atrapamientos de tubería

5/20/2018 Atrapamientos de Tuber a

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Atrapamientos

de tubera

Febrero 27, 2009


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Atrapamientos de tubera

Antecedentes

Objetivo

Impacto econmico de los atrapamientos

Mecanismos de atrapamiento

Acciones inmediatas

Determinacin del tipo de atrapamiento

Principio de medida de las herramientas de puntolibre

Contenido


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Interpretacin de la medida del punto libre

Seleccin de la tcnica de recuperacin

Factores de xito para la desconexin Casos reales

Estadsticas de los atrapamientos (2004)

reas de mejora operativa


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Un anlisis puntual de algunas de las operaciones realizadas pararecuperar la tubera nos indica que existen desviaciones importantes alos procedimientos tcnicos que dan una mayor probabilidad de xito.

Adicionalmente, se analiza la informacin estadstica de esta base dedatos con el fin de determinar algunas acciones que puedan mejorarnuestras prcticas operativas.


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Objetivo

Detectar y corregir las desviaciones de los procedimientosoperativos para la recuperacin de tuberas, en especial, losrelacionados con la deteccin del punto libre y la recuperacin dela tubera por medio de un cordn explosivo o un cortador jet oqumico


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Los atrapamientos de tubera han sido un problema continuo parala industria petrolera, afectando hasta un 25% de los pozos, con un

costo anual estimado entre $ 200 y $500 millones de dlares. Casila mitad de este costo puede ser generado por solo el 5% de losincidentes de atrapamientos, los cuales han escalado a eventosmayores.

El recorte de estos costos radica principalmente en prevenir que latubera se atore y promover la alerta y respuesta rpida para evitarque un atoramiento incipiente se convierta en severo. El reto esreducir los costos por atrapamiento de tubera y de esta maneraminimizar los costos de la perforacin.

Impacto econmico


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Tipos de atrpamientos

Mecnico

Diferencial

Geometra de pozo

Pegado por arena

Pegado por lodo

Pegado mecnico

Tubera torcida

Pegado por cemento

Pegado por derrumbes

Agujero reducido

Formaciones plsticas

Pegado por ojo de llave


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Pegado por arena

Normalmente el pegado con arena es unacondicin que existe con la tubera deproduccin (TP) aunque la tubera deperforacin y de revestimiento (TR)tambin puedan pegarse por arena.

Un pegado de este tipo en la tubera deproduccin se origina por tener un agujeroen la tubera de revestimiento, de tal

manera que se permite el paso deformacin (arena) a travs del espacioanular (espacio entre TR y TP).


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Deteccin de punto libre

La determinacin del punto libre, en la parte superior del puente dearena donde la tubera se encuentra pegada, es lo ms crtico ydifcil de las situaciones de punto libre. Si la parte superior de laarena no se localiza con exactitud, el resultado puede ser unpescado flotante o prdida del pozo si se corta la tubera o sedesconecta a mucha profundidad.

Despus que se corta o desconecta la tubera, se deber lavar, dealgn modo, la arena en el espacio anular. Los dos mtodos mscomunes son el lavado al lado del pescado (lo que queda detubera pegada) o el lavado sobre el pescado con una tubera delavado. Luego se puede recuperar la otra seccin del pescado.

Pegado por arena


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Pegado por lodo

El pegado por lodo, se origina por el endurecimiento odeshidratacin del lodo en el espacio anular. Enpozos revestidos, la temperatura podra afectaralgunos de los aditivos del lodo, originando ladegradacin de los mismos y posiblemente

permitiendo el asentamiento de la barita.Si existe un agujero en la TR o en la TP, podranentrar fluidos extraos al sistema de lodo ycontaminarlo. En un pozo abierto pueden entrarvarios contaminantes al sistema del fluido deperforacin y alterar sus propiedades.

Los contaminantes comunes son lutitas, salessolubles y gases cidos. Cualquiera de estascondiciones puede ocasionar el pegado de tuberacon lodo.


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Pegado por lodo

La profundidad del punto libre en tuberas pegadas por lodo no es el puntoms profundo al cual la tubera est completamente libre sino la mayorprofundidad a la que consistentemente la tubera parcialmente pegada sepuede desconectar.

Si el fluido en el espacio anular est en condicin lquida o semilquida entodo el espacio hasta el empaque, resultar prctico perforar la tubera arribadel empaque y establecer circulacin. Si esto es posible se liberar algo de lafriccin que origina el lodo contaminado y podr sacarse el conjunto completodel pozo.

Si no se puede establecer la circulacin en este punto, se recomienda

perforar la tubera a profundidad del punto libre y circular fluido deperforacin en buenas condiciones alrededor del exterior de la tubera. Estoeliminar algo del arrastre que origina el lodo contaminado y, si laprofundidad del punto libre no es demasiado arriba del empaque, es posibledespus de circular, trabajar la tubera y sacar el conjunto del empaque.


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Pegado mecnico

Empaques y otros conjuntos Tubera flambeada Basura en el pozo

Ojo de llave Pegado por cemento Pegado por agujero reducido


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Pegado mecnico

Pegado de empaques u otros accesorios

El pegado mecnico se reconoce muy fcilmente.Tambin no se requieren tcnicas procedimientosespeciales para correr el punto libre y desconectar latubera. Normalmente se hace corte o desconexin justoarriba del empaque o del conjunto del fondo del pozo.Luego se pueden correr herramientas de pesca yconectar el empaque, despus, se jala hasta que selibere o bien, se puede volver a conectar y recuperar.

En algunas ocasiones se detona un cordn explosivo(String Shot) en el empaque. El golpe del cordnexplosivo posiblemente puede liberar el empaque ypermitir que el conjunto completo se saque del pozo sindesconectar o cortar la tubera.


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Pegado mecnico

Pegado por ojo de llave

Un ojo de llave se origina cuando la tubera de perforacinbajo tensin desgasta la pared del pozo originando unaranura durante operaciones de perforacin. Ocurre enagujero abierto o cuando se perfora un pozo direccional o

el pozo se desva de la vertical.Usualmente, la ranura es ms pequea que el agujeroprincipal y las partes de la sarta de perforacin con eldimetro externo mayor (Drill Collar) son las partes quems fcilmente se pegan en el ojo de la llave.

Algunas veces se puede mover la tubera hacia arriba yhacia abajo del pozo en un ojo de llave y no es posiblehacer pasar el cople o el Drill Collar a travs de l. Enesta situacin, se debe trabajar la tubera por encima delpeso normal para obtener y ubicar la profundidad del ojode llave.


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Pegado mecnico

Deteccin del punto libre

Algunas veces se puede mover la tubera hacia arriba y hacia abajo del pozo en un

ojo de llave y no es posible hacer pasar el cople o el DrillCollara travs de l. Enesta situacin, se debe trabajar la tubera por encima del peso normal para obtenery ubicar la profundidad del ojo de llave.

Si la tubera est metida dentro del ojo de llave muy ajustadamente de modo queest completamente pegada, el punto libre cambiar desde completamente libre acompletamente pegado en un intervalo muy corto de distancia.

Luego, la tubera deber desconectarse varias juntas por arriba del punto pegado.La desconexin deber hacerse muy por arriba del punto pegado para que la bocadel pescado remanente est en el agujero principal y fuera de la porcin del ojo dellave. Esto se hace para que las herramientas de pesca que se debern usarpuedan enroscar la tubera sobre el pescado en la pared vertical del pozo


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Pegado mecnico

Pegado por cemento

El pegado de la tubera por cemento puede ocurrirdebido a un mal funcionamiento mecnico como laruptura de la bomba de un camin de cementacin, etc.,o puede ser resultado de una prdida en la sarta de la

tubera TR, TP o TProd.Otra posibilidad es el error humano: un mal clculo dedesplazamiento o el lavado de pozo para eliminar elexceso de cemento. Tambin, el pegado por cementopuede ser el resultado del intento de contener, ya sea unbrote o una prdida de circulacin.

Para recuperar la porcin de la tubera no cementada seusa el punto libre y la desconexin o corte. Si existe unintervalo de tubera cementada muy largo, la economajustificar la desviacin del pozo o su abandono.


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Pegado mecnico

Pegado por agujero de menor dimetro

Un agujero de menor dimetro que el dimetro de la barrenausada para perforar nos producir un atorn.

El pegado por agujero de menor dimetro ocurre cuando unabarrena que usa un fluido de perforacin de presin hidrosttica

menor que la presin hidrosttica de la formacin a esaprofundidad, penetra en una lutita que es plstica y tiene un altocontenido de arcilla expandible. Si la lutita se deforma a estapresin, el agujero se cerrar o perder dimetro.

La perforacin de una seccin de sal con lodo de base aceitees otra causa. El peso de la sobrecarga puede originar el flujode sal dentro del pozo, dando por resultado un pozo de menordimetro.

El trabajo de recuperacin de la tubera con cable es, en lamayora de los casos una operacin simple de punto libre y unadesconexin sin el uso de tcnicas especiales


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Pegado mecnico

Pegado por presin diferencial

Esta es una condicin que ocurre en un pozo abiertocuando la sarta de tubera se pone en contacto con unaformacin permeable expuesta (a travs de la barrena). La

sarta luego se mantiene firme en este lugar mediante lapresin diferencial que existe entre la columna de lodo y laformacin, si la presin del fluido del pozo y la tubera nose mueven durante un perodo de tiempo, puede ocurrir elpegado por presin diferencial, pues los fluidos del lodoempujan a la tubera hacia la formacin.

La pegadura por diferencial es el segundo tipo mas comnde pegadura en el mundo y suele presentarse sobre todoen yacimientos depresionados.


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Pegado mecnico

Acciones

Uso del martillo hidrulico

Colocacin de baches despegadores Cordn explosivo para vibrar


Desconexin o corte de tubera

Side Track


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Identificacin

Cuando se inici?

Una sarta se considera pegada cuando se suspende la operacin,porque la tubera no puede sacarse del pozo. Puede ser que tengamovimiento por debajo del punto de pegadura con circulacin y

rotacin (ojo de llave, colapso de TR), pero si no la podemos sacarestamos pegados.

Cmo se inici?

Esta parte consiste en definir el mecanismo de pegadura. Podemos

considerar 2 mecanismos: Mecnico (Empacamiento y puenteo,geometra del pozo) y diferencial.

Para cada rea de perforacin, debemos identificar el mecanismo depegadura y enfocar nuestra atencin en este.


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Qu miden las herramientas de punto libre

Independientemente del nombre de compaa, principio de medida o sistema deanclaje, las herramientas de punto libre responden a estiramientos o torqueaplicado en superficie. Las sensibilidad de los sensores difieren pero miden la

deformacin lineal (estiramiento) o angular (torque) entre las anclas. Elestiramiento por unidad de longitud (del orden de 10-500 microstrain) depende delespesor de la tubera y del grado de atrapamiento; de la misma manera, ladeformacin angular entre las anclas (del orden de 1 v/1000 pies) depender delmomento polar de inercia de la tubera y del grado de atrapamiento.

La respuesta de la herramienta se dar solo si la tubera esta en cierto grado libre.

Para el caso de que el grado de libertad sea cero, esto significa que ningnmovimiento se est transmitiendo por lo que no existe posibilidad de liberarla.


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Sobre tensin y torque en superficies

La lectura de la herramienta depende del esfuerzo

aplicado en superficie, del tipo de tubera, del grado delibertad y del espacio entre anclas. El sensor para medirestiramiento y/o torque se localiza entre las anclas.

La cantidad de vueltas que se aplican en superficie

durante una estacin de medida de torque depende de latubera y la profundidad del punto estimado deatrapamiento. Su valor est en el orden de a 1 vueltapor cada 1000 pies de tubera.

Las tuberas de gran espesor requieren mayores esfuerzos

aplicados en superficie.

La magnitud de sobre tensin requerida para aplicarse en

superficie est en el orden de algunas decenas detoneladas (depende de la tubera y del estado de lamisma). Es mejor intentar lecturas con el mayor esfuerzode sobre tensin permisible.

1

2

ria


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Herramientas con anclas de fleje

Anclasu

perio

r

Strsstecto

r

Anclainfe

rior

D

etecto

rde

coples

Barradesliz

able

Oscila

dor

Cab

eza


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Herramientas con anclas de patas


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Grado de libertad

Si el porcentaje de libertad es bajo, es recomendable intentar la medida en esaestacin con el mximo Overpull y torque que permita la sarta para verificar este

grado de libertad.Dado el principio de medida de las herramientas resulta intil intentar unarecuperacin de tubera en un punto donde no se tenga un alto grado de libertad(>85%), esto suponiendo que la deteccin del punto libre fue correcta.

En pozos desviados, la transmisin del torque es complicada y se deber hacer

en diferentes etapas y con diferentes pesos hasta asegurar que el torque ha sidotransmitido.


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Elementos de la sarta

La sarta de perforacin est compuesta pordiferentes tuberas denominados elementosde la sarta. Se define como un elemento dela sarta a la seccin de la sarta de

perforacin con las mismas caractersticasfsicas (Grado, peso nominal, DE, DI).

Una tubera puede ser del mismo DE perocon diferente peso nominal, en este caso se

tienen 2 elementos de la sarta.

1,000 mts

TP 3-1/2"15.5 #/pieGrado E

2,000 mtsTP 3-1/2"13.3 #/pie

Grado X

200 mtsHW 3-1/2"

80 mtsDC 6-1/4"x 2-1/2"

1,000 m

3,000 m

3,200 m

3,280 m


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Ejemplo de Punto Libre

Qu significa 50% de libertad a tensin?

En la ecuacin para determinar el estiramientopor unidad de longitud se puede predecir ladeformacin esperada en una tubera libre. Entremas delgada es una tubera mayor ser su

estiramiento para un mismo estmulo (tensin).As si en una tubera se esperan 400 microstrainsy se obtienen solo 200, esto significa que el % delibertad a tensin es de solo el 50%.

Qu significa 50% de libertad a torque?

De la misma manera, podemos predecir ladeformacin angular por unidad de longitud. Siuna tubera 100% libre debe tener 0.4vueltas/1000 pies y solo se obtienen 0.2vueltas/1000 pies tendremos un 50% de libertada torque.

)(1133.0 strainnmicrostraiW

OVRP

L

L

piesrevxJ

x

J

L

J

L

J

L

J

LL x

x

x

t 000,1/101

...

3

3

3

2

2

1

1


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Recuperacin de tubera

Una vez determinado el punto mas bajo en el cual es posible recuperar latubera se deber seleccionar la tcnica adecuada:

Cordn explosivo (string shot)

Cortador jet (explosivo)

Cortador qumico


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Desconexin o corte de tubera

En general, cuando tenemos una mejor transmisin de torque que tensines preferible intentar la desconexin mediante un cordn explosivo.

Torque

Tensin

Pozos desviados Pozo recto, tubera doblada

Si la transmisin deltorque es difcil y esmejor la transmisin detensin se prefiereutilizar el corte de

tubera.


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Cordn explosivo

Esta tcnica consiste en la colocacin de un cordn explosivo (regularmente de 80granos/pie) sobre una varilla. La cantidad de vueltas de cordn explosivo dependede la cantidad de granos necesarios para darle la fuerza de impacto necesario a laexplosin frente al cople.

TUBERA DE: DIMETRO 0-1000 m. 1000-2000 m. 2000-3000 m. 3000-4000 m. > 4000 m.

PRODUCCIN2-3/82-7/8

3-1/2

8080

80

8080

80

80160

160

160160

160

160240

240

PERFORACIN2-3/8 a 2-7/8

3-1/2 a 44-1/2 a 6-9/16

80160160

160240

140-320

160-400240-480320-640

240-320320-480400-720

320-480400-640480-960

LASTRABARRENAS3-1/2 a 4

4-1/8 a 5-1/25-3/4 a 7

160-320160-320240-480

160-400240-480320-640

240-560320-640400-800

240-640320-800480-960

320-720400-960560-1200

NOTA: En la tabla se considera una densidad mxima del fluido de control de 1.20 gr/ cm3. cuando semuestran dos valores, el valor mas alto indica la carga explosiva mxima que no daa el tubo, en lodospesados hasta de 1.60 gr/cm3. cuando la densidad del fluido del pozo es mayor que 1.60 gr/cm3., secalcular la cantidad de explosivo mediante la formula emprica siguiente:

2

))(1.0( min HPNgCE

DE DONDE:CE= CANTIDAD DE EXPLOSIVO EN granos/pie.Ngmin= NUMERO DE GRANOS MINIMO DE LA TABLA.PH= PRESION HIDROSTATICA EN lbs/pg

2.

As, si se requieren 400granos/pie (de la tablaanexa) se armar uncordn explosivo con 80granos/pie x 5 = 400granos pies, es decir, 5

vueltas de cordnexplosivo de 80granos/pie. La longitud delpaquete debe ser de 1metro cuando menos.


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Cortador Jet

Los cortadores jet (mal llamados trmicos!!) estn disponibles en diferentesmedidas para cortar prcticamente cualquier tubera. El corte es producido poruna carga explosiva circular.

El corte producido deja una formaabocinada que requiere de ser conformada si

se van a ejecutar operaciones de pesca con pescantes overshot.

Los cortadores jet deben usarse solo en lasmedidas de tubera para la cual fuerondiseados. En general el espacio entre el

cortador y la tubera a cortar es pequeo.Aunque un cortador est diseado para cortartuberas mas gruesas no necesariamentefuncionar eficientemente en tuberas masdelgadas.


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Cortador Qumico

Los cortadores qumicos pueden usarse para cortar exitosamentetubera flexible, de produccin y de perforacin en una fraccin desegundo sin afectar la tubera adyacente.

El corte producido es parejo, ntido y permite el uso de pescantestipo overshot reduciendo tiempos de preparacin de la boca delpez.

1.69 - 3.5"

1.69 - 4.69"

1.69 - 2.00"

1.69 - 4.69" Cabeza decorte

Sistema deanclaje

Los cortadores qumicos son sensibles a lapresin hidrosttica y aunque el fabricanteespecifique rangos de presin que exceden10 k psi e incluso 15 kpsi la experiencianos dice que cuando la presin hidrostticaes alta (>8 k psi) la probabilidad de falla delcortador aumenta significativamente.


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Requerimientos para la desconexin

Junta ligeramente en tensin

Tericamente, la junta a desconectar debera estar en una condicin neutral, nien tensin, ni en compresin. Sin embargo la experiencia demuestra que esmejor tener esta junta ligeramente en tensin.

Tubera apretada

El apriete de la tubera, asegura que la tubera no ser desconectadaaccidentalmente cuando se aplique torque izquierdo. Para esto es necesarioapretar la tubera con un torque 30% mayor que el que se usar para la

desconexin.El nmero de vueltas a la derecha (apriete) que debe ser aplicada a la tuberadepende del dimetro y peso de sta, su condicin as como de la profundidad.


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Torque izquierdo en la junta a desconectar

La transmisin del torque izquierdo a la junta a desconectar es quiz el factor dexito mas crtico. Los efectos de friccin del pozo hacen difcil la aplicacin deltorque por lo que deber pasearse la tubera aplicando en varias etapas el nmerototal de vueltas que se deseen. Una regla muy importante al trabajar el torqueizquierdo es que el peso nunca deber ser menor al peso flotado hasta el punto deatrapamiento pues se corre el riesgo de desconectar la tubera en un punto nodeseado.

Atrapamiento

parcial "A"

Punto de

atrapamiento "B"

Vueltas de la tubera L

Antes de "trabajar eltorque" hacia abajo

Despues de "trabajarel torque" hacia abajo

En el caso de los pozos profundos odesviados, cuando se aplica torque enla superficie, la mayora de este esconfinado en la tubera completamentelibre

Al trabajar el torque mediante laaplicacin en etapas de las vueltas conel "paseo" de la tubera, las vueltastienden a distribuirse rompiendo el

punto de friccin esttico (A)


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Cordn detonante posicionado frente al cople y con la cantidad de granosnecesaria

La cantidad de granos de explosivo depender de la tubera y la profundidad.

TUBERA DE: DIMETRO 0-1000 m. 1000-2000 m. 2000-3000 m. 3000-4000 m. > 4000 m.

PRODUCCIN2-3/82-7/83-1/2

808080

808080

80160160

160160160

160240240

PERFORACIN2-3/8 a 2-7/8

3-1/2 a 44-1/2 a 6-9/16

80160160

160240

140-320

160-400240-480320-640

240-320320-480400-720

320-480400-640480-960

LASTRABARRENAS3-1/2 a 4

4-1/8 a 5-1/25-3/4 a 7

160-320160-320240-480

160-400240-480320-640

240-560320-640400-800

240-640320-800480-960

320-720400-960560-1200

NOTA: En la tabla se considera una densidad mxima del fluido de control de 1.20 gr/ cm3. cuando semuestran dos valores, el valor mas alto indica la carga explosiva mxima que no daa el tubo, en lodospesados hasta de 1.60 gr/cm3. cuando la densidad del fluido del pozo es mayor que 1.60 gr/cm3., secalcular la cantidad de explosivo mediante la formula emprica siguiente:

2

))(1.0( min HPNgCE

DE DONDE:CE= CANTIDAD DE EXPLOSIVO EN granos/pie.Ngmin= NUMERO DE GRANOS MINIMO DE LA TABLA.PH= PRESION HIDROSTATICA EN lbs/pg

2.

Usar una cantidad de granosexcesiva puede daar latubera.

La varilla con el cordndetonante debe posicionarseenfrente del cople antes dedetonarlo.


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Que la tubera este libre!!!!

No importa la tcnica usada para recuperar la tubera,

cordn explosivo con exceso de granos, el mejor cortador jeto qumico si la tubera no est razonablemente libreno serposible recuperarla.


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Atrapamiento de tuberas

Por su atencinGracias

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