CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL ABRIL 2006 CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Contenido 7. Operación de la Bomba Koomey CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Botellas acumuladoras. Las botellas acumuladoras son recipientes que almacenan el fluido hidráulico bajo presión para que se utilice al cerrar el preventor. Mediante el uso de gas nitrógeno comprimido, estos recipientes almacenan energía, la cual puede ser utilizada para cerrar el preventor en forma rápida. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Existen dos tipos de botellas acumuladoras de uso común: Tipo separador. Utiliza un diafragma flexible para efectuar la separación positiva del gas nitrógeno en el fluido hidráulico. Tipo flotador. Utiliza un pistón flotante para separar el gas nitrógeno del fluido hidráulico. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Capacidad volumétrica Como requerimiento mínimo, todas las unidades de cierre para los preventores deben ser equipadas, con botellas acumuladoras cuya capacidad volumétrica sea suficiente para ofrecer el fluido utilizable (sin operar las bombas), para cerrar el ariete de tubería en un tubo de su medida y el preventor anular en el arreglo de los preventores. Además, deben ofrecer el volumen suficiente para abrir la válvula hidráulica en la línea de estrangulación. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey El mínimo volumen recomendado para el acumulador (nitrógeno y fluido hidráulico), debe ser determinado, multiplicando el factor del tamaño del acumulador (Tabla) por el volumen calculado para cerrar el preventor anular y el ariete en un tubo, más el volumen necesario para abrir la válvula hidráulica en la línea de estrangulación. Factor del tamaño del acumulador. Mínima presión recomendada de precarga lb/pg2 Volumen de fluido utilizable* (fracción del tamaño de la botella) Factor del tamaño del acumulador 1500 750 1/8 8 2000 1000 1/3 3 3000 1000 1/2 2 Presión de operación acumulativa lb/pg2 *Basada en la mínima presión de descarga de 1200 lb/pg2 (200 lb/pg2 mayor que la presión de precarga). CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Tiempo de respuesta El sistema de cierre debe tener la capacidad de cerrar cada “preventor tipo ariete" dentro de 30 segundos. El tiempo de cierre no debe de exceder de 30 segundos en los "preventores anulares" con diámetro menor de 20” ni de 45 segundos en los " preventores anulares" con diámetro de 20” ó mayor. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Acumulador sometido a diferentes presiones CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Presión de operación y precarga Ninguna botella acumuladora debe ser operada a presiones mayores de su presión de trabajo. La presión de precarga de cada botella acumuladora debe ser medida en la instalación inicial de la unidad en cada pozo, y en su caso debe ser ajustada a la presión que le corresponde. Sólo debe usarse gas nitrógeno para la presión de precarga del acumulador, verificada frecuentemente. dicha presión debe ser CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Válvulas y conexiones Los bancos con múltiples botellas de acumuladores deben tener válvulas instaladas para aislar el banco. Las válvulas aisladoras deben tener una presión de trabajo de por lo menos igual a la presión de trabajo del sistema al que esté conectado. Deben estar abiertas salvo cuando se aíslen los acumuladores para mantenimiento, pruebas o su transporte. Si es conveniente, las botellas acumuladoras podrán ser instaladas en bancos con capacidad aproximada de 160 galones, pero con un mínimo de dos bancos. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Requerimientos de la bomba en la unidad Capacidad de las bombas Con el sistema acumulador aislado, las bombas de la unidad deben ser capaces (cada una) de cerrar el preventor anular contra la tubería que se éste usando, más abrir la válvula con control hidráulico en la línea de estrangular, y generar una presión final mínima de 200 Ib/pg2 sobre la presión de precarga del sistema acumulador, en un tiempo de dos minutos como máximo. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Presión de las bombas Cada unidad de cierre debe ser equipada con bombas que generen una presión de descarga equivalente a la presión de trabajo de la unidad. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Energía de las bombas La energía de las bombas debe estar disponible para el sistema de acumuladores en todo momento, de manera que las bombas arranquen automáticamente cuando la presión en el múltiple de cierre haya bajado al menos 90% de la presión de operación de la unidad o sistema acumuladora. Debe tener la unidad dos o tres fuentes independientes de energía. Cada fuente independiente debe tener la capacidad que cumpla el requerimiento anterior. El sistema de doble fuente de energía que se recomienda, es un sistema de aire y un sistema eléctrico (neumático/eléctrico). CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Válvulas del múltiple de operación Las válvulas de control de la unidad, deben ser claramente identificadas, para indicar: 1. 2. La válvula correspondiente para operar cada preventor y la válvula hidráulica. La posición de las válvulas (abierta, neutral y cerrada). Durante las operaciones de perforación, cada válvula de control de preventor de reventones bebe ser girada hacia la posición abierta (más no la posición neutral). La válvula hidráulica en la línea de estrangulación debe ser girada hacia la posición cerrada durante las operaciones normales. La válvula de control que opere los arietes ciegos debe ser equipada con una cubierta sobre la manija de operación manual, para que no sea operada en forma inadvertida o accidental. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Requerimientos del fluido y la capacidad Para operar la unidad, se debe usar un fluido hidráulico adecuado (aceite hidráulico o agua conteniendo un lubricante). No se recomienda usar diesel, combustóleo, aceite para motor, aceite para cadenas o cualquier otro fluido similar, debido a la posibilidad que dañe a los sellos de elastómeros. Cada unidad de cierre debe tener un recipiente o depósito para fluidos, con una capacidad del equivalente de por lo menos dos veces la capacidad del fluido almacenado en el sistema acumulador. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Prueba en los acumuladores Presión de precarga Esta prueba debe ser llevada a cabo en cada pozo antes de conectar la unidad con el arreglo de los preventores. La prueba se hace como sigue: a) Descargar el fluido hidráulico de las botellas abriendo las válvulas correspondientes (las bombas deben estar fuera de servicio). b) Utilice un manómetro de precisión, conectándolo en el orificio de medición de la presión de la precarga, para verificar la presión de nitrógeno en cada botella acumuladora, ajustando la presión en su caso. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Cierre con el acumulador. La prueba debe llevarse a cabo antes de que se efectúe la prueba hidráulica del Sistema de Control Superficial. 1. Aísle las fuentes de energía hidroeléctrica e hidroneumática del Sistema y verifique que estén abiertas las válvulas de los acumuladores. 2. En caso de no tener tubería dentro del pozo introduzca una lingada de TP. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey 3. Abra la válvula hidráulica de la línea de estrangular, cierre el preventor anular y el preventor de arietes del diámetro de la TP correspondiente. Registre el tiempo que tarda en efectuar estas tres operaciones. El máximo tiempo requerido es de 50 segundos, debiendo conservar una presión final mínima de 1,200 Ib/pg2. 4. Seguidamente, recargue los acumuladores a 3,000 Ib/pg2 con las dos fuentes de energía y registre el tiempo empleado el cual debe ser de 5 minutos como máximo. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey 5. La bomba hidroeléctrica por sí misma, es decir con los acumuladores bloqueados y las bombas hidroneumáticas paradas, debe ser capaz de abrir la válvula hidráulica de la línea de estrangulación y cerrar el preventor anular sobre la tubería en un tiempo que no exceda de dos minutos, debiendo conservar una presión final mínima de 1,200 Ib/pg2). 6. De igual manera, las bombas hidroneumáticas, por sí mismas, deberán ser capaces de llevar a cabo lo indicado en el inciso anterior. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Ubicación de la Unidad La unidad debe ser ubicada en un lugar seguro, de acceso fácil al personal del equipo en una emergencia. Todas las líneas entre la unidad de cierre y el preventor deben ser fabricados de acero o de una manguera flexible equivalente y resistente a las flamas y a una presión máxima de operación de las mismas. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Recomendaciones de la Unidad de Perforación y Mantenimiento de Pozos (UPMP)* Se recomienda que los arietes ciegos sean sustituidos por los de corte antes de penetrar la zona productora. Nivel del fluido hidráulico en el tanque (depósito) de la unidad operadora de los preventores a 3/4 de nivel. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Líneas y poliductos de la unidad al conjunto de preventores, su protección con puentes metálicos. Las salidas activas de la unidad con uniones de golpe y las salidas inactivas protegidas con tapones. Las líneas de 1" de la unidad a los preventores, deben pasar por debajo de la subestructura. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Nomenclatura en español en válvulas y manómetros de la unidad (Bomba Koomey). Nomenclatura en español del control remoto de la unidad operadora de los preventores. Instalación de la unidad operadora de los preventores, a una distancia mínima de 25 m del pozo. *Tomadas de la “Lista de Verificación al estar Perforando con los Preventores instalados" CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Requerimientos de consolas de control remoto Todos los equipos terrestres o de plataforma de perforación costa afuera deberán estar equipados con el número suficiente de tableros de control remoto, ubicados estratégicamente, donde el perforador o el técnico puedan llegar con rapidez. Normalmente se tiene una consola en el piso de perforación y otra en un lugar accesible. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey En las plataformas marinas, deberá tenerse un tablero de control remoto en la oficina del superintendente y una consola adicional ubicada en el muelle que esté situado a favor de los vientos dominantes. Al término de cada instalación del arreglo de preventores, según la etapa de perforación por continuar, deberán efectuarse todas las pruebas de apertura y cierre desde la misma unidad y posteriormente desde cada estación de control remoto que se encuentre en operación, para verificar el funcionamiento integral del sistema. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey 1.Manómetro de acumuladores 2.Manómetro de presión de aire 3.Operar preventro anular 4.Operar preventor ciego 5.Línea de matar 6.Manómetro del múltiple 7.Manómetro preventor anular 8.Regulador de preventor anular 9.Válvula de presión baja 10.Válvula de seguridad 11.Operar preventor arietes 12.Línea de estrangulador 13.Gabinete Consola de control remoto Koomey CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Requerimientos para válvulas, conexiones, líneas Todas las válvulas, conexiones, líneas y demás accesorios de la unidad de cierre y el arreglo de preventores deberán estar construidos de acero, para una presión mayor o igual a la presión máxima de trabajo hasta de 5000 Ib/pg2. En toda instalación, todas las válvulas, conexiones y demás componentes requeridos, deberán estar equipados con lo siguiente: Cada múltiple de la unidad de cierre deberá contar con válvulas de paso completo en las cuáles puedan conectarse fácilmente y por separado las líneas del fluido hidráulico. Cada unidad de cierre deberá equiparse con las suficientes válvulas de contra flujo (check) o de cierre que permitan aislar las bombas y los acumuladores del múltiple de la unidad de cierre y el regulador de presión del preventor anular del múltiple de la unidad de cierre. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey La unidad de cierre deberá contar con los manómetros necesarios y precisos que indiquen la operación; tanto flujo abajo como arriba de la válvula reguladora de presión del preventor anular. En cada unidad de cierre deberá tener una válvula reguladora de presión que permita controlar manualmente la presión para operar el preventor anular. La unidad de cierre que esté equipada con una válvula reguladora que controle la presión de operación de los preventores de arietes; deberá contar con una válvula y línea de paso que permita aplicar toda la presión del banco de acumuladores en el múltiple de la unidad. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Las válvulas de control (ram-lok) para operar el sistema deberán tener indicadores precisos de la posición, tipo y medida de los arietes instalados en el arreglo de preventores. Los letreros estarán en español e indicarán la posición de apertura o cierre. Posición de las válvulas de control: Durante las operaciones normales de perforación del pozo; cada una de las válvulas que operen los preventores deberán estar siempre en la posición de abierto y en la posición de cerrado, (únicamente) la que opera la válvula hidráulica de la línea de estrangulación. Válvula de control del preventor ciego: Deberá estar equipada con una cubierta (protector) sobre la palanca manual para evitar que se opere accidentalmente. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Gobernador automático (interruptor de presión automático hidroneumático) Es un accesorio que como su nombre lo indica, controla y regula el funcionamiento de la bomba. Es un cilindro que tiene un conducto para aire en el lado I, con entrada en la parte superior, controlada por una válvula de disco(5), la cual tiene una varilla(2) que atraviesa en toda su longitud al gobernador y resorte de ajuste (6), el cual tiene un soporte (7) y una tuerca de ajuste(3). CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey La presión de fluido que envía la bomba entra en el lado numero II, cerrando la válvula de disco e impidiendo la entrada de aire. La operación de la válvula esta regulada por el resorte numero 6. Al disminuir la presión, en la línea. Se abre automáticamente la válvula de disco (5) y el aire pasa por el conducto de salida numero III. Para calibrar el gobernador a mayor presión, se gira la tuerca de ajuste (3) hacia la derecha comprimiendo el resorte de ajuste (6) hasta la presión deseada; si se desea disminuir la presión, se gira la tuerca de ajuste hacia la izquierda bajando el resorte. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Válvulas hidráulicas de cuatro pasos (ramlok) Están diseñadas para permitir el paso del fluido hacia los preventores y válvulas hidráulicas cuando se operan a cerrar y permiten el retroceso cuando se operan para abrir. Tiene las siguientes características: Presión balanceada, no requieren baleros. Son válvulas de retención que no permiten el retroceso de la presión de los preventores aun con las líneas de servicio. Son partes internas que están lubricadas y no tiene problemas de corrosión. Pueden desarmarse para ser inspeccionadas sin desconectar el múltiple de control. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Estos diseños nuevos y simplificados proporcionan una operación eficiente, sin filtraciones; son resistentes a la corrosión y adaptables para manejar aire, gas, fluido hidráulico, agua y sustancias químicas Puede operarse en temperaturas desde –53.8° a 71°C. Cuando se encuentran en operación estas válvulas deben estar abiertas o cerradas con el objeto de tener presión de trabajo de la bomba sobre la línea que se esta accionando. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Válvula de cuatro pasos modelo 57-C CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Pruebas de operación y funcionamiento del sistema, recomendaciones: 1. Revise que la presión del banco de acumuladores indique 3,000 Ib/pg2 la presión en el múltiple de distribución 1,500 Ib/pg2. Y la del preventor anular de 800 a 1500 Ib/pg2 conforme a la presión óptima de trabajo recomendada por el fabricante de este último preventor. Consulte las tablas correspondientes en la descripción del preventor anular. 2. Verifique que el fluido del sistema esté libre de fluido de perforación o de cualquier otro fluido extraño, sedimentos, piedras o basura. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey 3. Revise mensualmente la precarga de cada botella aislando los bancos acumuladores para no tener que retirar del servicio ambos bancos a la vez. 4. Certifique que el personal de electromecánica proporcione el mantenimiento adecuado al sistema conforme a las recomendaciones del fabricante y en especial la lubricación de las bombas hidroneumáticas (transmisión, extremo mecánico e hidráulico), limpieza de filtros, calibración de manómetros en el sistema y controles remotos, etc. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey 5. Verifique diariamente el nivel de aceite hidráulico en el depósito (3/4 de su capacidad de almacenamiento, es suficiente teniendo el sistema en operación, con objeto de poder recibir fluido de los acumuladores). 6. Deben taponarse las descargas de las válvulas que estén fuera de operación con objeto de evitar que se descargue el sistema por descuido. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Cierre de preventor usando el sistema de respaldo Esta prueba se efectúa en los pozos-escuela (simulador equipo de perforación) con el propósito de demostrar a las cuadrillas la eficiencia de la fuente independiente que podrá utilizarse como último recurso, para cerrar los preventores; en la figura se muestra un diagrama de unidad de cierre Koomey. CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL Operación de la Bomba Koomey Sistema de respaldo CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL FIN: CAPITULO 7
