectar el brote y cerrar el pozo. Es responsable de supervisar a la cuadrilla durante las operaciones de control del pozo. Miembros de la cuadrilla.-Estar alertas a cualquier señal de brote. Reportarse en el puesto asignado durante las operaciones de control. Ingeniero de lodo.-Mantener las propiedades del lodo de acuerdo con el programa. Suministrar información del pozo durante las operaciones de control. Mud Logger.- Informar sobre los indicadores de aumento a la presión de formación. Monitorear y llevar registro del sistema de circulación durante las operaciones de control. Jefe de equipo.-Asegura que el perforador y la cuadrilla se coloquen correctamente. Está presente en la mesa rotaria durante las operaciones de matar el pozo. Supervisor de la compañía operadora.-Es responsable totalmente por el control del pozo. Asegura que todo el personal conozca sus responsabilidades. Mantiene siempre comunicación con todo el equipo . Da a conocer al equipo las operaciones planeadas para el control del pozo.
PROCEDIMIENTO DE CIERRE •
Espaciar la sarta para el cierre de preventores y tener acceso fácilmente a la válvula de seguridad. Primero se debe de asegurar la sarta de perforación pues ésta es el camino más rápido del brote a superficie. Después de cerrado el pozo, verificar que el flujo a cesado.
LOS PREVENTORES DE REVENTONES: •
Son equipos que se utilizan para cerrar el pozo y permitir que la cuadrilla controle la arremetida antes de que ocurra un reventón. Existen dos tipos básicos de preventores: anular y de ariete.
Los Preventores Anulares •
Poseen un elemento de goma que sella al cuadrante, la sarta de perforación, los porta mechas o al hoyo mismo si no existiere sarta en el hoyo.
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Estos equipos permiten la extracción o rotación de la tubería, del cable de perfilaje o de las varillas de bombeo, mientras el pozo se encuentra bajo presión. El packer es lo suficientemente flexible como para expandirse y contraerse de manera de adecuarse al tamaño y forma del elemento que se encuentra en el pozo. Mientras se mantenga la flexibilidad, es importante asegurarse de que las uniones de tubería (cuplas), los portamechas y otras conexiones se extraigan lentamente para evitar una falla prematura del empaquetador.
Preventor anular hydril
PREVENTORES DE ARIETES •
Tiene como característica principal poder utilizar diferentes tipos y medidas de arietes de acuerdo a los arreglos de preventores elegidos. Las características principales de estos preventores son:
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El cuerpo del preventor se fabrica como una unidad sencilla o doble. Puede instalarse en pozos terrestres o marinos. La presión del pozo ayuda a mantener cerrados los arietes. Tiene un sistema secundario para cerrar manualmente. Los arietes de corte sirven para cortar tubería y cerrar completamente el pozo.
TIPOS DE ARIETES •
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De tubería.-Se han diseñado para centralizar y lograr un sello de empaque alrededor de un tamaño específico de tubería. De diámetro inferior variable (VBRs).- Son diseñados para sellar en un rango de tamaños de tubería. Ciegos/cortadores.- Están diseñados para cortar algunos tamaño de tubería y pueden proveer sello sobre un hueco abierto. De revestimiento.-Están diseñados para proporcionar sello en el anular del revestimiento y hueco abierto mientras se baja el revestimiento
LOS ESTRANGULADORES •
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Son válvulas que pueden abrirse o cerrarse completamente. Es un elemento que controla el caudal de circulación de los fluidos.
ESTRANGULADOR HIDRAULICO •
El estrangulador hidráulico de sellado eficaz mejora un equipo de seguridad no solo en el control de surgencia mientras se perfora, sino también el control de pozo durante reventones y los caudales durante las pruebas de pozos
ESTRANGULADOR VARIABLE HIDRAULICO
EL SEPARADOR DE LODO Y GAS •
Es una pieza esencial en una instalación para poder controlar una arremetida de gas. Este equipo permite restaurar el lodo que sale del pozo mientras ocurre un cabeceo y así que se puede separar el gas y quemarlo a una distancia segura de la instalación
DESGASIFICADOR •
Permite la separación continua de pequeñas cantidades de gas presentes en lodo para evitar la reducción de la densidad del mismo, la eficiencia de la bomba del lodo y la Presión hidrostática ejercida por la columna del lodo.
LAS LÍNEAS DE MATAR
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Van desde la bomba del lodo al conjunto de válvulas de seguridad, conectándose a estas en el lado opuesto a las líneas de estrangulación. A través de esa línea se bombea lodo pesado al pozo hasta que la presión se haya restaurado, lo cual ocurre cuando se ejerce suficiente presión hidrostática contra las paredes del hoyo para prevenir cualquier entrada violenta de fluido al pozo.
EL TANQUE DE VIAJE Es una estructura metálica utilizada con la finalidad de contabilizar el volumen de lodo durante los viajes de tuberías, permiten detectar si la sarta de perforación está desplazando o manteniendo el volumen dentro de hoyo cuando se meta o se saque la tubería. Posee una escala graduada que facilita la medición más exacta de estos volúmenes.
ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UN EQUIPO DE BOP's ELEMENTOS EMPAQUETADORES •
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El empaquetador o elemento sellador, tanto de los Preventores anulares como los de tipo ram, se presentan en diferentes medidas y presiones nominales. Están hechos de un caucho de alta ductilidad o de un material tipo caucho que por lo general, se moldea alrededor de una serie de lengüetas de acero, las cuales fortalecen y refuerzan el material utilizado. Los empaquetadores packer más comunes son de caucho natural, caucho nitrilo (buna-n), o neopreno. Estos compuestos están preparados para diferentes situaciones tales como: frío intenso, gas agrio y medios ambientes corrosivos.
PREVENTORES TIPO RAM •
Las ram de tubería son el constituyente básico del BOP. La confiabilidad de las ram se debe en parte a la simplicidad y en parte al esfuerzo puesto en su diseño. El preventor ram es un bloque de acero que se recorta de manera de adecuarse al tamaño de la tubería alrededor de la cual va a cerrarse. En el recorte que cierra la ram alrededor de la tubería, se encuentra una empaquetadura de caucho auto alimentable. Además, existe otro empaquetador de caucho similar (sello superior) en la parte de arriba de la ram que sella la parte superior del alojamiento de la ram en el cuerpo del Preventor y así aísla de la presión del espacio anular.
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La ram viene en diferentes medidas y presiones nominales. Los BOP de ram pueden consistir desde juegos manuales simples de un solo juego de ram a cupos de múltiples rams. Los de ram simples, pueden tener un vástago pulido que se cierra al hacer girar las manijas que se encuentran a cada lado, Las ram de la mayoría de los sistemas de BOP se cierran a través de pistones hidráulicos. El vástago de pistón esta aislado de la presión del pozo por medio de sellos.
RAM DE TUBERIA •
Estas ram están preparadas para cerrar sobre la tubería. La ventaja y limitación fundamental de una ram de tubería es el recorte de medio circulo en el cuerpo de la ram. La finalidad del recorte es poder cerrar y proveer un buen sellado alrededor de una tubería de tamaño o diámetro particular.
RAM CIEGAS (BLIND RAM) •
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RAM CIEGAS (BLIND RAM) Las ram ciegas o de cierre total son una clase especial de ram de tubería que no presenta el recorte de tubería en el cuerpo de la ram. Las ram ciegas cuentan con elementos empaquetadores de buen tamaño y están diseñadas para cerrar sobre el pozo abierto. Cuando se prueban, debe hacerse a la máxima presión de trabajo.
RAMS DE CORTE (SHEAR RAM) •
Son otra clase de ram de tubería que tienen hojas filosas especiales para cortar tubulares (tubing, barras de sondeo, porta mechas, etc.) dependiendo del tipo de ram de corte y del tubular a cortar, deberán utilizarse presiones más elevadas que las reguladas normalmente y/o “potenciadores” (booster) hidráulicos. Las ram de corte tienen tolerancias de cierre pequeñas.
RAM CIEGAS/DE CORTE (BLIND/SHEAR RAM) •
Estas combinan las ventajas de las ciegas o de cierre de pozo abierto con las cortadoras. Tienen la ventaja adicional de cortar la tubería para luego proceder a sellar la abertura del pozo. Otra condición favorable de las ram ciegas/de corte es el espacio que se gana al utilizar un solo juego en lugar de dos para realizar las tareas necesarias.
RAM DE DIAMETRO VARIABLE (VBR) •
Estas sellan sobre distintos diámetros de tubería o vástagos hexagonales. También pueden servir como ram primaria para un diámetro de tubería y de reserva o alternativo para otro diámetro distinto. En aquellos pozos con columnas de diámetros combinados en los que el espacio resulta muy importante, pueden utilizarse ram de diámetro variable. Además, la colocación de un juego de ram de diámetro de variable en el preventor evita un viaje de ida y vuelta del conjunto submarino de BOP. Esto se debe a que no es necesario cambiar las ram al utilizar columnas de tubería de diferentes tamaños.
MANTENIMIENTO PREVENTIVO •
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Por lo general, la mayor parte de las ram de los preventores cierran normalmente con una presión de 500psi, esta no debe modificarse arbitrariamente. No se debe probar el funcionamiento de las ram de tubería sin haber colocado en los preventores la tubería de tamaño correspondiente para evitar daños. Al cambiar las empaquetaduras de las ram, recordar que la mayoría de los problemas surgen por cierres y sellos de bonete o compuerta inadecuados. Es importante inspeccionar y reemplazar estos sellos todas las veces que sea necesario, cada vez que se cambien las ram.
UNIDADES ACUMULADORAS DE PRESION •
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Al producirse una surgencia es esencial cerrar el pozo lo más rápido posible para evitar una surgencia mayor. En general, los sistemas manuales son más lentos que las unidades hidráulicas y pueden permitir mayores volúmenes de entrada de fluidos. Se han probado bombas de inyección, aire del equipo y bombas hidráulicas como unidades de cierre, y todos han dado resultados poco satisfactorios. Los sistemas de acumuladores hidráulicos son las primeras unidades de cierre en dar buenos resultados. La finalidad del acumulador es proveer una forma rápida, confiable y practica de cerrar los BOP en caso de surgencia. Dada la importancia del factor confiabilidad, los sistemas de cierre poseen bombas extra y volumen en exceso de fluido, al igual que sistemas alternativos o de reserva.
MANIFOLDS DE ALTA PRESION •
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Se usa para aumentar la productividad y minimizar la eficiencia en el sitio de los pozos. El ensamblado de manifolds permite periodos largos de reflujo sin tener que parar las operaciones para cambiar guarnición.
Interceptores de bola frac Reduce de una manera significativa las interrupciones de flujos después de la fracturación hay diámetros de hasta 3 ¾ ‘’
EL SCHOONER HYDRAULIC CHOKE • •
EL SCHOONER HYDRAULIC CHOKE Alta fuerza operativa. Un pistón hidráulico grande tiene más de 10.000 libras de fuerza para controlar el estrangulador. Cavidad de amortiguamiento que produce el flujo más uniforme a traes de la compuerta y el asiento. Sello eficaz. Los sellos de la compuerta y el asiento dentro de este proporcionan un cierre eficaz. La compuerta y el asiento son reversibles para proporcionar a estas partes una vida prolongada. Manguito para un uso resistente a la abrasión. Un manguito para uso aguas abajo proporciona una protección contra la erosión en las zonas de mayor flujo turbulento
CHUNK CHOKES – MODELO C •
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Es un equipo que ayuda a reducir el daño a los equipos de aguas abajo causado por los sólidos, el chunk choke debido a su uso como interceptor de rocas el estrangulador modelo C viene con un orificio máximo de 2’’ y puede manejar presión de trabajo entre 10.000PSI y 15.000PSI Fabricado de acuerdo con las especificaciones del API Operado hidráulicamente Disponible entre presiones de trabajo de 10.000 PSI y 15.000 PSI Disponibles en configuraciones de mano derecha o izquierda para ajustarse a los manifolds existentes Bridas de entrada y salida desmontables Patentado
COIL TUBING CHOKES •
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El estrangulador modelo DM es operado a distancia mediante una fuente de energía proveniente de la unidad de alimentación del coil tubing o un panel suministrado, que requiere solo aire. Fabricación de acuerdo con las especificaciones del API Disponible en presiones de trabajo de 10.000 PSI y 15.000 PSI Operado mediante un engranaje de tornillos sinfín Cambio de compuertas y asientos sin necesidad de un desensamblado completo del estrangulador Cancelación manual Indicadores de posición electrónicos.
FRACK STACK •
Es un equipo que nos permite operar reflujos de alta presión hay diámetros de 4 1/16’’ y 7 1/16’’) que puede manejar presiones de trabajo de 5.000, 10.000, 15.000, 20.000 PSI. Para minimizar el torque operativo, estas válvulas están disponibles con volante de maniobra de giro rápido o actuadores hidráulicos. el diseño de rápido giro incorpora un ensamblaje de tornillo esféricos que permite una operación fácil a presión, aun para sistema de agujero grande Se colocan placas para el fácil mantenimiento.
VALVULA DE SEGURIDAD •
Se debe disponer en diámetro y tipo de rosca igual a la tubería de perforación y su ubicación debe de ser de fácil acceso a la cuadrilla en el piso de perforación, para que pueda colocarse raídamente cuando se tiene un brote por la tubería de perforación.
SISTEMA DE CONTROL CONJUNTO DE PREVENTORES •
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Permite aplicar la presión necesaria para operar todos los preventores y válvulas hidráulicas instaladas. Los elementos básicos de un sistema de control son: Depósito almacenador de fluidos y acumuladores. Fuente de energía –Unidades de cierre. Consola de control remoto Válvula de control para operar los preventores.
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Todo equipo de perforación, terrestre o marino deberá estar equipado con el numero de tableros de control suficientes, y ubicados estratégicamente a donde el perforador pueda llegar con rapidez y operar el conjunto de preventores.
SISTEMA DE CONTROL DEL CONJUNTO DE PREVENTORES •
BOMBA PARA OPERAR PREVENTORES El sistema de control del acumulador proporciona un medio para cerrar y abrir individualmente cada preventor y cada válvula de manera conveniente, rápida, repetidamente y a la presión de operación correcta.
ACUMULADORES •
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Acumulador.-Son varios recipientes en forma de botella o esféricos que están localizados en la unidad de operaciones y es allí donde se guarda el fluido hidráulico. Posee líneas de alta presión que llevan el fluido hidráulico a los preventores y cuando las válvulas se activan, el fluido causa que los preventores actúen. Ya que los preventores se deben poder sellar rápidamente cuando es necesario, el fluido hidráulico se tiene que poner bajo 1.500 a 3.000 psi de presión utilizando el gas nitrógeno contenido en los recipientes.
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CONCLUCIONES El objetivo del sistema de seguridad de pozos petroleros es de poder facilitar a los operarios de poder controlar cualquier problema que se encuentre, gracias a los controladores y las herramientas podemos llegar a controlar todo el proceso
