ACR Deslizamiento de TF

8/13/2019 ACR Deslizamiento de TF

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PEMEX EXPLORACIN YPRODUCCIN,SUBDIRECCIN DE PRODUCCIN DE LA REGIN SUR

COORDINACIN DE INTERVENCIONES A POZOS

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Anlisis Causa Raz: Deslizamiento de Tubera Flexible en el Pozo

Jujo 58

Ariza R. J. Ulises, Perdomo J. Luis E., Rodrguez R. Reginaldo

Resumen El presente Artculo Tcnico muestra los

resultados obtenidos en el trabajo realizado por el Equipo

Multidisciplinario conformado para la aplicacin de la

metodologa Anlisis Causa Raz (ACR), con la finalidad

de realizar el Anlisis Tcnico del incidente cuyo enunciado

se describe como Anlisis Causa Raz: Deslizamiento de

Tubera Flexible en el Pozo Jujo 58.

Palabras ClaveAnlisis Causa Raz, Deslizamiento de

Tubera Flexible, Unidades de Tubera Flexible.

I.INTRODUCCIN

urante el cumplimiento del programa de efectuar limpiezade aparejo hasta las vecindades de los intervalos con

herramienta especial, en el pozo Jujo 58 perteneciente al Activode Produccin Bellota - Jujo de la Regin Sur de PemexExploracin y Produccin, se baj Tubera Flexible (TF) de 1 con bombeo de N2a partir de 1,000 m a un gasto de 15 m

3/min y 1,500 psi de presin de bombeo. Se realizaron pruebasde peso y tensin cada 500 m hasta 3,500 m, cumpliendosatisfactoriamente. Posteriormente a la prueba de tensin ypeso realizada a 3,500 metros de profundidad, (peso=16,000 lb

y tensin= 21,000 lb, en condiciones normales de operacin).Se continu bajando TF a una velocidad de 17 m/min.

A la profundidad de 3,600 m se detecta un deslizamiento ocada descendente brusca de la TF, lo que conllev al operadorde la unidad, a aplicar el plan de respuesta a emergencias quetiene estipulado la compaa para estos casos, pero no fueposible detener el deslizamiento de la TF lo que causo unaumento de velocidad de 17 a 1,600 metros/minutos y a laprofundidad de 4,000 metros ocurre la ruptura de la TF, ascomo tambin se desprende el carrete de TF de su base,ocasionando daos materiales en el resto de los componentesestructurales del patn de fijacin de dicho carrete.

Posterior al evento, se visualiza un conato de incendioubicado entre la cabina del operador y carrete de la TF, porpresencia de Xileno, el cual se logr controlar y extinguirinmediatamente. Se cierra la vlvula de sondeo del pozoquedando dentro aproximadamente 4,000 m de TF. El pozoqueda fluyendo en condiciones normales con bombeo de gas deBN y sin daos materiales, personales ni ecolgicos.

La ocurrencia de esta falla ha originado la necesidad derealizar un Anlisis Causa Raz (ACR) para determinar lascausas races Fsicas, Humanas y de Sistema que dieron origenal evento que se analiza.

II.DESARROLLO DE LA METODOLOGA DE ACR

A. Planteamiento del Problema.Derivado de los antecedentes del evento y considerando que

la definicin del problema se debe orientar a los resultados,metas u objetivos no alcanzados por la organizacin, elproblema se define de la siguiente manera:Retraso en la Entrega y Cambio en el Programa de

Intervencin del Pozo Jujo 58.

B. rbol de Fallas.Para el desarrollo del rbol de Fallas, se utiliza una

representacin grfica, estructurada y secuencial de las causas y

efectos, que facilita el anlisis desde el problema o eventoprincipal hasta sus causas races fsicas, humanas y latentes.

En este caso, la construccin del rbol de fallas se inici conel evento tope: Retraso en la Entregay Cambio en el Programade Intervencin del Pozo Jujo 58, y en los siguientes puntos,se plantean las diferentes fases de desarrollo del rbol.

1) Modos de Falla La manera como se evidenci elRetraso en la Entrega y Cambio en el Programa de Intervencindel Pozo Jujo 58, son las siguientes:

Falla Catastrfica en Equipo de TF.

Tubera Flexible de 1 " como pez.

En la siguiente imagen se puede observar el desarrollo del rbolde fallas con los dos modos de falla declarados.

Fig. 1. Modos de Falla planteados.

2) Planteamiento de Hiptesis Despus de identificar losmodos de falla se plantearon las hiptesis que pudieron dar

origen al evento, las cuales se mencionan a continuacin:

Falla de elementos estructurales del equipo.

Tensin en tubera flexible.

Falla en rodamientos del carrete.

Cadena rota.

Carrete inadecuado para tubera flexible.

Muy alta velocidad de las cadenas durante la bajada.

Prdida de presin hidrulica.

Deslizamiento sin control de la tubera flexible.

Operacin inadecuada de mitigacin ante deslizamiento.

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Baja presin de traccin.

Diferencia de dimetro entre TF y mordazas.

Trabajo no uniforme de mordazas.

Acumulacin de residuos en mordazas.

No se utiliz la vlvula de traccin de emergencia.

Falla del sistema de contrabalance.

A continuacin se muestra el rbol de fallas con lashiptesis planteadas para cada modo de falla identificado.

Fig. 2. Planteamiento de hiptesis.

Fig. 3. Planteamiento de hiptesis seccin a.

Fig. 4. Planteamiento de hiptesis seccin b y c.

3) Validacin de Hiptesis Esta parte es consideradacomo una de las ms importantes del trabajo, ya que en estaseccin se validan o rechazan cada una de las hiptesis,convirtindose en causas.

Para efectos del presente trabajo, enseguida se muestra la

evidencia fotogrfica o documental de aquellas hiptesis quefueron validadas como causas contribuyentes del evento que seanaliza:


En el registro fotogrfico, se evidencia claramente la falla delos elementos estructurales del cuerpo del patn de la Unidad deTubera Flexible

Fig. 5. Evidencia fotogrfica de falla de elementos estructurales.

Prdida de presin hidrulica.

En el registro de operacin de tiempo real se evidencia la cadade presin de traccin que coincide con la prdida de peso,despus de la operacin de incremento de presin de traccinque realiz el operador para tratar de controlar eldeslizamiento.

Fig. 6. Evidencia de prdida de presin hidrulica.

Adicionalmente en el registro de inspeccin inmediata

anterior al evento, el operador report la presencia defugas de aceite hidrulico en mangueras.


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Fig. 7. Registro de evidencia de fugas antes de la operacin.

El registro fotogrfico, tomado al realizar la prueba defuncionamiento de la unidad despus del evento, evidencia lapresencia de fugas en conexiones de mangueras y gatos detraccin de la cabeza inyectora.

Fig. 8. Evidencia fotogrfica de fugas en conexiones y gatos.

Adicionalmente en los siguientes vnculos se encuentra videosque forman parte de la evidencia que valida la hiptesis deprdida de presin hidrulica:

ohttp://youtu.be/dih5PXlc2Boohttp://youtu.be/XCdhCPA4SPk

Deslizamiento sin control de la tubera flexible.

En el siguiente registro de tiempo real se puede observar elinicio del deslizamiento de la tubera flexible, motivo por elcual el operador de la unidad trata de controlar el deslizamientoaumentando le presin de traccin. Este esfuerzo no logracontrolar el deslizamiento, e incrementa nuevamente la presinde traccin durante dos ocasiones ms, pero en ninguna de ellasse logra controlar el deslizamiento de la tubera flexible.

Fig. 9. Registro de tiempo real, evidencia de deslizamiento.

A continuacin se muestra tambin un registro fotogrfico que

evidencia el desgaste excesivo de las mordazas, producto de lafriccin de la tubera con stas, derivado del deslizamiento sincontrol de la misma.

Fig. 10. Evidencia fotogrfica del deslizamiento sin control.

Operacin inadecuada de mitigacin ante deslizamiento.

Se puede observar que el Plan de Respuestas a Emergenciasest incompleto, ya que no especifica que la presin de traccinse incremente al mximo durante un deslizamiento.

Fig. 11. Plan de Respuestas a Emergencias.
http://youtu.be/dih5PXlc2Bohttp://youtu.be/dih5PXlc2Bohttp://youtu.be/dih5PXlc2Bohttp://youtu.be/XCdhCPA4SPkhttp://youtu.be/XCdhCPA4SPkhttp://youtu.be/XCdhCPA4SPkhttp://youtu.be/XCdhCPA4SPkhttp://youtu.be/dih5PXlc2Bo


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Adicionalmente, el Plan de Respuestas a Emergencias nocontempla el accionamiento de la vlvula de emergencia, ydurante la inspeccin del equipo se detect que la vlvula deemergencia careca de la perilla para accionarla. Tambin seobserv que el sistema de emergencia no se encontraba

habilitado.

Fig. 12. Registro fotogrfico que evidencia la falta de perilla.

Trabajo no uniforme de mordazas.

En la inspeccin y evaluacin del comportamiento mecnico delas mordazas se observ que las mismas presenta desgastesevero no uniforme, incluso en algunas se evidencia que notrabajaron durante la operacin de limpieza del pozo ydeslizamiento no controlado.

Fig. 13. Registro fotogrfico que evidencia trabajo no uniforme.

En el siguiente vnculo se encuentra un video que forma partede la evidencia que valida la hiptesis de trabajo no uniformede mordazas:

ohttp://youtu.be/18U5NuYA2LY

En el manual del fabricante se encuentra que durante el procesode centrado se debe asegurar que las mordazas o bloquestengan un apareamiento igual.

Fig. 14. Evidencia documental donde se especifica el apareamiento delas mordazas o bloques de la cadena [1]

As mismo en la patente de la cabeza inyectora se menciona quela fuerza de presin de los brazos de los pistones debe ser lamisma para aplicar una fuerza uniforme sobre la tubera.

Fig. 15. Evidencia documental donde se especifica el requerimiento deaplicar una fuerza uniforme sobre la tubera. [2]

Acumulacin de residuos en mordazas.

Se evidencio la acumulacin de residuos en el 90% del total demordazas que componen la cabeza inyectora.

Fig. 16. Registro fotogrfico donde se evidencia la acumulacin deresiduos.
http://youtu.be/18U5NuYA2LYhttp://youtu.be/18U5NuYA2LYhttp://youtu.be/18U5NuYA2LYhttp://youtu.be/18U5NuYA2LY


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As mismo, en el siguiente vnculo se encuentra un video queforma parte de la evidencia que valida la hiptesis deacumulacin de residuos en mordazas:

ohttp://youtu.be/ViPuKz3rfyA

Uso de mordazas inadecuadas.

En la inspeccin se identific mordaza para tubo de 2 in, ascomo troqueles y acabados diferentes en varias mordazas.

Fig. 17. Registro fotogrfico donde se evidencia el uso de mordazas dediferente tamao.

Uso de mordazas con dimensiones diferentes.

En la inspeccin se detectaron mordazas con variacionessignificativas en sus dimensiones:

Fig. 18. Registro fotogrfico donde se evidencia mordazas de

diferentes dimensiones.

Incluso, se realizaron mediciones con personal especializado yse encontraron las siguientes dimensiones para los dos tipos detroquelados de mordazas:

Fig. 19. Evidencia de presencia de mordazas con diferentesdimensiones.

Carreras de gatos de traccin diferentes.

Durante la inspeccin de los gatos hidrulicos se observ quelos mismos no presentan las mismas carreras para el empuje delas pistas de rodamientos, tal como se evidencia en la siguiente

figura:

Fig. 20. Evidencia de carreras diferentes de gatos de presin detraccin.


La nota informativa describe los daos causados, y durante lainspeccin se visualizaron daos generalizados en casi toda laestructura metlica de la Unidad de Tubera Flexible (UTF).

Fig. 21. Evidencia fotogrfica de la falla estructural de UTF.

Ruptura de esprragos y chumaceras.

Se evidenci la fractura de los esprragos, soportes del cojinete
http://youtu.be/ViPuKz3rfyAhttp://youtu.be/ViPuKz3rfyAhttp://youtu.be/ViPuKz3rfyAhttp://youtu.be/ViPuKz3rfyA


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y la ruptura de stos mismos, tanto en el lado del manifoldcomo lado cadena.

Fig. 22. Evidencia fotogrfica de la falla.

Falla vigas laterales del patn.

Se evidenci que ambas vigas laterales correspondientes alpatn del carrete de la TF se encontraron desprendidas de subase y deformadas por sobre esfuerzos, tal como se visulaiza enla siguiente figura:

Fig. 23. Evidencia fotogrfica de falla de viga de patn de carrete.

Desprendimiento brusco del carrete de la tubera.

Los daos observados en la estructura soporte del patn,evidencian que se originan por la salida brusca del carrete de laTF.

Fig. 24. Registro fotogrfico, evidencia el desprendimiento del carrete.

Deformacin de tubera flexible.

Se evidenci durante la inspeccin visual realizada, que la TFpresenta deformacin y ruptura en la seccin de entrada en lacabeza inyectora, tal como se observa en las siguientesimgenes:

Fig. 25. Registro fotogrfico que evidencia de la deformacin de latubera.

As mismo, se evidenci que esta deformacin de la tuberaorigin la ruptura de los roles de alineacin del cuello de gansode la UTF.

Fig. 26. Registro fotogrfico que evidencia la ruptura de los roles.

3) rbol de fallas resultante En base a la validacin delas diferentes hiptesis se obtuvo el siguiente rbol de fallasque muestra las hiptesis que fueron rechazadas:


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Fig. 27. rbol resultante de la validacin.

Fig. 28. Seccin a) del rbol resultante de la validacin.

4) Identificacin de Causas Races Prosiguiendo con eldesarrollo del rbol de Fallas y una vez que se realiz lavalidacin de las hiptesis, estas pasan a ser causas, de lascuales se identifican las causas races que originaron el evento.Al realizar la clasificacin se identificaron las siguientes:

Causas Races Fsicas:

o Trabajo no uniforme de mordazas por presencia defugas de aceite en gatos de traccin y conexiones decabeza inyectora, as como por la diferencia decarrera de gatos de traccin.

o Acumulacin de residuos en mordazas.o Prdida de presin de traccin por fugas externas

de gatos de traccin.

Causas Races Humanas:

o Uso de mordazas inadecuadas.o Uso de mordazas con diferentes dimensiones.o Operacin inadecuada de mitigacin durante

deslizamiento.o No se utiliz vlvula de traccin de emergencia.o Falta de inspeccin y mantenimiento preventivo.o Falta de limpieza de mordazas antes y durante la

operacin.

Causas Races de Sistema:

o Falla en la revisin de riesgos ya que no se cuentacon vlvula de traccin de emergencia (Anlisis deRiesgo de Procesos).

o Falla en los estndares de trabajo por (DisciplinaOperativa):

o Procedimiento de emergencia incompleto.o Ausencia de plan y programa de inspeccin y

mantenimiento preventivo.o Ausencia de programa y procedimiento de limpieza.o Falta de procedimiento de control de calidad para

recepcin y almacn de componentes.

En las siguientes figuras se tiene el rbol resultante con las

causas races identificadas:

Fig. 29. rbol de Fallas con Causas Races.

As mismo, se tiene la figura de seccin a) del rbol de Fallascon las causas races identificadas:

Fig. 30. Seccin a) del rbol de Fallas con Causas Races.

III.CONCLUSIONES

1)El evento del "Retraso en la entrega y cambio en el programade intervencin del pozo Jujo 58" puede ser explicado comola combinacin de varios factores, que en mayor o menorgrado contribuyeron a que no estuviesen dadas lascondiciones para realizar una operacin de traccin de

emergencia con xito durante el deslizamiento de la TF. Estosfactores son los siguientes:

El uso de mordazas inadecuadas y con diferentesdimensiones.

Deficiencia de presin de traccin de la cadena, detectadadurante la inspeccin y evaluacin de los gatoshidrulicos de traccin y sus conexiones, lo quecontribuy a no tener un rea de agarre suficiente ypresin uniforme sobre la superficie de la T.F.

La saturacin de las ranuras de las mordazas con residuos(grasa, polvo, sedimentos de trabajos anteriores).

La ausencia de la vlvula de inyeccin de presin de

traccin de emergencia (no conectada al sistema de


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traccin de emergencia), combinado con unprocedimiento incompleto para detener la cada de la TFen el pozo.

2)La tensin resultante en la tubera debida al peso y laaceleracin en la cada de la misma, provoc sobre esfuerzos

en diferentes elementos estructurales del patn del carrete, locual deriv en la falla de las chumaceras, esprragos y vigasque contribuyeron a que el carrete fuera arrancado de su base.

3)Este hecho provoc que la tubera se desalineara y gener unnudo en la tubera que sali sin control del carrete.Asimismo, este nudo provoc la fractura de los roles dealineacin del cuello de ganso y posteriormente la tubera serompi a la entrada de la cabeza inyectora.

4)La ausencia de un plan y programa de mantenimientopreventivo eficaz, fue la causa que dio origen a la presenciade fugas, tanto en los gatos de traccin, como en lasconexiones de la cabeza inyectora.

5)No se encontr evidencia de un programa y procedimiento delimpieza antes y durante la operacin de la cabeza inyectora,la cual es la causa de la saturacin de ranuras de las mordazascon residuos (grasa, polvo, sedimentos de trabajosanteriores).

6)El uso de mordazas inadecuadas y de diferentes dimensionestiene su origen en la ausencia de un procedimiento de controlde calidad para la recepcin y almacenamiento decomponentes.

IV.RECOMENDACIONES

1)Instalar en las todas unidades de TF un sistema de traccin

de emergencia activado por una vlvula que se encuentredisponible en el tablero de control para su rpidoaccionamiento al inicio de un deslizamiento de la TF.

2)Revisar, adecuar y difundir el procedimiento de emergenciapara que contemple el uso de este sistema en caso de undeslizamiento de tubera.

3)Optimizar el Plan de Mantenimiento a los componentes delos inyectores y al equipo en general, basado en laaplicacin de un Mantenimiento Centrado en Confiabilidad,donde se consideren todos los modos de falla posibles en elsistema.

4)Estructurar y aplicar un programa de limpieza de mordazasy cabeza inyectora para ser aplicado antes y durante lasoperaciones de la unidad.

5)Elaborar un procedimiento de control de calidad para larecepcin de componentes de nueva adquisicin, as comopara aquellos que se almacenen.

6)Garantizar que las mordazas que se utilizarn cuententodos con las mismas dimensiones, mediante la verificacinde los mismos antes de ser instalados en las cadenas.

7)Incorporar al Plan de Mantenimiento la verificacin de lacarrera de todos los gatos de traccin, a fin de garantizarque la presin de traccin sea uniforme en la superficie dela TF.

8)Establecer la buena prctica de tomar acciones inmediatasen los casos de reporte de fugas de aceite en conexiones ygatos hidrulicos, tal como lo establece el manual deoperacin de este tipo de unidades de tubera flexible.

9)Evaluar la factibilidad de instalar un sistema de prueba de

peso para asegurar que: no hay deslizamiento, elfuncionamiento de las vlvulas de contrapresin y el buenagarre de las mordazas, para una capacidad o peso de25,000 lb.

10)Solicitar al fabricante una revisin del diseo, medidas y

calidad del material de las mordazas.11)Realizar un estudio de anlisis o factibilidad de instalar unfreno al carrete de la TF.

12)Comunicar los resultados del presente estudio a todas lasdependencias de la Subdireccin de Produccin de laRegin Sur de Pemex exploracin y produccin.

V.BIBLIOGRAFA

[1] Stewart & Stevenson Well Servicing Products, Operationand Maintenance Manual with Parts Catalog, Houston,Texas, 2011, Model M-100L Injector Head.

[2] William L. Anderson, Jr., Marvin R. Jones,Apparatus forInserting and Withdrawing Coil Tubing into a Well,United States Patent, Febrero 23, 1993, Patent Number5,188,174.

[3] Subdireccin de Seguridad Industrial, ProteccinAmbiental y Calidad, Procedimiento para el Anlisis eInvestigacin de Incidentes / Accidentes o FallasCrnicas con la Metodologa Anlisis Causa Raz(ACR),PEP, Mxico, 2011, Clave: PG-SS-TC-001-2011.

[4] Ariza R. J. Ulises, Perdomo J. Luis E., Procedimientopara el desarrollo de la metodologa Anlisis Causa

Raz,GSETA, Mxico, 2012, GSETA-CONF-001-2012.

VI.DATOS BIOGRFICOS

Ariza R. J. Ulises, nacido en SanJuan de la Vega, Celaya, Guanajuato el18 de Junio de 1973.

Graduado como Ingeniero IndustrialMecnico en 1995 en el InstitutoTecnolgico de Celaya, Guanajuato,Mxico, con una Maestra enIngeniera de Confiabilidad y Riesgosen la Universidad de las Palmas deGran Canaria, Espaa en 2012.

De Junio 1997 a Febrero 2006 se desempe como Gerentede Mantenimiento para la empresa lder a nivel Latinoamricaen produccin de Aminas, Petramn, S. A. de C. V. De Marzo2006 a Febrero 2009 fue Especialista Snior de Confiabilidadpara la empresa Bearingpoint Mxico, S. de R.L. de C. V. En elperiodo de Marzo 2009 a Diciembre 2010 trabaj comoEspecialista en Ingeniera de Confiabilidad y Riesgos para laempresa SIE, S. A. de C. V. De Enero 2011 a Marzo 2012 fueResponsable del rea de Soporte y Nuevas Alternativasnuevamente en Petramn, S. A. de C. V., y de Abril 2012 alpresente se desempea como Consultor Snior en Ingeniera deConfiabilidad y Riesgos para la empresa GSETA.

Es autor de diversos artculos tcnicos sobre el rea deIngeniera de Confiabilidad y Riesgos, as como diversos


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trabajos sobre el Anlisis Causa Raz (ACR).

Perdomo J. Luis E.,naci en Mene

Grande, Zulia, Venezuela el 26 deJunio de 1965.Graduado como Ingeniero

Electricista, en 1992 en la UniversidadRafael Urdaneta, Maracaibo,Venezuela, con una Maestra enGerencia Empresarial en la UniversidadRafael Belloso Chacn, Maracaibo,Venezuela, en 2002.

En 1992 se desempe como supervisor de obra(electricidad) para la Contratista VIME, C.A. De 1993 a 1995fue Supervisor de Mantenimiento Elctrico Para ServiciosPetroleros Flint, C. A. En el periodo de 1995 a 2000 trabajcomo Supervisor de Mantenimiento Elctrico para Falcon

Drilling de Venezuela C. A. En el mismo ao 2000 sedesempe como Ingeniero de Gabarra (Barge Foreman) parala Empresa Maersk Drilling de Venezuela. De Enero 2011 aFebrero 2003 fue Jefe de Unidad de Mantenimiento deTaladros de Perforacin y Subsuelo para la Empresa PDVSA.De Mayo 2003 a Enero 2004 se desempe como Gerente deOperaciones y SHA para la empresa H.P.C. Services, C. A. Delperiodo de Agosto 2004 a Abril 2005 fue Ingeniero de Proyectoen la disciplina de Electricidad en las empresas Baker Energyde Venezuela C. A. y MMR Venezuela C. A., De Octubre 2005a Abril 2008 se desarroll como Ingeniero Consultor enConfiabilidad en el rea de Electricidad para la Empresa R2M,S. A. De Mayo 2008 a Enero 2009 fue Gerente de Proyectopara la empresa Bearingpoint Mxico, S. de R.L. de C.V. En el

periodo de Marzo 2009 a Enero 2011 fue Lder del Proyecto enla empresa SIE, S. A. de C. V. y de Febrero 2011 al presente sedesempea como Consultor Snior en Ingeniera deConfiabilidad y Riesgos para la empresa GSETA.

Es autor de diversas publicaciones de artculos tcnicossobre el rea del Anlisis Causa Raz (ACR).

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