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Seminario de Empacaduras Baker Oil Tools j.pkr-111.man.toc&tab-E Rev. 11/16/00 chj 2.0 Empacaduras Permanentes

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Seminario de Empacaduras

Baker Oil Tools j.pkr-111.man.toc&tab-ERev. 11/16/00 chj

2.0EmpacadurasPermanentes

Seminario de Empacaduras (Curso #111)

TABLA DE CONTENIDO

Baker Oil Tools f.pkr-111.man.toc-E11/16/00 (chj)

2.0 EMPACADURAS PERMANENTES No.PRODUCTO

2.1 Empacaduras Permanentes de la Serie "D"2.1.1 Empacadura de Producción Modelo "D" 415-132.1.2 Empacadura de Producción Modelo "DB"2.1.3 Empacadura de Producción Modelo "DA"

415-05415-14

2.2 Empacaduras Permanentes de la Serie "F"2.2.1 Empacadura de Producción Modelo "F-1"2.2.2 Empacadura de Producción Modelo "FA-1"

413-06413-07

2.2.3 Empacadura de Producción Modelo "FB-3" 413-50

2.3 Empacaduras Permanentes de la Serie "HE"2.3.1 Empacadura de Producción Modelo "HE"2.3.2 Empacadura de Producción Modelo "HEA"

421-01421-03

2.4 Empacaduras Permanentes de la Serie "SB"2.4.1 Empacadura de Producción Modelo "SB-3" 409-062.4.2 Empacaduras de Producción Hydro-Set

Modelos "SAB-3" y "SABL-3"409-07, 409-08

2.4.3 Empacadura Hidráulica de ProducciónModelo "SABLT" sin MovimientoDescendente

409-17

2.5 Empacadura Permanente de Whipstock Modelo“Torquemaster”2.5.1 Empacadura de Producción Modelo

“Torquemaster” - Empacadura Whipstock415-18

2.5.2 Ancla Whipstock Modelo “Torquemaster” 415-192.6 Material de Referencia Empacaduras Permanentes

2.6.1. Prueba de Laboratorio de Sistemas deEmpacaduras Permanentes

Seminario de Empacaduras

f.pkr-111.man.toc&tab-ERev. 11/16/00 chj

2.1Empacaduras

Permanentes de la Serie"D"

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools f.pkr-111.manual.pp.415-13fb-EDerechos Reservados (chj) 11/16/00

EMPACADURA DE PRODUCCIÓNMODELO "D"

Producto No. 415-13

Características/ Beneficios

• Aros de respaldo “interlock” de metalexpandibles hacen contacto con elrevestidor creando una barrera contra laextrusión del elemento de empaque

• Dos cuñas circunferenciales opuestas

• El diámetro interno pulido acepta unavariedad de ensambles tipo localizador y deancla con sellos, así como también taponesde empacadura

• Guia opcional sirve de guía para conectar latubería de cola, extensiones pulidas y defresado

• Podría ser asentada con tubería o guaya

• Disponible en versión de diámetro internoalterno

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools f.pkr-111.manual.pp.415-05fb-EDerechos Reservados (rv al) 11/16/00

EMPACADURA DE PRODUCCIÓNMODELO "DB"

Producto No. 415-05

Características/ Beneficios

• Modelo "D" con una guía, guía "B" paraextensión de fresado o pulida

• Aros de respaldo “interlock” de metalexpandibles hacen contacto con el casingcreando una barrera contra la extrusión delelemento de empaque

• Dos cuñas circunferenciales opuestas

• El diámetro interno pulido acepta una variedadde ensamblajes tipo localizador y de ancla consellos, así como también tapones de empacadura

• Podría ser asentada con tubería o guaya electrica

• Disponible en versión de diámetro internoalterno

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools f.pkr-111.manual.pp.415-14fb-EDerechos Reservados Chj 11/16/00

EMPACADURA DE PRODUCCIÓNMODELO "DA"

Producto No. 415-14

Características/ Beneficios

• Versión de diámetro interno alterno de Modelo "D".Este sello del diámetro interno “sealing bore” más grande admite diámetros internos contínuos mayores a través de los accesorios de sellado

• Rango de presión más alto cuando se usa el diámetrointerno alterno

• Aros de respaldo “interlock” de metal expandibles hacencontacto con el revestidor, creando una barrera contra laextrusión del elemento de empaque

• Dos cuñas circunferenciales opuestas

• El diámetro interno pulido acepta una variedad deensamblajes tipo localizador y de ancla con sellos, asícomo también tapones de empacadura

• Guia opcional sirve para conectar la tubería de cola,extensiones pulidas y de fresado)

• Podría ser asentada con tubería o guaya

Seminario de Empacaduras

Baker Oil Tools j.pkr-111.man.toc&tab-ERev. 11/16/00 chj

2.2Empacaduras

Permanentes de la Serie"F"

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools j.pkr-111.manual.pp.413-06fb-EDerechos Reservados Rev. 11/16/00 chj

EMPACADURA DE PRODUCCIÓNMODELO "F-1"

Producto No. 413-06

Características/ Beneficios

• Aros de respaldo “interlock” de metalexpandibles hacen contacto con elcasing creando una barrera contra laextrusión del elemento de empaque

• Dos cuñas circunferenciales opuestas

• El diámetro interno pulido acepta unavariedad de ensambles tipo localizador yde ancla con sellos, así como tambiéntapones

• Guia opcional sirve para conectar latubería de cola, extensiones pulidas y defresado

• Puede ser asentada con tubería o conguaya electrica

• Disponible en versión de diámetrointerno alterno

• Versión con diámetro interno mayor a laModelo "D"

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools j.pkr-111 manual.pp.413-07fb-EDerechos Reservados Rev. 11/16/00 chj

EMPACADURA DE PRODUCCIÓNMODELO "FA-1"

Producto No. 413-07

Características /Beneficios

• Aros de respaldo “interlock” de metalexpandibles hacen contacto con elcasing creando una barrera contra laextrusión del elemento de empaque

• Dos cuñas circunferenciales opuestas

• El diámetro interno pulido acepta unavariedad de ensambles tipo localizador y deancla con sellos, así como también taponesde empacadura

• Guia opcional sirve de guía para conectartubería de cola, extensiones pulidas yfresado

• Podría ser asentada con tubería o guayaelectrica

• Versión de diámetro interno alterno delModelo “F-1”

• El diámetro interno superior más grandepermite que el diametro interno de la tuberíase mantenga a través de la empacadura

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools j.pkr-111.manual.pp.413-50fb-EDerechos Reservados Rev. 11/16/00 chj

EMPACADURA DE PRODUCCIÓN MODELO"FB-3"

Producto No. 413-50

Características/ Beneficios

• La más larga apertura posible a través de laempacadura para aplicaciones de alta presión

• Podría ser asentada con tubería o guayaelectrica

• Su diseño único del elemento de empaqueelimina la necesidad de aros de alambrado enaplicaciones extremas

• Conveniente para presiones de hasta 17,000 psiy temperaturas de 450°F

• Cuerpo/guía de una sola pieza con conexión derosca “premium” a la extensión pulida

• Aros de respaldo “interlock” de metalexpandibles hacen contacto con el revestidorcreando una barrera contra la extrusión delelemento de empaque

• Dos cuñas circunferenciales opuestas

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Baker Oil Tools j.pkr-111.man.toc&tab-ERev. 11/16/00 chj

2.3Empacaduras

Permanentes de la Serie"HE"

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools j.pkr-111.manual.pp.421-01fb-EDerechos Reservados Rev. 11/16/00 chj

EMPACADURA DE PRODUCCIÓN MODELO"HE"

Producto No. 421-01

Características/ Beneficios

• Para ser usada en ambientes hostiles (H2S,C02, inhibidores) donde pueden encontrarsediferenciales de presión muy alta

• La máxima temperatura operativa es de 550 °F (288 °C)

• La diferencial de presión operativa máximaes normalmente de 15000 psi

• El sello de metal a metal elimina los sellos“O-Ring”

• Incorpora todas las otras características delRPP Modelo "D"

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools j.pkr-111.manual.pp.421-03fb-EDerechos Reservados Rev. 11/16/00 chj

EMPACADURA DE PRODUCCIÓN MODELO"HEA"

Producto No. 421-03

Características/ Beneficios

• Variante de la versión de diámetro interno delModelo "HE"

• Permite un diametro interno más amplio a travésde los accesorios de sello

• Rango de presión mayor cuando se usa eldiámetro interno alterno

• Para ser utilizada en ambientes hostiles (H2S,CO2, inhibidores) en donde pueden serencontrados diferenciales de presión muy alta

• La máxima temperatura operativa es de 550 °F(288 °C)

• Diferencial máximo de presión operativanormalmente de 15,000 psi

• El sello de metal a metal elimina los sellos “o-ring”

• Incorpora todas las otras características delModelo "D"

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Baker Oil Tools j.pkr-111.man.toc&tab-ERev. 11/16/00 chj

2.4Empacaduras

Permanentes de la Serie"SB"

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools j.pkr-111.manual.pp.409-06fb-EDerechos Reservados Rev. 11/16/00 chj

EMPACADURA DE PRODUCCIÓN “HYDRO-SET”MODELO "SB-3"

Producto No. 409-06

Características/ Beneficios

• Versión de la empacadura Modelo "D" deasentamiento hidráulico

• Aros de respaldo “interlock” de metal expandibleshacen contacto con el casing creando una barreracontra la extrusión del elemento de empaque

• Dos cuñas circunferenciales opuestas

• Disponible en versión de diámetro interno alterno

• El producto estándar viene con una guía "B"incorporada permitiendo la conexión de la extensiónpara fresar u otra tubería de cola

• Corrida y asentada en el ensamblaje de sellos deliberación por corte, Modelo "D"

• Despúes del asentamiento sirve como un localizadorde sellos

• El asentamiento no requiere rotación o reciprocación,con lo cual se elimina el problema de espaciado.

• Todos los “O-rings” están sostenidos por aros derespaldo para mejorar la integridad del sello a largoplazo

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools j.pkr-111.manual.pp.409-07fb-EDerechos Reservados Rev. 11/16/00 chj

EMPACADURA DE PRODUCCIÓN HYDRO-SET" MODELOS "SAB-3"/ "SABL-3"

Productos No. 409-07 y 409-08

Características/ Beneficios

• Versión con diámetro interno alterno de laempacadura Modelo "SB-3"

• El diámetro interno superior más grande lepermite mantener el diametro interno de latubería a través de la empacadura

• Aros de respaldo “interlock” de metalexpandibles hacen contacto con el casingcreando una barrera contra la extrusión delelemento de empaque

• Dos cuñas circunferenciales opuestas

• El producto estándar viene con una guía "B"incorporada permitiendo la conexión de laextensión para fresar u otra tubería de cola

• El asentamiento no requiere rotación oreciprocación con lo cual se elimina el problemade espaciado.

• Todos los “O-Rings” están contenidos con arosde respaldo para mejorar la integridad del sello alargo plazo

Baker Oil Tools j.111-pkr.man.tab02.spreadsheetRev. 11/16/00 chj

Packer Size ElementMaterial/Hardness

Temperature RangeDeg F

Minimum SettingPressure PSI

82SAB40 x3282SAB32 x2582-32SB-3

70 Hard Nitrile

90 Hard Nitrile

95 Hard Nitrile

Ambient - 300 ° F

275 ° F - 400 ° F

Over 400 ° F

3,000 psi

4,000 psi

4,000 psi

84SAB40x3284SAB40x2984SAB40x2784-32SB-3

70 Hard Nitrile

90 Hard Nitrile

95 Hard Nitrile

Ambient - 300 ° F

275 ° F - 400 ° F

Over 400 ° F

3,000 psi

4,000 psi

4,000 psi

194SAB60x48194SAB60x47194SAB60x40194SAB47x44194SAB47x40194SAB47x38194SAB47x30194-47SB-3194-40SB-3194-32SB-3

70 Hard Nitrile

80 Hard Nitrile

90 Hard Nitrile

95 Hard Nitrile

Ambient - 300 ° F

275 ° F- 350 ° F

325 ° F - 400 ° F

Over 400 ° F

3,000 psi

3,000 psi

3,000 psi

3,000 psi

83SABL47x38 70 Hard Nitrile

90 Hard nitrile

Ambient -300 ° F

275 ° F - 400 °F

4,500 psi

4,500psi

83SABL47 x 39 70 Hard Nitrile

90 Hard nitrile

Ambient -300 ° F

275 ° F - 400 °F

5,000psi

5,000psi

85SABL47x3985SABL47x3885SABL47x36

70 Hard Nitrile

90 Hard Nitrile

95 Hard Nitrile

Ambient - 300 ° F

275 ° F - 400 ° F

Over 400 ° F

4,500 psi

4,500 psi

4,500 psi

194SABL75 x 60194SABL73x 60194-60SB-3

70 Hard Nitrile

80 Hard Nitrile

90 Hard Nitrile

95 Hard Nitrile

Ambient - 300 ° F

275 ° F- 350 ° F

325 ° F - 400 ° F

Over 400 ° F

3,000 psi

3,000 psi

3,000 psi

3,000 psi

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools j.pkr-111.manual.pp.409-17fb-EDerechos Reservados Rev. 11/16/00 chj

EMPACADURA DE PRODUCCIÓN DEASENTAMIENTO HIDRÁULICO SIN

MOVIMIENTO DESCENDENTE MODELO"SABLT"

Producto No: 409-17

Características/Beneficios

• Esta empacadura es una descendiente y una adiciónde la altamente exitosa empacadura, Modelo "SABL-3"

• Construcción sólida angosta y sistema de elementode empaque que resiste al suabeo “swab-off” olimpieza

• Puede ser corrida en completaciones en tándemdonde las empacaduras están muy cerca una de laotra

• Ya que no hay movimiento del cuerpo durante elasentamiento, es ideal en situaciones cuando serequiere introducir en el tope del liner o espaciadocon peso.

• La ubicación del pistón central maximiza el pesoempleado en el sistema del elemento de empaque yen las cuñas durante el asentamiento

• Consiste en un sistema del elemento de empaque detres piezas

• Rango de presión de 7500 psi

• Conveniente para temperaturas hasta de 250 °F conun elemento de empaque de durómetro 70°

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2.5Empacadura Permanente

de Whipstock Modelo“Torquemaster”

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools j.pkr-111.manual.pp.415-18fb-EDerechos Reservados Rev. 11/16/00 chj

EMPACADURA DE PRODUCCIÓN MODELO“TORQUEMASTER”

EMPACADURA “WHIPSTOCK”

Producto No. 415-18

Características/Beneficios

• Empacadura diseñada para orientar permanentementeun “whipstock” para las operaciones de desvío ocorte de ventana “window cutting” en el revestidor

• Diseño fuerte y resistente

• Los "Cam-Cone" patentados y las Cuñas suministranhasta 20.000 pies-lbs de torsión

• No tiene componentes soldados

• La llave de orientación y el “sub” o substituto desello tienen contacto completo con la superficie delcojinete

• Empacadura diseñada para un rango de taponeo de7500 psi

• La orientación es ajustable con una precisión de 3grados

• Sólo se requiere un estudio de la desviación de laverticalidad

2000 Baker Hughes Incorporated Baker Oil Tools j.pkr-111.manual.pp.415-19fb-EDerechos Reservados Rev. 1/16/00 chj

ANCLA “WHIPSTOCK” MODELO“TORQUEMASTER”

Producto No. 415-19

Características/Beneficios

• El Ancla conecta el “whipstock” a laempacadura

• Conecciones de tubería de perforación

• El pistón tipo lanzadera “shuttle piston”compensa el desplazamiento de fluido cuandose conecta el ancla a un sistema cerrado. Laubicación del pistón central maximiza la cargaaplicada al sistema del elemento de empaque ylas cuñas durante el asentamiento

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Baker Oil Tools j.pkr-111.man.toc&tab-ERev. 11/16/00 chj

2.6Material de Referencia de

EmpacadurasPermanentes

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Baker Oil Tools j.pkr-111.man.pp.labtest-EPágina 1 de 12 Rev. 11/16/00 chj

PRUEBA DE LABORATORIO DE SISTEMAS DEEMPACADURAS PERMANENTES

RESUMEN

Las prácticas de completación hoy en día están siendoconstantemente cambiadas y mejoradas. Esto somete a grandesexigencias al equipo del pozo y los servicios. Las empacaduras sonun componente fundamental en la mayoría de las completaciones ylas compañías operadoras exigen y esperan un rendimiento y unaconfiabilidad de primera de los sistemas de empacadurapermanente. La prueba de las empacaduras bajo condiciones delpozo simuladas, la cual es facilitada por un laboratorio de pruebaextensiva, es un recurso fundamental para asegurar el rendimiento yla confiabilidad. La experiencia con las pruebas también estableceuna mejor comprensión en cuanto a las capacidades y limitacionesdel equipo del interior del pozo. Esta información es importantepara hacer recomendaciones para aplicaciones extremas o inusuales.

Capacidades de Prueba

El objetivo de toda prueba de empacadura o serie de pruebas es elde asegurar que la empacadura actuará adecuadamente bajo unadada serie(s) de condiciones del pozo. En algunos casos esto sólorequerirá de una simple prueba cuyos resultados pueden sercorrelativos con resultados de pruebas anteriores y/o datos delcampo. En otras situaciones, una serie de pruebas podrán serrequeridas para simular adecuadamente las condiciones. Cuando sefabrican empacaduras permanentes, tales como la línea de producto'HE', podrían ser empleados programas de prueba que duran variosmeses para poder simular, lo más que se pueda, las diferentes

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condiciones del pozo. Estas pruebas comprenden ambas, la pruebadel componente y la prueba completa de la empacadura. En unaprueba completa de la empacadura, se examinan por lo general tresaspectos fundamentales de la operación de la empacadura. Estosaspectos son: la operación de asentamiento, condiciones de carga, ycondiciones térmicas. Antes de realizar una prueba completa de laempacadura, se deberán efectuar varias pruebas de componente parapoder asegurar la capacidad mecánica de las partes individuales ode los sistemas. La investigación de materiales y las pruebas estambién un punto importante y es realizado en un laboratorio apartede ingeniería de materiales.

Las capacidades de prueba que comprende la operación deasentamiento son extensas. Ambos, de línea eléctrica y deasentamiento hidráulico pueden ser realizados usando cualquiera delas diferentes herramientas de asentamiento disponibles. Elasentamiento puede ser realizado a una elevada temperatura y bajopresión hidrostática. La empacadura es asentada verticalmente enuna junta o acoplamiento de la tubería de revestimiento la cual hasido calentada y se le ha aplicado presión a las condicionesdeseadas. Se usan indicadores electrónicos para registrar lascondiciones exactas de asentamiento tales como temperatura,presión hidrostática, tiempo de asentamiento, y presiones de lascámaras de aceite y gas en las herramientas de asentamiento.

Luego, se aplican las condiciones de carga a la empacadura encombinaciones de presión diferencial a través de la empacadura ylas fuerzas axiales externas. Podría ser aplicada cualquiercombinación de presión diferencial desde arriba o desde abajo de laempacadura, y las fuerzas axiales en cualquiera de las dos, tensióno compresión. Se usa un activador hidráulico para aplicar las cargasexternas y se utilizan bombas de presión alta para aplicar la presióndiferencial. Este equipo permite el cambio y el pasar por un ciclo

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las condiciones de carga lo que es importante para determinar elrendimiento de la empacadura a través de la vida de un pozo. Seusan transductores y equipos de instrumentos electrónicos paramonitorear temperaturas, presiones, fuerzas axiales, y movimiento,si existe alguno, de manera que incluso la más pequeña fuga depresión o falla mecánica puede ser detectada.

Los efectos térmicos afectan directamente el rendimiento de laempacadura y deben ser examinados muy de cerca. Ya que laspropiedades del material varían con la temperatura, es importanteefectuar pruebas estructurales a temperaturas elevadas para asegurarque se usan los factores de seguridad apropiados en el proceso deldiseño. La temperatura también tiene un gran efecto en elrendimiento del elemento de empaque el cual se sella en el diámetrointerno del “casing”. Un efecto comúnmente pasado por alto es elde los ciclos de temperatura en estos elementos de empaque.Durante el estímulo, la temperatura de la empacadura podría serreducida a una temperatura muy cercana a la del fluido que estásiendo inyectado. Este enfriamiento afecta las propiedadesmateriales del elastómero, y si no es compensado en el diseño de laempacadura, puede crear pérdidas de fluido temporales durante losmomentos críticos de la operación del pozo. Las instalaciones quepermiten un ciclo térmico completo desde una prueba detemperatura máxima a temperatura ambiente y de nuevo a unatemperatura máxima mientras se mantiene una presión diferencialson imperativas para determinar el rango del rendimiento total delos sistemas de empacaduras permanentes.

La prueba del componente es un paso muy importante paradeterminar el rendimiento de la empacadura. La probabilidad deéxito de una prueba completa de empacadura frecuentemente puedeser determinada por los resultados de diferentes pruebas decomponentes. Los componentes críticos y subsistemas son los

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Baker Oil Tools j.pkr-111.man.pp.labtest-EPágina 4 de 12 Rev. 11/16/00 chj

tópicos más comunes de la prueba del componente. Estoscomponentes críticos pueden incluir cuñas, sistemas de cierre,sistemas del elemento de empaque así como también otros sellos ysistemas a los cuales se les aplica carga los cuales pueden serincorporados en el diseño de la empacadura. Las pruebas delcomponente son hechas por lo general hasta la destrucción delelemento de prueba en tanto que podría no ser conveniente probarpor completo una empacadura hasta la destrucción para observar lacondición total de la empacadura después de la prueba.

La compatibilidad del material juega un papel importante en eldiseño y el rendimiento de la empacadura. Las características delmaterial tales como corrosión y resistencia al hinchamiento bajopresión y temperatura deben ser conocidas para poder recomendarlos materiales apropiados para los ambientes de pozo específicos.Metalurgistas y químicos en polímeros con experiencia en estasáreas tienen la posibilidad de usar un laboratorio de materialescompletamente equipado el cual les permite estudiar laspropiedades del material en numerosos ambientes incluyendo elH2S.

En el Apéndice I se incluye una lista del equipo de prueba másusado y capacidades del mismo.

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Diseño del Programa de Prueba

Los programas de prueba son diseñados para obtener la mayorcantidad de información útil del menor número de pruebas. En eldesarrollo de empacaduras nuevas, los programas son diseñadospara simular las condiciones del campo y entregar el producto lomás pronto posible. Por esta razón, las pruebas de los materiales ycomponentes se realizan antes de la prueba completa de laempacadura.

Una vez que los sistemas del componente principal de laempacadura han sido clasificados, basados en las condiciones decarga y compatibilidad del material, la prueba de la empacaduracompleta está lista para comenzar.

Para explicar las diferentes condiciones del pozo, la empacadurapuede ser asentada con distintas herramientas de asentamiento bajodiferentes condiciones. Para tener en cuenta las características deasentamiento, las cuales varían con la temperatura, al menos unaempacadura es asentada normalmente a la temperatura máximaestimada y otra a temperatura ambiente. El aumentar la temperaturamejora la facilidad de asentamiento en algunos aspectos de ciertasherramientas y podría disminuir la facilidad de asentamiento enotros aspectos de las mismas herramientas.

Un propósito principal de la mayoría de las pruebas de empacadurases simular el rendimiento de la empacadura a lo largo de la vida delpozo. Por esta razón, se aplica un mínimo de tres cambios depolaridad de la presión diferencial durante cada prueba. Estaspresiones aplicadas son normalmente al rango de presión máximo dela herramienta y a la temperatura máxima estimada. Se aplican

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fuerzas externas para simular aquellas condiciones del pozo dondese aplica la fuerza de sellado mínima al elemento de empaque.

Después de que se han realizado suficientes ciclos de presión, serealiza el ciclo de temperatura mientras se mantiene una máximapresión diferencial a través de la empacadura. El ciclo detemperatura normal va desde el rango máximo de la herramientahasta la temperatura ambiente, y de nuevo a la temperatura máxima.En todos los diferenciales de presión el tiempo mínimo por el quemantiene la presión diferencial es de dos horas después de quelogra una estabilización de la temperatura de tres horas.

Una vez que el ciclo de temperatura y presión ha sido completadocon una fuerza de sello mínima aplicada al elemento de empaque, laempacadura es probada a las condiciones de carga máxima. Estascondiciones son normalmente límite máximo de temperatura ypresión diferencial, combinado con cargas externas aplicadas comopodría ocurrir cuando se estimula un pozo que no permite elmovimiento de la tubería. Las intenciones de esta parte de la pruebason para probar la resistencia a la extrusión de la herramienta bajolas peores condiciones y probar la resistencia a la extrusión delsistema del elemento de empaque. Se mantiene una carga máximapor un mínimo de 24 horas desde una dirección y aún la más tenueextrusión del elastómero se toma como una falla. Esto sucedeporque aún una tasa de extrusión muy lenta puede llevar másadelante a una filtración durante la vida del pozo.

Se realizan inspecciones dimensionales antes y después de la pruebapara determinar si hay cualquier resistencia de varios componentes.Las áreas alrededor del sistema del elemento de empaque sonexaminadas minuciosamente por si tienen grietas o extrusióninminente. Se toman lecturas de la dureza del elastómero antes ydespués de la prueba. Los sistemas de cuñas también se chequean

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minuciosamente. Se requiere suficiente agarre de la cuña en“casing” de dureza P-110 o más dura antes de completar elprograma de prueba.Se pueden necesitar varias pruebas para poder realizar todas lasoperaciones mencionadas en los párrafos anteriores. Además de laspruebas de corrida a diferentes temperaturas, las pruebas son casisiempre corridas en diversos fluidos. Los medios ambientes máscomunes de pruebas son agua, diesel, y nitrógeno.

Además del desarrollo de nuevos productos, la prueba de laempacadura es útil para otra función vital. Aumentasubstancialmente el conocimiento técnico de la operación de laherramienta. En el mercado de hoy en día, a los productos a menudose les exigen que llenen requerimientos para los cualesoriginalmente no fueron diseñados. Con datos de prueba anterioresa disposición, frecuentemente se pueden hacer sugerencias basadasen esos datos, y si no es así, sólo podrían ser requeridas pruebasmínimas. Los datos de pruebas también son usados para poner encorrelación los parámetros del diseño y confirmar los cálculosteóricos realizados por un análisis del elemento finito.

Seminario de Empacaduras

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Conclusión

Las prácticas de completación actuales exigen rendimiento yconfiabilidad de las empacaduras y de los otros equipos del pozo.La experiencia en el campo es el mejor indicador y garantía de esterendimiento. En el desarrollo del nuevo producto, donde aún no seha establecido un registro de información, la prueba internaminuciosa es esencial para determinar la confiabilidad y elrendimiento. En este reino de las pruebas, el simulacro del fondodel pozo, es el elemento decisivo. Los equipos y programas deprueba que suministran el simulacro del ambiente del fondo delpozo y las condiciones de carga son la mejor garantía para el éxitode los nuevos productos y para la ampliación de las aplicaciones delos que ya existen.

Seminario de Empacaduras

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APÉNDICE I - CAPACIDADES DEL EQUIPO DE PRUEBA

I. Prueba del Componente de la Empacadura

Temperatura Estática y Celdas de Presión - Usado junto conaccesorios especialmente diseñados para probar el rendimientoa corto y largo plazo de los elementos de empaque y otrossistemas de sello.

Temperatura Máxima: 800°FPresión Máxima: 20000 psi

Prensa Hidráulica - Ésta es usada para probar las capacidadesde carga de los componentes tales como cuñas y losmecanismos fijadadores.

Capacidad: 150 ton (Todas las demás capacidades estánexpresadas en libras)

Recorrido: 72 pulgadas

Sistema de Flujo de Bomba Centrífuga Dual - Es usado paraforzar fluidos de alta velocidad por la parte exterior de laempacadura para probar la característica del elemento deempaque.

Máxima Tasa de Flujo: 1175 gpm

II. Prueba de Materiales

Máquina de Prueba de Tensión Universal - Realiza pruebasde tensión y compresión en metales y materiales similares paradeterminar las propiedades del material.

Seminario de Empacaduras

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Capacidad: 120.000 lbsTemperatura Máxima: 600°F

Máquina de Tensión/Compresión Instron - Ejecuta pruebas detensión y compresión en elastómeros para determinar laspropiedades del material.

Capacidad: 1.000 lbsTemperatura Máxima: 600°F

Espectrómetro Infrarojo - Es usado para identificar o'colocarle huella digital' a los elastómeros para asegurar launiformidad de los compuestos.

Espectrómetro con Fibras Ópticas - Usado para identificar losmetales y los compuestos metálicos.

Cámaras de Ambientes Cáustico - Cámaras de alta presiónusadas para probar la compatibilidad del material en variosambientes simulados del campo petrolero incluyendo 100%H2S.

Presión Máxima: 20000 psiTemperatura Máxima: 650°F

Probador de Elongación de Rata Baja - Realiza pruebas detensión en ambientes simulados del campo petrolero. Losresultados pueden ser comparados con aquellos realizados en elmedio ambiente.

Presión Máxima: 5000 psiTemperatura Máxima: 650°F

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Probadores de Aro Modelo - Son usados para realizar pruebasde tensión NACE en ambientes hostiles, particularmente enH2S.

III. Prueba de Empacadura

Celdas Térmicas - Tres celdas a treinta pies de profundidad enlas cuales está suspendida una junta de “casing”, calentada,presurizada y la empacadura está asentada y probada.

Temperatura Máxima: Asentamiento: 550°F (Limitada porHerramientas de Asentamiento)

Prueba: 1000°FPresión Máxima: 30000 psiMedios de Prueba: Agua, diesel, nitrógeno, lodos con base

de petróleo, lodos con base de agua.

Activadores Hidráulicos - Unidos al “casing” y la empacadurapara ajustar la tubería externa a las fuerzas de la empacaduramientras está bajo presión.

Capacidad: 200.000 lbs compresión, 100.000 lbs tensiónTemperatura Máxima: 550°F

Pozo de 40' con Torre de Perforación “Derrick” - Usadocuando se van a aplicar a la empacadura cargas de tensiónexterna mayores de 100.000 lbs.

Capacidad de Malacates: 150.000 lbsTemperatura Máxima: 375°FPresión Máxima: 30000 psi

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Pozo de 1000' con Torre de Perforación “Derrick” - Tuberíasde revestimiento intermedias pueden ser colgadas y lasempacaduras ser corridas en el pozo y/o recuperadas; usadastambién para probar los accesorios de la empacadura tales comoel equipo de control de flujo, tapones y válvulas de seguridad.

NOTA: El Apéndice sólo incluye equipo usualmente utilizado.Otros accesorios especiales están disponibles o pueden serfabricados para aplicaciones especiales.

DERECHOS DE AUTOR, 1985, por Baker Oil Tools, Inc. La reproducciónde este formato y/o de cualquier parte de este texto sin previa autorización porparte de Baker está estrictamente prohibida según el Reglamento Federal.Referencia: "Datos Técnicos" de Ingeniería, TD 009, (08/02/85)