ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORAL

INVESTIGACIN

Christmas Tree Assembly

Partes principales de un rbol de

navidad para pozos petroleros.

Tipos de rboles de navidad en

funcin de la completacin.

rbol de navidad para pozos off-

shore.

Estudiante: Espaa Ordez Felipe Andrs

Profesora: MSc. Romel Erazo

Fecha de entrega: 5 de noviembre del 2015

FACILIDADES DE

SUPERFICIE II

2do TRMINO

2015-2016

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NDICE

INTRODUCCIN ..................................................................................... 1

OBJETIVOS .............................................................................................. 2

Objetivo General ..................................................................................... 2

Objetivos Especficos .............................................................................. 2

CARACTERSTICAS GENERALES ........................................................ 3

DESARROLLO ......................................................................................... 5

1. INVESTIGAR LAS PARTES PRINCIPALES DE UN RBOL DE

NAVIDAD PARA POZOS PETROLEROS.................................................. 5

2. TIPOS DE RBOL DE NAVIDAD EN FUNCIN DE LA

COMPLETACIN. ................................................................................... 7

3. CARACTERSTICAS PRINCIPALES DEL RBOL DE NAVIDAD

PARA POZOS OFF-SHORE. ................................................................... 11

DISCUSIN ............................................................................................ 12

CONCLUSIONES ................................................................................... 13

REFERENCIAS ....................................................................................... 14

ii

ILUSTRACIONES

Ilustracin 1: Casing Head and Christmas Tree Assembly. Recuperado de

http://repositorio.uis.edu.co/jspui/bitstream/123456789/622/2/124868.pdf _______ 5

Ilustracin 2: rbol de Navidad para completacin simple. Recuperado de

https://prezi.com/nh2zgssyntda/well-heads-cabezal-de-pozo/ __________________ 7

Ilustracin 3: rbol de navidad para completacin doble. Recuperado de

https://prezi.com/nh2zgssyntda/well-heads-cabezal-de-pozo/ __________________ 8

Ilustracin 4: rbol de navidad para inyeccin de vapor. Recuperado de

http://www.ingenieriadepetroleo.com/wellhead-arbol-de-navidad-petrolero.html __ 9 Ilustracin 5: rbol de navidad para bombeo electro-centrfugo. Recuperado de

http://www.ingenieriadepetroleo.com/wellhead-arbol-de-navidad-petrolero.html _ 10

Ilustracin 6: rbol de navidad utilizado en campos off-shore. Recuperado de

Recommended Practice for Design and Operation of Subsea Production Systems,

Second Edition, 1996. __________________________________________________ 11

1

INTRODUCCIN

El cabezal de un pozo junto con el rbol de navidad son estructuras importantes

durante la etapa de desarrollo de un pozo de petrleo. Por ejemplo el casing head colabora y

es un equipo de control del pozo, ayuda con las cargas que se generan al colocar los

revestidores y posee otros aspectos ms, que se irn desarrollando a lo largo de este escrito.

Lo primero a estudiarse en este documento sern las partes del rbol de navidad, este

recordemos es un conjunto de vlvulas, estranguladores y accesorios que ayudan al control del

fluido que se est produciendo. Es por eso que debe tenerse claramente en cuenta cada una

de las partes y funciones que estas realizan en el rbol de navidad.

Dependiendo del tipo de completacin que est programada a medida que el pozo es

desarrollado, se debe implementar distintos tipos de cabezales y de rboles de navidad. Es

decir no existe un determinado diseo universal para cada pozo. Este caso tambin ser

estudiado a mayor detalle, aunque solo se enfoca en el rbol de navidad.

Por ltimo se describirn las caractersticas que debe tener un rbol de navidad que se

encuentre durante una operacin off-shore y sern comparadas con los que se utilizan en los

campos on-shore.

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OBJETIVOS

Objetivo General

Estudiar el rbol de navidad, estructura importante para la produccin de un pozo

petrolero.

Objetivos Especficos

Describir las partes que componen a un rbol de navidad.

Especificar los diferentes tipos de rboles de navidad segn su completacin.

Indicar las caractersticas que posee un rbol de navidad utilizado en un campo off-

shore.

Diferenciar el rbol de navidad encontrado en un campo on-shore y otro en un campo

off-shore.

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CARACTERSTICAS GENERALES

El cabezal de un pozo es un equipo que colabora con el equipo de control de un pozo. Este

adems es utilizado para sujetar los diferentes tipos de revestidores. Pero es sobre la seccin C

del cabezal de un pozo que se encuentra el rbol de navidad.

Cabe indicar dos situaciones que se pueden generar:

o El pozo puede resultar seco, por esto ya no es necesario colocar el rbol de navidad.

o Si el pozo es productor, se considera la colocacin de un liner y del rbol de navidad.

Como definicin tcnica decimos que un cabezal de un pozo, son instalaciones conectadas con

las tuberas utilizadas en el pozo y son soporte para:

o Tubera de revestimiento.

o Tubera de produccin.

Cumple las siguientes funciones:

o Provee seguridad y los mecanismos necesarios durante la perforacin para la

instalacin de los equipos de control de reventones BOP.

o Sello entre las tuberas de un pozo.

o Control de la produccin. (rbol de navidad)

Lo siguiente puede ser encontrado en un rbol de navidad:

o Obturador (Adjustable Choke)

Vlvula de aguja para control de flujo de un pozo.

o Bridas de paso (Flange crossover)

Sello hermtico para no afectar al equipo en el incremento de presin.

o Sellos (Seals)

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Pueden ser activados bajo presin.

o Brida del adaptador del cabezal de tubera (Flange tubing head adapter)

Va entre el tope del cabezal y el rbol de navidad.

o Vlvula corona (Crown valve)

Colocada en el tope del rbol de navidad.

o Vlvula maestra (Master valve)

Ubicada en la parte inferior del rbol de navidad y encima del cabezal de tubera de

produccin.

o Vlvula de ala (Wing valve)

Ubicada en el lado horizontal del rbol.

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DESARROLLO

1. INVESTIGAR LAS PARTES PRINCIPALES DE UN RBOL DE NAVIDAD PARA

POZOS PETROLEROS.

1) X-MAS TREE

2) MANMETRO Y BRIDA MEDICIN DE TAPA: Los manmetros o indicadores de

presin son utilizadas para el control de presiones del pozo. Con esto se puede medir

las presiones de casing, anular y tubing.

3) VLVULA DE PISTONEO: Contiene o cierra la presin permitiendo trabajos con

cables, tuberas continuas, etc.

Ilustracin 1: Casing Head and Christmas Tree Assembly. Recuperado de http://repositorio.uis.edu.co/jspui/bitstream/123456789/622/2/124868.pdf

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4) T DE FLUJO: Permite la produccin del pozo mientras se estn realizando operaciones

en la que se deban correr herramientas.

5) VLVULA MAESTRA SUPERIOR: Utilizada para el cierre del pozo, son fcilmente

reemplazadas durante operaciones de rutina.

6) VLVULA MAESTRA INFERIOR: Son muy importantes para el cierre de un pozo, sin

embargo durante la vida del pozo pasan abiertas todo el tiempo. Esta es utilizada lo

menos posible.

7) VLVULA LATERAL: Utilizada para el cierre lateral de flujo del pozo, esta es

fcilmente reemplazable.

8) ESTRANGULADOR: Restringe el paso del fluido, disminuyendo la cantidad de flujo.

9) VLVULA DE CASING: Permite el acceso entre el espacio anular dejado entre el

tubing y casing.

10) CABEZA DEL CASING: Conjunto de cua y empaque, que sostiene y empaqueta la

tubera de revestimiento.

11) CARRETEL DE CABEZA DE CASING.

12) CARRETEL DE COLGADOR DE TUBING.

13) ADAPTADOR DE TUBING: Facilita la colocacin del rbol de navidad.

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2. TIPOS DE RBOL DE NAVIDAD EN FUNCIN DE LA COMPLETACIN.

rbol de navidad para completacin simple

Es un modelo de completacin que es utilizada dentro de un mismo yacimiento, sin

importar en nmero de zonas productoras. Su funcin principal es controlar el flujo de

fluidos del pozo.

Ilustracin 2: rbol de Navidad para completacin simple. Recuperado de https://prezi.com/nh2zgssyntda/well-heads-cabezal-de-pozo/

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rbol de navidad para completacin doble

La diferencia principal que posee este rbol de navidad es su doble sarta de

perforacin, ya que el colgador de tubera est compuesto por dos secciones. Adems

la brida superior tiene dos orificios inferiores para colocar el cabezal de tubera de

produccin. Su uso se extiende cuando dos yacimientos estn prximos uno del otro.

rbol de navidad para inyeccin de vapor

Estructura utilizada en yacimientos en el cual el petrleo es muy viscoso, esta permite

la inyeccin de vapor para disminuir la viscosidad. Hay que tomar en cuenta que la

viscosidad incrementa los costos y tiempo de produccin. A este rbol se le aade una

lnea especial que permite la inyeccin de vapor a una presin determinada.

Ilustracin 3: rbol de navidad para completacin doble. Recuperado de https://prezi.com/nh2zgssyntda/well-heads-cabezal-de-pozo/

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Ilustracin 4: rbol de navidad para inyeccin de vapor. Recuperado de http://www.ingenieriadepetroleo.com/wellhead-arbol-de-navidad-petrolero.html

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rbol de navidad terrestre para bombeo electro-centrfugo

Estructura utilizada principalmente en yacimientos que no cuentan con la presin

necesaria para llevar a superficie el hidrocarburo. En este va adherido una bomba que

permita dicha accin.

Ilustracin 5: rbol de navidad para bombeo electro-centrfugo. Recuperado de http://www.ingenieriadepetroleo.com/wellhead-arbol-de-navidad-petrolero.html

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3. CARACTERSTICAS PRINCIPALES DEL RBOL DE NAVIDAD PARA POZOS

OFF-SHORE.

Denominados como rboles submarinos, estas estructuras permiten el control

de presiones y de produccin durante la vida til del yacimiento.

Para el diseo de estos equipos se debe tomar en cuenta lo siguiente:

caractersticas del yacimiento, caractersticas del hidrocarburo, profundidad de

la columna de agua, funciones del pozo a operar, tipo y cantidad de qumicos,

requerimientos del campo en general y otros aspectos.

Dry tree: Vocablo utilizado cundo la profundidad a la cual se va a colocar el

rbol no supera los 300 metros aproximadamente y donde un buzo

tranquilamente puede realizar su trabajo.

Wet tree: rbol de navidad que se encuentra a ms de 500 metros.

Ilustracin 6: rbol de navidad utilizado en campos off-shore. Recuperado de Recommended Practice for Design and Operation of Subsea Production Systems, Second Edition, 1996.

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DISCUSIN

El documento muestra las partes principales de un rbol de navidad comn, y a esto se

refiere a uno en el cual no se haya requerido de algn levantamiento artificial o algn

otro sistema de operacin que se pueda complementar.

Sin embargo tambin se han presentado los diferentes tipos de cabezales en los cuales

se necesita de diversos tratamientos y levantamientos utilizados en la industria

petrolera.

Otro aspecto discutido fue el rbol de navidad que utilizan en campos off-shore los

cuales tienen cierta diferencia de los de on-shore, ya que los cabezales de off-shore

pueden ser colocados por mecanismos robticos.

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CONCLUSIONES

Se describieron las partes que posee un rbol de navidad, las cuales se conservan en

los distintos diseos que pueden diferir en ciertos otros aspectos como mayor

colocacin de vlvulas y otros accesorios, sin embargo la esencia de los rboles de

navidad comunes se conservan en todos los dems.

Se estudi los distintos tipos rboles de navidad que son colocados segn la

completacin. Hay que recalcar que no todos los rboles de navidad son iguales, ya

que inclusive estos podran estar en el mismo campo sin embargo segn las

condiciones del yacimiento podra ser un aspectos tan considerable que puede

cambiar el diseo del rbol de vlvulas.

La diferencia entre un rbol de navidad utilizado en campos off-shore no marcan

mayor diferencia entre una realizado en campos on-shore, ya que estos igual posee un

grado de dificultad comparable el uno con el otro. Adems se indic que para pozos a

aguas no tan profunda se requiere de mano de obra humana pero para pozos que

estn ubicados a pozos de gran profundidad se requiere de mquinas que puedan

instalar dichos equipos.

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REFERENCIAS

Aadnoy, B. S. (2010). Modern well design. London, UK: CRC Press Balkema.

Glossary, O. (s.f.). Oilfield Glossary. Recuperado el 11 de Junio de 2015, de

http://www.glossary.oilfield.slb.com/

LTD., V.-f. G. (s.f.). Wellhead and Xmas tree.

Osorio, R. (29 de Mayo de 2011). PetroBlogger. Recuperado el 13 de Junio de 2015, de

http://www.ingenieriadepetroleo.com/

Tanaka, S., Okada , Y., & Ichikawa, Y. (2005). OFFSHORE DRILLING AND PRODUCTION

EQUIPMENT.

Ucha, L. (2013). Diseo del primer rbol submarino para desarrollo de campos en aguas.

Mxico: PEMEX.