sistemas de control
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Prof. Ing. Luis Soto Pineda
2.1. Sistema de suministro de energía.
2.2. Sistema de izaje.
2.3. Sistema de circulación.
2.4. Sistema rotatorio.
2.5. Sistema de control.
2.6. Sistema de medidor de parámetros de perforación.
Objetivo: El alumno identificará el funcionamiento e interrelación de los sistemas que constituyen el equipo de perforación rotatorio.
Principales componentes del equipo de peroración
TEMA 2
FACULTA DE INGENIERIA Elementos de Perforación
Prof. Ing. Luis Soto Pineda
El sistema de control es el que proporciona la seguridad del pozo en situaciones de aportación imprevista de fluidos de la formación perforada.
5. Sistema de control
FACULTA DE INGENIERIA Elementos de Perforación
Py
Ph
Py > Ph Brote
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El sistema de control, también conocido como “Conexiones superficiales de control” difiere si es terrestre o marino.
5. Sistema de control Terrestre
FACULTA DE INGENIERIA Elementos de Perforación
Los preventores. Acumuladores Árbol de estrangulación
En la industria petrolera existen diferentes tipos de arreglos de los preventores cumpliendo todos con las normas API. La clasificación de los mismos, es en base a la presión que manejarán, así tenemos:
Clase 2M, Clase 3M, Clase 5M, Clase 10M y 15M
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El sistema de control marino además de los componentes anteriores consta de:
5. Sistema de control Marino
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Tirante de aguaPreventores
Cabezal Preventores2M a 15M psi
Raiser
Equipo marino Preventores
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El sistema de control marino además de los componentes anteriores consta de:
5. Sistema de control Marino
FACULTA DE INGENIERIA Elementos de Perforación
Preventores
Raiser
Mangueras
Panel de control
Junta telescópicaY tensores
Líneas guía
Junta flexible
Conector
Línea de matar
Junta telescópica
Raiser Línea de ext
Equipo de control marino Componentes del raiser
La junta telescópica compensa los movimientos verticales del equipo de perforación ocasionados por el oleaje y consta de tubos concéntricos.
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Es condición necesaria que todo arreglo de preventores que se encuentre instalado sea analizado en todo su conjuntó para tener un conocimiento efectivo del mismo y tomar la decisión adecuada cuando se presenten imprevistos.
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1. El preventor anular ó Hydrill, tiene la particularidad de proporcionar un sello hidráulico por el espacio anular de la tubería de perforación sin importar el diámetro de la tubería que se encuentre dentro del pozo, su elemento de empaque se ajusta a la forma de la tubería.
2. Es el preventor ciego ó de corte, este elemento cuando es accionado corta la tubería que se encuentre en ese momento dentro del pozo sin importar su diámetro.
3. Es el preventor anular, ya que al accionarlo hace un sello hidráulico y opera con diámetros definidos.
4. Carrete de control, utilizado para el control del pozo en caso de presentarse algún brote o manifestación.
5. Árbol de estrangulación, utilizado para el control del pozo y en las pruebas de producción.
5. Sistema de control
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Una de las actividades críticas y de mayor importancia en materia de seguridad del personal y del pozo, es la de realizar inspecciones durante la instalación de las conexiones superficiales de control, así como verificar que las pruebas hidráulicas se realicen de acuerdo a los procedimientos establecidos, ya que es la única forma de asegurarnos que el equipo se encuentra en condiciones operativas adecuadas.
Desviador de flujo (Diverter).- Este elemento se emplea como medio de control del pozo, antes de cementar la tubería de revestimiento superficial e instalar el conjunto inicial de preventores, con el objetivo de poder manejar los posibles flujos en formaciones someras y derivándolos a sitios de control.
Los desviadores no están diseñados para cerrar el pozo ni detener el flujo, sino más bien, para permitir la desviación del flujo hacia sitios controlados.
Cuando se instale un sistema desviador se recomienda lo siguiente:
Adiestrar al personal para su operación. Verificar que las líneas desviadores estén libres.
5. Sistema de control
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El sistema de control de preventores se puede accionar de dos maneras:
Hidráulicamente.- El accionamiento hidráulica se realiza mediante la Bomba koomey que es la encargada de proporcionar la presión necesaria para accionar el sistema de cierre o apertura de los preventores.La bomba koomey tiene dos sistemas de control; uno instalado al lado izquierdo del perforador y el otro en la misma unidad de la bomba.
5. Sistema de control
FACULTA DE INGENIERIA Elementos de Perforación
Manual.- Utilizando un volante con una espiga larga para facilitar su operación.
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La selección del arreglo óptimo de los preventores en equipos terrestres y marinos deberá considerar los siguientes factores:
Presiones en las formaciones a perforar.
Tipo de yacimiento (alta o baja productividad).
Áreas (pobladas, sensibles, etc.).
Tipo de equipo de perforación (terrestre o marino)
5. Sistema de control
FACULTA DE INGENIERIA Elementos de Perforación
El árbol de estrangulación nos permite el manejo adecuado de los fluidos aportados por la formación (gas, aceite y agua salada).
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5. Sistema de control
FACULTA DE INGENIERIA Elementos de Perforación
Otro sistema de control no menos importante son las válvulas de control que pueden ser instaladas en la sarta de perforación y se clasifican en:
Válvula flotadora
Válvula torpedo
Válvula de globo
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5. Sistema de control
FACULTA DE INGENIERIA Elementos de Perforación
La válvula de globo es llamada de paso completo y se puede instalar en cualquier parte de la sarta de perforación.
Parte superior del kelly
Parte inferior del kelly
La válvula flotadora se instala generalmente en la parte inferior de la sarta de perforación.
La operación de esta válvula se realiza de forma manual utilizando una llave especial y solo, en los equipos con Top drive se acciona de forma hidráulica.
Esta funciona automáticamente por la acción del fluido.
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5. Sistema de control
FACULTA DE INGENIERIA Elementos de Perforación
La válvula de torpedo es lanzada desde la superficie y se aloja en un dispositivo previamente instalado arriba de los lastrabarrenas.
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S I S T E M A D E C O N T R O L
T E R R E S T R E
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Preventor esférico 21 ¼” 2M
Preventor sencillo 21 ¼” o 2M Arietes 5” o 4 ½”
Carrete de control 21 ¼” 2M,
Preventor sencillo 21 ¼” 2M arietes ciegos
Cabezal soldable 20 ¾”
Carrete espaciador 21 ¼” 2M
Múltiple de estrangulación
TR de 20 “
Brida adaptadora de 20 ¾” 3M a 21 ¼” 2M
2.5 Sistema de control Arreglo estándar de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 PSI con preventores sencillos
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Arreglo estándar de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 PSI con posible presencia de gas.
Diverter
Preventor esférico
BOP anular
Carrete de control
Cabezal
BOP anular
2.5 Sistema de control
Múltiple de estrangulación
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Arreglo estándar de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 5000 psi para perforar bajo balance.
2.5 Sistema de control
Cabeza rotatoria
Preventor esférico
Preventor anular doble
Carrete de control
Preventor anular sencillo
Cabezal
Árbol de estrangulación
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Arreglo estándar de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 10,000 PSI para perforar con flujo controlado.
Preventor rotatorio
Preventor esférico
Preventor anular doble
Carrete de control
Preventor anular sencillo
Cabezal
2.5 Sistema de control
Árbol de estrangulación
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S I S T E M A D E C O N T R O L
M A R I N O
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2.5 Sistema de control Arreglo estándar de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 2000 psi en plataformas fijas y autoelevables.
BOP esférico 21 1/4”
BOP anular sencillo 21 1/4”
BOP anular sencillo 21 1/4”
Cabezal 20 ¾””
Carrete de trabajo 21 1/4”
Raiser
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2.5 Sistema de control Arreglo estándar de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 3000 PSI en plataformas fijas y autoelevables.
Diverter 21 1/4”
BOP esférico de 21 1/4”
BOP anular sencillo tipo “U”21 1/4”
Carrete de trabajo 21 1/4”
BOP anular sencillo tipo “U” 21 1/4”
Brida adaptadora 2M a 3M
Cabezal 20 ¾”
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2.5 Sistema de control
Bop esférico de 13 5/8”
Bop anular doble tipo “U”de 13 5/8”
Bop anular sencillo tipo “U” de 13 5/8”
Cabezal compacto de 13 3/8” x 9 5/8” x 7 1/16”
Cabezal compacto de 20 ¾”
Arreglo estándar de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo y exploratorios con presiones máximas de 5000 PSI en plataformas fijas y autoelevables.
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Piso de preventores
Piso de producción
Preventor esférico16 3/4“ 5m
Carrete de control16 3/4 ” 5 m
TR de 20 “
Carrete cabezal de 20 ¾” 3m x
16 3/4” 5m
Preventor sencillo16 3/4 ” 5 m
Arietes 5” o 4 ½”
TR de 13 3/8 “
Preventor doble 16 3/4 ” 5mArietes superior 5” o 41/2 ”
Arietes inferior ciego
Cabezal soldable20 ¾” 3m
Conductor 30”
Línea de Igualación
Línea de U. De alta
Línea de Matar
Línea de Matar
Línea de Estrangulación
Línea a temblorina
Línea al mar
Carrete espaciador16 3/4 ” 5m
2.5 Sistema de control Arreglo de conexiones superficiales de control para perforación de pozos de desarrollo con presiones máximas de 5000 PSI en plataformas fijas y autoelevables para perforar casquete de gas, bajo balance y con flujo controlado.
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2.5 Sistema de control Arreglo estándar de conexiones superficiales de control para perforación de pozos exploratorios con presiones máximas de 10,000 PSI en plataformas fijas y autoelevables para perforar casquete de gas
Preventor rotatorio
Bop esférico de 13 5/8”
Preventor anular doble tipo “U”
Carrete de trabajo
Preventor anular sencillo
Cabezal
Línea de matar
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Arreglo estándar de múltiple de estrangulación para perforación, terminación y reparación terrestre 10,000 PSI
2.5 Sistema de control
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
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Arreglo estándar de múltiple de estrangulación para perforación, terminación y reparación en plataformas fijas y autoelevables 10,000 PSI.
2.5 Sistema de control