conexiones superficiales de control, bridas, anillos
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Integrantes:
Ing. Ely Guadalupe García Esteban
Ing. Bertino Izquierdo Toledo
Ing. Mariana López de la Cruz
Ing. Víctor Hugo López Hernández
Ing. Otilia Cristell Jímenez López
LÍNEAS SUPERFICIALES, MÚLTIPLE, ESTRANGULADORES, VÁLVULAS Y OTROS
ACCESORIOS.
Asesor:
Ing. Ariel Mozqueda Castillo
Jefe Sector Cunduacán
A.I. Samaria Luna
Conexiones Superficiales de Control
7mo Semestre
Clase 2010-2014
SISTEMA DE CONTROL: Seguridad para el pozo, para la compañía,
para el ambiente y para tu familia.
CONTENIDO
• Factores para el diseño • Especificaciones • Carrete de control• Líneas de matar y estrangular • Múltiple de estrangulación
Arreglos • Estranguladores • Consola de control remoto • Válvulas• Bridas y anillos• Birlos, espárragos y tuercas
OBJETIVOSAl término de la presentación usted será capaz de:
• Identificar las características y funciones de algunas delas CSC (líneas, múltiple, válvulas, estranguladores yotros componentes).
• Clasificar e identificar válvulas y estranguladoresusados en las operaciones de control.
• Ubicar y reconocer estas CSC en el equipo deperforación.
• Conocer las conexiones y elementos de seguridad delas CSC.
• Brindar información esencial sobre las CSC a otraspersonas.
INTRODUCCIÓN
• Las CSC son elementos imprescindibles en un equipo de perforación para las operaciones de
control, son garantía de prevención.
FACTORES GENERALES PARA EL DISEÑO
• Presión de la formación.
• Presión máxima esperada en superficie.
• Ambiente circundante.
• Corrosividad, volumen, toxicidad y abrasividad del fluido.
• Método de control del pozo a emplear
ESPECIFICACIONES GENERALES
• Todas las líneas, válvulas, conexiones, válvulas decontrapresión, etc. soportarán la misma presión.
• En las presiones de trabajo de 3M psi y mayores,deben usarse conexiones que NO SEAN ROSCADAS.
• El múltiple de estrangulación debe ser instalado enpreferencia fuera de la subestructura de laplataforma o de la subestructura del equipo entierra.
• Y todos los demás que dictaminen lasespecificaciones API 16C y RP-53
CARRETE DE CONTROL
• Función
• Configuración Estándar
• Configuración Alternativa Adicional
• Especificaciones (Generales)
• Accesorios
LÍNEAS DE MATAR
Fig. Línea de matar para 2,000 Y 3,000 lb/pg² presión de trabajo
La línea de matar conecta las bombas de Iodo del equipo, con una de
las salidas laterales del carrete de control de los preventores.
Fig. Línea de matar para 5,000; 10,000 Y 15,000 lb/pg² presión de trabajo
LÍNEA Y MÚLTIPLE DE LLENADO
MÚLTIPLE STAND PIPE
regula la presión y el gasto de las bombas que bombearán el fluido de control al pozo.
LÍNEAS DE ESTRANGULAR
SON VÍAS ALTERNAS A LA DIRECCIÓN DE FLUJOFig. Múltiple de estrangulación típico para rangos de presión de trabajo de 2,000 Y 3,000 lb/pg2
MÚLTIPLE DE ESTRANGULACIÓNEl múltiple de estrangulación está formado por válvulas, cruces y tees (“T”) de
flujo, estranguladores y líneas. Se diseñan para controlar el flujo de lodo y los
fluidos invaores durante el proceso
• Los arreglos están reglamentados en Norma API-16-C y por las prácticas recomendadas API-RP-53.
ARREGLOS DEL MÚLTIPLE DE
ESTRANGULACIÓN
Ensamblado de válvulas, cruceta, estrangulador, líneas, cámara de amortiguación que sirve paraconfinar el pozo y regular el flujo y estabilizar la presión
Fig. Múltiple de estrangulación típico para rango de presión de trabajo de 2,000 y 3,000 lb/pg²
Fig. Múltiple de estrangulación típico para rango de presión de trabajo de 5,000 lb/pg²
existen 3 arreglos: para 2 y3m, para 5m y de 10m para arriba. Mismo diámetro interno,2Mmas barato
Fig. Múltiple de estrangulación típico para rango de presión de trabajo de
10,000 y 15,000 lb/pg²
Mayor presión=mayor arreglo
Fig. Arreglo del múltiple de estrangulación para equipo terrestre 10M
Especificación
No CONCEPTO
1 Válvulas de 3 1/16” – 10M
2 Válvulas de 2 1/16” – 10M
3 Cruceta 3 1/16”x 2 1/16” – 10M
4 Cruceta 2 1/16”x 2 1/16” – 10M
5 Portaestrangulador Positivo 2 1/16 –
10M
6 Cruceta 2 1/16”x 2 1/16” – 5M
7 Tee 2 1/16”x 2 1/16” – 5M
8 Válvula de 2 1/16” – 5M
9 Estrangulador Hidráulico Variable
10 Manómetro para 10M
11 Tubería de 3 ½” de diámetro
12 Tubería de 2” de diámetro
13 Línea de carrete de control al múltiple
14 Línea del cabezal al múltiple
15 Línea al desgasificador y presa de
lodo
16 Línea de inyección
17 Línea a presa de desperdicio
18 Línea al quemador
Línea de estrangular
primaria diámetro
nominal mínimo 3”
Línea de estrangular
secundaria diámetro
nominal mínimo 3”
Estrangulador
hidráulico a control
remoto
Estranguladores ajustables
manuales
Cámara de expansión
diámetro mínimo 6”
Válvulas y cuadros de 3
1/16”
10,000 PSI
Líneas de desfogue
D.N. mínimo 3”
Y para pozos de gas
4”
Válvulas 5000 PSI
Carretes de 3 ½” con
bridas 3 1/16” 5000 PSI
A batería de separación
A quemador
A quemador
• Estrangulador positivo o fijo
• Estrangulador variable (Tipo Manual y Tipo Hidráulico)
• Estrangulador electrónico
ESTRANGULADORES
ESTRANGULADOR POSITIVO
ESTRANGULADOR
AJUSTABLE MANUAL
Fig. Estrangulador ajustable (Arriba)
Vista interior (Derecha) Vista exterior
Restringen el paso de
los fluidos en las
operaciones de control,
ajustando su diámetro
en el orificio.
ESTRANGULADOR AJUSTABLE
HIDRÁULICO
Fig. Estrangulador hidraúlico (Arriba izquierda) Vista exterior
(Arriba derecha) Vista interior
ESTRANGULADOR
ELECTRÓNICO
• Actuador
• Acoplamiento
• Sensor de TR y TP
• Instalación
CONSOLA DE CONTROL REMOTO
Función: Accionar elestrangulador hidráulico
Accesorios: Manómetros queseñalan las presiones en TP,contador de emb/min que indicala velocidad de labomba,mangueras,palanca.
Transmisión: Por medio de lasmangueras registrados en losmanómetros de la consola.
Marcas: Swaco, Cameron, Willis.
Instalación: Lugar totalmentevisible en O.C.P.
Fig. Consola de Control Remoto
• Lavado cada que se pruebe el estrangulador y operar su
apertura y cierre completo.
• Verificación continua de sus componentes (manómetros,
contador de emboladas, líneas)
• Entrenamiento continuo del personal y cuadrillas
• Simulacros cuando menos 1 vez por semana.
PRÁCTICAS RECOMENDADAS(API RP-53)
MANTENIMIENTO Y OPERACIÓN
Fig. Partes visibles del panel de la Consola de Control Remoto
VÁLVULAS
Las normas API y reglamentos internacionales
establecen que los equipos de perforación
deben estar dotados obligatoriamente de las
siguientes válvulas:
•Válvulas de las flechas
•Válvulas del piso de perforación
•Preventores interior (V. Contrapresión)
•Válvulas de compuerta
VÁLVULA DE FLECHA
• VÁLVULA MACHO SUPERIOR.
Se instalará entre el extremo superiorde ésta y la unión giratoria. Debe ser deuna presión de trabajo igual a la delconjunto de preventores.
• VÁLVULA INFERIOR DE LAFLECHA.
Se instalará entre el extremo inferior dela flecha y el sustituto de enlace, debeser de igual presión de trabajo que lasuperior y pasar libremente a través delos preventores.
VÁLVULAS DEL PISO DE PERFORACIÓN
Se debe disponer de una válvulade seguridad en posición abiertaen cada tipo y medida de roscaque se tenga en la sarta deperforación, de una presión detrabajo similar a la del conjunto depreventores instalado. Debenubicarse en un sitio exclusivo y defácil acceso para la cuadrilla en elpiso de perforación, la normaestablece que debe haber unaválvula disponible con la conexióno conexiones apropiadas de larosca que tenga la tubería.
PREVENTOR INTERIOR
Establecen que se debedisponer de un preventorinterior (válvula decontrapresión) para tuberíade perforación por cada tipode rosca que se tenga en lasarta y del mismo rango depresión de trabajo delconjunto de preventores.
Ventajas
PRECAUCIÓN: Si al estar llevando a cabo las operaciones de control
con unidad de alta presión y se suscitara una fuga superficial o ruptura
de la línea y no se dispusiera de este preventor, el pozo podría quedar a
la deriva, y seria muy riesgoso que una persona se acercara a la tubería
y cerrara la válvula de seguridad. El preventor interior o válvula decontrapresión es la de caída oanclaje, básicamente estáconstituido por la válvula deretención y sustituto de fijación, elcual se puede instalar en elextremo inferior o superior de laherramienta.
La válvula de retención se lanzapor el interior de la TP y se hacedescender bombeando el fluido deperforación. Hasta llegar aldispositivo de fijación instalado; laválvula ancla y empaca cuando seejerce la presión del pozo,evitando flujo de fluido por elinterior de la TP.
Otro tipo de preventores interiores son los conocidos como válvulas decontrapresión tipo charnela y pistón; su utilización es recomendable en lasarta de perforación porque permite el manejo de obturantes e inclusive lacolocación de tapones.
Fig. Válvula de contrapresión tipo Chamela
Fig. Válvula de contrapresión tipo Pistón
VÁLVULAS DE COMPUERTA
Las válvulas de compuerta son parte esencial del equipo de controlsuperficial y se localizan en los múltiples del tubo vertical y deestrangulación; en las líneas de matar y estrangular principalmente.
También se localizan en los diferentes cabezales de TR conforme avancela perforación del pozo.
Cada válvula de compuerta está fabricada de conformidad con las
especificaciones API 6ª y, cuando corresponde, con las de NACE MR-01-75.
Se requieren de 6 especificaciones al ordenar una válvula de compuerta:
1.- Tamaño nominal de orificio central o pasaje de la compuerta
2.- Presión de trabajo
3.- Clase de material
4.- Clase de temperatura
5.- Nivel de Especificación del Producto
6.- Requisitos especiales de prueba de materiales.
Deben considerarse factores como:presiones anticipadas de laformación y en la superficie, métodode control a usarse, situaciónambiental del pozo; corrosividad,volumen, toxicidad y abrasividad delos fluidos.
.
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
Fig. Válvula Camerón de
Compuerta tipo “F”
Fig.Válvula Cameron Flex- Seal Tipo “S”-
Vista Expansiva
BRIDAS Y ANILLOS
Las bridas pueden ser de dos tipos: B y BX
Los anilllos pueden ser de dos tipos: R, RX y BX
Las conexiones más usuales en el sistema de control superficial, son
las bridas con juntas de anillo metálico.
BIRLOS, ESPÁRRAGOS Y TUERCAS
TABLA . Tornillería requerida para bridas 6B y 6BX
FIG. ESPARRAGO CON TUERCAS
DIAMETRO DEL BIRLO O
ESPARRAGO
pg
MAXIMA ALTURA DE
LAS ARISTAS
pg
1/2 A 7/8 1/8
MAS DE 7/8 A 1 1/8 3/16
MAS DE 1 1/8 A 1 5/8 1/4
MAS DE 1 5/8 A 1 7/8 5/16
MAS DE 1 7/8 A 2 1/4 3/8
TABLA
ALTURA DE ARISTA DE BIRLOS O ESPARRAGOS
BRIDA PRESION DE DIAMETRO Y CANTIDAD CANTIDAD ANILLO ANILLO ANILLO
TAMAÑO TRABAJO LONG. DE BIRLOS DE DE TIPO TIPO TIPO
pg. pg. BIRLOS BIRLOS R RX BX
1 11/16 703 10.000 3/4 x 5 1/4 8 150
1 11/16 1,055 15.000 3/4 x 5 1/2 8 150
1 13/16 703 10.000 3/4 x 5 1/4 8 151
1 13/16 1,055 15.000 7/8 x 5 3/4 8 151
1 13/16 1,406 20.000 1 x 7 3/4 8 151
2 1/16 140 2.000 5/8 x 4 3/4 8 23 23
2 1/16 352 5.000 7/8 x 6 1/4 8 24 24
2 1/16 703 10.000 3/4 x 5 1/2 8 152
2 1/16 1,055 15.000 7/8 x 6 1/4 8 152
2 1/16 1,406 20.000 1 1/8 x 8 1/2 8 152
2 9/16 140 2.000 3/4 x 5 1/4 8 26 26
2 9/16 352 5.000 1 x 7 8 27 27
2 9/16 703 10.000 7/8 x 5 1/4 8 153
2 9/16 1,055 15.000 1 x 7 8 153
2 9/16 1,046 20.000 1 1/4 x 9 1/2 8 153
3 1/8 140 2.000 3/4 x 5 1/2 8 31 31
3 1/8 211 3.000 7/8 x 6 1/4 8 31 31
3 1/8 352 5.000 1 1/8 x 7 3/4 8 35 35
3 1/16 703 10.000 1 x 7 1/4 8 154
3 1/16 1,055 15.000 1 1/8 x 5 8 154
3 1/16 1,046 20.000 1 3/8 x 10 1/4 8 154
4 1/16 140 2.000 7/8 x 6 1/4 8 37 37
4 1/16 211 3.000 1 1/8 x 7 1/2 8 37 37
4 1/16 352 5.000 1 1/4 x 8 1/2 8 39 39
4 1/16 703 10.000 1 1/8 x 8 3/4 8 155
4 1/16 1,055 15.000 1 3/8 x 9 3/4 8 155
4 1/16 1,046 20.000 1 3/4 x 12 5/8 8 155
7 1/16 140 2.000 1 x 7 1/2 12 45 45
7 1/16 211 3.000 1 1/8 x 8 1/8 12 45 45
7 1/16 352 5.000 1 1/8 x 11 1/4 12 46 46
7 1/16 703 10.000 1 1/2 x 11 3/4 12 156
7 1/16 1,055 15.000 1 1/2 x 13 16 156
7 1/16 1,046 20.000 2 x 17 3/4 16 156
9 140 2.000 1 1/8 x 8 1/2 12 49 49
9 211 3.000 1 3/8 x 9 1/2 12 49 49
9 352 5.000 1 5/8 x 12 1/2 12 50 50
9 703 10.000 1 1/2 x 13 1/4 16 157
9 1,055 15.000 1 7/8 x 16 16 157
11 140 2.000 1 1/4 x 9 1/4 16 53 53
11 211 3.000 1 3/4 x 10 16 53 53
11 352 5.000 1 7/8 x 14 1/2 12 54 54
11 1,055 10.000 1 3/4 x 15 3/8 16 158
11 1,046 15.000 2 x 19 1/2 20 158
13 5/8 140 2.000 1 1/4 x 9 9 1/2 20 57 57
13 5/8 211 3.000 1 3/8 x 10 3/4 20 57 57
13 5/8 352 5.000 1 5/8 x 12 3/4 16 160
13 5/8 703 10.000 1 7/8 x 17 3/4 20 159
16 3/4 140 2.000 1 1/2 x 10 3/4 20 65 65
16 3/4 211 3.000 1 5/8 x 12 1/4 20 66 66
16 3/4 352 5.000 1 3/4 x 15 3/8 16 161
16 3/4 352 5.000 1 7/8 x 14 1/2 16 162
16 3/4 703 10.000 1 7/8 x 17 1/2 24 162
17 3/4 140 2.000 1 5/8 x 11 1/2 20 69
17 3/4 211 3.000 1 7/8 x 14 1/4 20 70
18 3/4 352 5.000 2 x 17 3/4 20 163
18 3/4 703 10.000 2 1/4 x 22 7/8 24 164
21 1/4 140 2.000 1 5/8 x 12 1/2 24 73 73
20 3/4 211 3.000 2 x 15 1/4 20 74 74
TABLA
MEDIDAS DE BIRLOS Y ESPARRAGOS
UTILIZADOS EN CONEXIONES BRIDADAS
RETROALIMENTACIÓN• Las líneas de matar conectan el conjunto de preventores con las bombas
Triplex o una unidad de alta presión.
• Las líneas de estrangular conectan el conjunto de preventores con elmúltiple de estrangulación que envía previa cámara de amortiguación, elgas a presa de quema o quemador, separador gas-lodo y/o batería y elfluido y residuos a la presa de desechos o presa ambiental.
• El múltiple de estrangulación lo componen válvulas check y decompuerta, cruces, tees, estranguladores (ajustables manuales ehidráulicos) y las líneas antes menciones.
• Las válvulas a utilizar en las operaciones de control son tramos detubería cortos con arquitectura interior que al conectar con la tubería oflecha nos sirve para las operaciones de control (de la flecha macho yhembra, de piso de perforación y preventor interior).
• Las CSC antes descritas son generalmente bridadas y con sistemas deanillos como empaque, que a su vez utilizan espárragos consistidos enun tornillo en forma helicoidal y 2 tuercas.
• Los factores de diseño se encuentran en API 16 C y las prácticas en API-RP-53.