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Tema 10 Sistema de Seguridad

10.1 Sistema de Seguridad Los preventores anulares RAM ciego y RAM a medida. Estos equipos estn diseados para prevenir reventones en el pozo que son peligrosos, pues ponen en peligro la vida de los trabajadores y puede significar la prdida de millones de dlares y un dao profundo al medio ambiente.

a) Preventores

Los preventores conjuntamente otros equipos se pueden usar para cerrar el pozo. Cuando se prev un descontrol evitando as un reventn. Los preventores estn ubicados en el antepozo y son de dos tipos:

Preventores anulares Preventores RAM

10.2 Preventores Anulares Los preventores anulares tienen un elemento sellante de goma que cuando es activado se cierra con fuerza alrededor del vstago o elemento tubular. Son a veces denominados tipo bolsa, tipo esfrico o simplemente HYDRILLE.

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Preventor Anular

10.3 PREVENTORES A EXCLUSAS O RAM Los preventores RAM consisten en vlvulas de cierre que tienen elementos sellantes Los Preventores de Ariete consisten de grandes vlvulas de acero (arietes) que tienen elementos de goma que sirven de sello. Existe un tipo de preventor de ariete que se conoce como Preventor de Ariete de Tubera porque cierra la tubera de perforacin mas no puede sellar el hoyo abierto. 10.3.1 Blowout Preventer (BOP) Preventor de reventones

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Los trminos preventor de reventn, conjunto de preventores de reventn y sistema de preventores de reventn se usan en forma comn e intercambiable para describir, en general, varios preventores apilados de diversos tipos y funciones, as como sus componentes auxiliares. Un preventor de reventones submarino tpicamente incluye componentes como lneas hidrulicas y elctricas, mdulos de control, acumuladores hidrulicos, vlvulas de prueba, lneas de matar y estrangular y vlvulas, junta del tubo elevador, conectores hidrulicos y bastidor de soporte. Dos categoras de BOP son las prevalentes: de arietes y anular. Los conjuntos de BOP generalmente utilizan los dos tipos, con al menos un BOP anular apilado sobre varios BOP de ariete.

10.3.2 Sistema preventor de reventones en tierra.

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Conjunto de Preventores (BOPs).

Los preventores de reventn se usan en tierra, en plataformas marinas y en el lecho marino. Los BOP en tierra y submarinos se aseguran en la parte superior del pozo, conocida como cabezal del pozo. Los BOP en plataformas marinas se montan debajo de la cubierta. Los BOP submarinos se conectan a la plataforma costa afuera a travs del tubo montante de perforacin, que brinda una va continua para la sarta de perforacin y los fluidos que emanan del recinto del pozo. En realidad, el tubo elevador extiende el recinto del pozo hasta la plataforma. 10.3.3 Usos y funcionamiento Los BOP vienen en una variedad de estilos, tamaos y clasificaciones de presin. Varias unidades individuales que sirven diversas funciones se combinan para componer un conjunto de preventores de reventn. A menudo se utilizan mltiples preventores de reventn del mismo tipo para lograr redundancia, un importantsimo factor en la efectividad de dispositivos a prueba de fallas. Cuando se presenta un amago de reventn, los operadores del equipo o los sistemas automticos cierran las unidades de los BOP, sellando el espacio anular para detener la salida de los fluidos del recinto del pozo. Luego se hace circular lodo de mayor densidad por la sarta de perforacin, en el recinto del pozo y hacia arriba por el espacio anular y la lnea de estrangular en la base del conjunto de BOP y por los estranguladores hasta superar la presin pozo abajo. Una vez que el

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peso de matar se extiende desde el fondo hasta la parte superior del pozo, se ha matado el pozo. Si la integridad del pozo se mantiene, se puede reiniciar la perforacin. Alternativamente, si no es factible la circulacin, se puede matar el pozo a la fuerza, es decir, bombeando a la fuerza lodo ms pesado desde la parte superior a travs de la conexin de la lnea de matar en la base del conjunto de BOP. Esto es lo menos deseable debido a que son necesarias mayores presiones en la superficie y porque mucho del lodo que originalmente est en el espacio anular ser forzado hacia adentro de la formacin receptiva en la seccin del pozo sin entubar, debajo de la zapata ms profunda de la revestidora. Si los preventores de reventn y la columna de lodo no restringen la presin hacia arriba de una arremetida del pozo, el resultado ser un reventn que potencialmente puede expulsar violentamente por el recinto del pozo, tubera, petrleo y gas, daando el equipo de perforacin y dejando en duda la integridad del pozo. Los yacimientos comerciales de petrleo y gas, cada vez ms raros y remotos, han llevado la exploracin y produccin de pozos a zonas costa afuera en aguas profundas, que requieren que los BOP permanezcan sumergidos en condiciones extremas por largo tiempo. Como resultado, los BOP se han tornado ms grandes y pesados (una unidad de BOP de un solo ariete puede pesar ms de 30.000 libras), en tanto que el espacio asignado a los conjuntos de BOP en las plataformas marinas no ha aumentado proporcionalmente. Por tanto, un punto clave en el desarrollo tecnolgico de preventores de reventn en las dos ltimas dcadas ha sido limitar su huella y peso, pero aumentar su seguridad y capacidad de operacin. 10.3.4 Arreglos de Preventores: Una vlvula grande instalada en el extremo superior de un pozo, que puede cerrarse si la brigada de perforacin pierde el control de los fluidos de formacin. Mediante el cierre de esta vlvula (operada generalmente en forma remota a travs de accionadores hidrulicos), la brigada de perforacin generalmente retoma el control del yacimiento, y se pueden iniciar los procedimientos para incrementar la densidad del lodo hasta que es posible abrir el BOP y mantener el control de la formacin en trminos de presin. Dado que los BOPs revisten una importancia crtica para la seguridad de la brigada, el equipo de perforacin y el pozo en s, son inspeccionados, probados y remozados a intervalos regulares determinados por una combinacin de procesos de evaluacin de riesgos, prcticas locales, y requisitos legales y de tipos de pozos. Las pruebas de los BOPs incluyen desde la verificacin diaria de sus funciones en pozos crticos hasta verificaciones mensuales o menos frecuentes en pozos con bajas probabilidades de problemas de control.

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La clasificacin tpica de API para conjunto de preventores API-RP-53 es la adecuada para operar con 2000, 3000, 5000, 10000 y 15000 lb/pg2 (141, 211, 352, 703 kg/cm3) de presin de trabajo.

Arreglos API 2000 psi

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Arreglos API para 3000-5000 psi

Arreglos API para 10000 15000 psi

A: Preventor anular G: Cabeza rotatoria

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M: 100 lb/pg2 (70 kg/cm3) R: Preventor de Arietes S: Carrete de control con salidas laterales de matar y estrangular 10.4 Tipos de BOP Los BOP vienen en dos tipos bsicos: de arietes y anulares. 10.4.1 Preventor Esfrico o Anular: Se utiliza principalmente para sellar el espacio anular o el pozo franco, cuando se detecta una seal de cabeceo al momento de estar moliendo, metiendo o sacando tubera del pozo. Se instala en la parte superior de los preventores de arietes y es el primero en cerrarse (hermticamente a presin) cuando se presenta un brote.

Los preventores anulares son tambin efectivos para sellar alrededor de la tubera de perforacin, incluso mientras gira durante la perforacin. Las regulaciones requieren que un preventor anular pueda cerrar completamente un recinto de pozo, pero generalmente no son tan efectivos como los preventores de ariete para mantener el sello en un pozo abierto o sin entubar. Tpicamente, los preventores anulares van ubicados en la parte superior del conjunto de BOP, con uno o dos BOP anulares encima de una serie de varios preventores de ariete. Un preventor anular usa el principio de cua para sellar el recinto del pozo. Tiene un sello de caucho tipo donut, conocido como unidad obturadora de elastmero, reforzada con costillas de acero. La unidad obturadora est situada en el compartimiento del BOP entre el cabezal y el pistn hidrulico. Cuando se activa el pistn, su empuje hacia arriba fuerza el cierre de la unidad de obturacin, como un esfnter, sellando el espacio anular o el pozo abierto. Los preventores anulares tienen slo dos piezas mviles, pistn y unidad de obturacin, que los hacen ms simples de mantener que los preventores de ariete. 10.4.2 Preventor de Ariete: Se utilizan como control superficial en un pozo, para sellar el espacio anular cuando se tiene tubera en su interior o cerrarlo totalmente, funciona casi siempre hidrulicamente para cerrar el espacio anular alrededor de la tubera en el pozo, los arietes para tubera deben ajustarse alrededor del permetro de cualquier clase o tamao de tubera que se encuentre en el pozo.

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Preventor de arietes anulares

Un BOP de ariete tiene un funcionamiento similar al de una vlvula de compuerta, pero usa un par de mbolos de ariete opuestos. Los arietes se extienden hacia el centro del recinto del pozo para restringir el flujo, o se retraen para permitirlo. Las caras superior e inferior de los arietes estn provistas de obturadores (sellos de elastmero) que se comprimen uno contra el otro, contra la pared del pozo y alrededor de la tubera que atraviesa el recinto del pozo. Salidas en los lados del cuerpo del BOP se usan para conexiones de las lneas de estrangular y de matar o de vlvulas. Elementos del Conjunto de Preventores: 10.4.3 Cabezal de la tubera de revestimiento: forma parte de la instalacin permanente del pozo yse usa para anclar y sellar alrededor de la siguiente sarta de tubera de revestimiento e instalar el conjunto de preventores. Pueden ser de tipo rosca, soldable o integrado.

10.4.4 Carrete de control: se instala para conectar las lneas de matar y estrangular del conjunto de preventores. El API permite que estas lneas se conecten a un preventor con salidas laterales, eliminando al carrete con la ventaja de disminuir la altura del conjunto de preventores.

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Carrete de control

10.4.5 Lneas de Matar: Es otro de los componentes en el equipo superficial. Estas conectan las bombas del equipo con las salidas laterales del carrete de control, para llevar acabo las operaciones de control cuando no pueden efectuarse directamente por tuberas de perforacin

10.4.6 Multiple y lneas de estranguladores:

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Mltiple de estrangulacin tpico

Como los estranguladores son susceptibles a obstrucciones y desgaste bajo altas presiones, generalmente es necesario instalar varios estranguladores para permitir el cambio de un estrangulador a otro, de aqu el nombre juego de conexiones del estrangulador. Los estranguladores ajustables generalmente son controlados desde un tablero de control remoto en el piso de la instalacin: 10.5 Manifold de control

Un conjunto de dos o ms BOPs utilizados para asegurar el control de presin de un pozo. Un conjunto tpico puede constar de una a seis vlvulas de control de esclusas y, como opcin, una o dos armaduras de control anular. Una configuracin tpica posee las vlvulas de control de esclusas en el extremo inferior y las armaduras de control anular en el extremo superior.

Esta configuracin del conjunto de preventores de reventn se optimiza para proveer un grado mximo de integridad de presin, seguridad y flexibilidad, en caso de producirse un incidente de

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control de pozo. Por ejemplo, en una configuracin de esclusas mltiples, un conjunto de esclusas puede adaptarse para cerrarse en una columna de perforacin de 5 pulgadas de dimetro, otro conjunto puede configurarse para una columna de perforacin de 4 1/2 pulgadas, un tercero proveerse de obturadores de cierre total para cerrar el agujero descubierto, y un cuarto equiparse con un preventor de cierre total que pueda cortar y dejar suspendida la columna de perforacin como ltimo recurso.

Es comn tener una armadura de control anular o dos en el extremo superior del conjunto de preventores ya que los anulares pueden cerrarse con una amplia gama de tamaos de tubulares y con el agujero descubierto, pero habitualmente no estn diseados para presiones tan altas como las vlvulas de control de esclusas. El conjunto de preventores de reventn incluye adems varias bridas dobles, adaptadores y salidas de tuberas para permitir la circulacin de los fluidos del pozo bajo presin en caso de que se produzca un incidente de control del pozo.

Conjunto de vlvulas BOP. Un conjunto de preventores de reventn, denominado conjunto de vlvulas BOP, controla la presin del pozo. El conjunto de vlvulas BOP se coloca generalmente por debajo del piso de perforacin, como se muestra en estas fotografas de equipos de perforacin terrestres.