INSERCION EN EL SNUBBING

C APÍTULO
16
16-1
I NSERCION D E T UBERÍA
C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
L
Mover la tubería
bajo condiciones
extremas de presión,
requiere especiales
consideraciones sobre
control de pozos.
as unidades para insertar tubería contra
presión (Snubbing), fueron diseñadas para
correr cañería hacia adentro o hacia fuera
de un pozo bajo presión. Las primeras unidades
de inserción, desarrolladas en la década de 1920,
eran unidades mecánicas o asistidas con el equipo.
Después que se acabaron las patentes de las unidades
mecánicas en la década de 1950, se desarrollaron
las unidades con gatos hidráulicos. Rápidamente
se cayó en cuenta que las unidades hidráulicas
de inserción, podrían desempeñar muchos otros
servicios de reparación en los pozos, teniéndolos
como equipos independientes. Por esta razón,
la unidad de inserción de tubería a presión, se
ha venido en llamar la unidad de reparación
o terminación hidráulica (HWO en ingles, por
hydraulic workover).
Las unidades de inserción de tubería, pueden efectuar
varias tareas:
w Control de presión
w Limpieza de obstrucciones en la cañería / tubería
w Pesca y fresado
w Perforación de cemento y tapones puente
w Lavado de materiales de fractura
w Acidificación y lavado
w Circulación
C APÍTULO 16
16-2
w Consolidación de arenas
w Inyección forzada de cemento y taponamiento
w Taponado de cierre y abandono
Las unidades de
inserción están
diseñadas para
realizar muchas
tareas bajo
condiciones de
presión.
w Colocado o retirado de tapones para
equipamiento selectivo
w Corrido de sartas de tubería macaroni para
inyección de nitrógeno
w Retirado de sartas usada para matar el pozo
w Reasentar empaquetadores (packers)
w Correr herramientas de punzado
Las unidades de inserción de tubería a presión,
ofrecen muchas ventajas. Son de menor tamaño
y más livianas que los equipos de terminación
convencionales y son más rápidas de armar.
Si las operaciones de punzado, estimulación,
limpieza, u otras tareas de reparación tuvieran que
efectuarse bajo presión, los equipos de inserción
bajo presión nos permitirán:
w Usar cañería de menor diámetro
w Usar unidades de terminación más livianas
w Prevenir daños por fluido a la formación
w Posibilitar la eliminación de los fluidos de ahogo
w Volver a poner el pozo en producción antes
w Manejar algunas operaciones con mayor
seguridad
w Manejar tareas de manera eficiente y segura,
que no pueden efectuarse con equipos
convencionales, trabajando bajo presión.
Unidad de inserción de tipo hidráulico
Unidad de inserción de tipo mecánico
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
En pocas palabras, la unidad de inserción se ha
convertido en una alternativa viable de los métodos de
terminación convencionales, a pesar de sus desventajas.
Las desventajas de las unidades de inserción para
las actividades de reparación, que deben tomarse en
consideración con:
w Las cuadrillas de personal deben entrenarse para
esta operación
w Es un proceso más lento cuando se lo compara
con las unidades de tubería flexible y los equipos
convencionales de terminación
w El gas y presión podrían hallarse presentes en la
superficie
w Los procedimientos generales son más complicados,
y requieren de mucha más planificación
TIPOS DE UNIDADES DE
INSERCION
UNIDADES CONVENCIONALES (MECÁNICAS)
Conjunto de base giratorio, roldanas, cuñas estacionarias
Una unidad mecánica, armada y lista para el trabajot
Aunque rara vez se usan hoy en día, las unidades
convencionales de inserción, fueron las primeras que
se usaron. También se hace referencia a las mismas,
como unidades mecánicas, de cable, o asistidas por el
equipo. Están compuestas por un cabezal estacionario
y tazón de cuñas, cabezal viajero y tazón de cuñas o
conjunto, contrapesos, cables, acumulador de reserva,
preventores de reventones de inserción, controles y
unidad motriz. Generalmente la unidad de inserción
se usa para introducir (de nuevo hasta el fondo) o
extraer una sarta de perforación del pozo. Una vez
que hay suficiente peso en la sarta, comienza la bajada
de la tubería a presión (stripping) (en contraposición a la
inserción a presión(snubbing)). El uso del equipamiento
del equipo presente, la facilidad de transporte y
la facilidad de armado del equipo de inserción,
agregado a los costos menores por alquiler diario (en
comparación con las unidades hidráulicas) son las más
grandes ventajas de la unidad asistida por el equipo.
A diferencia de las unidades hidráulicas de
inserción independientes, las unidades de inserción
convencionales, usan la potencia del equipo para
energizar los preventores de reventones y como apoyo.
Puesto que se usa una parte considerable del equipamiento, la cuadrilla del equipo de inserción es mínima y
se usa el personal de la cuadrilla del equipo principal.
Este solo hecho ya puede causar complicaciones.
El perforador debe aprender a re- pensar la
mecánica de la dirección de cañería. La unidad
convencional está dispuesta de tal manera, que a
medida que la polea viajera se mueve hacia arriba,
el sistema de poleas / roldanas empuja la cañería
hacia abajo. Esta inversión de las acciones normales
del Perforador, puede crear problemas. El tomar
16-3
Las unidades
mecánicas usan el
aparejo del
equipo para
insertar la cañería.
C APÍTULO 16
16-4
Las unidades de
carrera larga usan
gatos hidráulicos y
un sistema
multiplicador de
cables para
mover la cañería.
suficiente tiempo para pensar las cosas cuidadosamente y después actuar, ayudará a minimizar estas
complicaciones.
A menos que se efectúen modificaciones
especiales, se pierde la capacidad rotatoria, puesto
que la unidad se arma encima de la mesa rotatoria
del equipo. Esto también significa que la unidad
convencional no puede utilizar el conjunto de
las cuñas del equipo y solamente puede manejar
condiciones de cañería liviana. Una vez que se ha
corrido suficiente peso dentro del pozo, la unidad
de inserción puede desarmarse y terminar el trabajo
con el equipo y los procedimientos de bajada bajo
presión (stripping).
Las unidades convencionales no están equipadas
con un sistema de guía de tubería.
Puede ocurrir un pandeo localizado
en la cañería no soportada. Por lo
tanto, al inicio del trabajo, se
usan tramos cortos de cañería,
los que progresivamente se van
haciendo más largos a medida que
se introduce mayor peso de cañería
en el pozo.
Unidad de carrera larga, armada y lista para el trabajo.
UNIDAD DE CARRERA LARGA
La unidad de carrera larga o unidad de inserción
de línea multiplicadora, fue desarrollada alrededor
de 1969 Se erige por sí misma; es la unidad de
inserción más rápida, y es capaz de hacer viajes (de
ida y vuelta) de 1000 a 1500 pies (3048 a 4572 m)
por hora, lo cual resulta aproximadamente un 30 %
más rápido que las unidades de gato hidráulico. La
unidad de carrera larga, tiene una carrera máxima
de treinta y seis pies, aunque son normales las
unidades con carreras de veinte a treinta pies. Esto
le da la capacidad de correr filtros y varias sartas de
herramientas en una sola carrera. Puede manejar
Vista esquemática de unidad de carrera larga
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
16-5
Unidades de gato
hidráulico / carrera
corta. Cerca del
90% de las unidades de
inserción son de este
tipo.
cañería desde los 3⁄4 de pulgada hasta la de 9 5/8 de
pulgada (1905 hasta 24448 mm) y puede acomodar
sartas dobles.
Algunas de las ventajas de una unidad de
carrera larga, son que transfiere la carga de la sarta
a su patín y plataforma, no al árbol. Puede armarse
en aproximadamente 8 - 15 horas, probada y lista
para funcionar en diez horas. Puesto que se erige a
sí misma, puede armársela en pozos que estén fuera
del radio de la grúa.
Entre las desventajas, se incluye el hecho
de que no tiene un sistema de guía de tubería,
(comparándola con las unidades de gato hidráulico).
Normalmente están limitadas a presiones de cabezal
de pozo menores a 3000 psi (20685 bar). Las
presiones altas requieren de 5 a 6 sujeciones o
mordidas por tramo, lo cual disminuye la ventaja de
la velocidad que ofrece. Y finalmente, está el mayor
peso de los componentes y el sistema de preventores
de reventones está limitado a lo que se pueda poner
entre la base del patín y el cabezal de pozo.
UNIDAD DE CARRERA CORTA / DE GATO
HIDRÁULICO
El tipo predominante de unidades de inserción
es la de gato hidráulico o de carrera corta, la misma
que fue desarrollada en la parte final de la década
de 1950 Tiene una carrera de8 a 14 pies (244 a
427 m), un excelente sistema de guías de tubería, y
puede manejar presiones de hasta 20000 psi (1379
bar). Las unidades de gato pueden desarrollar hasta
600000 lbs (272158 kg) de fuerza de elevación y
300000 lbs (136077 kg) de fuerza de inserción,
pudiendo manejar tubería de revestimiento de hasta
13 5/8 de pulgada (34608 mm). Es también una
unidad compacta, que aporta la ventaja de poder
armarse en plataformas satélite.
Las desventajas son que es relativamente lenta
y se arma sobre el cabezal del pozo o de la columna
del preventor de reventones. También que todas
las fuerzas de empuje se ejercen sobre el cabezal
de pozo. El área de trabajo se halla encima del
preventor de reventones y el cabezal. El personal, a
menudo tiene que trabajar en altura.
La unidad de gato
hidráulico puede
generar una gran
fuerza de
inserción.
C APÍTULO 16
16-6
Arriba: El diseño de la
unidad “ahorradora de
espacio” (space saver),
es fácil de transportar.
Derecha: La unidad
“ahorradora de
espacio” requiere
mínimo armado para
erigirla.
La poca altura de la
unidad “space saver,”
permite que se use el
aparejo del equipo en
el modo de cañería
pesada.
Puede manejar diámetros de tubería hasta 5
1⁄2” (139.7 mm) y tiene una capacidad máxima de
tracción de 170000 lbs (77112 kg) y una fuerza de
inserción de 94000 lbs (42638 kg). La máxima
longitud de la carrera es de 10 pies (3.05 m), y puede
desarrollar velocidades de funcionamiento de 138
pies/ minuto (42.06 m/ min)hacia arriba y de
110 ft/ min (33.53 m/ min) hacia abajo. (La
máxima longitud de la carrera y las velocidades de
funcionamiento, dependen de la configuración y
el alcance).
UNIDAD HIDRÁULICA “AHORRADORA DE
ESPACIO” (SPACE SAVER)
La unidad “ahorradora de espacio”
minimiza el tiempo
de armado
mediante su diseño
de todos- loscomponentes-en-uno.
La unidad hidráulica de inserción “ahorradora
de espacio” (space saver), fue diseñada para reemplazar
a las unidades convencionales y mecánicas, a
tiempo de mantener los beneficios de las unidades
hidráulicas. Su diseño compacto o “ahorrador de
espacio” y perfil de baja altura, se logran teniendo
los preventores de reventones dentro del marco de la
unidad de inserción. Puesto que los preventores de
reventones están incorporados dentro de la unidad,
se minimizan los tiempos de armado y desarmado.
El paquete típico de preventores de reventones 5M
(344.75 bar), con preventores de 7 1/16” (179.4
mm), incluye dos arietes y un anular.
LA UNIDAD DE INSERCIÓN HIDRÁULICA
Las unidades de inserción hidráulica comparten
equipo en común. Estas unidades de inserción,
pueden estar auto- contenidas, o montadas en
patines. Los componentes son modulares para lograr
facilidad de transporte y armado. Las unidades
hidráulicas de inserción, están compuestas por:
w Conjunto del Gato Hidráulico
w Tubo- Guía
w Ventana
w Cuñas Viajeras
w Cuñas Estacionarias
w Mesa Rotatoria
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w Llaves hidráulicas
w Canasta de Trabajo
w Contrapesos
w Panel de Control
w Unidad Motriz
w Mangueras Hidráulicas
w Bombas, Mangueras Kelly, Cabezal Giratorio de
Circulación
w Columna de Preventores de Reventones
CONJUNTO DEL GATO HIDRÁULICO
El conjunto del gato hidráulico es una serie
de uno o más cilindros hidráulicos, que viajan en
dirección hacia arriba y hacia abajo, para mover
la tubería dentro o fuera del pozo. Para lograr
mayor fuerza de elevación o de inserción, se usan
más cilindros hidráulicos. Cuando se requieren
más cilindros hidráulicos, la velocidad de la
unidad disminuye. Inversamente, cuando menos
cilindros se necesitan, la velocidad aumenta. La
velocidad también se incrementa usando un sistema
multiplicador de línea, que se encuentra en unidades
de carrera larga.
Otra forma de aumentar la velocidad de la
unidad, es con el uso de un circuito regenerativo. El
circuito regenerativo hace circular fluido hidráulico
desde el lado de inserción del pistón al lado de la
tracción. Este circuito se utiliza solamente cuando
se está extrayendo cañería del pozo. Cuando se
está usando el circuito regenerativo, disminuye la
capacidad de elevación a la mitad, sin embargo, la
velocidad se duplica.
La presión hidráulica puede regularse con
precisión, lo cual le da a la unidad una enorme
capacidad de control cuando se está introduciendo
o sacando cañería o herramientas del pozo. Esto
puede evitar o reducir el daño por exceder las
limitaciones de presión y las resistencias de la cañería
o la línea de cable, así como prevenir el asentado
prematuro de las herramientas.
TUBO - GUÍA
La función de un tubo - guía, es la de evitar el
pandeo o alabeado de la cañería. Se coloca en el
interior del gato y se conecta debajo de las cuñas
viajeras. El tubo - guía viaja hacia arriba y hacia
abajo junto con el conjunto viajero para evitar el
movimiento lateral de la cañería.
Usualmente se tienen varios tamaños de tubos
- guía disponibles en la unidad. La selección de la
guía adecuada para la tubería, se logra simplemente
usando la más pequeña que permitan las roscas
de unión de herramientas de la tubería para pasar
a través de la misma. Los tubos guía mayores a
los necesarios, podrían permitir que la cañería se
enrosque o se pandee. El tubo - guía debe usarse
en todo tiempo cuando están teniendo lugar las
operaciones de inserción.
Izquierda: Cilindros de gatos hidráulicos y ventana.
Debajo: Un tubo - guía.
16-7
La función de un
tubo - guía es
la de evitar el
pandeo de la
cañería.
C APÍTULO 16
16-8
VENTANA
La guía de ventana evita que la
cañería se pandee
en la ventana.
La ventana está situada en la base del gato,
debajo de las cuñas estacionarias y encima del
stripper. Su propósito es el de proveer un acceso
al cambio o instalación de herramientas que
tengan un diámetro exterior demasiado grande
para el tubo - guía. Las líneas de maniobras,
las llaves de cadena, llaves hidráulicas y otros
equipamientos, son de uso común para enroscar
y desconectar equipamiento en el área de la
ventana. Puesto que esta es generalmente un área
reducida, es esencial realizar una planificación
apropiada antes de iniciar el trabajo.
GUIA DE VENTANA
La guía de ventana tiene una función idéntica
a la del tubo - guía. Evita el pandeo sobre el
eje principal de la sarta en la ventana. La guía
de ventana debe instalarse y estar asegurada en
todo tiempo.
Debajo: Cuñas viajeras.
Derecha: Cuñas estacionarias
en posición de abiertas (arriba) y
posición de cerradas (abajo).
CUÑAS VIAJERAS
Las cuñas viajeras o insertadores (snubbers),
están ubicadas en el conjunto viajero y se mueven
junto con el mismo. Estas cuñas sujetan la cañería
y transmiten fuerza para levantar la cañería fuera del
pozo, o para forzarla hacia abajo. Pueden usarse dos
o más juegos de cuñas para levantar y para insertar.
Usando dos o más juegos de cuñas viajeras, se gana
una ventaja de tiempo al no tener que invertir un
solo juego cuando se llega al punto de equilibrio.
Sin embargo, si se sujetan los dos simultáneamente,
podría hacerse difícil desengancharlos de la cañería.
También se han desarrollado cuñas bi - direccionales
que sujetan en ambas direcciones, aunque su uso no
se ha difundido mucho.
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
16-9
Arriba, izquierda: Las llaves hidráulicas
pueden usarse para rotar la cañería.
Arriba, derecha: Un guinche de
contrapeso.
Izquierda: Una canasta de trabajo.
CUÑAS ESTACIONARIAS
Las cuñas estacionarias están sujetas a la base del
gato. Con ellas se sujeta la cañería cuando las cuñas
viajeras no están enganchadas. La unidad típica
tiene dos juegos opuestos de cuñas estacionarias,
uno para inserción (para prevenir que la tubería
viaje hacia arriba en la posición de cañería liviana),
y una en la posición de cañería pesada (para evitar
que la cañería viaje hacia abajo). Si las presiones
del pozo son altas y se requiere una gran fuerza de
inserción, el segundo juego debe estar en la posición
de cañería liviana y usarse como un respaldo al
juego primario de cuñas estacionarias.
MESA ROTATORIA
Si se halla disponible, la mesa rotatoria está
conectada al conjunto viajero. Le da a la unidad
de inserción la capacidad de efectuar tareas de
perforación y de fresado. Su fuerza motriz es
hidráulica, así como su regulado. La velocidad
de rotación en rpm, debería de controlarse por el
volumen de fluido (en contraposición con presión
hidráulica).
LLAVES HIDRAULICAS
Se usan llaves con fuerza motriz hidráulica para
enroscar o desconectar conexiones en cañería de
diámetros mayores. Están instaladas en la canasta.
CANASTA DE TRABAJO
La canasta de trabajo o canasta viajera es la
plataforma de trabajo de la unidad de inserción.
Está ubicada encima de los gatos hidráulicos. En
toda canasta de trabajo, debe tenerse como equipo
de norma, una válvula de seguridad de apertura
plena.
CONTRAPESOS
Los contrapesos acoplados con un poste- grúa
telescópico, se controlan desde la canasta de trabajo.
Su principal función es la de elevar o bajar la cañería
a la canasta de trabajo, o hasta donde están los
ayudantes a nivel del suelo.
Los arreglos de
cuñas múltiples
evitan el
movimiento
descontrolado de
la cañería.
C APÍTULO 16
16-10
Izquierda: Un
tablero de
control
Derecha:
Controles de
contrapesos y
los
preventores
de reventones
TABLERO DE CONTROL
Los controles del
gato, cuñas, contrapesos y preventores de reventones,
están ubicados en
la canasta de
trabajo.
Los controles para el gato, las cuñas estacionarias
y viajeras, el contrapeso y del conjunto de BOP, están
ubicados en la canasta de trabajo. Típicamente, los
controles están divididos en tableros, uno para el
operador de la unidad y uno para su ayudante.
El operador controla las operaciones de las cuñas
y la dirección del gato. Este tablero está equipado
con un indicador de peso que muestra la carga de
inserción o de elevación que soporta el gato. En algunas
unidades, la presión hidráulica puede regularse desde
estos tableros. Los cambios de la presión hidráulica
deben ser reportados al supervisor de la unidad.
Small paragraph on bottom, left: Los controles
del gato, cuñas, contrapesos y preventores de
reventones, están ubicados en la canasta de trabajo.
El ayudante, generalmente controla el movimiento
del guinche del contrapeso, que transporta los
tramos de cañería a / de la canasta. El ayudante
controla también los arietes deslizantes (stripper
rams), el circuito igualador, la bomba en línea, la
línea de venteo y los arietes de seguridad. (Los
arietes de corte y los arietes ciegos / de corte, pueden
controlarse desde la canasta. Utilizan una presión
de operación mayor a los de la cañería, y necesitan
una presión regulada separada).
Las funciones de la BOP pueden controlarse desde una
estación remota, que usualmente es parte del conjunto
del acumulador. A menudo, ciertas funciones del
preventor de reventones solamente pueden controlarse
desde esta estación. Adicionalmente, otros controles
de la canasta de trabajo pueden ser armados, de
manera que se los controle desde el suelo. Esto resulta
útil en medios muy peligrosos o de muy alta presión.
UNIDAD DE POTENCIA Y ACCESORIOS
La unidad de potencia consiste en bombas
hidráulicas y una fuente de poder, normalmente un
motor diesel. Provee la presión hidráulica para la
operación del gato, los preventores de reventones, la
mesa rotatoria, el contrapeso y las llaves hidráulicas.
La unidad de potencia está provista de manómetros
que muestran la presión hidráulica de los diferentes
circuitos, tales como los del gato y los preventores
de reventones.
La producción de presión hidráulica se regula
por medio de una serie de reguladores hidráulicos
y válvulas de descarga, permitiendo el control de la
presión de inserción, que permiten el control de
la presión de inserción mediante el regulado de la
presión hidráulica y el volumen. El Sistema Principal
(al gato), Operación del Preventor de Reventones
y las presiones de Contrapeso, son todos regulados
por este sistema.
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
PRESIÓN DEL SISTEMA PRINCIPAL
La presión del sistema principal se utiliza para
el gato. Se establece la máxima presión del gato
cuando se está insertando en el pozo. Si la presión
excede el valor fijado, la presión en exceso será
aliviada o descargada del sistema. El valor a que se
fije la presión no debería de exceder la capacidad
de tensión ni el valor de pandeo de la cañería.
(También deberá calcularse un factor de seguridad
para disminuir la capacidad nominal de estos
valores.)
PRESIÓN DE OPERACIÓN DE LOS
PREVENTORES DE REVENTONES
La presión de operación de los preventores es
la presión aplicada a los arietes (deslizantes y de
seguridad), a la empaquetadura del stripper y a
las cuñas. Una fuente adicional de presión para
usarla con los preventores de reventones son los
acumuladores. El sistema de acumuladores debe
tener suficiente capacidad tanto en volumen como en
presión, para hacer funcionar todos los preventores
de reventones por lo menos una y media veces,
debiendo quedar un mínimo de 1200 psi (82.74 bar)
remanente en los acumuladores.
PRESIÓN DE LOS CONTRAPESOS
La presión de los contrapesos se regula para
contrapesar los tramos de cañería que se elevan con
el guinche o aparejo hacia la canasta. Puede regularla
además el ayudante en la canasta. Nunca debe
usarse mayor presión en el sistema de contrapeso,
que la que sea necesaria para elevar los tramos
de cañería hasta la canasta. Cuando se regula la
presión solamente hasta el punto necesario para izar
la cañería, se detendrá si el tramo se cuelga o excede
la altura debida, sin dañar el tramo o
el equipo.
16-11
Los diversos
componentes de
la unidad son
regulados por
presión hidráulica.
MANGUERAS HIDRÁULICAS
Las mangueras hidráulicas contienen
y transportan fluido hidráulico a
presión. Una vez que están armadas,
estas mangueras deben someterse a
prueba con la máxima presión, tanto
en la posición de extendidas como en
la de retraídas de la unidad. Esta hará
que todas las líneas y accesorios de la
unidad de gatos, reciban la máxima
presión hidráulica.
Arriba, izquierda: Mangueras hidráulicas
Debajo, izquierda: Controles de los preventores de reventones,
en nivel de suelo
Debajo: Una unidad de potencia
C APÍTULO 16
16-12
SISTEMA DE CIRCULACION
A menos que la
presión del pozo
y las condiciones
prevalecientes
dicten lo contrario,
el stripper es el
preventor de
reventones
óptimo a usar.
Las bombas, la manguera kelly y el cabezal
giratorio, conforman la mayor parte de los
componentes del sistema de circulación. Las bombas
son generalmente de alta presión y bajo volumen.
Deben tener la capacidad y la posibilidad de manejar
las presiones máximas de circulación o de superficie
que se anticipen para el trabajo.
La manguera Kelly es la conexión entre la
bomba y el cabezal giratorio de circulación. (Pueden
también usarse líneas Chicksan). Si se usa nitrógeno,
la manguera Kelly debe estar calibrada para servicio
con nitrógeno.
El cabezal giratorio está enroscado con la tubería.
Sirve como el punto de conexión para las mangueras
Kelly (o Chicksan). Debería usarse una válvula
de apertura completa entre la manguera Kelly y el
cabezal giratorio de circulación. De esta manera,
el cabezal giratorio y la manguera Kelly, pueden
cambiarse si fuera necesario.
GOMA ESCURRIDORA (STRIPPER RUBER)
El stripper de goma está ubicado normalmente
en la base del gato o debajo de la ventana. Es
un preventor de baja presión (menos de 3000 psi
[206.85 bar] ), que se utiliza para correr la tubería
hacia adentro o hacia fuera del pozo, sin utilizar
los arietes deslizantes. Esto permite un tiempo de
viaje más veloz. La goma escurridora o elemento,
se halla disponible en una variedad de materiales,
para diferentes aplicaciones.
La vida del stripper depende grandemente
de la presión del pozo, los fluidos del pozo,
la velocidad de los viajes y la condición de la
Un cabezal giratorio y sistema de circulación.
cañería. Las presiones por encima de 1500 psi
(103.43 bar), deteriorarán rápidamente el vástago
extractor. El stripper puede también usarse como un
goma de limpieza, para evitar la caída de desperdicios
en el pozo. Dependiendo del tipo y modelo del
stripper, puede recibir su energía del pozo. Debe
tomarse en cuenta que la presión pudiera quedar
atrapada debajo del stripper(como ocurre con un
preventor).
COLUMNAS DE PREVENTORES DE
REVENTONES
La columna de preventores de reventones para
snubbing, puede armarse sobre muchas cosas, como
por ejemplo encima de una columna de preventores
de reventones existente, en un cabezal de pozo, en
un árbol de producción, la tubería de revestimiento,
o la cañería. Los componentes que integren la
columna, variarán, dependiendo de las presiones y
tipo de trabajo que se esté efectuando. El diámetro
de la columna, como regla, no es mayor al requerido
para efectuarla tarea. Entre los componentes que
integran la columna, se incluyen:
Una bomba y unidad de potencia
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Circuito Igualador De Presiones
16-13
Ariete deslizante # 1
Línea de purga
Ariete deslizante # 2
Bomba en línea
Ariete de seguridad
A la izquierda: Una columna de preventores de reventones de extracción; a la derecha:
los componentes de una columna de preventores de reventones.
ARIETES
El preventor de ariete básico es muy versátil,
debido a las diferentes insertos del bloque de ariete
que pueden utilizarse. El diámetro, la capacidad de
presión, el tenor de H2S, número y tipos de ariete,
son todas variables que pueden ajustarse según la
necesidad de cada tarea en particular. Los tipos
de arietes usados comunmente en operaciones de
inserción, son:
Arietes deslizantes (stripping) - Los arietes
deslizantes son usualmente dos arietes superiores en
la columna de inserción, usados para los viajes de
cañería bajo presión. Los elementos de empaque,
están especialmente diseñados para darle mayor vida
útil en trabajo de inserción.
Arietes de seguridad - Un ariete de seguridad
es un ariete normal de cañería, que se usa como
un refuerzo para cerrar y sellar la presión cuando
se está cambiando los insertos del ariete deslizantes.
Podrían usarse uno o más arietes de seguridad,
dependiendo de la preferencia del operador, las
presiones ú otros factores.
Arietes ciegos - Los arietes ciegos no tienen
recorte en el bloque de ariete. Están diseñados para
cerrar y sellar en un pozo abierto. No cortarán la
cañería, ni tampoco la magullarán, ni doblarán.
Arietes de cizalla /cortadores - Los arietes de
cizalla o cortadores están diseñados para cizallar o
cortar la cañería en el pozo. Debe darse especial
consideración para asegurarse que las esclusas de
corte tengan capacidad para cortar el tamaño y
grado (de dureza del acero) que se esté usando, así
como las presiones de cierre necesarias para cortar
la cañería.
A menudo se usan multiplicadores o reforzadores
hidráulicos para incrementar la fuerza / área para
proveer una ventaja al cortar la cañería.
Arietes ciegos/ de cizalla - Los arietes ciegos/
de cizalla, proveen una combinación tanto de cizalla
para cortar cañería y luego ciegos para lograr un
efecto de sellado al pozo. Si las hojas de corte
están dañadas, podrían causar que los elementos
de sellado no puedan alcanzar el efecto de sello
ciego.
Arietes de cuña - Como su nombre implica, los
arietes de cuña tienen un tipo de inserción de cuña
dentada. La inserción toma el lugar del elemento
de sellado, de manera que estos arietes no sellarán
la presión. Los arietes de cuña están diseñados para
colgar la sarta y evitar que la misma rote.
Los segmentos dentados de las cuñas, deben
revisarse periódicamente. La herrumbre, el lodo
y los fluidos del pozo pueden dañarlas. Deben
hallarse limpias y afiladas. Reemplácelas si muestran
signos de desgaste.
Arietes de diámetro variable - Los arietes de
diámetro variable se hallan disponibles para cerrar
sobre más de un solo diámetro de cañería, sin tener
que cambiar los arietes. Son especialmente útiles
cuando se utilizan columnas combinadas, o cuando
el espacio impide colocar más arietes.
El ariete de
seguridad es el
respaldo cuando
se necesita
cambiar un
componente de
deslizamiento, ya
sea ariete o
stripper.
C APÍTULO 16
16-14
CIRCUITO DE IGUALACIÓN DE PRESIONES
El circuito igualador de presiones es un circuito
de tuberías de alta presión que van desde debajo
del ariete deslizante # 1, hasta debajo del ariete
deslizante # 2 Puesto que los arietes utilizan la
energía del pozo en grados variables, para abrir el
ariete # 2 con la presión que hay debajo del mismo, la
presión tiene que ser igualada en ambos lados para que
se abra. Se disponen válvulas manuales e hidráulicas
(como normalmente se hace para cualquier salida
de un preventor de reventones) a la salida de las
dos líneas desde el preventor de reventones. Estas
válvulas, generalmente son de bajo torque. Debe
usarse un estrangulador positivo dentro de la línea,
para reducir los efectos de ariete hidráulico de la
presión cuando se abre la válvula inferior.
Adicionalmente, se puede conectar una bomba
en línea, para usar la presión de la bomba para
igualar las presiones entre los arietes deslizantes. El
uso de esta línea mantiene la presión relativamente
constante y reduce el pistoneo hidráulico que puede
ocurrir cuando se están igualando estas presiones.
LÍNEA DE VENTEO
Puesto que el ariete deslizante # 1 podría o no
podría abrirse con la presión que lleva debajo, se
usa una línea de purga o línea de venteo debajo
de la misma, para ventear la presión después que
se ha cerrado el ariete deslizante # 2 Debe tenerse
siempre precaución al abrir el ariete # 1, aunque
la presión debiera purgarse cuando esta línea se
abra.
CARRETES ESPACIADORES
Los carretes espaciadores proveen la holgura
necesaria entre los arietes deslizantes para que entre
la unión, ú holgura para herramientas. Se usan
también para espaciamiento general de la columna y
para conectar la columna con conexiones existentes
en el pozo. Pueden usarse carretes de pequeño
diámetro interno entre componentes de preventores
de reventones de diámetro mayor, para proveer
rigidez adicional a la sarta de herramientas.
Los preventores
deben ser
probados en el
taller, después del
armado de
equipo y antes de
iniciar el trabajo.
CARRETES DE SALIDA
Los carretes de salida o aberturas de circulación
se usan para tener acceso al pozo. Un carrete
de salida siempre debería tener un preventor de
reventones (cañería y/o ariete ciego) debajo del
mismo, en caso de que hayan fallas de la salida.
Juegos de válvulas dobles, o bridas ciegas, se usan
en cada salida. Los carretes de salida se usan
generalmente para la circulación primaria. Al usar
el carrete de salida, el desgaste por la fricción del
fluido se minimiza dentro del cuerpo del preventor
de reventones y las aberturas de circulación.
LÍNEAS DE ESTRANGULACIÓN Y DE
AHOGO
Las líneas del estrangulador y de matado (hogo),
están conectadas a una abertura de circulación
o a otra salida en el conjunto de la columna.
Estas líneas proveen un sistema de circulación y
direccionamiento para bombear hacia el pozo o
extraer los retornos del pozo.
PRUEBAS DE LOS PREVENTORES
Los preventores y el equipamiento deben ser
probados en el patio del contratista, antes de su
transporte. En el sitio del trabajo, los procedimientos
de prueba para la columna de los preventores y
el equipamiento asociado variarán dependiendo de
varios factores. Los requerimientos del operador y
del contratista, el tipo y número de los componentes
de los preventores, la presión máxima esperada
del pozo, la capacidad especificada de la columna
de preventores, la capacidad especificada de la
cañería y el equipamiento de los múltiples, capacidad
especificada del equipamiento de fondo de pozo y
las regulaciones estatales y gubernamentales; todas
entran en consideración cuando se esté redactando
un procedimiento de prueba.
En general, todo el equipamiento que va a
ser sometido a presión, debe probarse primero a
baja presión (200 a 300 psi [13.79 a 20.69 bar]),
y después a la alta presión prescrita. Al probar
el equipamiento de válvulas de la columna, el
procedimiento usual es el de probar desde las
válvulas interiores hacia afuera. Debe tenerse
precaución al realizar las pruebas. Debe tomarse
en cuenta que podría quedar presión atrapada
durante las pruebas que podría ventearse y poner
inadvertidamente en peligro al personal.
Pruebe inteligentemente todo el equipo, y
dentro de sus límites de operación. No golpee con
un martillo ningún componente mientras se halla
bajo presión. Es esencial que todo el equipo resista
las presiones del pozo cuando esté en uso. Si existe
alguna duda en cuanto a la validez de la prueba,
o alguna pregunta sobre la integridad del equipo,
consulte con el representante del operador.
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
SISTEMAS DE PREVENTORES
DE INSERCIÓN
1 Todo el equipo de presión usado en la operación
de inserción (snubbing), debe tener una presión
de trabajo, por lo menos igual a la presión de
trabajo del árbol, de la columna del equipo o
del cabezal de pozo sobre el que se armará.
2 Los preventores deben ser cuidadosamente
inspeccionados y probados a presión plena en
el patio de maniobras, antes de enviarlos al
sito de trabajo. La fecha, presión de prueba
y procedimientos deben estar documentados y
acompañar a los preventores. Los preventores
deben ser probados cuando se los arma y
antes de iniciar el trabajo, a menos que
las aplicaciones lo dispongan de otro modo.
Asimismo en una locación donde haya H2S,
deberá verificarse que todos los componentes de
la columna tengan una certificación de servicio
en ambiente ácido, así como los múltiples de
circulación.
3 Los requerimientos para los controles de
preventores, varían considerablemente entre
operadores. Durante una reunión previa al
inicio de trabajos, deberá discutirse con el
operador los criterios del sistema de control.
Un sistema de control para preventores de
reventones, debe tener como mínimo:
A. Una bomba hidráulica dedicada al circuito
de preventores de reventones.
B. Un acumulador con volumen de 1 1⁄2 veces el
volumen de fluido utilizable requerido para
cerrar todos los preventores y actuadores de
válvulas; debe mantener una presión mínima
de 200 psi (13.79 bar) por encima de la
presión de precarga.
C. El sistema primario y los controles de trabajo
del preventor de reventones de seguridad,
deberán estar ubicados en la canasta de
trabajo. Las altas presiones y las condiciones
críticas de trabajo requieren de controles
que opere la cuadrilla de tierra, para la
válvula hidráulicamente controlada (HCR),
la válvula maestra de seguridad, válvulas
ciegas y las esclusas de corte.
D. Los controles de los arietes ciegos y de cizalla,
requieren guardas mecánicas para evitar su
accionamiento accidental. Adicionalmente,
todas las palancas de control deben estar
identificadas con etiquetas.
E. Los preventores de la columna deben estar
identificados con una secuencia numerada, y
el tipo de bloque de ariete de cada preventor
debe estar identificado con una etiqueta.
F. Los arietes de cizalla, deben tener una presión
de cierre disponible de 3.000 psi (206.85 bar).
4 Sistema de múltiples:
A. Todo el equipamiento de los manifold debe
tener una capacidad especificada que exceda
la máxima presión estimada de superficie.
B. Usualmente se prefieren los estranguladores
hidráulicos para trabajo con altas presiones.
Para las operaciones en que se tengan fluidos
abrasivos, se anticipa el taponamiento y el
congelamiento, se requieren un mínimo de
dos estranguladores con líneas separadas.
C. Deben usarse válvulas de esclusa o válvulas de
tapón, cañería de acero rígido y conexiones
de brida o de tipo WECO, en el equipo de
superficie expuesto a los fluidos del pozo.
D. La válvula lateral del árbol de surgencia
y su línea, deben usarse solamente para
el propósito de matar el pozo en una
emergencia.
La altura se convierte en problema cuando una
sarta concéntrica debe ser insertada en la sarta
primaria que se esté insertando.
16-15
La presión
especificada de
los preventores de
reventones y los
componentes del
múltiple, deben
exceder la
máxima presión
esperada en el
trabajo.
C APÍTULO 16
16-16
Las válvulas
antirretorno en
tándem, provee
una seguridad
adicional.
5 El fluido para matar el pozo debe mantenerse
en locación en caso de que se necesite para altas
presiones y trabajos de importancia crítica.
6 La longitud del(los) carrete(s) de espaciamiento
debe(n) ser suficiente(s) para contener la
longitud de cualquier componente de pesca, de
la sarta de tubería o de el conjunto de fondo de
pozo (BHA) que se bajará o sacará bajo presión
7 Stripper / anular: Las unidades de stripper
anular se limitan a presiones de pozo menores
a las 3000 psi (206.85 bar) en cañería que no
tenga collares. Las presiones por encima de las
1500 psi (103.5 bar), disminuirán rápidamente
la vida del elemento del stripper. El stripper
deberá estar equipado con una válvula de
purgado. Durante la extracción de ariete a
ariete, esta válvula generalmente se halla en la
posición de abierta.
B. Puede(n) usarse preventor(es) anular(es) para
presiones mayores a las 3000 psi (206.85
bar), para tamaños desiguales de cañería,
collares de perforación, cañería con recalque
(external upset) o para las operaciones de
rotado, fresado y perforación. Los arietes
de vástago son más seguros para usarlos con
cañería estándar.
C. Si se usa un anular, deberá instalarse un
botellón chico de acumulador, adyacente a
la abertura de cierre sobre el anular, para
compensar la entrada de la unión de la
herramienta y su paso a través del preventor.
8 Arietes
A. Los arietes de corte pueden requerir de una
presión de operación de 3000 psi (206.85
bar), un pistón de operación grande, un
pistón impulsor (booster) y un preventor de
tamaño mayor para cortar sartas de cañería
específicas. Generalmente no se diseñan
arietes de corte de diámetros menores (4
1/16 de pulgada) para sellar después del
corte.
B. Los arietes de cuña generalmente se diseñan
para agarrar solamente en una dirección.
Para aplicaciones que requieren un agarre
contra la torsión, la ranura de la cuña tendrá
que modificarse.
9 Verifique que el diámetro de la columna de los
preventores de reventones, sea suficientemente
grande como para que pasen todas las
herramientas que se correrán durante la
operación. Calibre la columna de preventores
antes de instalar la unidad de gatos.
10 Los bloques de arietes podrían no centrar
cañería de diámetros menores en preventores
de reventones de diámetro mayor. Los
procedimientos de operación tendrían que ser
alterados para ayudar a centrar la cañería.
11 Cuando se hace crítica la posibilidad de que
la cañería de diámetro menor se pandee, un
carrete espaciador de pequeño diámetro interno
podría evitar este daño.
12 No se recomienda la reparación en locación
de las bridas, alojamientos de anillos o
alojamientos de pernos.
HERRAMIENTAS DE FONDO
DE POZO
El trabajo a presión requiere el uso de equipo
adicional y a menudo especial en la sarta. La
consideración principal es la de evitar que la presión
fluya descontroladamente subiendo por la sarta.
VÁLVULAS DE CONTRA- PRESIÓN
(VÁLVULAS DE RETENCIÓN)
La válvula de contra- presión evita el flujo
hacia arriba por el interior de la sarta. Permitirá que
haya flujo hacia abajo, siempre que la presión de la
bomba exceda la presión del pozo, más la fuerza que
toma abrir la válvula de retención. Los dos tipos
más comunes de válvulas de retención son las de
bola y asiento y las de aleta (charnela).
La válvula de bola y asiento consiste en una
bola sujeta en un asiento de sellado por un resorte.
La presión hacia abajo empuja la bola, separándola
del asiento para permitir la circulación. Cuando
cesa la presión hacia abajo, la bola es empujada
de nuevo contra el asiento, y se logra el efecto de
sello. El sellado es también ayudado por la presión
del pozo. El trabajo con líneas de cable no puede
hacerse pasada la ubicación de este tipo de válvula.
La válvula de aleta o flotadora consiste en una
aleta sostenida en un asiento de sello por un resorte.
La apertura y cierre de este tipo de válvula es lo
mismo que la de bola y asiento. Si es necesario, el
trabajo con líneas de cable puede efectuarse con este
tipo de válvula de contra- presión.
NIPLES
Debe colocarse un niple de asiento por encima
de la válvula de contra- presión. Este niple tiene un
perfil que aceptará un dardo o tapón para sellar la
sarta, en caso de que la válvula de contra- presión
fallara. Esto permite que la sarta pueda extraerse
para reemplazar las válvulas de contra- presión que
fallen. El perfil de estos niples de fijación puede
también aceptar los dardos del tipo para válvula de
contra- presión, de manera que el trabajo puede
continuar si es necesario.
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
16-17
Otra forma de describir esto es que si es necesario
forzar la cañería dentro del pozo, eso es inserción. Si
es que cae por su propio peso, eso es deslizamiento.
El punto de equilibrio es la profundidad a la que
se ha corrido suficiente cantidad de cañería, para
pasar de deslizamiento a inserción. También se
usan los términos de cañería pesada (stripping) o
liviana (snubbing) para las situaciones explicadas
líneas arriba.
INFORMACION PREVIA A
INICIAR EL TRABAJO
La parte crucial de cualquier operación es la
planificación y luego la implementación. Antes
de que comiencen las operaciones deben hallarse
disponibles la información sobre el pozo y los
lineamientos de las operaciones planificadas. Debe
sostenerse una reunión sobre seguridad, previa al
trabajo, con todo el personal involucrado. La
operación que se realizará deberá discutirse con el
personal involucrado. Deben asignarse instrucciones
paso por paso y deberes de tareas específicas.
Debe tenerse disponible la información general
y específica sobre el pozo. Esta información
deberá ser registrada en formularios provistos por la
compañía o contratista, y deberán ser firmadas por
el representante de la compañía y el supervisor de
inserción. La información previa al trabajo incluye
lo siguiente:
Una válvula de retención.
INSERCIÓN VERSUS DESLIZAMIENTO
No obstante que la palabra inserción (snubbing)
se utiliza en este manual, hay otro término que
pueda que usted escuche en conexión con este tipo
de operación, que es el deslizamiento (stripping). La
diferencia es simple:
Inserción - la presión que se ejercerá sobre
la superficie de la cañería es mayor que el peso
de la cañería. La cañería tendrá que ser forzada
hacia abajo, dentro del pozo y deberá sostenérsela
mecánicamente.
Deslizamiento - la presión que se ejercerá sobre
el área de la cañería es menor que el peso de la
cañería. El peso de la cañería es suficiente para
vencer la fuerza del pozo.
HISTORIAL DEL POZO
w Historial general como la fecha en que se
perforó y completó, fechas de los trabajos de
rehabilitación o reparación, trabajo con líneas de
cable, etc.
w Características del reservorio, permeabilidad, etc.
w Historial de la producción de arena / agua
w Problemas de la zona / campo / pozo /
plataforma.
w Erosión, herrumbre, parafina, problemas de
corrosión
w Historial de la producción
POZO Y ESTADO DEL MISMO
w Longitud de la tubería, tamaños; diámetro
máximo externo y mínimo interno, peso y grado
de cada sarta; tipos de conexiones o accesorios
Inserción: Cuando
la cañería debe
forzarse dentro del
pozo, contra la
presión del pozo.
C APÍTULO 16
16-18
Una
planificación
apropiada y
equipamiento
de seguridad
(izquierda),
son esenciales
para tener
operaciones
seguras
(derecha).
w Tubería de revestimiento: Longitud, tamaños,
La planificación
de un trabajo
seguro requiere
de la información
del pozo.
diámetro exterior máximo y diámetro interior
mínimo de cada sarta, peso y grado de cada
sarta, tipos de conexiones o uniones.
w Tipo y tamaño de todas las conexiones del
cabezal de pozo.
w Tipo de SCSSV (válvula de seguridad de
subsuelo), presión de cierre / apertura, diámetro
interno mínimo y profundidad.
w ¿Están todas las válvulas de seguridad
desbloqueadas?
w Tipo, profundidad y diámetro interior mínimo
de todas las herramientas y niples.
w Profundidad del pozo, tanto la medida como
la vertical verdadera. En los pozos dirigidos, el
perfil del pozo debe estar incluido, (punto de
partida de la desviación, ángulo de desviación,
etc.)
w Ubicación del nivel cero, desde donde se inician
todas las mediciones (Usualmente es la Elevación
del Buje Kelly).
w Altura desde el cabezal del pozo a cada
componente del árbol, columnas de preventores,
ventana, gato y canasta.
w Tipo de terminación del pozo.
w ¿Se aplica al pozo elevación por gas?
w Profundidades de punzados.
w Profundidad del relleno o arena (se es aplicable).
w ¿Cuál es la máxima presión de superficie? ¿La
tubería de revestimiento y la cañería, van a salirse de
especificaciones? Los límites máximos de presión de
la tubería de revestimiento (casing) y de la cañería
(tubing; tubería), deben ser establecidos para poder
hacer la inserción y todo el personal presente debe
ser informado de esos límites.
w ¿Cuál es la presión de flujo de fondo de pozo?
w ¿Cuál es la presión estática de fondo de pozo?
w ¿Cuál(es) es(son) la(s) presión(es) de flujo en la
cañería?
w ¿Cuál(es) es(son) la(s) presión(es) de cierre en la
cañería?
w ¿Cuál(es) es(son) la(s) presión(es) de cierre en la
tubería de revestimiento?
w ¿Qué tipo de fluido de terminación se halla en la
tubería de revestimiento?
w ¿Se sabe de la existencia de obstrucciones o
problemas?
w ¿Que tipo de fluidos se produjeron? ¿Hubo
producción de fluidos corrosivos (CO2. H2S, etc.)?
w Profundidades de todas las zonas capaces de producir,
presiones y tipos de fluidos de esas zonas.
w Información de las grúas. Antigüedad, extensión,
capacidad, etc.
w Longitud de la pesca, longitud de las herramientas.
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
SEGURIDAD
La seguridad de todo el personal involucrado
en la operación es de principal importancia. Deberá
sostenerse una reunión previa al trabajo, para
asegurarse que todos conocen exactamente que es
lo que se supone que deben hacer, que ropa deben
usar, y los peligros a los que estará expuestos. La
seguridad, el entrenamiento y las discusiones, deben
incluir:
w Una explicación de la ropa adecuada, guantes,
protección ocular, protección de la cabeza,
protección auditiva, protección contra
salpicaduras, protección para los pies y equipos
respiratorios si es que se hallaran presentes gases
16-19
tóxicos.
w Ubicación y funciones del sistema de paro de
emergencia (ESD). Uno debe estar ubicado en la
canasta y otro en el área del supervisor.
w Explicación sobre el manejo seguro de productos
químicos. Acciones de contingencia si ocurre un
derrame.
w Evacuación de emergencia del sitio y/o de la
plataforma.
w Evacuación de emergencia de un trabajador
lesionado.
w Comunicaciones. A menudo la unidad
de inserción se halla armada a una altura
considerable del suelo. Esto significa que
la comunicación puede hacerse dificultosa.
Dispóngase del equipo de manera que el
operador pueda ver al operador de bombas
y a todos los involucrados.
Un sistema primario (walkietalkie, intercomunicador,
teléfono, etc.) y uno de
respaldo (señales con las
manos, etc.) deben ser ambos
funcionales y conocidos por
todo el personal involucrado.
w Manejo seguro de todo
el equipo, especialmente
durante el transporte,
descarga, armado y
desarmado.
w Probado del equipo y
manejo seguro de la
presión.
w Procedimientos de cierre
de pozo, y planes de
contingencia para contener
la presión.
w Todo el personal debe estar
apercibido de las áreas y
equipos peligrosos.
w Establecer al menos dos
vías de escape de la canasta.
Una unidad
hidráulica, armada
sobre un árbol de
producción.
Deberán existir
sistemas de cierre
de emergencia
en la canasta y
también en el
área del
supervisor.
C APÍTULO 16
16-20
PREPARACIÓN DE LA
LOCACION / SITIO
La ubicación debe
ser cuidadosamente evaluada
para lograr un
óptimo armado
del equipo.
Las locaciones varían bastante.
Deberán
efectuarse modificaciones a los procedimientos de
la disposición general del equipo. Condiciones
tales como el tamaño, peso, tipo de estructura, la
contaminación y las restricciones de la vida silvestre
en el medio ambiente natural, la reducción de ruido
junto con la regulaciones estatales y gubernamentales,
podrían dictar que se use un procedimiento diferente
al normal para armar el equipo.
A continuación, se muestra un procedimiento general:
1 Obtener los permisos necesarios, etc.
2 El personal de producción deberá haber probado
y cerrado la válvula de seguridad SCSSV (donde
sea aplicable). Registrar los datos depresiones de
flujo y cierre.
3 Debe considerarse la necesidad de proveer
sujeciones estructurales para resistir
las cargas dinámicas del equipo de
inserción sobre el cabezal de pozo
y/o la tubería de revestimiento de
superficie. Como regla práctica:
La carga y la torsión sobre el árbol
- usualmente hasta las 200000 lbs
(90719 kg) no hay ningún problema;
por encima de estos valores, deben
efectuarse cálculos. Ante cualquier
duda, usar la sub - estructura.
4 Posicione el equipo de manera que
permita la realización del trabajo.
5 No bloquee las rutas de escape
existentes. Provea rutas de escape
para el personal de inserción.
6 Restrinja las áreas donde se
esté usando tubería con alta
presión y conjuntos de mangueras
hidráulicas.
7 Posicione el equipo de control
del preventor de reventones
secundario, basado en tierra, a una
distancia segura del cabezal del
pozo, de manera que permita una
vista plena del área de la canasta de
trabajo.
8 Posicione el equipo de control del
preventor de reventones terciario,
detrás de una pared cortafuego, si
es posible.
9 Alinee el sistema de estranguladores, con el
mínimo de cambios de dirección.
10 Posicione los sistemas de la bomba de lodos para
permitir una vista sin obstrucciones de la canasta
de trabajo.
11 Posicione los motores para dirigir los escapes
lejos de las líneas de flujo o áreas que contengan
fluidos de pozo.
12 Podrían requerirse procedimientos especiales
donde el arbolito y la envoltura del conjunto del
colgador de tubing tengan que retirarse antes de
conectar la columna de inserción.
13 Deberían conocerse la dirección y velocidad de
los vientos prevalecientes.
El espacio a menudo es un problema.
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
14 Los motores y las unidades de potencia
hidráulica deben posicionarse lejos del pozo, y
también lejos de las líneas de flujo y líneas de
alivio de presión. Cuando sea posible, coloque
estos y cualquier otra posible fuente de ignición,
por debajo y a sotavento del pozo o las líneas
de flujo. La colocación de estas líneas, no deber
interferir con las operaciones de control del pozo.
15 Anote y marque la colocación de los tableros de
control remoto del operador y las estaciones de
paro de emergencia.
16 Localice los puntos más adecuados para el
anclaje del equipo.
17 Disponga el equipo de manera que se pueda
aprovechar la grúa de la mejor manera posible.
18 Anote y marque la ubicación de los pozos
adyacentes.
EQUIPAMIENTO
Debería proveerse una lista de todo el equipamiento que se podría usar y la función de tal equipamiento. El equipo debe estar dispuesto de tal manera
que sea accesible. Esto podría requerir pensar
adicionalmente como disponer los diversos componentes, especialmente en plataformas pequeñas, donde el
espacio es limitado. Considere los siguientes puntos:
w Deberían discutirse los procedimientos de
armado y desarmado del equipo, especialmente si
no es una secuencia estándar.
w Como armar y bajar el conjunto de fondo de
pozo.
w Capacidades de los equipos (Presiones y cortes
con gas agrio).
w Las estaciones de control de los preventores
y la unidad de cierre, deberían estar ubicadas
lejos del pozo.
Cuando se esté armando el equipo de inserción:
1 Deberían instalarse los manómetros de presión
y/o los registradores gráficos para controlar las
presiones anulares de la cañería y la tubería de
revestimiento.
2 Inspeccione todo el equipo de inserción para
verificar si no se han producido daños durante
el transporte y para ver su condición general.
Haga una doble verificación de los siguientes
componentes, según se indica (como mínimo):
A. Gato / Carrera Larga: la configuración
apropiada y la instalación del tubo guía de
cuñas y el stripper.
B. Canasta de trabajo: Afloje la válvula del
indicador de peso del insertador (si está
puesta). Revise las cuñas viajeras para
verificar su configuración apropiada, la de
las inserciones de dados y sistema de plato
guía. Revise la condición del cable del
guinche y la guía de elevación o tocones,
coloque algunos.
C. Sistemas de preventores de reventones,
tuberías y múltiples:Revise las áreas de
sellado para ver si tienen picaduras de
corrosión, cortes por flujo, rayaduras, etc.
Limpie la grasa, pintura, etc. de las ranuras
de los anillos. No se recomienda hacer
en el sitio la reparación de bridas, roscado
de alojamientos de pernos, o ranuras de
anillos dañadas, Inspeccione las cuñas
de ariete en sus características de sujeción
direccional (arriba, abajo, torsión o sus
combinaciones). Verifique el diámetro
interior del equipamiento de preventores
de reventones, calíbrelo si es necesario.
D. Ventana de trabajo: Se requiere una
plataforma de trabajo. Inspeccione el
sistema del tubo guía, (requerido para
el trabajo a presión) para verificar la
configuración e instalación apropiadas.
E. Sarta de trabajo y componentes: Verifique
los grados de dureza de la cañería, la
condición del material tubular para las
operaciones de introducción y extracción
de tubería a presión y revise los certificados
de inspección. Los requerimientos de
inspección de la sarta de trabajo varían
según los operadores.
En general, el trabajo a baja presión (3000 psi ó
206.85 bar) requiere por lo menos las siguientes
inspecciones, como mínimo:
w Inspección visual.
w Medida y condición de los hilos de roscas
w Calibre A.P.I. total
Usualmente, el trabajo de alta presión también
requerirá las siguientes inspecciones:
1 Prueba de presión con el fluido recomendado:
agua o gas, para anticipar las presiones máximas.
2 EMI (interferencia electromagnética) usando
prueba de detección longitudinal y transversal
del 10%, para la calibración de la unidad (difícil
para tubulares de diámetros menores).
3 Area Especial del Extremo (para trabajos de
importancia crítica considere magnetismo en
húmedo [Wet mag] o inspección con tintura
penetrante).
16-21
Deberán usarse
listas de verificación
y sentido común,
durante el armado
y desarmado del
equipo.
C APÍTULO 16
16-22
ARMADO DEL EQUIPO
1 Antes de efectuar el armado sobre un árbol de
producción, deberá reemplazarse los adaptadores
roscados o de unión rápida, con una válvula de
seguridad a bridas.
2 Conecte los manómetros de presión y dispositivos
registradores a las sartas de tubería de
revestimiento y la(s) línea(s) de control de la
válvula de seguridad SCSSV.
3 Prepare el árbol de producción para conectarlo.
Registre las vueltas para el cerrado total de
las válvulas del árbol.
Enroscar (cerrar) la corona.
Enroscar la válvula maestra inferior
Enroscar la válvula maestra superior
Enroscar la lateral
Revise el manual para conocer la operación apropiada.
Trabe en posición de abierto con los tapones fusibles.
4 Cuando se monta encima de cañería de
perforación con una válvula esclusa adaptadora,
se deberá sujetar la válvula a la mesa rotatoria.
5 Ventee cuidadosamente la presión debajo de la
tapa del árbol y retírela. Esto podría lograrse
desenroscando cuidadosamente el vástago del
manómetro. Una vez que la presión empieza
a ventearse, detenga el desenroscado hasta que
la presión se purgue. Maniobre balanceando el
vástago, para ver si se alivia algo más de presión.
6 Conecte el sistema de preventores de reventones,
según el programa de trabajo. Inspecciones las
empaquetaduras de anillo y limpie las ranuras
de los anillos. Use solamente empaquetaduras
NUEVAS, de un diseño compatible con los
fluidos del pozo. Debe usarse equipo hidráulico de
enroscado para los trabajos de importancia crítica.
Los componentes
de una unidad de
snubbing deben
asegurarse para
que no occuran
movimientos
laterales.
7 Instale cables adicionales de rienda o anclaje, por
cada 15’ (10.67 m) de altura de la columna.
8 En sitios costafuera, asegure lateralmente el
sistema de preventores de reventones en la
cubierta principal. Cuando se esté instalando
el equipo dentro de una torre de perforación
/ terminación, las cuñas del equipo pueden
ajustarse en el carretel del riser para lograr
soporte adicional.
9 Arme el conjunto del marco del gato según
el programa de trabajo. Los cables de
rienda DEBEN estar asegurados y la unidad
nivelada antes de desenganchar la grúa de los
cáncamos. Las mangueras de alimentación del
gato, usualmente se conectan antes de levantar el
marco del gato.
Los cables de rienda o sujeción, minimizan las tensiones de
doblado sobre el equipamiento del cabezal del pozo.
Asegure los ganchos de carga con soga o cable
de seguridad o su equivalente.
A. Deberán usarse un mínimo de cuatro (4)
cables guía por cada 30’ (9.14 m), para
sujetar la unidad de inserción.
B. Debería considerarse poner cables guía
adicionales cuando la altura total a la canasta de
trabajo es más de unos 35 pies (10.67 m) y
/ o donde los vientos pudieran ser un factor
adverso.
C. Los vientos de anclaje deben ser probados a
la tracción según las especificaciones API, o
conectar los vientos a riostras de la torre de
perforación o puntos de anclaje estructural.
Para ubicaciones en tierra, deben marcarse
los vientos (y la cabeza del poste grúa) con
cinta reflectante.
10 Asegúrese que los métodos de escape estén
instalados y en condición operativa antes de
comenzar la operación de inserción.
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
11 Se requerirá una unidad de ventana cuando los
componentes de la sarta de trabajo no pasen a
través de la abertura o las cuñas de la unidad
de inserción.
12 Debe instalarse firmemente un tubo guía
(tubing) para centrar la tubería en la ventana,
para proveer soporte lateral a la tubería de
diámetros exteriores menores. Se requiere una
plataforma de trabajo y barandas de seguridad
cuando se maneja equipo en la ventana.
13 Arme la canasta de trabajo, el guinche, el poste
grúa o pluma, el sistema de control de los
preventores y otros equipamientos.
14 Efectúe una revisión visual para localizar fugas
y repararlas.
15 Asegure todos los recipientes y la tubería que
llevará presión, tales como los múltiples, líneas
de flujo y tuberías Chicksan con cables, cadenas
u otro dispositivo restrictivo.
16 Revise los lubricantes de los motores. Deben
disponerse pailas de goteo u otros métodos
adecuados para recoger y contener fluidos,
alrededor de la base de la columna de inserción,
las bombas y los motores. Provéase un método
de manejo, almacenaje y disposición de aceites,
productos químicos, etc.
17 Abra los desvíos hidráulicos
(bypass) y arranque el motor
Algunas operaciones requieren una planificación cuidadosa para la ubicación de
los vientos de anclaje.
(obtenga Permisos para Trabajo
en Caliente). Revise para ver si
hay fugas y repárelas.
18 Revise los manómetros y
medidores del motor y el nivel
del depósito de fluido
hidráulico.
19 Regule el sistema de presión
para permitir la prueba de
funcionamiento.
20 Pruebe el funcionamiento de
todos los sistemas. Pruebe
todas las líneas hidráulicas a
la máxima presión de trabajo
especificada (sin exceder las
3000 psi o 206.85 bar).
21 Ajuste los sistemas hidráulicos
según el programa de operación.
Registre las lecturas.
22 Regule la presión y la fuerza del
gato (a un máximo del 70% de
la carga de pandeo para Cañería
Liviana, 80% de la carga de
tracción para Cañería Pesada).
23 Regule la presión de contrapeso
(normalmente 1500 psi [103.43
bar]).
24 Regule la presión de rotación y la
torsión (la torsión recomendada
de roscado, corregida por la
tracción y compresión tubular,
la presión del pozo y la presión
interna).
16-23
Donde sea
posible, deben
proveerse dos
métodos de
ingreso y escape.
C APÍTULO 16
16-24
Debe probarse el
sistema de
comunicaciones
de la canasta de
trabajo con el
piso.
25 Regular la fuerza de presión / torsión a las
torsiones recomendadas para el enroscado.
26 Regule la presión de operación del preventor
de reventones a los valores especificados.
27 Regule la presión de las cuñas.
28 Regule la presión del circuito auxiliar.
29 Enjuague internamente el sistema de preventores
de reventones, tuberías, bomba y múltiples, con
fluido de prueba.
30 Instale los tramos de cañería de prueba con
un “zapato de mula” o un protector de roscas
metálicas para proteger la conexión.
31 Pruebe a presión (baja, alta) los preventores, las
cuñas de inserción y el equipo de múltiples,
según el procedimiento escrito. Los preventores
podrían operarse a contra- presión para asegurar
su buen funcionamiento. (NOTA: La presión
interna de la columna aumentará durante esta
prueba; controle cuidadosamente la presión de
la columna de los preventores de reventones,
para evitar que se exceda la presión especificada
de trabajo).
32 Pruebe a presión las válvulas de contrapresión
(BPV), los conjuntos de acoples, válvulas de
seguridad, y otro equipamiento. Los strippers
anulares y los preventores anulares deben como
mínimo, probarse a 1.25 veces la presión
de uso anticipada en el pozo, sin llegar a
exceder la presión de trabajo especificada. Las
subsiguientes pruebas de preventores deben
ser realizadas por lo menos una vez por
semana. Durante la introducción y extracción
de tubería, debe probarse el funcionamiento
de los arietes de seguridad, para revisar si no
hay formación de hidratos en la zona superior
(en pozos de gas).
33 Instale una “línea de bajada”, si es que los
tubulares que van a manejarse son mayores a
2 1/16 de pulgada (52.39 mm) de diámetro
externo.
34 Instale equipo de seguridad adicional según
sea necesario para manejar fluidos de pozo
caústicos, ambiente de H2S, etc., (duchas, lavaojos, sistema de lluvia contra incendio, etc.)
35 Calibre las válvulas de seguridad, reducciones,
conjunto de fondo de pozo, y componentes de
trabajo de la sarta, según se requiera.
36 Revise el funcionamiento del sistema de
comunicaciones y revea las señales de mano o
comunicación alternativa.
37 Localice y pruebe el funcionamiento de los
sistemas de control de incendios.
38 Instale el conjunto de fondo de pozo en la
columna de los preventores. Efectúe pruebas
de flujo (donde sea aplicable).
39 Posicione el conjunto de fondo de pozo
6 pulgadas (152.5 mm) por encima de la
válvula de corona / ariete ciego del árbol de
producción. La válvula de seguridad SCSSV
deberá estar trabada en posición abierta y
la presión de línea de control monitoreada
durante esta operación. Restablezca los
preventores de reventones según la Prueba Shell.
40 Configure los preventores y las válvulas para
ingresar a pozo, use el ariete de deslizamiento
(stripper) para contener la presión de la
columna. Instale las cuñas de Cañería Liviana y
de inserción y presurice el sistema de preventores
a la presión de cierre del cabezal de pozo.
41 Ingrese al pozo con la sarta de trabajo y
efectúe el trabajo según el programa de trabajo.
Téngase cuidado al deslizar el conjunto de
fondo de pozo a través del equipo de superficie,
la válvula de seguridad SCSSV, los niples de
perfil, y otros componentes de la sarta de
producción. Calibre, cuente y lave la tubería
según se requiera. Revise el peso de la sarta de
trabajo cada 1000 pies (304.8 m) (levántese un
tramo entero).
42 Efectúe el trabajo según la especificación.
Moviendo tuberías bajo presión.
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
16-25
entre arietes.
6 Provea un preventor más del tipo de ariete (que
se encuentre en excelentes condiciones) de los
que se requieran y colóquelo en el fondo de
la columna de preventores de reventones, para
seguridad adicional.
7 Instale las líneas igualadoras de presión, en el
carrete entre los arietes hasta la salida # 2.
permitiendo una fuente perfecta de igualado.
8 Instale un dispositivo regulador de presión en
el acumulador, de manera que la presión
del acumulador sobre los arietes pueda
ser disminuida, según la recomendación del
fabricante del preventor de ariete. Esta es una
medida crítica para prolongar la vida de los
arietes.
9 Pinte una marca de deslizamiento en la cañería
a insertar. Esta debería medirse desde el
macho de la unión. La distancia de la marca,
dependerá de la distancia desde el medio de
los arietes deslizantes # 1 y # 2. hasta la mesa
rotatoria en el área de trabajo.
La inserción de tubería contra presión es un esfuerzo
coordinado.
43 Restablezca la regulación del gato hidráulico
cuando:
A. La sarta de trabajo pase a Cañería Pesada (o
Cañería Liviana, se es aplicable).
B. Al cambiar el área efectiva del Gato
de Inserción (cambiando de 2 a 4
patas, cambiando la regeneración ingreso /
salida).
UN PROCEDIMIENTO GENERAL DE INSERCIÓN
1 Instale la(s) válvula(s) de contra- presión,
conectores y/o la válvula de retención.
2 Instale un niple de diámetro liso encima de las
válvulas de los preventores de reventones.
3 Instale una válvula de seguridad de apertura
plena.
4 Asegúrese que la válvula de seguridad esté abierta
antes de que ingrese al pozo.
5 Conecte preventores y carretes adicionales, según
se necesite para permitir que la unión quepa
10 Circule o lubrique, sacando todo el gas y
reemplácelo con lodo. Este paso es opcional,
pero es razonablemente fácil de hacer, y permite
que el control del pozo sea mucho más preciso
si es que puede lograrse antes de que comience
la operación de inserción en sí.
11 Con el ariete de deslizamiento inferior (#2)
cerrado, baje la rosca de unión hasta 1 pie (0.3
m) del ariete.
12 Cierre el ariete superior (# 1) por encima de la
rosca de unión.
13 Iguale el carrete entre los arietes superior (# 1)
e inferior (# 2),
14 Abra el ariete (# 2) debajo de la rosca de unión.
15 Deslice o empuje la cañería en el pozo siendo
cuidadoso de no deslizar porciones muy largas,
que pueden doblar la cañería. Pare con la
siguiente rosca de unión justo encima (1 pie ó
0.3 m) del juego de arietes superiores. NUNCA
toque el preventor con la rosca de unión.
16 Cambie de nuevo al ariete # 2. listo para la
siguiente rosca de unión. Purgue el gas / lodo
por encima del ariete # 2
17 Al bajar un tramo nuevo de cañería en el pozo,
es necesario purgar un volumen de fluido, igual
al volumen del tubo de acero. También resulta
deseable lubricar el exterior de la cañería con
un buen lodo de gel, aceite, o una mezcla de
aceite con grafito o grasa de buena calidad.
Los procedimientos
de inserción
pueden variar
considerablemente
de acuerdo al tipo
de trabajo.
C APÍTULO 16
16-26
Esté atento a los siguientes puntos:
w Si se fijan las cuñas en una rosca de unión en
el modo de cañería liviana, la cañería puede salir
despedida del pozo.
w Pueden ocurrir fluctuaciones en el peso efectivo
de la cañería cuando una rosca de unión pasa
a través del deslizador/ preventor anular. El
área incrementada puede cambiar bruscamente
de cañería pesada a cañería liviana.
w Algunas empresas de servicios, insertan la cañería
vacía hasta que empieza a flotar. Luego se fijan
las cuñas pesadas y se llena la cañería. Las cuñas
de inserción pueden entonces se continúa el
viaje.
FALLA DEL EQUIPAMIENTO,
SUPERFICIE
Complicaciones
siempre se
esperaran y un
plan de contingencia se debe
tener.
Durante cualquier operación de inserción,
debe siempre recordarse que pueden ocurrir
complicaciones y fallas. Pocas operaciones se
completan sin incidentes. Pueden tenerse
consecuencias desastrosas si es que no se han trazado
y discutido planes de contingencia, o si el personal
no está familiarizado con las posibles soluciones a
los problemas. Cuando se presenta un problema,
generalmente prevalece un curso de acción de
sentido común. Sin embargo la experiencia, la
planificación y los procedimientos de la compañía,
podrían dictar las soluciones necesarias. Este es el
razonamiento sobre el que se basan las reuniones
previas al trabajo y las de seguridad.
Los sistemas de inserción de hoy en día están
bien equipados para recuperar o retener el control
en la eventualidad de una falla de equipo, debido
a su capacidad de inyectar tubulares dentro de un
pozo presurizado. No obstante que se hacen todos
los esfuerzos posibles para minimizar las fuentes de
falla, algunas fallas como la rotura de una goma
de stripper, de una esclusa deslizante y de un dado
de cuña, pueden considerarse como algo que va a
pasar. Si ocurre una falla, se requiere una inmediata
y calificada acción para minimizar o eliminar efectos
secundarios o condiciones peligrosas.
Si ocurre una falla, uno o más preventores de
reventones deben cerrarse. Mientras haga funcionar
más de un preventor, ciérrelos individualmente (no
haga funcionar dos a la vez). Si la unidad tiene
una unidad de cierre separada (no un circuito
separado), los preventores podrán cerrarse en una
rápida secuencia. En todas las situaciones, la pérdida
o desconectado parcial de los sistemas de control
secundario o terciario, debe ser inmediatamente
reportada al representante del operador. Las
Las cuadrillas de inserción deben estar en guardia por
posibles problemas.
fallas pueden tener consecuencia sobre operaciones
simultáneas, desconocidas para la cuadrilla de
inserción.
Algunas complicaciones y fallas así como las
soluciones generales se dan líneas abajo. El personal
a cargo del equipo y el representante del operador,
deben darle el tratamiento adecuado a cada falla
/ complicación, sobre una base de caso por caso,
fundamentada en los hechos reales, llegando a la
solución del problema que sea la más segura, y más
factible.
FALLA DE LA UNIDAD DE POTENCIA
Deberían tenerse dos unidades de potencia
hidráulica disponibles, especialmente en pozos de
alta o extrema presión.
Como con cualquier
operación, se requieren planes de contingencia,
y a determinado personal debería asignársele
responsabilidades particulares. Si ocurre un paro
total de la unidad de potencia en uso, el personal
de la canasta de trabajo y el personal de tierra deben
desempeñar sus responsabilidades asignadas. Éstas
incluyen
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
GRUPO A (PERSONAL DE LA CANASTADE
TRABAJO - MÍNIMO DOS PERSONAS)
1 Posicione la rosca de unión con el extremo
hembra (box) al nivel de la canasta (si es
posible).
2 Cierre tanto las cuñas estacionarias como las
viajeras, según se requiera para sujetar la sarta
de trabajo.
3 Instale la válvula de conexión en la posición de
abierta.
4 Cierre el ariete de seguridad superior (cañería).
5 Cierre los dos arietes deslizantes.
6 Asegure las cargas soportadas por el guinche del
contrapeso con una grampa.
GRUPO B (PERSONAL DE TIERERA NORMALMENTE TRES PERSONAS)
1 Trabar el ariete superior de seguridad.
2 Trabar los dos arietes deslizantes.
3 Transferir las mangueras del sistema a la unidad
de potencia de respaldo.
4 Arrancar la unidad de potencia de respaldo.
5 Confirmar que todos los circuitos hidráulicos
están en condiciones operativas.
6 Regular los sistemas de seguridad y las
presiones, según se necesite.
7 Detectar fallas y reparar la unidad de potencia
fallada, si es posible.
Cuando se cambia el sistema de mangueras y se
completan las tareas de re- arrancado del motor, el
representante del operador y supervisor de inserción
que tenga mayor rango, deben evaluar la capacidad
operativa de la unidad para continuar con las
actividades de inserción usando o sin usar el equipo
de potencia de respaldo.
El mal funcionamiento o falla de un sub sistema de la unidad de potencia, que no dé por
resultado un paro del equipo, deberá ser evaluado
sobre una base individual.
FALLA DE CUÑAS
Las cuñas de potencia son actuadas típicamente
4 o 5 veces por tramo de cañería. Esto puede gastar
el filo de los dientes de la cuña. Asimismo los
fluidos de terminación o el encostramiento de la
herrumbre en las inserciones de dado de las cuñas,
pueden ocurrir bastante rápidamente bajo ciertas
condiciones. Ambas pueden dar por resultado que
las cuñas no tenga un agarre apropiado de la cañería.
Puesto que las cuñas son parte de un programa
de control de pozo en el trabajo de inserción, debe
darse un cuidado y mantenimientos apropiados a
las cuñas, conviriténdose en parte de la operación.
Esto incluye el cepillado con cepillos de alambre
y el reemplazo de los dados gastados o rotos.
Ante la ocurrencia de una falla de cuñas:
1 Cierre inmediatamente las cuñas alternativas o
de respaldo (las unidades de inserción tienen un
mínimo de dos tazones para operación liviana).
2 Instale la válvula de inserción en la posición de
abierta.
3 Cierre los arietes de inserción.
4 Repare, limpie o reemplace el dado de la cuña y
déle servicio al tazón, según se requiera.
5 Pruebe la capacidad de soportar carga del
tazón de cuñas, transfiriendo la carga con el
gato de inserción (los arietes de deslizamiento
permanece cerrados).
6 Inspeccione el tazón alternativo para ver la
condición de los dados de cuña, puesto que la
longitud es usualmente similar.
7 Reanude las operaciones.
FALLA DE LA GOMA DEL STRIPPER
Hablando en forma general, la falla de la goma
del stripper es progresiva, comenzando simplemente
con una fuga. La presión regulada la goma del
stripper, varía de 0 a 3000 psi (0 a 206.85 bar). A
medida que la presión de regulación y la del pozo
aumentan, la goma del vástago extractor se gastará y
puede esperarse la falla. La condición de la cañería,
las longitudes, la calidad de la goma, las presiones del
pozo, y la composición del fluido de terminación,
afectan también la vida de servicio total.
Si la fuga en la goma del stripper es severa,
puede alterar la presión / fuerza / área, lo suficiente
como para afectar significativamente el peso de la
sarta. Debe entenderse que la presión que escapa
a través de la goma del vástago extractor, puede
permitir un flujo de la formación.
En la eventualidad de que ocurra una falla de la
goma del stripper:
1 Cierre el ariete deslizador superior y las cuñas
viajeras pesadas y las de inserción.
2 Posicione la campana (hembra) de la rosca
de unión al nivel de la canasta de trabajo,
mediante el lubricado con arietes de
deslizamiento.
3 Instale una válvula de apertura plena (en
posición de abierta), luego ciérrela.
4 Estabilice la presión del pozo.
5 Si se necesita mantener la contra- presión anular
predeterminada, puede ajustarse la presión con
el estrangulador y la bomba.
16-27
El personal de la
canasta de trabajo
y el de tierra
deben tener la
capacidad de
responder con
rapidez a los
problemas.
C APÍTULO 16
16-28
En las operaciones
a presión no
importa cuán
pequeño sea un
problema, debe
ser atendido
inmediatamente.
En este punto, el representante del operador
y el supervisor de inserción, deben determinar la
acción de remediación. Téngase en cuenta que
el influjo de fluidos de formación, podría haber
ocurrido durante la caída de presión (si es que ha
ocurrido una caída de presión).
Dependiendo del modo de peso de la sarta de
trabajo, pueden recomendarse las siguientes acciones
de remediación:
CAÑERIA PESADA
1 Cambie la(s) goma(s) del stripper.
CAÑERÍA LIVIANA - CARRERA DE ENTRADA
AL POZO
1 Introducir la cañería en el pozo usando
deslizamiento de ariete a ariete hasta que la
cañería pase a pesada (si es que no están
instalados los arietes de cuñas).
2 Cambie la(s) gomas del stripper.
CAÑERÍA LIVIANA - CARRERA DE
EXTRACCIÓN DEL POZO
1 Continúe la carrera de extracción
(POOH) usando la elevación de ariete
a ariete.
2 Una vez que se haya extraído la cañería
del pozo y la válvula ciega o la del
árbol esté cerrada, cambie las gomas
del stripper. La(s) goma(s) del stripper,
pueden cambiarse en el modo de
cañería liviana. Deben determinarse
primero el modo correcto de peso de
sarta (cañería pesada o liviana) y el peso
correcto de la sarta.
El procedimiento siguiente detalla el
servicio que se da al ariete de
deslizamiento:
1 Instale la válvula de seguridad en la
posición abierta.
2 Estabilice la presión del pozo.
(Advertencia: Toda la presión debe ser
venteada antes de abrir las puertas del
ariete deslizador. Las previsiones en
el armado deben permitir la purga de
presión hasta cero. La línea de purga
debería también ser controlada durante
las operaciones de deslizamiento, por el
lavado de la válvula).
3 Purgue la presión por encima y por debajo de los
arietes deslizantes fallados.
4 Abra los arietes deslizantes.
5 Cambie la(s) goma(s) del ariete, según se requiera.
6 Cierre el ariete deslizador.
7 Iguale el área encima del ariete que sostiene la
presión del pozo y debajo del ariete deslizador
reparado.
8 Controle para ver si hay fugas.
9 Abra los arietes de seguridad y continúe las
operaciones.
FUGAS EN EL ARIETE DE SEGURIDAD O
DE TUBERÍA
Cuando un ariete empieza a tener fugas y
amerita una reparación, un ariete inferior debe
cerrarse para detener la fuga. Usualmente se hará
esto con el ariete de seguridad de posición más alta
(superior). Si el ariete de seguridad también falla
en sellar, entonces:
Una unidad de doble carrera larga.
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
16-29
de Mayor rango del equipo de Inserción,
determinarán la severidad de la fuga y el
marco de tiempo para trabajar. Estímese el
tiempo disponible hasta que ocurra la pérdida
de control. Contactar al superintendente de
plataforma y la oficina del operador así como al
contratista del equipo de inserción.
3 Mantenga contacto por teléfono / radio con la
oficina y el superintendente de plataforma.
Dependiendo de la severidad y la ubicación de la
fuga:
w Bombear fluido de workover de ahogo.
w Extraer la sarta del pozo (POOH)
w Dejar caer la sarta en el pozo.
w Cortar intencionalmente la sarta con la cizalla.
Hacer referencia a los procedimientos de la lista
en la sección de Fugas Externas en el Sistema de
Preventores/Cabezal de Pozo, pertinentes a una fuga
por debajo del preventores de reventones inferior.
FUGAS EN EL ARIETE CIEGO
Componentes de una unidad hidráulica
1 Cierre el siguiente ariete de seguridad, en
posición inmediatamente inferior.
2 Purgue la presión que pudiera estar atrapada
entre el ariete de seguridad de sellado que está
cerrado y el ariete con fuga.
3 Repare el(los) ariete(s) con fuga, según se
requiera.
Si ambos arietes de seguridad tienen fuga, y no se
tiene otro ariete de seguridad en la columna de
preventores de reventones, entonces:
1 Cierre el preventor anular (si es que se lo tiene
instalado).
2 Asegúrese de que no hay una rosca de unión en
la cavidad del ariete.
3 Revise los sistemas de cerrado de preventores de
la unidad. Asegúrese que hay presión adecuada
en el fluido.
4 Discuta las acciones a seguir.
Si la presión del pozo y los fluidos están todavía
con fuga (del sello de la abertura o empaquetadura
de anillo), entonces:
1 Haga operaciones de cierre simultáneas, donde
sea aplicable.
2 El Representante del Operador y el Supervisor
Las opciones y soluciones para un ariete ciego con
fuga pueden variar. La mejor solución es la que funciona
bajo la circunstancias del momento. Por lo tanto, la
falla debe ser juzgada sobre una base de caso por caso.
Las posibles opciones / soluciones, incluyen:
w Ciérrese otro dispositivo de cierre de pozo
abierto, si es que se tiene alguno disponible (por
ejemplo las válvulas del árbol de producción)
w Ciérrese la válvula de seguridad (SCSSV).
w Ingrésese al pozo con la sarta hasta la
profundidad necesaria para circular fluido con
peso de matado.
w Córrase la sarta en el pozo a la profundidad
necesaria para colocar un empaque de tormenta
en la tubería de producción o un tapón de
prueba en la cabeza de la tubería (cuando se retira
el árbol de producción).
w Si la columna de preventores de reventones está
equipada con un ariete de tubería debajo del
ariete ciego con fuga:
1 Correr el pozo con cañería debajo de los arietes
de tubería más bajos.
2 Cerrar el ariete de tubería de fondo.
3 Purgar la presión por encima.
4 Abrir y reparar el ariete ciego.
w Si es que la columna de los preventores de
reventones no está equipada con arietes de tubería
debajo del ariete ciego con fuga, pero se tiene
suficiente longitud (incluyendo los preventores
de reventones) por encima del ariete ciego, para
poder acomodar el conjunto de fondo de pozo, u
Si un ariete empieza
a tener una fuga
y amerita una
reparación, un
ariete inferior
debe cerrarse
para detener la
fuga.
C APÍTULO 16
16-30
otro juego de bloques de arietes ciego o ciegos/
de cizalla están disponibles:
1 Ingrese al pozo con cañería debajo de los arietes
de tubería que estén más abajo.
2 Cierre dicho ariete de tubería.
3 Purgue la presión por encima.
4 Equipe el cuerpo del ariete de posición extrema
superior (el más alto) con conjuntos de arietes
ciegos o ciegos / de corte.
5 Iguale las presiones por encima del ariete de
tubería cerrado.
6 Abra los arietes de tubería.
7 Corra el conjunto de fondo de pozo por encima
del nuevo ariete ciego.
8 Cierre el nuevo ariete ciego y purgue la presión
por encima del mismo.
w Efectúe el trabajo de reparación en la columna,
según se requiera.
FUGA EXTERNA EN EL SISTEMA DE BOP /
CABEZA DE POZO
Si ocurre una falla
del sistema, todas
las operaciones
deben detenerse
hasta que se
haga la
reparación.
Uno de los peores problemas potenciales que
pueden ocurrir, es la falla del preventor de reventones
o del componente del cabezal de pozo, que permite
que la presión escape descontroladamente en la
superficie. Ante la eventualidad de una fuga externa
mientras la sarta se halla dentro del pozo, las
decisiones del mejor curso de acción a tomar, deben
estar basadas en:
w El caudal de la fuga
w La composición del fluido, contenido de gas
w Peso de la sarta de trabajo y fuerzas de inserción
w Impacto sobre las operaciones simultáneas
wPosición relativa del conjunto de fondo de pozo
en relación con:
1 La válvula de seguridad de bajo superficie:
SCSSV
2 La profundidad total
3 El equipamiento de superficie
El representante del operador y el supervisor
de inserción, deberán determinar la severidad de las
fugas y estimar el tiempo disponible para efectuar
la acción de reparación hasta que sea inaceptable
la pérdida de control. Todas las operaciones
de plataforma deben pararse. Deben establecerse
comunicaciones por radio o teléfono con la oficina
del operador y si es posible, con la oficina del
operador de inserción. Las opciones incluyen:
1 Bombear fluido de terminación con densidad
de ahogo o material obturante.
A. Inyectar sin purga desde la superficie
B. Circular con la sarta
C. Correr en el pozo a una profundidad
aceptable para bombear el fluido con
densidad de ahogo.
w Extraer del pozo o posicionar la sarta por encima
de la válvula de seguridad SCSSV y cerrar la
válvula de seguridad SCSSV (si está operable).
w Dejar caer la sarta en el pozo.
w Cortar la sarta de trabajo con la cizalla.
Nota: Después de consultar con el supervisor
de inserción y con la oficina (si es que las
consideraciones de seguridad lo permiten), es de
responsabilidad del representante del operador
tomar la decisión de cortar con cizalla y/o dejar
caer la sarta.
FUGA EXTERNA DURANTE TRABAJOS CON
CABLE A TRAVÉS DE LA UNIDAD DE
INSERCIÓN
En el caso de que ocurra una fuga externa
debajo de la válvula de la línea de cable instalada
en el lubricador, el representante del operador y el
supervisor del operador de línea de cable, deben
decidir la línea de acción a tomar. Las opciones son,
básicamente, el sacar la línea de cable o dejarla caer.
La decisión generalmente se basa en la severidad de
la fuga, la cantidad de cable que hay en el pozo, los
tipos de herramientas (por ejemplo radio- isótopos) y
las políticas de contingencia de la empresa.
Si se ha tomado la decisión de cortar la línea
de cable, la columna de preventores de inserción
está usualmente equipada con uno o más arietes de
corte para respaldar los arietes de corte de la línea
de cable, que podrían estar provistos con la unidad
de línea de cable. Una vez cortada, los arietes ciegos
de los preventores de inserción, o las válvulas del
arbolito podrían cerrarse y se discutirán entonces las
acciones posteriores.
FALLA DEL SISTEMA DE ESTRANGULADORES
Existen varias causas que llevan a una falla
del sistema de estranguladores. La circulación bajo
presión puede eventualmente llevar a una falla
de estranguladores. Las fallas de los sistemas de
estranguladores, usualmente consisten en:
w Desgaste de los estranguladores por causa de
fluidos abrasivos, altas presiones, desgaste del
equipo, o una combinación de las mismas.
w Rotura de línea o fuga del conjunto de
preventores de reventones.
w Taponamiento de la línea resultante por un
contenido excesivo de sólidos o formación de
hielo.
El curso de acción deberá consistir en los
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
siguientes pasos:
1 Posicione la sarta de trabajo abajo, sin tocar el
fondo.
2 Continúe circulando a través del estrangulador
secundario y/o la línea.
3 Repare él (los) estrangulador(es) o línea, según
sea necesario.
4 Reanude la operación normal usando el
estrangulador primario y la línea.
REVENTÓN INTERNO
Un reventón interno de la sarta puede deberse
a varias razones, tales como: la sarta que
se parte por debajo de la columna de
preventores de reventones, falla de la válvula
de contrapresión, falla de la válvula de
seguridad, o un agujero en la sarta. Los
pasos para recuperar el control de un
reventón interno son:
1 Tan rápidamente como sea posible:
A. Posicione la caja (o hembra) de una rosca
de unión en el canasto de trabajo.
B. Cierre el tazón de cuñas viajeras pesadas y
de inserción.
C. Cierre un ariete de inserción.
D. Instale y cierre la válvula de seguridad.
2 Si no puede instalar la válvula de seguridad,
se tienen disponibles otras opciones,
dependiendo de:
A. La velocidad del flujo del fluido
B. La composición del fluido (peligro de
incendio, corte por arena).
C. Operaciones simultáneas.
D. Factor tiempo.
Las siguientes opciones pueden considerarse:
Cortar la sarta. Soltar la sarta
3 Asegure la sarta de trabajo en la columna.
Si el conjunto de preventores de reventones
está equipado con un ariete de tubería
debajo de un ariete ciego, puede
implementarse el siguiente procedimiento:
A. Seleccione la rosca de unión para librar
(backoff) y posiciónela al nivel de la canasta
de trabajo.
B. Afloje la torsión con una llave hidráulica y
vuelva a aplicarse torsión a mano.
C. Cuelgue la sarta en el ariete de tubería
debajo del ariete ciego. Si la cañería está
“liviana”, debe usarse un ariete de cuñas
(posicionado también debajo del ariete
ciego).
D. Asegúrse que las cuñas viajeras pesadas y
las de inserción, estén fijadas en el tramo
de sujeción. (Advertencia: Después de
desenroscar la sarta, el (los) restante(s)
tramo(s) estarán “livianos” y el sistema
de cuñas de la unidad de inserción debe
hallarse en la modalidad de inserción para
evitar la expulsión de la tubería.).
E. Enganche la mesa rotatoria y desenrosque
la unión de asentada. (Véase la
advertencia en D.)
F. Suba, para despejar el ariete ciego.
G. Corte el flujo cerrando el ariete ciego.
H. Instale y cierre una válvula de seguridad
encima del nuevo tramo de sujeción.
I. Posicione el tramo de sujeción en la
columna de preventores de reventones,
encima de los arietes ciegos, cierre el ariete
de deslizamiento, iguale las presiones.
J. Abra el ariete ciego.
K. Atorníllelo en la sarta de trabajo en la
columna bajo presión, con el tramo de
sujeción.
L. Reanude las operaciones normales.
Un equipo de inserción en pleno trabajo.
16-31
Deben tomarse
acciones correctas
y decisivas cuando
ocurre una falla.
C APÍTULO 16
16-32
FALLA DE EQUIPO, BAJO
SUPERFICIE
Es necesario
hacer revisiones
periódicas de las
posibles complicaciones, para tener
una respuesta
apropiada cuando
se presente un
problema.
FALLA DE LA VÁLVULA DE CONTRAPRESIÓN
Normalmente se usan dos conjuntos de válvulas
de contra - presión para las operaciones de inserción,
para controlar la presión dentro de la cañería. La más
común es la válvula de contrapresión de tipo de bola
y asiento. La falla de estas válvulas ocurrirá después
de un período prolongado de bombeo y uso. Por esta
razón, deben incluirse niples para línea de cable en los
conjuntos de fondo de pozo. Esto permitirá el fijado
de obturadores o bombear a través de tapones si es
que falla la válvula de contrapresión.
La presión dentro de la sarta de tubería puede ser
una indicación de una válvula de contrapresión que
tiene fuga, especialmente cuando el peso de la sarta es
el correcto y es improbable que haya tubería partida.
Ante la eventualidad de que hubiera presión y flujo
a través de la válvula de contrapresión, pueden usarse
los siguientes procedimientos.
1 Posicione la conexión hembra de la sarta a nivel
de la canasta de trabajo e instale la válvula de
seguridad en la posición de abierta.
2 Cierre la válvula de seguridad.
3 Verifique el peso de la sarta.
4 Conecte la línea de circulación.
5 Trate de eliminar la basura del asiento de la
válvula de contrapresión, abriendo la válvula de
seguridad y alternativamente bombear a través de
la misma y purgar la contrapresión varias veces.
6 Baje la última rosca de unión de tramo que se
corrió en el pozo hasta el área de la ventana del gato
y revise si hay fugas. Si la pérdida no es evidente
en la unión, posicione la sarta de nuevo a nivel
de la canasta. Prepare como para fijar el primer
tapón usando bombeo o línea de cable.
7 Bombee el tapón, o córralo con cable.
8 Una vez que el tapón está fijado, purgue la
tubería.
9 Si la presión indica que el tapón no está sellando,
repita el paso anterior con el segundo tapón.
10 Si el segundo tapón no se asienta y sella, deben
buscarse otras fuentes de falla y procedimientos
de reparación.
Los procedimientos alternativos incluyen lo siguiente:
w Bombeo de fluido de ahogo.
w Puede instalarse una Inside BOP (Válvula Gray)
en la sarta de trabajo, abrir la válvula de
seguridad de apertura plena y la sarta ser corrida
hasta el fondo para bombear fluido de ahogo.
SARTA PARTIDA
El corte de la sarta debajo del conjunto de
preventores puede ser causado por varios factores.
Entre estos se incluyen el arrastre o falla de una rosca
de unión, tubería defectuosa, cortes en la tubería
durante el fresado de obstrucciones pozo abajo y
fuerzas de tracción o torsión que excedan los valores
de trabajo especificados para la sarta.
Es probable que el corte esté por encima de
los niples de asiento de la sarta. Matar el pozo es
una muy buena solución, pero si la tubería se parte
a poca profundidad, o no se desea ahogar la sarta,
podrá considerarse el siguiente procedimiento:
w Instale y cierre la válvula de seguridad.
w Fije las cuñas viajeras pesadas, y las de inserción.
w Cierre los arietes de inserción.
w Arme la línea de registros eléctricos ú otras
herramientas, establezca el extremo de la tubería
y el centrado de la tubería.
w Instale por lo menos dos tapones puente en el
último tramo.
w Purgue la tubería, baje la línea de registros
eléctricos.
w Saque la sarta del pozo.
w Haga la pesca según se requiera.
LAVADURA DE UNA UNIÓN
Cuando se produce una lavadura de una unión en la
sarta, pueden considerarse los siguientes procedimientos:
1 Estime la profundidad y la severidad de la
lavadura usando los sistemas de línea de cable,
si están disponibles.
2 Bombee fluido de ahogo, o con material de obturante.
3 Si no es posible el bombeo con densidad de
ahogo o no se desea hacerlo, entonces puede
considerarse el uso de los sistemas de líneas de
cable para:
A. Coloque empaquetadores en tandem de
aislamiento sobre el orificio de la tubería,
permitiendo la reanudación de la circulación.
B. Coloque tapones puente en la tubería por
encima de la lavadura.
Una vez que se ha sellado el orificio, la sarta puede
extraerse hasta que el agujero o lavadura esté un poco
debajo de la columna de preventores de reventones.
[Advertencia: Se requiere conocer la ubicación
exacta del (los) tapón(es) y las profundidades en el
pozo]. El personal de la canasta de trabajo podría
estar expuesto a presión atrapada en la sarta de
trabajo, si es que se cometen errores en la cuenta
de longitud de la tubería. Si se tienen asentados
dos tapones, recuérdese que la presión atrapada
entre los tapones podría ser igual o exceder la
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
fuerza hidrostática a las profundidades donde se
encontraban los tapones. Cuando se usan dos
tapones, el método de agujereado a presión pueden
usarse para purgar la presión atrapada de manera
segura.
Para retirar el tramo fallado:
1 Continúe sacando cañería del pozo hasta se
ubique la lavadura entre arietes de inserción.
2 Cierre el ariete de inserción inferior.
3 Purgue la presión interna de la sarta, hasta
un valor cero (asumiendo que la válvula
de contrapresión en la sarta está reteniendo
apropiadamente).
4 Suba la lavadura a la zona de la canasta de trabajo.
5 Reemplace el(los) tramo(s) lavado(s) y reanude
las operaciones.
FALLA DEL EQUIPAMIENTO,
RESPONSABILIDAD DEL PERSONAL
CIERRE ACCIDENTAL DE LOS ARIETES
CIEGOS O DE TAMAÑO MENOR
Puede causarse daño a la cañería si el ariete
ciego, o un ariete de cañería de diámetro menor, se
cierra alrededor de la cañería. La tubería de este
modo aplastada o dividida, puede llevar a que la
sarta se parta y/o se estableza comunicación con el
espacio anular.
Si esto ocurriera:
1 Fije inmediatamente las cuñas de inserción
viajeras y pesadas.
2 Instale y cierre la válvula de seguridad.
3 Fije los arietes de cuña (si están en el equipo).
4 Cierre ambos arietes de inserción.
5 Informe al representante del operador
6 Convoque a una reunión de emergencia para
determinar el curso de acción. Entre los
criterios de decisión, se incluyen:
w Presiones de pozo - espacio anular/ sarta de
trabajo.
w Posibilidad de ingresar con línea de cable a través
de la sarta.
w Posibilidad de circular.
w Posibilidad de sostener el peso de la sarta.
w Longitud de inserción a través de la columna de
preventores.
w Factores de pandeo si la cañería está “liviana”.
16-33
CAÍDA ACCIDENTAL DE LA SARTA
La mayoría de los sistemas de inserción, están
equipados con un mínimo de dos tazones de cuñas
para el modo de cañería “pesada” y tres tazones de
cuñas para la modalidad de cañería “liviana”. El
sistema de control de las cuñas deberá estar trabado
con sistemas de trabado cruzado. Si una falla de
cuñas o un error del personal provoca que se pierda
la sarta, la acción de reparación es la siguiente:
1 Cierre los arietes ciegos para detener el flujo y
contener la presión.
2 Cierre la válvula de pistoneo del arbolito de
producción (si es aplicable).
3 Pesque la sarta perdida, según se requiera.
SUELTA DE LA SARTA DE TRABAJO
Algunos procedimientos de contingencia
requieren de la suelta intencional de la sarta. Se
asume que se dan tolerancias para que la sarta de
trabajo tenga suficiente holgura para caer en el pozo,
desalojando el equipo de superficie. Líneas abajo,
se explican estos procedimientos. El procedimiento
está divido en dos secciones, para modalidad de
cañería “pesada” o “liviana”.
CAÑERÍA “PESADA”
1 Si es posible, instale una válvula de seguridad
abierta.
2 Posicione la unión a desenroscar a nivel de la
canasta de trabajo, abra con las llaves, luego
reajuste a mano.
3 Baje la conexión sin torque y cuélguela por encima
de los arietes de cuña, el ariete de inserción inferior
o un ariete de tubería de seguridad.
4 Cierre la válvula de seguridad (si es que está
instalada).
5 Cierre las cuñas viajeras pesadas y las cuñas
viajeras de inserción. PRECAUCIÓN: después
de desenroscar la sarta, los restantes tramos
serán cañería liviana y el sistema de la unidad de
cuñas de inserción debe hallarse en la modalidad
de inserción, para evitar la expulsión de la cañería.
6 Use la mesa rotary y desenrosque la conexión
aflojada previamente.
7 Recoja la sarta de trabajo para despejar (1 a 3
pies ó 03 a 091 m).
8 Abra todos los arietes debajo del ariete usado
para colgar la sarta.
9 Abra los arietes de colgado y suelte la sarta.
10 Después que la sarta ha pasado el sistema de
preventores de reventones y el árbol de producción,
cierre los arietes ciegos, luego cierre las válvulas
del árbol.
El buen entrenamiento de la cuadrilla
y un mantenimiento apropiado
del equipamiento,
reducirán las
posibilidades de
que ocurran fallas.
C APÍTULO 16
16-34
CAÑERÍA “LIVIANA”
La decisión de dejar caer la sarta en la modalidad
de cañería liviana, debe tomar en cuenta la velocidad
de flujo y el volumen de la fuga. El procedimiento
de dejar caer la cañería, es el mismo que el
descrito líneas arriba, con la excepción que después
del desenrosque, podría requerirse bombear fluido
dentro del área entre los dos arietes de inserción
(o alimentarlo a través de la línea de igualado de
presiones). Esto igualará las presiones y cancelará las
fuerzas de inserción en la sección que se dejará caer.
En algunas circunstancias la velocidad de flujo
superficial a través de una fuga, puede en realidad
evitar que la sarta caiga después del desenrosque,
debido a la presión diferencial desarrollada por el flujo.
CORTE DE LA SARTA DE TRABAJO
Debe hacerse
hincapié en el
trabajo en
equipo y la
comunicación,
antes del inicio de
toda operación.
El cortado de la tubería o sarta de trabajo,
solamente debe realizarse después de haber
considerado medios alternativos, diferentes de activar
el sistema de ariete de corte. Dependiendo de las
circunstancias, podría ser que no sea posible seguir
todos los pasos de la lista antes de efectuar el corte.
Un procedimiento para cortar la tubería:
1 Si es posible, instale y cierre la válvula de
seguridad.
2 La sarta debe estar libre de todo el equipo de
superficie cuando se esté cortando la cañería.
Retrocédase del fondo lo suficiente como para
permitir que la sarta suelta pase sin tocar el
equipo de superficie.
3 Confirme la ubicación de la rosca de unión en
el conjunto de preventores de reventones, para
asegurarse que no se halla en el camino de los
arietes de cañería.
4 Cierre uno de los arietes de inserción.
5 Fije tanto las cuñas viajeras pesadas como las de
inserción. Recuerde que una vez que la cañería
está cortada, el (los) restante(s) tramo(s) será(n)
cañería liviana. Esto requiere que el sistema
de cuñas de la unidad de inserción se halle en
la modalidad de inserción, para evitar que la
tubería sea expulsada del pozo.
6 Cierre los arietes de corte y corte la cañería.
7 Si los arietes de corte no sellan, los arietes ciegos
deben cerrarse. Para esto puede requerir recoger
el tramo superior para liberar los arietes ciegos.
8 Purgue la presión por encima del ariete de corte o
el ariete ciego para confirmar el sellado exitoso.
9 Cierre y cuente las vueltas en las válvulas del
arbolito de producción, para confirmar que la
sarta de trabajo ha caído.
OPERACIONES EN PLATAFORMA
Al trabajar sobre un pozo en una plataforma,
debe recordarse que hay otros pozos produciendo
mientras usted está haciendo su trabajo. Si es
que tendría que ocurrir una secuencia de cierre de
pozo por alguna razón, (por ejemplo por fuga en la
línea, falla de pluma o grúa, incendio, derrame de
petróleo cualquier otro líquido inflamable sobre la
cubierta, etc.) se requiere una reacción rápida de
la cuadrilla de inserción para asegurar y cerrar la
unidad de inserción. Esto se hace para prevenir
o reducir que la acción del sistema de inserción
contribuya a los peligros consecuentes.
Los simulacros de cierre de emergencia y los
procedimientos deben practicarse. Como mínimo,
deben consistir en las siguientes acciones:
1 Posicione la unión hembra de la tubería al nivel
de la canasta de trabajo. Esto podría no ser
posible si un peligro de incendio aconseja el
inmediato cierre de la unidad de potencia.
2 Asegura inmediatamente la cañería, fijando las
cuñas. Las cuñas deben asegurar la sarta tanto
en la modalidad de cañería pesada como liviana.
3 Instale la válvula de seguridad abierta, luego
ciérrela. Si se está circulando, detenga la
circulación, a menos que esto vaya a causar
complicaciones.
4 Cierre las válvulas ecualizadoras y de purga.
5 Cierre los arietes de inserción y el ariete
superior de seguridad/ parcial.
6 Trabe el ariete superior y los arietes de inserción.
7 Asegure el contrapeso y las cargas colgantes.
8 Apague los motores.
9 Cierre las válvulas a esclusa en el conjunto
de preventores de reventones y el manifold del
estrangulador.
10 Informe al representante del operador y pida
instrucciones ulteriores.
RESUMEN
Desde su concepción original como un
dispositivo para forzar cañería dentro del pozo
bajo presión, hasta las unidades hidráulicas de
terminación (HWO) de hoy, la unidad de inserción
se ha convertido en una alternativa viable para
las operaciones de reparación. La seguridad y
la precaución son importantes durante cualquier
actividad, especialmente cuando se está trabajando
sobre pozos vivos. El mantenimiento del equipo y
los preventores de reventones resulta de importancia
crucial. t
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
16-35
CALCULOS DE INSERCIÓN
PRESIÓN ÁREA Y FUERZA
La presión, ya sea la de una bomba, la hidrostática, de formación, de fricción, diferencial o mecánica, ejerce
una fuerza sobre una superficie o área. Para hallar la fuerza ejercida sobre una superficie, multiplique la
presión por la superficie. Este cálculo es importante para el deslizamiento / inserción. La cañería se mueve
dentro del pozo contra la presión. Para que la cañería sea deslizada / insertada contra esta fuerza, deberá
ejercerse una fuerza mayor (peso de la cañería, fuerza de inserción). Los cálculos siguientes pueden ayudar a
entender las relaciones entre presión / fuerza / área.
F=PxA
Donde:
F = Fuerza (lbs ó kg)
P = Presión (psi ó bar)
A = Area (pulgadas cuadradas [pulgadas²] ó mm²)
Los arietes ciegos están cerrados, y el diámetro de la columna y los arietes es de 10” (254 mm). Se tiene una
presión de 40 psi (2.76 bar) en la columna. ¿Cuánta fuerza representan éstas condiciones?
La solución es primero calcular el área. Esto se hace usando la ecuación:
A = D² x 0.7854
Donde:
A = Area (pulgadas²) [mm²]
D = Diámetro de la columna (pulgadas) [mm]
0.7854 = Factor de conversión, obtenido de resolver A = D² × p ÷ 4 (p = 3.14159), la relación de la circunferencia al
diámetro de un círculo). Si tomamos p y lo dividimos por 4. obtenemos 0.7854
Area
= D² × 0.7854
= (10)² × 0.7854
= 100 × 0.7854
= 78.5 pulgadas²
Area
= D² × 0.7855
= (254)² × 0.7854
= 64.516 × 0.7854
= 50.645 mm²
Ahora podemos resolver la ecuación de la fuerza:
Fuerza
= P x A
= 40 x 78.54
= 3142 lbs. de fuerza
Fuerza
=P×A
= 2.76 x 50645 x 0.0102
=1425.76 kg de fuerza
¡Imagine que hubiera pasado si el conjunto se abriera sin revisar por presión atrapada!
F = P x A,
es la base para
la teoría de la
inserción.
C APÍTULO 16
16-36
HIDRÁULICA DEL CAMPO PETROLERO
En hidráulica usamos el término de fuerzas opuestas. Para ilustrar esto, junte sus puños al frente de su
pecho. Cuando usted aplica igual fuerza en cada puño, usted no mueve nada. El movimiento ocurre cuando
una fuerza es mayor que la otra. Esto se llama diferencial de fuerza. La fuerza diferencial puede provenir
de diferentes presiones actuando en la misma área en pulgadas², o puede ser la misma presión actuando en
áreas de diferentes pulgadas². Si la fuerza diferencial es suficiente, puede levantar o mover un objeto. Si no
hay suficiente fuerza para mover el objeto, causará tensión o compresión en el mismo.
Para ilustrar esto: Todos percibimos que nuestros automóviles están suspendidos sobre la presión de aire
de los neumáticos. Asumamos que un automóvil pesa 3000 lbs (1360.8 kg) y que la presión de aire en los
neumáticos es de 30 psi (2.07 bar). La fuerza de la presión de aire de 30 psi (2.07 bar) actúa en el área de
pulgadas² de las ruedas que tocan el suelo y resisten el peso del automóvil.
En este ejemplo la fuerza de 30 psi (2.07 bar) tendría que ejercerse sobre 100 pulgadas² de área de neumático a - suelo para lograr esto. Podemos hacer los cálculos:
F =P×A
Para resolver en A (área)
Área
=F/P
= 3000 / 30
= 100 pulgadas cuadradas de superficie de neumáticos
Area
= F / P
= 1360.8 / 2.07 x 98.04
= 64450.6 milímetros cuadrados de área superficial
Si el peso se dividiera igualmente entre los cuatro neumáticos el requerimiento necesario para resistir este
auto sería de 25 pulgadas cuadradas (16129 mm2) por cada neumático que se apoya en el suelo con 30
psi (2.07 bar) en los neumáticos. Obviamente, que si la presión en los neumáticos subiera, el número de
pulgadas cuadradas (mm2) que tocan el suelo, bajaría y viceversa. La fuerza, la presión y el área forman
la base de la hidráulica.
En la figura 1, existe la misma presión en ambos lados. Puesto que las áreas son las mismas y las presiones
son las mismas, no habrá ningún movimiento neto.
En la figura 2. la fuerza en el lado A es la mitad de la del lado B. El área del lado A es el doble de la del lado
B. La Fuerza - Area en ambos lados es igual, de manera que no hay movimiento neto.
En la figura 3. ¿habría algún movimiento?; y si es así, ¿en cuál dirección?
1 LADO A
.
pulg.²
LADO B
pulg.²
.
2 LADO A
pulg.²
LADO B
pulg.²
.
3 LADO A
pulg.²
LADO B
pulg.²
.
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
EJEMPLO 2
Aplicación práctica: Un packer de producción fue fijado en una cañería de revestimiento de 7” (177.8 mm)
de diámetro externo, y 6” (152.4 mm) de diámetro interno, a 10000’ (3048 m). Se tiene una tubería de tipo
EUE (tubo con extremos exteriores de mayor espesor) de 2 7/8” (73.03 mm), 6.5 libras por pie (9.67 kg/m)
desde el árbol hasta el packer. El espacio anular está lleno con agua salada de 9.5 libras por galón (1139
kg/m³). La presión de formación se estimó en 5500 psi(379.2 bar).
¿Cuál es la fuerza diferencial justo en el packer, y en qué dirección?
Usando las ecuaciones de Fuerza - área, podemos calcular la fuerza arriba y la fuerza abajo.
Primero resolvamos la presión hidrostática.
Presión hidrostática
= Profundidadpvv x Densidadppg x 0.052
= 10000 x 9.5 x 0.052
= 4940 psi
Presión hidrostática
= ProfundidadmPVV x MWkg/m³ x 0.0000981
= 3048 x 1139 x 0.0000981
= 340.57 bar
Utilizando las ecuaciones de Fuerza / Área, se pueden calcular las fuerzas arriba y abajo. Segundo, resolvemos
por el área hidráulica en la que se está ejerciendo la fuerza:
Area: = D² x 0.7854
= {(DI csg)² - DE tbg)²} x 0.7854
= {6 x 6) - (2 7/8 x 2 7/8)} x 0.7854
= {36 - 8.26) x 0.7854
= 27.74 x 0.7854
= 21.77 pulgadas²
Area = D² x 0.785
= {(DI csg)² - DE tbg)²} x 0.7854
= {152.4 x 152.4) - (73.03 x 73.03)} x 0.7854
= {23225.7 - 5333.4) x 0.785 4
= 17892.3 x 0.7854
= 14053 mm²
Siguiendo, resolvamos por la fuerza hacia abajo:
Fuerza
= P x A
= 4940 x 21.77
= 107543 libras de fuerza hacia abajo
Fuerza
= P x A
= 340.57 x 14053 x 00102
= 48817 kg de fuerza hacia abajo
(Nota: 1 bar = 0.0102 Kg./mm²)
16-37
C APÍTULO 16
16-38
Use los mismos pasos para calcular la fuerza hacia arriba. La presión de la formación es de 5..500 psi.
P = 5500 psi (379.23 bar)
El área hidráulica es la misma.
A = 21.77 pulgadas cuadradas (14045 mm²)
Ahora, resolvamos para la fuerza hacia arriba:
Fuerza
= P x A
= 5500 x 21.77
= 119735 lbs de fuerza hacia arriba
Fuerza
= P x A
= 379.23 bar x 14405 mm² x 0.0102
= 54328 kg de fuerza hacia arriba
La fuerza diferencial (hacia abajo, hacia arriba) es:
Fuerza diferencial
= Fuerza hacia arriba - Fuerza hacia abajo
= 119735 - 107534 (54282 kg - 48748 kg)
= 12192 lbs hacia arriba (5534 kg hacia arriba)
CÁLCULOS DE LA FUERZA DE INSERCIÓN
Puesto que ahora podemos calcular la fuerza hacia arriba y hacia abajo, podemos calcular qué peso de cañería
y que cantidad de fuerza de inserción se requeriría para insertarla dentro del pozo.
Para calcular el peso de la cañería a insertar en el pozo contra la presión del pozo, use los cálculos de presión y área.
A = D² x 0.7854 y F = P x A
Estos cálculos pueden combinarse, como:
F = P x D² x 0.7854
EJEMPLO 3
Si el pozo tiene una presión de 450 psi (31.03 bar), ¿cuánto peso de cañería sería necesario para que
la tubería permanezca estática contra la fuerzas del pozo? Asumamos tubería de 2 7/8” (73.03 mm) de
diámetro, con peso de 6.5 libras por pie (9.67 kg/m). El preventor tiene un diámetro interior de 10” (254
mm). Usando los cálculos de líneas arriba:
Fuerza
= P x D² x 0.785
= 450 x (2 7/8 x 2 7/8) x 0.785
= 450 x 8.26 x 0.785
= 2918 lbs de peso de cañería
Fuerza
= P x D² x 0.008
= 31.03 x (73.03 x 73.03) x 0.008
= 31.03 x 5533.4 x 0.008
= 1322.9 kg de peso de cañería
(Nota: 0.008 es por redondeo de decimales)
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
Con un peso de 6.5 libras por pie (9.67 kg/m), esto representa más de 448 pies (136.55 m) de cañería.
Resulta obvio ver que la sarta no tiene el peso necesario para penetrar y debe ser insertada dentro del pozo.
En este ejemplo una fuerza de inserción de por lo menos 2918 lbs (1323.61 kg) debe ser generada para
vencer las presiones del pozo.
Deben tomarse en cuenta otros factores, al calcular la fuerza de inserción. Estos factores son el factor
de fricción de la cañería en movimiento a través del preventor, la fricción en el pozo, y la flotabilidad de
la cañería en el fluido.
Además de la presión del pozo que tiene que vencer, se requiere también fuerza para superar la
resistencia por fricción del preventor de reventones, o gomas de inserción. La magnitud de la resistencia por
fricción que debe superarse, depende mucho del tamaño de la cañería, los preventores de reventones que se
estén usando, y la presión del pozo. La presión del pozo es quizá el factor de importancia más crítica. A
medida que la presión del pozo aumenta, toma mayor fuerza deslizar la cañería a través de la columna de los
preventores de reventones. La mayor parte de los preventores que se hallan en uso, están energizados por el
propio pozo. Una vez cerrados, la presión del pozo los sella aún más fuertemente.
Otra resistencia por fricción que debe considerarse es la fricción que tiene que vencerse a lo largo de
la cañería en contacto con la pared del pozo. Los pozos con alto grado de desviación, podrían tener una
magnitud de fricción considerable que debe superarse.
Bajo condiciones normales (sin presión de pozo), el peso de la cañería dentro del fluido es más que
adecuada para hundirla en el fluido. En situaciones de presión, la flotabilidad de la cañería, es compensada
por la presión del pozo. Esta es la razón fundamental de hacer la inserción. Cuando el peso “flotado” de
la cañería iguala a la fuerza de presión / área del pozo, la cañería alcanza el punto neutro donde deja de
requerir fuerza de empuje para penetrar al pozo.
Calcule el peso “flotado” de la sarta, si la cañería se halla vacía (omita el peso del aire, ignore la fricción
de los preventores y acoplamientos).
W = L x (Pesolineal - {(DE) 2 x 00408 x Densidad})
Donde:
W
= Cantidad de peso efectivo (lbs) [kg]
L
= Longitud de cañería dentro del fluido en el pozo (pies) [m]
Peso lineal = el peso por pie (m) de la cañería en el aire (lbs/pie) [kg/m]
0.0408
= Factor de conversión de capacidad para obtener galones por pie [0.000000785 m³ /m]
Densidad = densidad del fluido en el pozo (libras por galón) [kg/m³]
EJEMPLO 4
¿Cuál es el peso efectivo de la sarta (lbs) [kg], con 279 pies (850 m) de cañería de 2 7/8” (73 mm), con peso de
6.5 lbs/ pie (9.67 kg/m), en un fluido con una densidad de 13.2 libras por galón (1584 kg/m³)?
Peso
= L x (Pesolineal - {(DE)² x 0.0408 x Densidad})
= 279 x [65 - {(2.875 x 2.875) x 0.0408 x 13.2}]
= 279 x [6.5 - {8.26 x 0.0408 x 13.2}]
= 279 x [6.5 - 4.45]
= 279 x 2.05
= 572 lbs “flotadas”
Peso
= L x (Pesolineal - {(DE)² x 0.000000785 x Densidad})
= 85.0 x [967 - {(73 x 73) x 0000000785 x 1584}]
= 85.0 x [9.67 - {5329 x 0.000000785 x 1584}]
= 85.0 x [9.67 - 6.62]
= 85.0 x 3.04
= 258.7 kg “flotados”
16-39
C APÍTULO 16
16-40
Si la cañería tiene fluido dentro, pesará efectivamente más que la cañería vacía.
Este aumento en peso efectivo de la sarta (la del último cálculo), puede calcularse como:
Wi
= L x (DI)² x 0.048 x Densidad
Donde:
Wi
= Aumento efectivo del peso de la sarta (lbs) [kg], por el llenado de la cañería.
L
= Longitud de la cañería con en fluido adentro (pies) [m]
DI
= Diámetro interior de la cañería (pulgadas) [mm]
0.0408
= Factor de conversión de capacidad para obtener galones cilíndricos por pie [.000000785]
Densidad = Peso del fluido en la cañería (libras por galón) [kg/m³]
EJEMPLO 5
¿Cuál es el aumento en el peso efectivo de la sarta (lbs) [kg], para 279 pies (85.04 m) de cañería de 2 7/8”
(73.03 mm) de diámetro externo, y 2.441” (62 mm) de diámetro interno, con peso de 6.5 lbs/ pie (9.67
kg/m), lleno con un fluido con una densidad de 13.2 libras por galón (1584 kg/m³)?
Use la fórmula:
Aumento de peso
= L x (DI)² x 0.0408 x Densidad
= 279 x (2.441) 2 x 0.0408 x 13.2
= 279 x (2.441 x 2.441) x 0.0408 x 13.2
= 279 x 5.95 x 0.0408
= 894 lbs
Aumento de peso
= L x (DI)² x 0.000000785 x Densidad
= 85.04 x (62)² x 0.000000785 x 1584
= 85.04 x (62 x 62) x 0.000000785 x 1584
= 85.04 x 3844 x 0.000000785 x 1584
= 406.47 kg
Cuando la sarta está llena con un fluido de diferente densidad que la del fluido del interior del pozo, el peso
efectivo puede calcularse por la siguiente ecuación:
Wd
= L x [Pesolineal - {(DE)² x 0.0408 x Densidad1} + {(DI)² x 0.0408 x Densidad²}]
Donde:
Wd
= Peso “flotado” de cañería en el pozo (lbs) [kg] con contenido interno de fluido diferente
L
= longitud de cañería dentro del fluido del pozo (pies) [m]
Pesolineal = El peso de la cañería por pie (lbs/ft) [kg/m]
0.0408
= Factor de conversión de capacidad para obtener galones cilíndricos por pie [0.000000785]
Densidad1 = Densidad del fluido que hay dentro del pozo (libras por galón) [kg/m³]
DI
= Diámetro interno de la cañería (pulgadas) [mm]
Densidad2 = Densidad del fluido dentro de la cañería (libras por galón) [kg/m³]
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
EJEMPLO 6
¿Cuál es el peso efectivo (lbs) [kg] para 560 pies (170.7 m) de tubería de 3 1⁄2” (88.9 mm) de diámetro externo, 2.602” (66
mm) de diámetro interno, con peso de 15.5 lbs/pie (23.07 kg/m), en un pozo con el espacio anular lleno de un fluido de 9.6
libras por galón (1152 kg/ m³), teniendo la sarta de tubería llena de un fluido de 10.2 libras por galón (1224 kg/m³)?
Wd
= L x [Pesolineal - {(DE)² x 0.0408 x Densidad1} + {(DI)² x 0.0408 x Densidad²}]
= 560 x [15.5 - {(3.5)² x 0.0408 x 9.6} + {(2.602)² x 0.0408 x 10.2}]
= 560 x [15.5 - {(3.5 x 3.5) x 0.0408 x 9.6} + {(2.602 x 2.602) x 0.0408 x 10.2}]
= 560 x [15.5 - {(12.25) x 0.0408 x 9.6} + {(6.77) x 0.0408 x 10.2}]
= 560 x [15.5 - {12.25 x 0.0408 x 9.6} + {6.77 x 0.0408 x 10.2}]
= 560 x [15.5 - {4.79 + 2.8}]
= 560 x [15.5 - 4.79 + 2.8]
= 560 x 13.51
= 7565.6 lbs
Wd
= L x [Pesolineal - {(DE)² x 0.000000785 x Densidad} + {(DI)² x 0.000000785 x Densidad²}]
= 170.7 x [23.07 - {(88.9)² x 0.000000785 x 1152} + {(66)² x 0.000000785 x .,224}]
= 170.7 x [23.07 - {(88.9 x 88.9) x 0.000000785 x 1152} + {(66 x 66) x 0.000000785 x 1224}]
= 170.7 x [23.07 - {(7903) x 0.000000785 x 1152} + {(4356) x 0.000000785 x 1224}]
= 170.7 x [23.07 - {7903 x 0.000000785 x 1152} + {4356 x 0.000000785 x 1224}]
= 170.7 x [23.07 - {7.14 + 4.17}]
= 170.7 x [23.07 - 7.14 + 4.17]
= 170.7 x 20.11
= 3432.77 kg
Estos cálculos de flotabilidad son necesarios para estimar el punto de equilibrio.
CALCULO DEL PUNTO DE EQUILIBRIO
El punto de equilibrio es el punto donde el peso de la sarta es suficientemente grande como para igualar la fuerza de la
presión de área. Este es el punto de transición entre tubería liviana y tubería pesada. El cálculo de este punto depende
de la presión, el área, el peso de la cañería y del fluido en el pozo, así como el fluido dentro de la cañería. Al realizar una
inserción, es común correr la cañería seca dentro del pozo, hasta pasar el punto de equilibrio. La tubería se llena entonces
con un fluido, y se desliza a la profundidad deseada.
Partiendo de las discusiones de Presión / fuerza / área y los cálculos de flotabilidad (una vez más, ignorando la fricción, las
desigualdades de la cañería [Upset] y las roscas de unión), podemos calcular este punto mediante:
BP
Donde:
BP
P
D
Pesolineal
65.4
= (P X D² X 0.785) / {(65.4 - densidad del fluidoppg) / 65.4)} / Pesolineal
=
=
=
=
=
Punto de equilibrio (pies) [m]
Presión del pozo (psi) [bar]
Diámetro de la cañería (pulgadas) [mm]
Peso de la cañería por pie (lbs/pie)[kg/m]
Peso de un galón de acero [7820 kg/m³]
16-41
C APÍTULO 16
16-42
EJEMPLO 7
Se estima que el fluido en el pozo sea de 7.3 libras por galón (876 kg/m3). ¿Cuántos pies de tubería seca de
2 7/8” (73 mm) con peso de 6.5 libras por pie (9.67 kg/m) tendrían que insertarse dentro de un pozo con
una presión de cierre en superficie de 650 psi (44.85 bar), para alcanzar el punto de equilibrio?
BP
= (P X D² X 0.7854) / {(65.4 - , densidad del fluidoppg) / 65.4} / Pesolineal
= 650 x (2.785) 2 x 0.7854) / {(65.4 - 7.3) / 65.4} / 6.5
= 650 x (8.26) x 0.7854) / {(58.1) / 65.4} / 6.5
= (4217) / 0.89 / 6.5
= 729 pies
BP
= (P X D² X 0.7854) / {(7820 - densidad del fluido kg/m³) / 7820} / Pesolineal
= 44.85 x (73) 2 x 0.008) / {(7820 - 876) / 7820} / 9.67
= 44.85 x (5329) x 0.008) / {(6944) / 7820} / 9.67
= (1912.04) / 0.888 / 9.67
= 222.7 m
(Nota: 0.008 fue tomado en vez de 0.7854. dado que se pasó a milímetros)
El ejemplo de líneas arriba asume que la cañería está seca. Si la cañería se está llenando con fluido del
mismo peso que el fluido del pozo, o un fluido con un peso diferente, debe hacerse la corrección de
flotabilidad. Estas correcciones se han enunciado en los cálculos de líneas arriba.
CÁLCULOS DE LA PRESIÓN HIDRÁULICA
La magnitud de la presión hidráulica que debe ser generada para insertar la cañería en el pozo, depende
de la cantidad de gatos que se estén usando, (el total de fuerza / área hidráulica). Generalmente, cuando
se está insertando, los gatos se presurizan del lado del vástago. Al extraer la cañería, los cilindros están
presurizados opuestamente al lado del vástago.
Para calcular el área presurizada del gato parar insertar, y el área presurizada para elevar la cañería, se usan
las siguientes ecuaciones:
Área del gato para inserción:
Aj = (Diámetro del Cilindro)² - (Diámetro del vástago)² x Nº de cilindros en uso x 0.7854
Donde:
Aj = El área total presurizada del(los) gato(s) (pulgadas cuadradas) [mm²]
Diámetro del cilindro =. El diámetro interno del gato (pulgadas) [mm]
Diámetro del vástago = El diámetro exterior del vástago dentro del cilindro (pulgadas) [mm]
Nº de cilindros = El número de gatos hidráulicos en uso
0.7854 = Factor de conversión
Pulling jack area:
Aj = (Cylinder Bore)2 × No. Cylinders in use × 0.7854
Where:
Aj = The total pressurized area of the jack(s) (square inches) [mm²]
Cylinder Bore = The inner diameter of the jack (inches) [mm]
No. Cylinders = The number of hydraulic jack cylinders in use
0.7854 = Conversion factor
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
Una vez que se conoce el área hidráulica del gato, puede calcularse la presión hidráulica necesaria para elevar
o insertar cañería. Para calcular la presión hidráulica requerida:
Phy
= F / A
Donde:
Phy = La presión hidráulica requerida, que se necesita para elevar o insertar (psi) [bar]
F
= Fuerza área a ser vencida (lbs) [kg]. Esta podría ser fuerza de inserción o fuerza de elevación.
A
= Área del gato (pulgadas cuadradas) [mm²]
EJEMPLO 8
Con una presión de pozo de 6000 psi (414 bar), ¿Cuánta presión hidráulica se requerirá en cuatro cilindros de
gatos con vástagos de 4” (101.6 mm) de diámetro, para insertar tubería de 1 1⁄4” (31.75 mm) cuyo diámetro
exterior es de 1.66” [4216 mm] en el pozo? Asumir 3000 lbs (1.360.8 kg) de fricción que debe vencerse para
deslizar la sarta a través de los preventores de ariete.
Primero, resuelva el valor de la fuerza (lbs) [kg]
F = P x A
Donde:
F = Fuerza que hay que vencer (lbs) [kg]
P = Presión del pozo [bar]
A = Área de la sección transversal a ser insertada (pulgadas) [mm]
De manera que:
A = D² x 0.7854
F = P x A
Entonces:
Fuerza
= P x {(D)2 x 0.7854}
= 6000 x {(166) 2 x 0.7854}
= 6000 x {2.755 x 0.7854}
= 6000 x 2.16
= 12960 lbs de fuerza requerida
Fuerza
= P x {(D)2 x 0.008}
= 414 x {(42.16) 2 x 0.008}
= 414 x {1777 x 0.008}
= 414 x 14.216
= 5885.42 kg de fuerza requerida
16-43
C APÍTULO 16
16-44
Se requerirán 12979 lbs (5885.42 kg) de fuerza de inserción, más la fuerza para vencer la resistencia de
fricción del preventor a la inserción de la cañería en el pozo. Dado que la fuerza de fricción que hay que
vencer en el preventor es de 3000 lbs (1360.8 kg), esta fuerza se agrega a la fuerza requerida. El cálculo
de la fuerza total requerida es:
Ft
= F + Fb
Donde:
Ft
= fuerza total requerida (lbs) [kg]
F
= fuerza que debe vencerse (lbs) [kg]
Fb = fuerza de fricción en la BOP, que debe vencerse para mover la tubería a través del preventor.
De manera que:
Ft
= F + Fb
= 12960 + 3000
= 15960 lbs de fuerza total requerida para insertar la cañería en el pozo.
Ft
= F + Fb
= 5885.42 + 1360.8
= 7246.22 kg de fuerza total requerida para insertar la cañería en el pozo.
Ahora, resuelva para el área hidráulica disponible en los gatos:
Aj
= (Diámetro del cilindro)² - (Diámetro del vástago)² x Nº de cilindros en uso x 0.7854
= (4)² - (3)² x 4 x 0.7854
= 16 - 9 x 4 x 0.7854
= 7 x 4 x 0.7854
= 21.99 pulgadas cuadradas de área de gatos.
Aj
= (Diámetro del cilindro)² - (Diámetro del vástago)² x Nº de cilindros en uso x 0.7854
= (101.6)² - (76.2)² x 4 x 0.7854
= [10.322 - 5806] x 4 x 0.7854
= 4516 x 4 x 0.7854
= 14187 mm2 de área de gatos.
Ahora, resuelva para la presión hidráulica requerida:
Phy
= F / A
= 15.960 / 2199
= 726 psi de presión hidráulica necesaria
Phy
= F / A
= 7246.22 / 14187 / 0.0102
= 50 bar de presión hidráulica necesaria
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
CÁLCULOS DE PANDEO DE TUBERÍA
Después que se ha calculado la fuerza de inserción necesaria, debe comparársela con la carga de compresión
para la tubería, para asegurarse que la cañería no vaya a pandearse. El pandeo de la cañería ocurre cuando
la fuerza de compresión ejercida en la cañería excede la resistencia a la compresión de la cañería. El pandeo
ocurre primero en la longitud máxima de cañería no apoyada de la sarta. Esta debería estar en el área de la
ventana de la unidad de inserción si es que no se usa una guía de ventana.
Existen dos tipos de pandeo que pueden ocurrir, el pandeo elástico y el pandeo inelástico. El pandeo elástico
o de columna larga (ver la ilustración debajo), no excede la fluencia de la cañería y la cañería no se deforma
permanentemente. El pandeo inelástico excede la fluencia y deforma permanentemente la cañería. Hay dos
tipos de pandeo inelástico: intermedio y local.
El tipo de pandeo que ocurrirá, puede ser determinado por cálculos para comparar la relación de esbeltez de
la columna (C c) a la relación de esbeltez efectiva (S r) de la cañería considerada. Si la relación de esbeltez
efectiva (S r) es mayor que la relación de esbeltez de columna (C c), ocurrirá el pandeo elástico sobre el eje
principal. Cuando la relación de esbeltez efectiva S r es menor que la relación de esbeltez de columna (C c),
entonces ocurrirá el pandeo inelástico local.
Una vez que se ha calculado el tipo de pandeo que ocurrirá, puede entonces calcularse la carga de compresión
que producirá el pandeo.
La relación de esbeltez de columna (que separa el pandeo elástico del inelástico), se calcula por:
CC = π√ (2 × E ÷ F y )
Donde:
C c = Relación de esbeltez de columna
E = Módulo de elasticidad (29 x 106 para el acero)
F y = Tensión de fluencia de la tubería (psi) = El número
detrás de la letra del grado de la tubería, representa la tensión
de fluencia. Por ejemplo: J55 = 55 x 103. N80 = 80 x
103. P105 = 105 x 103 psi, etc.
Para calcular la relación de esbeltez efectiva, primero debe
calcularse el Radio de Giro de la cañería. Esto se hace
con:
r = √ (I ÷ As)
Donde :
r = Radio de Giro
I = Momento de Inercia = (DE)4 - ( DI)4 x 0.049 [mm4]
A s = Área del acero = (DE)² - (DI)² x 0.7854 [mm²]
De izquierda a derecha: Estado normal, pandeo sobre el eje
principal y pandeo local.
16-45
C APÍTULO 16
16-46
Una vez que se ha calculado el Radio de Giro, la relación de esbeltez efectiva es el mayor valor resultante
del cálculo de las dos operaciones siguientes:
Srl = Lu / r
Donde:
S rl = Relación esbeltez de efectiva.
L u = Longitud máxima sin apoyo (pulgadas) [mm]
R = Radio de Giro
Y la otra:
S r2 =
√ {(R / t)} x [4.8 + {R / 225 x t)}
Donde:
S r2 = Relación de esbeltez efectiva
R = el radio promedio de la cañería (pulgadas) [mm]
t = El espesor de la pared de la cañería (pulgadas) [mm]
EJEMPLO 9
¿Cuál tipo de pandeo ocurrirá en una tubería N80. de diámetro exterior de 2 3/8”, 1.867” de diámetro
interno, con peso de 5.95 libras por pie, con un espesor de pared de 0.254”. Se tiene una ventana de 36”.
Cc
= π √ (2E / F y)
= π √ (2 x (29 x 106) / {80 x 103}
= π √ (5.80 x 107) / {80 x 103}
= π √ 725
= π x 26.92
= 84.58
Enseguida, resuelva para St (tanto el cálculo 1 como el 2)
Sr = L u / r
Substituyendo √ (1 / A s)
S r1
= L u / √ {(DE)4 - (DI)4 x 0.049} ¸ {(DE)² - (DI)² x 0.7854}
= 36 / √ {(2.375) 4 - (1.867)4 x 0.049} / {(2.375)² - (1.867)² x 0.7854}
= 36 / √ {(31.81) - (12.15) x 0.49} / {(5.64) - (3.48) x 0.7854}
= 36 / √( 19.66) x 0.049) / (2.16 x 0.7854)
= 36 / √ 0.963 / 1.69
= 36 / √1.696
= 36 / 0.755
= 47.68
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
Sr1
= L u / √ {(DE)4 - (DI)4 x 0.049} / {(DE)² - (DI)² x 0.7854}
= 91.44 / √ {(6)4 - (4.7) 4 x 0.049} / {(6)² - (4.7)² x 0.7854}
= 91.44 / √ {(1296) - (487.97) x 0.049} / {(36) - (22.09) x 0.7854}
= 91.44 / √ {808.03 x 0.049} / {13.91 x 0.7854}
= 91.44 / √ 39.5935 / 10.9194
= 91.44 / √ 3.618
= 91.44 / 1.90
= 48.12
O también:
Sr2
= √ {(R / t)} x [4.8 + {R / (225 x t)}]
= √ {(1.061 / 0.254)} x [4.8 + {1.061 / 225 x (0.254)}]
= √ {(4.17)} x [4.8 + {1.061 / 57.15)}]
= √ {(4.17)} x [4.8 + {0.018)}]
= √ {(4.17)} x 4.818
= √ {(4.17)} x 4.818
= 2.04 x 4.818
Sr2
= √ {(R / t)} x [4.8 + {R / 225 x t)}]
= √ {(2.69 / 0.64)} x [4.8 + {2.69 / 225 x 0.64)}]
= √ {(4.2)} x [4.8 + {2.69 / 144)}]
= √ {4.2} x [4.8 + {0.017)}]
= √ 4.2 x 4.817
= 2.05 x 4.817
= 9.87
La solución de S rl es mayor y debería ser usada para compararla con Cc
Por lo tanto Cc = 84.58 y S r = 47.68 S r es menor que Cc , lo cual significa que ocurrirá
el pandeo inelástico.
CARGA DE PANDEO
Una vez que se ha determinado el tipo de pandeo que ocurrirá, puede calcularse la magnitud de la carga
compresiva (lbs) [kg] que se necesitará para causar este efecto. A partir de estas ecuaciones, puede tomarse la
decisión, si es que se debe cambiar el peso, tamaño o grado de la sarta, o la longitud sin apoyo.
A. Carga de Pandeo Inelástico
P b = F y x A s x [1 - {S t)² / 2 x (C c)²}]
16-47
C APÍTULO 16
16-48
EJEMPLO 10
Con una ventana de 36” [91.44 cm], ¿cuál es la mínima carga (lbs) [kg] que se necesitaría para pandear una
tubería N80. de 2 3/8” (60.3 mm), diámetro interno de 1.867”, con peso de 5.95 libras por pie (8.85 kg/m),
con un espesor de pared de 0.254” (6.4 mm)?
Pb
= F y x A s x [1 - {(S r)² / 2 x (C c)²}]
= (80 x 103) x {[(DE) 2 - (DI) 2 ] x 0.7854} x [1 - {4774)² / 2 x (8458)²}
= (80 x 103) x {1669} x [1 - {2279.10 / 1430755}]
= 1.335 x 105 x [1 - 0.15]
= 1.335 x 105 x 0.85
= 113475 lbs (5151765 kg)
Con el pandeo inelástico, la carga de pandeo puede ser aumentada sin pandear la cañería, si es que se reduce
la longitud no apoyada. Pueden también aplicarse cargas de compresión mayores, aumentando el tamaño de
la sarta, el peso o el grado de la cañería (tensión a la fluencia).
B. Pandeo Elástico
Con el pandeo elástico, la carga de pandeo puede ser aumentada, reduciendo la longitud no apoyada o
aumentando el tamaño de la sarta. Aumentando el grado (tensión de fluencia), no se aumentará la carga de
pandeo con el pandeo del eje principal, puesto que la variable Fy no está presente en la ecuación.
La ecuación para determinar el pandeo elástico es:
P b = A s x {286 x 106) / (S r)²}
EJEMPLO 11
Con la misma información del Ejemplo 9. podemos ver cuanta fuerza se necesitaría para pandear la cañería
sin apoyo.
Pb
= A s x {286 x 106) / (S r)²}
= 1.669 x {(286 x 106) / (4774)²}
= 209.439 lbs
Pb
PROBLEMA 1
= A s x {286 x 106) / (S r)²}
= 1.091 x {(286 x 106) / (48.12)²}
= 96.86686 kg
¿Qué fuerza se necesitaría ejercer sobre una válvula maestra cerrada, cono una tubería de 2 7/8 (73 mm) de
diámetro interno y una presión de 320 psi (22.08 bar)?
PROBLEMA 2
Cuando se asienta un empaque mecánico, se coloca peso sobre el mismo mediante la tubería. Si el empaque
tiene asentado un peso de 15000 lbs (6804 kg) encima, ¿qué pasaría si usted subiera la tubería y el arbolito
para abrir un puerto de circulación (abrir el by-pass del packer)?
¿Ayudaría si se aumenta presión a la tubería de revestimiento, para sujetar el obturador de empaque en
su sitio?
I NSERCION D E T UBERÍA C ONTRA P RESIÓN (S NUBBING )
PROBLEMA 3
Si el pozo tiene una presión de 300 psi (20.69 bar), ¿qué cantidad de tubería sería necesaria para mantener
la condición estática en el pozo contra la fuerza del mismo? Asuma cañería de perforación de 3 1⁄2” con
peso de 13.30 libras por pie (19.79 kg/m). El preventor de reventones tiene un diámetro interno de 13
5/8” (346.08 mm)
PROBLEMA 4
¿Cuál es la magnitud del peso (lbs) [kg] apoyado o flotante con 2527 pies (770.23 m) de tubería de 2 3/8”
(60.33 mm), con diámetro interno de 1.995” (50.67 mm), y con peso de 4.70 libras por pie (6.99 kg/m), en un
fluido con una densidad de 9.2 libras por galón (1103 kg/m³)?
PROBLEMA 5
¿Cuál es la disminución del peso flotado (lbs) [kg], para 2527 pies (770.23 m) de tubería de 2 3/8” (60.33 mm),
con diámetro interno de 1.995” (50.67 mm), y con peso de 4.70 libras por pie (6.99 kg/m), cuando se llena por
completo con un fluido que tenga una densidad de 9.2 libras por galón (1103 kg/m³)?
PROBLEMA 6
¿Cuál es el peso efectivo (lbs) [kg] para 11260 pies (3432.05 m) de tubería de 2 7/8” de diámetro externo,
2.151” (54.64 mm) de diámetro interno, con peso de 10.40 libras/pie (15.48 kg/m), con el espacio anular
lleno con un fluido de 8.5 libras por galón (1031 kg/m³), con la sarta de tubería llena de un fluido de 9.9
ppg (1187 kg/m³)?
PROBLEMA 7
¿Cuántos pies de tubería de 1.5” (38.1 mm) de diámetro, con un peso de 4.10 lbs/pie (61 kg/m) tendrían
que insertarse dentro de un pozo de gas seco (2.0 libras por galón (240 kg/m³) con una presión de cierre en
superficie de 1200 psi (82.74 bar), para llegar al punto de equilibrio?
PROBLEMA 8
Con 3000 psi (206.85 bar) de presión de pozo, ¿qué magnitud de presión hidráulica se requeriría en dos gatos
con cilindros de 5” [127 mm] y vástagos de 3 1⁄2” [88.9mm], para insertar tubería de 2 7/8” (73.03 mm) dentro
del pozo? Asuma que debe vencerse una fuerza de fricción de 4000 libras (1814.4 kg) para extraer la tubería
a través de los preventores de ariete.
PROBLEMA 9
¿Qué tipo de pandeo ocurriría en una tubería de 2 3/8” (60.33 mm), tipo P110. con un espesor de pared de
0.190” (4.83 mm)? Se tiene una ventana de 48” (1219.2 mm).
PROBLEMA 10
¿Qué tipo de pandeo ocurrirá, y cuál es la carga de pandeo de una sarta de trabajo de 1” (25.4 mm) con
una ventana de 23.5” (596.9 mm)?
Tubería tipo P105. de 1.215” (33.4 mm) con DE (diámetro externo); 0.957” (24.31 mm) de DI (diámetro
interno); peso de 2.25 lbs/pie (3.35 kg/m), espesor de pared de 0.179” (4.55 mm).
PROBLEMA 11
A. Calcule el tipo de pandeo y cuál es la carga de pandeo de la siguiente sarta de trabajo: 1” (25.4 mm),
con una ventana de 36” (914.4 mm). Tubería P105. 1,315” (334 mm) de diámetro externo, 0.957”
(24.31 mm) de diámetro interno, peso de 2.25 lbs/pie (3.35 kg/m), espesor de 0.179” (4.55 mm).
B. ¿Cuál sería la máxima presión de pozo a la que puede insertarse la sarta con una longitud no apoyada
de 36” (914.4 mm)?
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