BOP ANULAR

El preventor Anular es el equipo de control de pozo más versátil, para el cual existen muchos nombres para referirsele , tales como Preventor Esférico ó Bolso preventor. El preventor anular está habilitado para sellar alrededor de diferentes tamaños o diametros de tubería de perforación (drill pipe), barras (drill collars), tubería de trabajo, guaya fina, tubings, entre otros. Existen algunos modelos los cuales pueden usar presión del pozo para proveer una capacidad adicional de sellado.

COMPONENTES

El preventor anular consiste de un cuerpo, un cabezal, un pistón y una unidad de empaque de goma. La ilustración de abajo nos muestra un dibujo de un preventor anular modelo.

PISTONGracias a su inclinación el piston vuelve el movimiento vertical en movimiento radial. Durante las operaciones de cierre su movimiento ascendente determina el ciere del packer alrededor del tubo. El sellado hidrahulico entre el piston y el cuerpo es asegurado por apropiados sellos.

CAMARA DE CIERRE Y APEERTURA

Los bop anulares tienen dos cámaras donde circula el fluido que trabaja, este controla el movimiento del piston y por lo tanto la apertura y el cierre del bop . algunos modelos tienen una tercera cámara para reducir el efecto de la presión del pozo en el piston del bop.

UNIDAD DE EMPAQUE

La unidad de empaque constituye el componente que actua el sellado y es una estructura de caucho con reforzamiento de acero (segmentos ). La parte de caucho es deformable para llevar a cabo el sellado, mientras los segmentos de acero aseguran solidez previniendo asi la extrusión de los cauchos y reduciendo de friccion con la cabeza del bop.Este es el componente mas critico del bop y tienen que ser chequeado periódicamente.deben adoptarse procedimientos adecuados para limitar el desgaste.

Las unidades de empaque son diferentes dependiendo de´: Tipo de caucho (derecho) Tipo de bop donde deben instalarse Diámetro nominal del bop Presión de trabajo del bop

Los componentes de caucho están marcados e identificados con zonas coloradas y códigos impresos durante su fabricación.

Los códigos de identificación de acuerdo con el reglamento API RP53 constan de dos partes :

1. Dureza2. Código componente de

fabricanteSELLOS

generalmente hay 6 sellos ubicados entre:

La cámara de apertura y la cabeza

La cámara de apertura y la cámara de cierre

La cámara de cierre y el pozo

Son energizados directamente por la presión de cierre y pueden ser de dos tipos:

Sellos de “U” que se usan para bops de mediana y baja presión

Sellos de boble “U” que se usan para bops de alta presión

¿CÓMO TRABAJA EL PREVENTOR ANULAR?

PARA CERRAR- Cuando el aceite hidráulico se bombea  hacia la cámara de cierre (de extensión), los elementos internos se levantaran y apretarán a la tubería .

PARA ABRIR- Por otro lado, si el fluido hidráulico se bombea hacia la camara de apertura (de retracción), los elementos internos seran empujados hacia abajo liberando la tubería. 

HYDRIL BOP

TIPOS Y MODELS

MODELO GL

MODELO GK

MODELO GX

MODELO Hydril Anuflex

Cameron – Cameron DLEl preventor Cameron Tipo D, resiste ambientes de sulfuro de hidrógeno y serecomienda en aplicaciones con lodos base aceite. Su apertura y cierrerequieren de una presión entre 1500 a 3000 lppc, la cual debe ser mantenidadurante su operación.

BOP RAM

Los ram de los BOPs pueden ser de tipo sencillo, doble o triple y tiene que contar sea con un mecanismo manual que con un ram hidráulico para bloquear el sistema (reglamento API), además ellos cuentan con conexiones principales y laterales con bridas o empalmadas con abrazaderas y son todos, salvo pocas excepciones, para servicio H2S. Son particularmente apropiados para las operaciones de stripping, pero no pueden utilizarse solos.

Durante el stripping o a altas presiones, pueden combinarse sea con BOPs anulares u otro ram BOP. Los rams son apropiados para cualquier diámetro de tubo. Algunos modelos más recientes con variables cuerpos de ram permiten el sellado de diferentes diámetros de tubería.

Los rams tienen que ser reemplazados siempre que el diámetro de la tubería cambie y antes de bajar el casing. Los rams de los BOPs tienen que ser cerrados siempre alrededor de la tubería con una medida fija. Excepto los blind rams, que permiten sellar sin tubería dentro del pozo. El sellado mecánico hacia arriba previene la expulsión del drill string en caso de valores de presión los pozos altos, o peso insuficiente de la tubería.

Principales ventajas del BOP ram comparado con el BOP anular:

Mejor resistencia para valores de alta presión. Requiere menor volumen de fluido de control, lo que implica menor

tiempo de cierre. Pueden soportar el peso del drill string (durante el hang-off).

Permiten el stripping en caso de valores de presión muy altos (de ram a ram).

Una vez cerrados previenen la expulsión del drill string.

COMPONENTES  Y  OPERACIONES

COMPONENTES

 El BOP tiene un sistema de cierre/apertura compuesto por dos pistones horizontales hidráulicamente operados a través de sus respectivas cámaras de presurización. Activan los rams para abrir y cerrar el pozo. Principales componentes del BOP son:

Cuerpo: Diseñado con técnicas de Elementos Acabados para soportar altas presiones. Todos los modelos tienen un cuerpo reforzado.

 Sistema de cierre/apertura: El Sistema de cierre/ apertura está compuesto por un circuito hidráulico de cierre/apertura y un mecanismo ram de cierre/apertura.

Sistema asegurador de rams: Se usa después de cerrar el BOP para evitar un imprevisto cierre de ram. El sistema asegurador puede ser: manual, automático o hidráulico.

Unidades de empaque (rams): Los rams de los BOPs cuentan en el presente con sellado secundario, que hay que usar sólo en caso de que el sellado primario no fuera completo

OPERACIONES

Cierre/apertura hidráulico: El sistema de cierre/apertura está compuesto por dos pistones horizontales y se opera hidráulicamente a través de dos cámaras  para activar los rams para abrir y cerrar el pozo.

Asegurando los rams: En caso de control de un blow-out, si los BOP rams han sido cerrados, el cierre de ram siempre tiene que ser bloqueado.

 Asegurando manualmente: El sistema de seguro manual también puede ser usado para cerrar el BOP en caso de emergencia (falla del circuito hidráulico).

 PRESION DE TRABAJO DE CIERRE Y APERTURA

La presión de trabajo de cierre y apertura es de 1500 psi, pero puede llegar a ser de 3000 psi en caso de emergencia. El tiempo de cierre para cada tipo de BOP, sin importar el valor de la presión de trabajo, tiene que ser menor de 30 segundos (reglamento API RP 53). Una de las características más importantes del ram del BOP es la “relación de cierre” que es la relación de la presión máxima del BOP permitida para el valor de la presión mínima de cierre. La presión de cierre tiene que ser siempre lo suficientemente alta para sellar el pozo asumiendo en el pozo la más alta presión de trabajo del BOP.

TIPOLOGIA DE RAMS

COMPONENTES

Cuerpo: hecho de acero, está conectado al vástago a través de asientos verticales y horizontales; en algunos modelos cuenta con un soporte para acomodar el ram mismo. Tiene una guía frontal para centrar tubos de diámetro pequeño en el pozo durante el cierre.

Packer Superior: caucho frontal del packer para el sellado total alrededor de la tubería

 Packer Frontal: caucho de sellado superior para el sellado total entre el ram y el cuerpo del BOP. Packers frontales de ram se estimulan a sí mismos para asegurar una mayor duración del sellado bajo presión y durante operaciones de stripping.  La extrusión del caucho que deriva de ésto compensa el desgaste del caucho y permite mantener el sellado.

PIPE RAMS

 Los pipe rams pueden cerrarse sólo cuando la tubería está en el pozo.

Hay dos tipos de pipe rams:

Pipe Rams Fijos: Siendo de diámetro específico, no tienen que ser cerrados si la tubería dentro del pozo no coincide con el diámetro de los rams ya que esto podría determinar extrusión de caucho, comprometiendo el sellado del BOP. Por esto, hay que llevar a cabo siempre un test del ram del BOP con tubería en el pozo.

 Rams de cuerpo variable: Pueden ser instalados en cualquier tipo de BOP y son particularmente adecuados para aplicaciones submarinas cuando se usan tubos de diferente diámetro o de aluminio. En BOPs submarinos estos rams permiten que el diámetro de la tubería cambie sin que sea necesario recuperar el BOP stack.

 BLIND RAMS Pueden usarse sólo sin tubería en el pozo. Durante el cambio de broca pueden cerrarse para prevenir la caída de objetos dentro del pozo. Los controles (de apertura y cierre) para operar blind y shear rams son generalmente protegidos para evitar el no-asegurado para operaciones.

SHEAR RAMS

Pueden sólo cortar los drill pipe y son principalmente adoptados en operaciones de offshore para permitir el abandono de emergencia. Pueden utilizarse en tierra sobretodo en situaciones de seria emergencia, que no pueden superarse adoptando procedimientos estándard.

CORTE DE TUBERIA

Se corta la tubería y la parte inferior se dobla debajo de los rams sellando totalmente el BOP.

El corte mantiene los dos bordes separados para permitir restaurar la circulación a través de la tubería. Los shear rams pueden tener diferentes grados de dureza según la presencia o ausencia de H2S: La operación de corte requiere un incremento de la presión de cierre, de 1500 psi a 3000 psi.

INSPECCION, TESTEO Y MANTENIMIENTO

1. Inspección visual

La inspección visual tiene que ser llevada a cabo periódicamente y siempre que se reemplacen los rams (Reglamento API RP 53).

Chequear el desgaste y los posibles daños donde el sello está más sujeto a la fricción y chequear el sello mismo. Chequear las conexiones ram-vástago. Chequear las   condiciones de los rams de los packers frontal y superior (desgaste, cortes,   daños). Finalmente, chequear los asientos de los rams con especial cuidado la parte central superior donde trabaja el sello superior. Medir la distancia entre la parte superior del ram y su asiento para definir el juego vertical y lateral de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.

1. Test de Operación

De acuerdo con el reglamento API RP 53 los tests de operación del ram BOP deberían ser llevados a cabo en cada viaje, con una frecuencia máxima de un test al día. Tiene que llevarse a cabo.

SISTEMAS ASEGURADORES DE RAM

1. SISTEMA MANUAL

Es un sistema mecánico de seguro operado manualmente con una rueda. Después de cerrar el BOP, se pueden asegurar manualmente los rams rotando la varilla en sentido de las agujas del reloj, hasta que la extensión anular en el tornillo alcance la superficie posterior del cilindro. La varilla se instala dentro del cilindro de trabajo y se sumerge en el fluido hidráulico . Así la rosca está protegida y lubricada gracias al fluido operante, y protegida del clima, la corrosión y cualquier daño que pueda ocurrir durante el levantamiento del BOP.

2. SISTEMA AUTOMATICO (POSLOCK)

 Se efectúa siempre que se estén cerrando los rams,   garantizando el seguro del BOP aun cuando la presión es liberada. El poslock de

SISTEMA AUTOMATICO (POSLOCK)

apertura/cierre se lleva a cabo a través del mismo mecanismo que el de   apertura/cierre de rams (No hay sistemas hidráulicos adicionales) y es   causado por el viaje del pistón.

Cierre: Durante el cierre el pistón empieza a moverse y a empujar hacia adelante los rams. Después del cierre, el pistón interno (anillo asegurador) es conducido por la presión de cierre a empujar los segmentos de sello/segmentos de bloqueo: éstos se expanden más allá del diámetro del pistón sellándose en el asiento con el diámetro más grande. El pistón interno los mantiene en la correcta posición de sellado. Un resorte previene que se desaseguren sin querer ya sea por vibraciones o caídas de la presión de cierre.

Apertura: Durante la apertura la presión hidráulica supera la fuerza del resorte y empuja el pistón hacia atrás. Los segmentos de sellado se retrasan liberando la operación del pistón que se mueve hacia atrás para abrir los rams.

HYDRIL

Generalidades

 La cubierta   es de bisagras y la cavidad interna está inclinada respecto al pozo para permitir el drenaje de sedimentos. Se   ha fijado un plato desgastador en la parte superior del BOP mediante un juego   de tornillos y un anillo de bloqueo.  El circuito hidráulico completo está   acomodado dentro del cuerpo del BOP y las bisagras han sido   insertadas entre los pins de las bisagras de la cubierta para distribuir el fluido de control.

Las bisagras   de distribución del fluido no hacen parte de la bisagra y pueden ser   removidas sin abrir el BOP. Las   bisagras de la cubierta son completamente independientes del circuito   hidráulico y cuentan con rodamientos auto-lubricantes para una apertura y un   cierre de la cubierta más fáciles.