08 Sistema de Prevención de Reventones

Sección 3.5 Pág. 1 de 17

Introducción al Equipo de Perforación

Rev. 0.0 Abril 2004

El Sistema de Prevención de Reventones

3. 5. 0. Influjos y Reventones Un reventón es un flujo incontrolado de fluidos de formación en la superficie. Un Reventón generalmente comienza como un "Influjo”, que es una intrusión de fluidos de formación al pozo. Si la cuadrilla no maneja el influjo inmediatamente, este se puede convertir en un Reventón.

Para evitar que un “Influjo” se convierta en un reventón, si utiliza un sistema de válvulas preventoras o BOP’s. Los preventores tienen dos funciones principales: 1. Sellar el pozo cuando ocurre un “Influjo”. 2. Mantener suficiente contrapresión en el pozo para evitar que se siga introduciendo fluido de

formación mientras se realizan las medidas para devolver al pozo a una condición balanceada Controlando los influjos de fluido de formación: Si el influjo de fluido de formación es pequeño, se puede manejar desviando los fluidos de perforación por el equipo de acondicionamiento, para ayudar a sacar los gases atrapados más rápidamente. Si el influjo de fluido de formación es severo, se emplean los preventores. A esta acción se le conoce como “Cerrar el Pozo”. El múltiple de estrangulación se utiliza para regular la contrapresión impuesta sobre el anular limitando la salida de fluido del pozo además de prevenir que se presente



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otro influjo en el fondo. Una vez que el influjo ha sido detenido, se bombea fluido de perforación pesado previniendo la entrada de otro influjo y devolviendo el control del pozo. Prevención y Control de Reventones: La mayor manera de prevenir la ocurrencia de un Reventón es utilizar un fluido de perforación con peso y densidad adecuados para que ejerza suficiente presión hidrostática contra las paredes del pozo. Esto previene la entrada de fluidos de formación (Influjo) al pozo. Influjo: Cuando entra al pozo gran cantidad de fluido de formación bajo alta presión y comienza a ascender hacia la superficie, se le llama “influjo”. Existen varias señales superficiales que indican cuando ocurre un influjo dentro del pozo: • Cambio inesperado de la tasa de penetración y disminución de la presión de circulación. • El indicador de flujo muestra un incremento inesperado • El indicador de volumen de presas aumenta rápidamente. LOS PUNTOS MENCIONADOS ARRIBA SON INDICADORES QUE HA OCURRIDO UN INFLUJO, SI SE DEJA SIN CONTROLAR PUEDE CONVERTIRSE EN UN REVENTÓN.



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Un Reventón: Un Reventón es una erupción incontrolada de fluido (petróleo, gas o agua) bajo alta presión desde una formación sub-superficial que entra al pozo y desplaza todo el fluido de perforación.

En la perforación la ocurrencia de un reventón es un desastre. Se ponen en peligro vidas y pueden ocurrir daños severos al equipo de perforación y medio ambiente. 3. 5. 1. Descripción del Sistema de Prevención del Reventón: El sistema de prevención de reventones en un equipo de perforación es un sistema de control de presión diseñado específicamente para controlar un “Influjo” El sistema consiste de cuatro componentes: 1. El arreglo de Preventores 2. El Acumulador 3. El múltiple de estrangulación 4. La línea de matar



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3. 5. 2. El Arreglo de Preventores:

El Arreglo de Preventores se encuentra sobre el cabezal del pozo bajo la mesa rotaria. El arreglo de Preventores es un ensamblaje que puede incluir lo siguiente: • Preventor Anular • Preventor de Arietes de Tubería • Carretel de Perforación • Preventor Ciego o de Corte • Cabezal del Pozo El arreglo de Preventores puede tener varias configuraciones dependiendo de los problemas potenciales que se anticipa puedan ocurrir durante la perforación.



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3. 5. 2. 1.El Preventor Anular

El Preventor Anular se coloca en la parte superior del arreglo de preventores. Tiene un empaque de goma reforzado con acero que se cierra para sellar alrededor de tubería de perforación, lastrabarrenas, la barra Kelly o aún sin tubería en el hoyo. Este empaque es de material elástico, con forma de rosquilla o “dona”, con refuerzo interno en acero flexible. La extrusión del empaque en el hueco se logra mediante un movimiento ascendente del pistón que es activado hidráulicamente. El elastómero está diseñado para sellar en tubería de cualquier tamaño y forma y aún en el hueco abierto, sin tubería en el pozo. Los preventores anulares emplean un empaque reforzado de goma sintética que tapa el pozo para realizar el cierre. En la posición abierta, el diámetro interno del empaque es igual al del pasaje interno del preventor (bore). Los preventores Anulares tienen la capacidad de cerrar sobre cualquier forma o diámetro de herramienta que se encuentre en el hoyo. Pueden cerrar sobre un Kelly hexagonal o cuadrado y también permiten la rotación lenta de la TP mientras esta bajo presión.



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3. 5. 2. 2. El Preventor de Arietes

1 Sello de la Tapa 7 Ensamblaje del ariete 13 Pistón de Operación 2 Compuerta 8 Cilindro de Operación 14 3 Puerto para Fluido

Hidráulico 9 Carcaza del tornillo de

cierre 15 Pistón de cambio del

ariete 4 Ensamblaje del ariete 10 Tornillo de Cierre 16 Cilindro para cambio del

ariete 5 Aros de sello 11 Tornillo (s) de la

compuerta 17 Brida intermedia

6 Brida Inferior 12 Rosca para gancho de sujeción

18 Agujero de desahogo (lagrimal)

Los Preventores de Ariete cierran el espacio anular alrededor de una tubería de perforación moviendo los arietes desde la posición abierta hasta una posición cerrada abrazando radialmente la tubería. Los arietes operan en pares (con forma de media luna o de cara plana) y sellan el espacio por debajo de ellos cuando son cerrados. Los arietes de tubería tienen una forma que coincide con la de la tubería para la cual fueron diseñados. Los preventores de ariete cierran solamente en tamaños específicos de tubería de perforación, de producción, de revestimiento o sobre el agujero descubierto si son de cara plana.



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Tipos de Arietes

• Arietes de Tubería: Los arietes de tubería estándar se han diseñado para centralizar y lograr

un sello de empaque alrededor de un tamaño específico de tubería de perforación ó de revestimiento.

• Arietes Variables: Los arietes de diámetro interior variable son diseñados para sellar en un

rango de tamaños de tubería. • Arietes de Corte: Los Arietes de corte están diseñados para cortar la tubería (en el cuerpo del

tubo; no en el acople) y proveer sello sobre un hueco abierto remanente. • Arietes Ciegos: Los arietes ciegos son diseñados para sellar un hueco abierto, cuando no hay

tubería dentro del pozo.



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3. 5. 2. 3. Carretel de Perforación: El Carretel de Perforación es un espaciador cilíndrico en acero de pared fuerte con conexiones de brida o de grapa arriba y abajo que se coloca entre los preventores para separar los componentes o para proveer la conexión de las líneas de estrangulación y de matar desde y hacia el conjunto de preventoras, respectivamente. 3. 5. 2. 4. Cabezal del Pozo El cabezal del pozo esta colocado sobre el tope del revestidor y sobre el cual se monta el arreglo de preventores. Para evitar que la tubería de perforación o la kelly dañen el cabezal cuando rotan, se coloca un buje de desgaste a través del mismo durante las actividades de perforación. 3. 5. 3. El Múltiple de Estrangulación

El múltiple de perforación es un conjunto de válvulas y tuberías de alta presión con varias salidas controladas de forma manual o automática. Esta conectado al arreglo de preventores a través de la línea de estrangulación.



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Cuando se activa el estrangulador ayuda a mantener suficiente contrapresión en el pozo para prevenir que se produzca otro influjo. El fluido de perforación puede ser desviado desde el arreglo de preventores hasta el múltiple de estrangulación que lo restringe y dirige a las presas o el separador gas-lodo. 3. 5. 4. La Línea de Matar: La línea de matar se conecta al arreglo de preventores en el carretel de perforación, generalmente del lado opuesto a la línea de estrangulación. El fluido de matar el pozo puede ser bombeado en ocasiones por esta línea hasta restaurar el balance del pozo. Si se presentan pérdidas se bombea fluido a través de la línea de matar sólo para mantener el pozo lleno.

Línea de Matar Carrete de Perforación



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3. 5. 5. El Acumulador Las dos funciones principales del acumulador son almacenar fluido hidráulico bajo presión y activar todas las funciones del arreglo de preventores. La razón para almacenar fluido bajo presión es que en caso de un incidente mayor donde se corte el suministro de energía del equipo, el pozo pueda ser asegurado operando los preventores requeridos. El acumulador se puede activar desde el panel de control remoto en el piso de perforación o en la unidad misma en caso que la cuadrilla tenga que evacuar el piso de perforación. El suministro de energía para el acumulador es: Eléctrico – Bombas Triples con arranque automático (prende a 2700 psi y se apaga a 3000 psi). Neumático – 2 bombas operadas con aire alimentadas por el sistema de aire del equipo. (120 psi) Las líneas de succión de la bomba triple y la bomba de aire esta conectada a un reservorio lleno de fluido hidráulico o una mezcla de agua dulce con algún anticongelante y anticorrosivo. Cada botella tiene una capacidad de 10 galones y contiene una membrana elástica que se precarga con 1000 psi de Nitrógeno. Las botellas acumulan presión a 3000 psi que es la presión del acumulador. Cuando se activa una función el fluido pasa por un regulador y reduce la presión a 1500 psi en el múltiple para operarar los preventores de ariete y la válvula hidráulica a control remoto unicamente. El fluido para hacer funcionar el preventor anular proviene de una línea separada y un regulador que opera en un rango de presión entre 600 a 1200 psi. El preventor anular se puede operar desde presiones por debajo de 600 psi hasta un máximo de 1500 psi, dependiendo del tamaño y tipo de tubular en el hoyo y el estado del elemento sellante. Se coloca una válvula By-pass en la línea del múltiple. En condiciones normales se encuentra en la posición de baja presión (1500 psi). Si se requiere utilizar los arietes de corte se puede colocar el by-pass en la posición de alta presión (3000psi). Esto permite que el múltiple reciba la presión completa del acumulador. El número de botellas requerido va a depender del número de funciones del arreglo de preventores. Si hay una perdida de energía en el equipo todas las funciones se deben poder CERRAR, ABRIR, CERRAR sin que la presión restante caiga por debajo de 1200 psi. (200 psi por encima de la precarga).



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Esta operación se puede realizar al comienzo de cada pozo, con todas las líneas de aire desconectadas como una prueba de eficiencia. El tiempo y volumen requerido para cada función se registrara.



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Partes de un Acumulador típico

1. Suministro de aire: La presión normal de suministro de aire es de 125 psi. Una presión de aire más alta puede requerir un regulador de aire para las bombas neumáticas 2. Lubricador de aire: Ubicado en la línea de entrada de aire a las bombas neumáticas para retirarle la humedad 3. Válvula de derivación (“By-Pass”) Al interruptor automático de presión hidroneumática. Cuando se necesitan presiones mayores de los 3000 psi, abrir esta válvula. En las demás ocasiones, se debe mantener cerrada 4. Interruptor automático de presión hidroneumática: El interruptor de las presiones se programa a 2900 psi (parada) cuando se utilizan bombas neumáticas y eléctricas. De lo contrario se programa a 3000 psi cuando es solo para bombas neumáticas. Control de tensión de resorte ajustable 5. Válvula de corte de aire: Operadas manualmente para cortar el suministro de aire a las bombas hidráulicas operadas con aire. 6. Bombas hidráulicas operadas con aire: La presión normal de operación es de 125 psi 7. Válvula de corte de succión Operada manualmente. Normalmente abierta. Una para cada línea de succión neumática en la bomba hidráulica. 8. Filtro de succión Una para cada línea de succión neumática. Tiene una malla removible.



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9. Válvula Cheque Una para cada línea de salida de la bomba hidráulica operada con aire 10. Bombas triplex o duplex accionadas con motor eléctrico. 11. Interruptor automático de presión hidroeléctrica El interruptor se programa a 3000 psi para la presión de salida a 250 psi presión diferencial de entrada. Ajustable 12. Arranque del motor eléctrico (automático) El automático inicia o detiene el motor eléctrico que mueve la bomba triplex. Funciona en combinación con el interruptor automático de presión y tiene un control (“overriding”) manual de encendido-apagado que se opera sin el control del interruptor. 13. Válvula de corte de la Línea de succión Operada manualmente, normalmente abierta. Ubicada en la línea de succión de la bomba triplex. 14. Filtro de succión Ubicado en la línea de succión de la bomba triplex. 15. Válvula cheque Ubicada en la línea de salida de la bomba triplex. 16. Válvula de cierre del acumulador Operada manualmente. Normalmente en posición abierta cuando la unidad está en operación. Cerrada cuando se está probando, transportando el equipo o cuando se aplica presión sobre 3,000 psi hacia los preventores 17. Acumuladores: Se debe revisar la pre-carga de nitrógeno en el sistema de acumuladores cada 30 días. La precarga de nitrógeno debe ser de 1,000 psi, más o menos 10%.



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18. Válvula de alivio del acumulador: Alivio de la válvula programada a 3,000 psi. 19. Filtro de Fluido: Ubicado en el lado de entrada de las válvulas reductoras y reguladoras de presión. 20. Válvula reductora y reguladora de presión: Operada manualmente. Se ajusta a la presión continua de operación que se requiera en la BOP de ariete. 21. Cabezal de la válvula principal: 5,000 psi W.P., 2” todo soldado. 22. Válvulas de 4 vías: Con actuadores de cilindro de aire para operación remota desde los paneles de control. Mantener en modo de operación (Abierto o Cerrado) nunca en la posición del centro (neutro). 23. Válvula de desviación (“By-pass”): Con actuador de aire para operación remota desde los paneles de control. En posición Cerrada, suministra presión regulada sobre el cabezal de la válvula principal (21) y en posición Abierta, suministra presión total sobre ese cabezal. Mantener en posición Cerrada a no ser que se necesiten 3000 psi o más para operar los arietes de la BOP. 24. Válvula de alivio del múltiple: El alivio de la válvula se programa a 5,000 psi. 25. Válvula hidráulica de alivio: Operada manualmente. Normalmente cerrada. Esta válvula se debe mantener abierta durante la pre-carga de las botellas del acumulador. 26. Selector de unidad de panel: Válvula manual de 3 vías. Utilizada para aplicar presión de aire piloto a la válvula neumática para reducción y regulación de presión, bien desde el regulador en la unidad o desde el panel remoto.



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27. Válvula neumática reductora y reguladora de presión Reduce la presión del acumulador hasta la requerida por la presión de operación de la BOP de anular. La presión se puede variar para las operaciones de forzamiento de tubería (“stripping”). No se debe exceder la máxima presión de operación recomendada para el preventor. 28. Manómetro de presión del acumulador 29. Manómetro de presión del múltiple. 30. Manómetro de presión del preventor anular. 31. Transmisor neumático de presión del acumulador. 32. Transmisor neumático del “múltiple” 33. Transmisor neumático de presión del preventor anular. 34. Filtro de aire: Ubicado en la línea de entrada a los reguladores de aire. 35. Regulador de aire para la válvula neumática reductora y reguladora de presión

Operada por aire.

36. Regulador de aire para el transmisor neumático de presión de el preventor anular

(33). 37. Regulador de aire para el transmisor neumático de presión del Acumulador (31). 38. Regulador de aire para el transmisor neumático de presión del múltiple.

Los controles del regulador de aire para el transmisor neumático esta normalmente colocado a 15 psi. Se debe incrementar o reducir la presión del aire para calibrar el medidor de presión en el panel para ajustarlo a la presión medida en la unidad.

39. Caja de Conexión Neumática :

Para conectar las líneas de aire de la unidad a las líneas de aire que vienen del panel de control remoto en forma de haz de mangueras neumáticas (conjunto de líneas de aire).



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40. Válvula de cheque para prueba del equipo. 41. Puerto de llenado de fluido hidráulico 42. Tapón de inspección. 43. Válvula de aislamiento de la salida para la prueba del equipo de perforación.

Alta presión, operada manualmente. Se cierra durante la prueba del equipo de perforación y se abre una vez terminada la prueba.

44. Válvula de alivio para prueba del equipo:

Válvula ajustada para realizar el alivio a los 6500 psi. 45. Medidor de presión de prueba del equipo de perforación 46. (a) Salida del patín del equipo 46. (b) Válvulas de aislamiento del cabezal de válvulas:

Operada manualmente. Se debe cerrar la válvula de aislamiento del cabezal y abrir la válvula de aislamiento cuando se mueve el equipo. Invertir la posición de las válvulas durante las operaciones normales de perforación.

47. Válvula de alivio para prueba del equipo Válvula ajustada para aliviar a los 3,500 psi. 48. Medidor de presión del patín 49. Válvula de aislamiento del banco de acumuladores Operada manualmente. Normalmente abierta. 50. Salida del patín del equipo 51. Salida del patín del equipo 52. Conexión eléctrica 53. Puerto de prueba

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