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INTRODUCCION AL EQUIPO PARA CONTROL DE PRESION CON CABLE DE REGISTROS

Engenharia
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CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002 Revisión: 2 Notas Importantes NOTAS IMPORTANTES 1. Aunque Elmar intentará ejercer el máximo cuidado en la preparación y transmisión de información en cualquier documentación o material o durante cualquier curso o instrucción, Elmar no da ninguna garantía, expresa o implícita, en cuanto a la exactitud del contenido y no tendrá ninguna responsabilidad (sin importar de cualquier negligencia) en referencia a cualquier error o defecto de dicha información o de las consecuencias resultantes. 2. Aunque Elmar intentará ejercer un cuidado razonable durante los cursos o instrucción, los participantes a dichos cursos o quienes reciben dicha instrucción atienden o participan (sin importar el lugar) totalmente a su propio riesgo y Elmar no asumirá ninguna responsabilidad (sin importar de cualquier negligencia) por cualquier herida o daño a la persona o propiedad que resulte de dicha intervención o participación. 3. Cualquier norma, procedimiento o instrucción de seguridad de los empresarios o patrocinadores de cualquier dicha persona que atiende o participa tendrá prioridad por encima de aquellas de Elmar. 4. Los Derechos de Autor de este manual son propiedad de Elmar. No se permiten copias totales o parciales sin el consentimiento previo de Elmar.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Indice - Página 1 SECCION INDICE 1 Introducción a Elmar y a los Servicios de Elmar para el Cliente 2 Tabla de Contenido de la Escuela de Entrenamiento 3 Sistema de Evaluación 4 Introducción al Equipo para Control de Presión con Cables de Registros 5 Seguridad con los Equipos de Control de Presión 6 Estándares en Referencia al Diseño, Fabricación y Certificación 7 Equipo para Control de Presión con Cables de Registros – Materiales (mantenimiento y servicio) 8 Módulo para el Control de Grasa y Fluido Hidráulico 9 Sellos y Adaptadores para Presión 10 Utilización de Equipos para Control de Presión en Pozo Entubado 11 Situaciones con Problemas 12 Equipos de Presión de Diámetro Grande para Operaciones en Pozo Abierto y Pozo Entubado
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 1 - Página 1 SECCION 1 - ELMAR SERVICES Elmar Services fue fundada en 1981 y más tarde, en Septiembre del 2001, fue adquirido por Varco. Elmar actualmente juega un papel importante en las operaciones de las compañías de servicio multinacionales del campo petrolero. Uno de los primeros proyectos de Elmar fue diseñar un patín (skid) punta de lanza para el control de presión con cables de registros el cual es utilizado en la locación del pozo por todas las principales compañías de servicios con cable de registros. Estos patines, en diversas configuraciones, han sido el “Rolls-Royce” de la industria y en la actualidad se han convertido en el estándar de la industria para todas las operaciones de control de presión en la mayoría de los campos de petróleo y gas del mundo. Una vez perfeccionados los patines, la compañía se dedicó a desarrollar el mejor equipo de control de presión con cable de registros, y desde el año 2000, con la introducción de los lubricadores de peso liviano, el BOP de peso liviano y equipos auxiliares, Elmar se ha convertido en el líder indiscutible de este mercado. Una revisión, Investigación y Desarrollo continuos del equipo han sido las claves para el éxito de la compañía. A través de los años, la compañía también ha establecido una reputación sólida en el diseño y manufactura de camiones grúa, mástiles costa afuera, unidades para cables de registros, unidades para enrollar cables, unidades para pruebas de presión y patines para inyección de químicas. Con una capacidad global cercana a los 100,000 pies por mes, Elmar también es líder mundial en el suministro de cañones de perforación tipo TCP con cable de registros de acuerdo a las especificaciones de los clientes. Además, los servicios de tubería de revestimiento con agujeros y ranuras, más las mallas enrolladas con alambre, juegan un papel importante de las operaciones de la casa principal de Elmar en Aberdeen Como parte del grupo Varco, Elmar y las compañías hermanas SSR, EOT, PCE y Hydrolex son capaces de suministrar a las compañías de servicios con cable de registros y a las compañías petroleras la mayor parte de sus necesidades de equipos, más entrenamiento profesional, en lo referente a operaciones de presión con cables de registros y líneas de acero. Con instalaciones de manufactura, entrenamiento y alquiler en Aberdeen, Houston, Dubai, Perth y Singapur, además de bases adicionales de alquiler en Victoria, Texas y Edmonton, Canadá, ahora Elmar ofrece a sus clientes un soporte a nivel mundial – en cualquier lugar que exista una operación de un pozo con presión, el soporte de Elmar se encuentra cerca.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 2 - Página 1 SECCION 2 – GUIA DEL CURSO DIA 1 Salón de Clase • Introducciones • Panorama General de las Operaciones con Control de Presión • Seguridad - Estándares, Normas y Guías Generales - H2S, Gas • Equipo - Válvulas para Cables de Registros (BOP) - Lubricadores (Elevadores) - Atrapador de Herramientas - Sujetador de Herramientas - Válvula de Chequeo Tipo Bola Instrucción en el Taller • Dividir en Grupos, Desarmar, Inspeccionar, Ensamblar y Probar Equipo • Sesión de preguntas y respuestas para terminar DIA 2 Salón de Clases • Revisión Rápida del Primer Día • Equipo - Tubos de Flujo para el Sello de Grasa - Caja de Empaques (pack off) - Limpiador de Cable - Módulos de Control - Adaptadores para el Cabezal del Pozo - Sellos y Adaptadores para Control de Presión Instrucción en el Taller • Dividir en Grupos, Desarmar, Inspeccionar, Ensamblar y Probar Equipo • Sesión de preguntas y respuestas para terminar
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 2 - Página 2 SECCION 2 – GUIA DEL CURSO (Continuación) DIA 3 Salón de Clase • Revisión Rápida del Día 2 • Utilización de equipos para registros en pozo entubado • Procedimientos para el ensamblaje en el taladro • Prueba de presión • Corriendo el trabajo • Pérdida del sello de grasa Movilización a la Locación del Pozo • Equipo para el ensamblaje en el taladro • Pruebas de presión • Pérdida del sello de grasa - simulación • Efectuando el trabajo DIA 4 Salón de Clase • Revisión Rápida del Día 3 • Discusión de problemas operacionales • Cable con alambre de la armadura roto • Alambre Abierto Movilización a la Locación del Pozo • Simulación de Cable con alambre de la armadura roto • Desensamblaje en el Taladro • Mantenimiento • Limpieza y Recolección del Equipo Salón de Clase • Revisión General • Examen y evaluación del curso
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 3 - Página 1 SECCION 3 - SISTEMA DE EVALUACION El objetivo más importante de este curso es proporcionar al estudiante un entendimiento de como trabaja el equipo y la manera segura para operarlo. La objetividad del curso es medida al evaluar la comprensión de cada estudiante y verificar que el o ella pueden operar el equipo de manera segura y eficiente. CONOCIMIENTOS PRACTICOS Todos los estudiantes efectuaran las siguientes faenas y serán evaluados en la forma que lo efectúan. • Preparación del trabajo • Funcionamiento y pruebas de presión • Ensamblaje en el taladro • Procedimientos operacionales • Equipo para prueba de presión - bombas, etc. • Procedimientos operacionales, pérdida del sello de grasa - procedimiento para obtener de nuevo el sello de grasa, procedimientos para un cable atrapado. EXAMEN ESCRITO Un total de 65 preguntas, 35 son respuestas escritas, 30 son de selección múltiple. El propósito de la prueba es verificar que el asistente ha recibido toda la información importante del instructor y que el / ella ha obtenido una comprensión completa de los principios básicos acerca del Control de Presión con Cables de Registros. EVALUACION DEL CURSO Una hoja de preguntas será entregada al final del curso y el estudiante es invitado a expresar su evaluación acerca del instructor, el contenido del curso, las instalaciones y la 0rganización del curso. Esto permitirá que el curso sea mejorado a medida que pasa el tiempo.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 4 - Página 1 SECCION 4 - INTRODUCCION AL EQUIPO PARA CONTROL DE PRESION CON CABLE DE REGISTROS La necesidad de utilizar un equipo para control de presión con cable de registros ocurre cuando un cliente requiere que una compañía de cable de registros efectúe una operación en un pozo activo o potencialmente activo. Un pozo activo es un pozo que está bajo presión. El equipo para control de presión proporciona un medio seguro para entrar y salir de un pozo con equipo para correr registros manteniendo control del pozo simultáneamente, en todo momento. El equipo para control de presión es fabricado en diversos tamaños y especificaciones y es seleccionado de acuerdo a la necesidad específica del trabajo. Los trabajos bajo presión son generalmente efectuados con cables de diámetros externos pequeños, por ejemplo, monocables de 7/32” o con líneas de acero para los servicios mecánicos. Esto es debido a que el empuje hacia arriba por la presión del pozo, que actúa sobre el área transversal del cable, es mucho menor en un cable de 7/32” que en un cable de 15/32”. Por ejemplo, una presión de pozo de 5,000 psi ejerce una fuerza hacia arriba de 830 libras en un cable con diámetro externo de 15/32”, pero solamente 190 libras en un cable con diámetro externo de 7/32”. Otro problema relacionado a los cables con diámetro externo grande es mantener el sello de grasa trabajando en la cabeza de inyección de grasa. Es más fácil mantener un buen sello alrededor de cables de 7/32” debido a que los alambres son más pequeños y existe mejor cobertura de las armaduras. La resistencia mecánica del cable con diámetro externo más pequeño es considerablemente menor que la de un cable de 7 conductores. - Las herramientas más pequeñas y ligeras diseñadas para ser corridas a través de las tuberías de producción generalmente son corridas con cables monoconductores o coaxiales con un diámetro externo pequeño o línea de acero con diámetro externo pequeño. Estas herramientas son normalmente llamadas "Herramientas de Producción" y tienen un tamaño con rango desde 3/4” D.E. (Diámetro Externo) hasta 2.5” D.E. Los tamaños más comunes son 2-1/8", 1-11/16" o 1-3/8”. La mayoría del equipo de presión para trabajo de alta presión ha sido construido para acomodar herramientas de estos tamaños para que el equipo de control de presión pueda ser tan liviano como sea posible. Algunas herramientas y cañones de perforación modernos requieren un Equipo para Control de Presión con un diámetro interno mayor. Sartas más largas con diámetros internos de 3” y 4” han sido desarrolladas para este propósito. El Equipo para Control de Presión con Líneas de Acero puede tener un calibre “decreciente” (Diámetro Interno 6-5/8” - 5” - 4” - 3") para acomodar tapones y herramientas especiales. El equipo para el control de presión, a menudo es referido como equipo para el cabezal del pozo (WHE), normalmente tiene presiones de trabajo de 5,000 psi, 10,000 psi y 15,000 psi. Si existe necesidad para ir más alto de 15,000 psi entonces es requerido un equipo especial. Después de estudiar este libro y atender el curso de entrenamiento, un estudiante atento debe haber obtenido el conocimiento teórico necesario para poder efectuar un trabajo que utiliza equipo para control de presión con cable de registros. La eficiencia completa solamente se logra después de obtener experiencia en trabajos reales con equipos para control de presión.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 1 SECCION 5 - SEGURIDAD PARA EL CONTROL DE PRESION 1. SEGURIDAD BASICA • El equipo para control de presión es utilizado para efectuar operaciones con seguridad cuando existe presión presente o es probable que se desarrolle en el cabezal del pozo. • Un trabajo rutinario de presión no existe. Los peligros potenciales a la seguridad existen siempre durante cualquier operación efectuada bajo presión. • Un personal bien entrenado y un equipo bien mantenido son un requerimiento básico para efectuar un trabajo de presión con seguridad. • Todo el personal debe utilizar la vestimenta de seguridad adecuada, por ejemplo, anteojos de seguridad, guantes, botas, casco y ropa de seguridad. • Precauciones especiales son necesarias si puede haber presencia de H2S en la locación del pozo. 2. RESPONSABILIDAD • La seguridad es responsabilidad de todos. Usted es responsable de su propia seguridad y usted tiene el deber de cuidar al otro personal presente en el taladro o locación del pozo. 3. GENERAL • Nunca caliente o suelde cualquier parte del equipo para control de presión. • Nunca golpee un equipo que se encuentra sometido a presión. • Nunca gire los carretes de las mangueras mientras exista presión aplicada a la manguera. • Nunca reemplace los adaptadores de presión a no ser que usted está seguro del tipo de roscas, tipo de servicio, y especificación de presión de las nuevas partes. • Nunca utilice cualquier pieza de Equipo para Control de Presión que no tenga una Especificación de Presión del Trabajo. 4. ANTES DE SALIR PARA EL TRABAJO • Una planificación detallada, por adelantado del trabajo es esencial para garantizar operaciones seguras. • Para obtener mayores detalles de posibles peligros a la seguridad Usted debe visitar la locación del pozo o hablar con el cliente. Los puntos a discutir incluyen:
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 2 ƒ La presión y temperatura del cabezal del pozo. ƒ Los fluidos del pozo y producidos: gas, petróleo, hidratos, H2S, CO2, cloruros ƒ Los inhibidores, fluidos corrosivos, inyección de químicas ƒ El Taladro: altura – BOP Cabezal del Pozo, adaptadores, bridas ƒ La tubería de producción, tubería de revestimiento, restricciones, desviación ƒ El adaptador de conexión al cabezal del pozo ƒ El equipo de levantamiento, elevadores, bloque viajero, grúas • Seleccione el equipo adecuado dependiendo de la presión y del tipo de servicio. El equipo es normalmente seleccionado para que tenga una Especificación de Presión de Trabajo 1.2 veces la Máxima Presión Esperada en el Cabezal del Pozo. Chequée la especificación y compatibilidad de todas las conexiones. • Efectúe un chequeo total del sistema. • La especificación de presión de un sistema completo de control es igual a la especificación del objeto individual con la especificación más baja - el eslabón más débil de la cadena. Esto incluye el adaptador de presión, las válvulas tipo aguja, los manómetros, mangueras, etc. • Asegúrese que se encuentra disponible suficiente lubricador para cubrir la herramienta y permitir 3 pies (1 metro) de espacio. Esto aplica a las estructuras fijas – más puede ser requerido para los taladros flotantes. • Chequée la caja de partes de repuesto. 5. EN LA LOCACION • Revise todos los pasos operacionales, los posibles peligros a la seguridad, los procedimientos para abrir y cerrar el pozo. • Este consciente de los procedimientos de emergencia del taladro, incluyendo el cierre, incendios, H2S, evacuación del barco, etc. • Nunca llene el lubricador (extensión) o efectúe pruebas de presión con combustible diesel. El aire en el lubricador será comprimido y mezclado con vapor del diesel; esto puede ocasionar una explosión del diesel. • Los pisos del taladro son sitios peligrosos. Este más alerta y tome las precauciones necesarias cuando trabaje en el piso del taladro. 6. ENSAMBLAJE EN EL TALADRO • Retire del área a todo el personal no necesario. • Asegúrese que el piso del taladro está libre de lodo o suciedad. • Ensamble primero el adaptador del cabezal del pozo, el BOP y el retenedor de la herramienta.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 3 • Asegure todas las líneas de flujo y de drenaje. • Asegúrese que las líneas de drenaje están acopladas a un sistema cerrado de drenaje o a un área segura para el medio ambiente. • Pruebe con presión toda la Sarta de Control de Presión hasta 1.2 veces la presión esperada en el cabezal del pozo. Mantenga la presión por 10 minutos y regístrela. Utilice agua o glicol para la prueba y nunca utilice diesel. Asegúrese que no permanece aire en el sistema durante la prueba depresión. • Normalmente el representante del cliente controla las válvulas maestras del Cabezal del Pozo. • Cuando cierre la Válvula Maestra, cuente el número de vueltas y póngale etiqueta a la válvula. • Nunca apriete o suelte conexiones cuando están sometidas a presión. • Utilice una cuerda, no las mangueras de presión, para ayudar a alinear la sarta de lubricadores con el cabezal del pozo. 7. DESENSAMBLAJE DEL TALADRO • Asegúrese que no existe presión atrapada en el equipo aunque este ya haya sido desensamblado del taladro y aparentemente desahogado. Una señal segura de presión atrapada es una conexión inusualmente apretada o una manguera dura. 8. DESPUES DEL TRABAJO • Efectúe el mantenimiento. • La concentración del personal es generalmente menor después que el trabajo ha sido terminado y ello puede ocasionar accidentes. Por favor recuerde que el equipo es pesado y que debe ser tratado con cuidado y con atención.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 4 EQUIPO DE PRESION - QUE HACER Y QUE NO HACER Debido a que el equipo de cabezal del pozo es un acero templado, las siguientes guías generales deben ser seguidas: 1. NUNCA suelde en un componente de WHE (Equipo del Cabezal del Pozo). 2. No utilice marcadores de impacto tipo en V sobre el WHE. Marque únicamente en áreas no críticas con marcadores de puntos de baja tensión. 3. No efectúe modificaciones perforando, abriendo huecos, rellenando, cortando, etc. 4. Los lubricadores deben estar asegurados durante el transporte para evitar daño a los mismos. 5. Cuando levante el equipo sujete todas las partes del WHE, especialmente la Cabeza de Inyección de Grasa, para evitar que golpee contra la estructura del taladro. 6. Evite el uso de llaves de tuberías en el equipo WHE. Esto es imperativo para los lubricadores de peso liviano. 7. EFECTUE las pruebas regulares requeridas de presión para certificación y las pruebas de presión en la locación del pozo.. De forma general, trate al equipo de control de presión con cuidado!
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 5 H2S PANORAMA GENERAL A. INTRODUCCION Acido Sulfhídrico = PELIGRO El Acido sulfhídrico, H2S, a menudo llamado “gas agrio”, tiene un doble peligro. Primero, este afecta directamente a los humanos. El H2S es un gas venenoso, ESTE MATA!!! Segundo, existe un riesgo indirecto a la seguridad humana ocasionado por el ataque del H2S a los metales, especialmente el acero utilizado en el equipo para control de presión. El H2S puede literalmente destruir la esencia del acero ocasionando que se fracture mientras se encuentra bajo presión con resultados desastrosos.. B. EFECTOS SOBRE EL PERSONAL 1. CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS El H2S es un gas sin color, inflamable, que tiene un olor ofensivo y un sabor dulce. Es muy tóxico. En realidad es casi tan tóxico como el cianuro de hidrógeno y entre 5 y 6 veces más tóxico que el monóxido de carbono. Otra característica peligrosa del H2S es que es más pesado que el aire (densidad 1.19). 2. TOXICIDAD Como ha sido mencionado, el H2S es un gas extremadamente tóxico. El sentido del olfato es perdido después de varios minutos de exposición en concentraciones tan bajas como 0.010 a 0.015% volumen de gas. La exposición a concentraciones mayores por menos de un minuto adormece el sentido del olfato completamente y le da a la persona un falso sentido de seguridad. No utilice el sentido del olfato para detectar el H2S. Es realmente difícil el tener una idea de las pequeñas concentraciones o cantidades de las cuales estamos hablando. Generalmente hablamos de las concentraciones de H2S en partes por millón (PPM). Supóngase que tenemos un cuarto o caja en forma de cubo, cien pulgadas en cada lado. Cada pulgada cúbica individual en este volumen representaría una parte por millón. 1/1,000,000 = 1 PPM 0.05% = 500 PPM 2% = 20,000 PPM
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 6 3. SINTOMAS a. Envenenamiento Sub-agudo La exposición resulta en irritación, principalmente molestia en los ojos, tos persistente, apretamiento o dolor del pecho e irritación de la piel. La recuperación de esta exposición es normalmente completa. b. Envenenamiento agudo En altas concentraciones de H2S, los resultados son casi instantáneos, resultando en asfixia (o estrangulación) con una aparente parálisis del sistema respiratorio. Los síntomas son una respiración pesada, palidez, retorcimientos, parálisis de la pupila, pérdida del habla y casi inmediata pérdida de la conciencia. La muerte puede seguir con una extrema rapidez ocasionada por el parálisis respiratorio y cardiaco. La razón de la prontitud con la cual reacciona el H2S es debida a que es absorbido muy rápidamente por la corriente sanguínea. La experiencia ha enseñado que no existe una medida previsible de la exposición de una persona al H2S y cualquier desviación de la característica normal en un ambiente sospechoso debe ser chequeado. Recuerde: Una sola respiración con una concentración suficientemente alta de H2S puede ocasionar un envenenamiento agudo. 4. TRATAMIENTO Se debe recordar que no existe antídoto para H2S. Sin embargo, una acción rápida y segura puede salvar vidas. Las víctimas deben llevarse inmediatamente a aire fresco por los rescatadores quienes a su vez deben estar protegidos con máscaras de gas. La respiración artificial debe ser administrada si se ha detenido la respiración. Aunque la respiración esté paralizada, el corazón todavía puede estar palpitando por 10 minutos después del ataque. Si la respiración es lenta, laboriosa o entorpecida, se debe suministrar respiración artificial administrando oxigeno diluido. En todos los casos, las víctimas deben ser sometidas al cuidado de un médico tan pronto como sea posible después de la exposición. 5. EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL a) Máscaras de gas del tipo convencional: Estas máscaras consisten de un contenedor, manguera flexible y máscara para la cara. Ellas están diseñadas para ser utilizadas en áreas abiertas y para protección en concentraciones menores de un 2%.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 7 b) Aparato Auto Abastecido para Respiración: Estas unidades consisten de un tanque de oxígeno diluido con una manguera y máscara para la cara. Nota: Los hombres con barba no son permitidos en operaciones con H2S, a no ser que se afeiten. Esto es para asegurar que la cara de la mascara esté apretada contra la atmósfera externa. C. EFECTOS SOBRE EL EQUIPO El H2S ataca el acero de tres maneras: • Ataque corrosivo • Ataque de carburo • Rompimiento por hidrógeno.. 1. Ataque Corrosivo Cuando el agua se encuentra presente al mismo tiempo que el H2S, el hierro en el acero reacciona con el azufre formando sulfuro de hierro (FeS) y libera hidrógeno. El dióxido de carbono, (CO2) se combina con el agua para formar ácido carbónico, (CH2CO3) el cual a su vez ataca el acero. En cualquiera de los casos, el agua es necesaria para que ocurra la reacción. 2. Ataque de Carburo Una vez liberado por la acción corrosiva u obtenido por de cualquier otra fuente, los átomos de hidrógeno pueden unirse con los del carbono en el acero para formar gas metano, CH4. Este deja espacios ocasionando que el acero se vuelva esponjoso y debilitándolo grandemente. 3. Rompimiento por Hidrógeno El efecto más espectacular del hidrógeno sobre el acero es conocido como rompimiento por hidrógeno. Este ocurre cuando los átomos de hidrógeno invaden la estructura interna del acero a lo largo de los planos estructurales de tensión y, una vez dentro, se combina con otros átomos libres para formar hidrógeno molecular, H2. El hidrógeno molecular es mucho más grande que el hidrógeno atómico y ejerce una gran presión contra la estructura del acero ocasionando que este se rompa y eventualmente falle. La falla puede ser bastante repentina y puede ocurrir a niveles de tensión mucho menores que la resistencia al rompimiento normal del material. La temperatura, presión
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 8 y la concentración del H2S, afecta la velocidad con la cual el hidrógeno libre invade el cero. La resistencia al rompimiento del acero y el nivel de tensión al cual es expuesto determina su susceptibilidad al ataque. Generalmente, el acero con dureza relativamente baja (Rc22 o menor) y una resistencia baja al rompimiento (por ejemplo, menor de o igual a 75,000 psi) son lo suficientemente suaves para resistir un daño permanente. D. PROTECCION DEL EQUIPO 1. Inhibidores que Forman una Película Uno de los métodos más efectivos para combatir los efectos del H2S en bajas concentraciones es la utilización de inhibidores que forman capas de película. Estas sustancias forman una película de protección sobre las superficies del acero para prevenir el contacto de la solución de H2S y de esta manera retardar la acción corrosiva. Entonces es reducido grandemente el abastecimiento de hidrógeno atómico libre y no ocurre el rompimiento. En los casos donde la concentración del H2S está por debajo del 2%, la utilización solamente de un inhibidor es suficiente protección para las operaciones de corto tiempo. Los inhibidores solubles en petróleo tales como Baroid Coat C - 1815, pueden ser mezclados con diesel o con la grasa bombeada a través de los tubos de flujo. Use grasa de sello con inhibidor, o mezclada con Baroid Coat C-1815. Asegúrese de mantener la grasa bombeada en los tubos de flujo con una viscosidad adecuada. 2. Aplicación Mezcle una parte de inhibidor con cuatro partes de diesel y aplique a todas las superficies internas del lubricador, válvulas para cable de registros y adaptadores del cabezal del pozo antes de levantarlos sobre el pozo. La mejor manera de tratar el lubricador es sumergir cada sección en un contenedor lleno con la mezcla de inhibidor / diesel. A la Válvula para Cables de Registros se le debe colocar una tapa, ser llenada con la mezcla y después ser drenada. Asegúrese que los brazos están totalmente abiertos cuando se efectúa el tratamiento al BOP. Las superficies externas pueden ser limpiadas para facilitar su manejo. No limpie las superficies internas pues esto removería la película creada por el inhibidor. N.B. Verifique que las regulaciones del cliente permiten utilizar mezclas de inhibidor / diesel en la locación del pozo.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 9 3. Equipo Especial Un equipo resistente al H2S es recomendado por NACE siempre que una concentración de H2S es desconocida o mayor de 10 PPM para operaciones de 5,000 psi, o 5 PPM para operaciones de 10,000 psi. La composición y dureza del acero es tal que este no debe fallar sin importar la concentración o el tiempo de exposición al H2S. Cuando equipo resistente al H2S no se encuentra disponible, el equipo estándar puede ser utilizado para trabajos que duren menos de 12 horas con una concentración máxima de H2S del 2% pero el equipo debe estar protegido como ha sido descrito en los párrafos anteriores. 4. Recuperación Cuando equipo para control de presión que no es para H2S es utilizado en una operación de H2S, una cierta cantidad de hidrógeno invadirá la estructura del acero, aunque se haya utilizado inhibidor. Después de la operación, a este hidrógeno se le debe permitir tiempo para difundirse y salir antes que sea introducido más hidrógeno. El equipo debe ser dejado en reposo por 2 o 3 días. La alta temperatura acelerará el tiempo de recuperación, mientras que la baja temperatura retardará el tiempo de recuperación. 5. Recomendaciones Como la duración del trabajo y la necesidad de utilización posterior no son controlables, nosotros recomendamos la utilización del equipo resistente a H2S siempre que el H2S se encuentre presente o se sospeche su presencia. E. PROCEDIMIENTOS OPERACIONALES Obtenga tanta información como le sea posible acerca de las condiciones en y alrededor del pozo. Chequée específicamente por: • Concentración de H2S • Tipo de fluidos en el pozo • Presencia de cualquier fuente corrosiva tales como CO2. Chequée la Locación por áreas de peligro tales como depósitos, fosa de lodo, etc., donde se puede acumular el H2S. Recuerde, el H2S es más pesado que el aire; tenga cuidado en las áreas bajas. Cuando es necesario entrar a un área encerrada, tales como un depósito o fosa, siempre utilice un aparato auto abastecido de respiración y ubique un hombre para la operación de rescate. También, tenga cuidado con el hielo; el H2S es soluble en agua y en altas concentraciones puede quedar congelado en el agua que existe alrededor del pozo. Cuando dicho hielo se derrita, el H2S será liberado.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 10 Asegúrese que las máscaras de gas y el aparato de respiración están en buena condición para trabajar y que los tanques de aire y de oxígeno están llenos y libres de aceite. Tenga máscaras y aparatos de repuesto en caso de una falla o por si es requerido personal adicional. Tenga detectores de H2S con alarmas, ubicados alrededor del cabezal del pozo. Ubique el camión cruzado con el viento o viento arriba del pozo. Cuando ensamble el lubricador, no lo deje doblar pues esto ocasionaría más nivel de tensión debido a la adición de tensiones de doblamiento. Anexe una manguera de desahogo al múltiple del lubricador y diríjala por lo menos 50 pies alejada viento abajo, cuando desahogue el lubricador. Asegúrese que la manguera está amarrada y el extremo tenga adaptado una pieza en "T". Preferentemente, asegure el extremo en un tanque venteado de desecho. Anexe una manguera de 80 pies de largo a la línea de flujo de grasa más allá de la válvula y asegure el extremo a una estructura viento abajo. Preferentemente, asegure el extremo en un tanque venteado de desecho, o coloque un contenedor o barril en el extremo para recibir cualquier fluido que escape. Efectúe cada corrida tan rápido como le sea posible de acuerdo a lo que permitan las técnicas operacionales. No pierda tiempo en el pozo innecesariamente.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 11 TOXICIDAD DEL HIDROGENO SULFHIDRICO PARA EL HOMBRE PPM** 0-2 Minutos 2-15 Minutos 15-30 Minutos 30 Minutos-1 Hora 1-4 Horas 4-8 Horas 8-48 Horas 20-100 Conjuntivitis suave, irritación del tracto respiratorio Síntomas empeoran, fatiga, dolor de cabeza Síntomas empeoran 100-150 Tos, irritación de los ojos, pérdida del sentido del olfato Disturbios respiratorios, dolor en los ojos, sueño Irritación de la garganta Descarga de saliva y mucosa, dolor en los ojos, tos Síntomas empeoran Muerte * 150-200 Pérdida del sentido del olfato Irritación de la garganta y de los ojos Irritación de la garganta y de los ojos Visión difícil, borrosa, ligera timidez Muerte * 200-350 Irritación de los ojos, pérdida del olfato Irritación de los ojos Secreción dolorosa de lágrimas, cansancio Ligera timidez, catarro nasal, dolor en los ojos, dificultad para respirar Sofocamiento, veneno en la sangre, Muerte * 350-450 Pérdida del sentido del olfato Irritación de los ojos, mareo Respiración difícil, tos, irritación de los ojos, fatiga, náusea Muerte * 450-700 Disturbios de la respiración, irritación de los ojos, colapso, pérdida de la conciencia Tos, colapso, pérdida de la conciencia, Muerte * Palpitación del corazón, Muerte * Más de 700 Colapso, pérdida de la conciencia, Muerte *
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 1 SECCION 6 - ESTANDARES RELEVANTES DE DISEÑO, MANUFACTURA Y CERTIFICACION La siguiente sección es proporcionada principalmente como información de referencia y como ayuda para entender los requerimientos y terminología de la certificación. 6.1 FUNDAMENTOS DEL DISEÑO Cuando se diseña una pieza de equipo que contiene presión, el material es escogido en base a su “ resistencia al rompimiento”. La resistencia al rompimiento, normalmente medida en Libras por Pulgada Cuadrada (psi), es la tensión a la cual el material exhibe una desviación especifica de la proporcionalidad de la tensión al rompimiento, o más simplemente, a la cual el material comienza a exhibir una deformación permanente bajo tensión. Los materiales metálicos fallan (“rompen”) a una tensión por encima de la Resistencia al Rompimiento, la última resistencia al rompimiento por Tensión. Los detalles del procedimiento para determinar la Resistencia al Rompimiento de los materiales son encontrados en las especificaciones ASTM (ASTM -A370). (ASTM: Sociedad Americana para Pruebas y Materiales). En los contenedores cilíndricos sujetos a una presión “P” (absoluta o diferencial), la tensión inducida es aproximadamente proporcional a P. Factor de Seguridad El equipo que contiene presión es diseñado para trabajar con un suficiente margen de seguridad que permita diversas variables e incertidumbres, tales como las variaciones de resistencia al rompimiento de los materiales, las aproximaciones en los cálculos del diseño, las concentraciones de tensión, las tolerancias del torneado, los golpes durante el transporte, el abuso y el uso inapropiado en el campo. Tal margen de seguridad es encapsulada en un “Factor de Seguridad” (SF), definido como: Mínima Resistencia al Rompimiento SF = Diseño de la Tensión del Trabajo Por ejemplo, un Factor de Seguridad 2 significa que el Diseño de la Tensión de Trabajo es solamente la mitad de la mínima resistencia al rompimiento del material utilizado. El valor SF es impuesto por los códigos del diseño, regulaciones de la industria, agencias del gobierno, o regulaciones internas del fabricante. Su valor también puede ser en función de los riesgos ocasionados por fallas del equipo en referencia a la seguridad del personal y daños a la propiedad. Como tal, el equipo bajo presión que está en contacto con el personal es diseñado con un factor de seguridad mayor que las herramientas del pozo cuyas fallas no resultarían en una herida directa o pérdida de vida.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 2 Presión de Trabajo La selección del SF y de la Resistencia al Rompimiento de los materiales define la especificación de presión del equipo, generalmente expresado en psi (libras por pulgada cuadrada) Presión de Trabajo, WP. Esta es la máxima presión permisible la cual nunca debe ser excedida durante las operaciones del equipo en el campo. Las especificaciones normales de presión de trabajo son 3,000 psi, 5,000 psi y 10,000 psi. Equipo especial es fabricado con una especificación de WP de 15,000 o 20,000 psi. Presión de Prueba Para asegurar una operación adecuada a WP, el equipo de presión es probado a una presión máxima mayor que o igual a WP, definida como Presión de Prueba, TP. El valor de TP es recomendado por el fabricante y a menudo exigido por los estándares de la industria. Para el equipo de WHE normalmente TP = 2 x WP para la especificación de presión de trabajo hasta 5,000 psi, y TP = 1.5 x WP para especificaciones de 10,000 psi y mayores. Obviamente, el multiplicador debe ser más pequeño que el factor de seguridad. 6.2 ESTANDARES DE LA INDUSTRIA El equipo para control de presión debe estar diseñado y fabricado de acuerdo a estándares específicos reconocidos internacionalmente. Estos estándares son API 6A, (especificación 6A del Instituto Americano de Petróleo: Especificaciones para el Equipo del Cabezal del Pozo y Arbol del Pozo) y para el equipo de H2S, NACE MR - 01-75 (Requerimientos del Material por la Asociación Nacional de Ingenieros para Corrosión: Material Metálico Resistente al Rompimiento por la Tensión de Sulfuros en Equipos del Campo Petrolero). El API 6A define los criterios del diseño y pruebas para todos los equipos que contienen presión y son utilizados en un cabezal de pozo, mientras que el NACE MR - 01-75 define el tipo de materiales metálicos que son permitidos en condiciones donde hay presencia de H2S. Un resumen de los requerimientos del API 6A es mostrado en las tablas 6-1 y 6-2. Los requerimientos técnicos son definidos para cuatro “Niveles de Servicio del Producto” (PSL). El PSL 1 corresponde a las condiciones de servicio “más fáciles” y el PSL 4 a aquellas “más rudas”. Todo el equipo para control de presión de Elmar está fabricado ya sea de acuerdo a las especificaciones API 6A o a ambas, el API 6A y NACE MR - 01-75. La temperatura del diseño es de - 300 C a 1210 C (- 200 F a + 2500 F). El equipo en conformidad con los estándares de NACE es normalmente construido con aleaciones de acero que tienen una menor dureza y una menor resistencia al rompimiento. En consecuencia todos el equipo que contiene presión tiene las paredes más gruesas y es más pesado que el equipo estándar.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 3 Dureza Dureza es una propiedad del material para resistir indentaciones bajo una carga específica. La dureza es medida ya sea en dureza Brinell o dureza Rockwell, con los métodos descritos en el ASTM E 10 (Brinell) o ASTM E 18 (Rockwell). Los números de dureza de Rockwell son enseñados con un símbolo (‘B’, ‘C’) dependiendo del tipo de penetrador y carga utilizada para la prueba. El número de dureza Rockwell C (HRC) es obtenido utilizando un indentador de diamante en forma de cono y una carga de 150 kilogramos, de acuerdo al ASTM E 18. El número de dureza Brinell (HB) es obtenido utilizando una bola de 10 milímetros de acero endurecido o carburo, y normalmente una carga de 3,000 kilogramos, de acuerdo al ASTM E 10. Para los aceros de aleaciones bajas y carbón existe una correlación directa entre la Dureza y la Resistencia a la Tensión. En consecuencia las pruebas de dureza proporcionan un método no destructivo para verificar la resistencia del material. Los aceros de aleaciones bajas y carbón deben tener una dureza Rockwell por debajo de 22 Rockwell “C” para resistir el H2S. Para equipos de WHE nosotros normalmente utilizamos: • Para equipo resistente a H2S: Acero AISI 4140, con HRC 18-22 (Dureza Rockwell ”C”) y 80,000 psi mínima resistencia al rompimiento. • El Material para el Servicio Estándar es de 30-36 HRC y 110,000 psi mínima resistencia al rompimiento. (AISI es el Instituto Americano de Hierros y Aceros y el Número AISI es un sistema de grado para los aceros). • Otras aleaciones y metales tales como titanio, monel, acero inoxidable, etc., pueden ser utilizados basados en el costo, peso y requerimientos de resistencia. Pruebas por Impacto En condiciones muy frías, el acero tiende a ser más quebradizo y puede romperse bajo impacto. Para definir la resistencia de los materiales en ambientes muy fríos una prueba de rudeza es efectuada. (Rudeza = capacidad de resistir golpes de cargas). Las pruebas más comunes de impacto son las pruebas de Charpy e Izod, descritas en el ASTM E 23 (Vea la Figura 6-1). La especificación API 6A acepta solamente la Prueba de Impacto del método Charpy. El valor Charpy debe tener un mínimo de 15 lbs-pie para que el equipo pueda ser certificado para utilizar por debajo de 0°F (-20°C). El equipo de Elmar es probado de acuerdo a Charpy a 31 lbs-pie a –300 C.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 4 PRUEBA DE CHARPY PRUEBA DE IZOD FIGURA 6-1 Altas Temperaturas La mayoría de los metales utilizados en WHE son adecuados para operaciones a temperaturas muy por encima de las temperaturas normalmente encontradas en las operaciones del WHE para “HT”. El conjunto de sellos de elastómeros de alta temperatura impone el límite a la operación. En casos especiales (operaciones geotérmicas) el WHE puede ser sometido a temperaturas tan altas como 5000 F. En estos casos, además de utilizar sellos de sistemas especiales, la máxima presión de trabajo del WHE es disminuido - refiérase al API 6A para los factores de disminución. 6.3 CERTIFICACION, ARCHIVOS DE CALIDAD La “certificación” del equipo que soporta presión es muy a menudo requerida por los clientes o estipulada por las regulaciones. Un documento de certificación puede ser emitido por la compañía de servicios que opera el equipo,(certificación en casa), por el fabricante (a menudo llamada la prueba del fabricante), o por una tercera parte. Las certificaciones estipulan que los componentes, el equipo, o los ensamblajes cumplen los requerimientos especificados por los estándares de la industria (por ejemplo API 6A) o por las regulaciones del gobierno local tales como SI 289 para Taladros Movibles en el Mar del Norte del Sector del Reino Unido, el Régimen de Encapsulamiento de Seguridad (SCR) y el Régimen de Diseño y Construcción (DCR) para plataformas fijas en el Reino Unido, las Regulaciones del Director de Petróleo de Noruega en el Sector de Noruega del Reino Unido, las Prácticas Recomendadas de Alberta (ARP) en Canadá, etc. Las eslingas para levantamiento y los puntos de levantamiento del equipo generalmente requieren un certificado de prueba de carga como es determinado por las regulaciones locales (BS 7072 y BS 1290 en el Reino Unido, DNV 2.7-1 en Noruega).
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 5 Es más allá del alcance de este curso tratar de cubrir toda regulación local. Usted debe familiarizarse con las regulaciones específicas que aplican en su área, las cuales se encuentran disponibles a través de las agencias de certificación. Normalmente las regulaciones del Mar del Norte son las más restrictivas y tienen una amplia aceptación a través de la industria petrolera. El equipo de Elmar está en conformidad con las Regulaciones del Mar del Norte. Los documentos de certificación por terceras partes son emitidos por agencias reconocidas de certificación tales como Bureau Veritas, American Bureau of Shipping (ABS), Lloyds, Det Norske Veritas (DNV). Existen dos tipos de certificados: • Certificados de Aprobación de Diseño: Aprobación del Tipo (TA), Certificado Independiente de Revisión (IRC), Reporte de Verificación del Diseño (DVR). Estas son evaluaciones efectuadas por un cuerpo competente las cuales verifican que las especificaciones para la manufactura de un ensamblaje cumplen los requerimientos de las regulaciones de las autoridades y de los estándares de la industria.. • Certificado de Conformidad (COC): Estos certifican que un objeto específico o ensamblaje, identificado por su número de serie está de acuerdo con el diseño y la fabricación aprobada en archivo y / o las regulaciones de la industria. Estos a menudo incluyen los reportes de prueba e inspección los cuales certifican la actuación durante las pruebas (presión, carga, capacidad de levantamiento, etc) de acuerdo a los estándares y la validez de los resultados de las pruebas. Todo equipo para control de presión debe tener un certificado de conformidad reconocido, emitido por una agencia tercera parte. Un certificado de conformidad es valido por un tiempo limitado, normalmente 5 años, y debe ser renovado. La renovación de la certificación normalmente requiere un estudio mayor: una inspección detallada y una verificación de la actuación efectuada o controlada por una agencia de certificación. Este estudio comprende como mínimo: • Inspección visual • Pruebas de espesor al azar en todas las partes que soportan presión utilizando mediciones directas, rayos x, o ultrasonido • Examen MPI (inspección con partículas magnéticas) o penetración de colorantes en todas las roscas y en cualquier área dañada determinada por la inspección visual • Prueba hidrostática del cuerpo a la Presión de Prueba (TP) • Prueba operacional a la Presión de Trabajo (WP) • Revisión de los archivos de calidad.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 6 Rastreabilidad La rastreabilidad es a menudo parte de los requerimientos de las especificaciones. Por “rastreabilidad” entendemos la habilidad que las partes puedan ser identificadas desde su origen, el proceso de manufactura y los materiales utilizados. Los requerimientos de rastreo para los objetos certificados cubren también las partes de repuesto utilizadas en el mantenimiento y preparación como por ejemplo, los O-Rings. Archivo de Calidad Un archivo de calidad es un conjunto de documentos que reúne la siguiente información para un objeto individual o ensamblaje: • Boletines o manuales del fabricante • Documentos de certificación, generalmente un COC, con toda renovación relevante • Rastreo de los componentes y materiales críticos cuando es requerido • Registros del mantenimiento, pruebas e inspección • Notas históricas de la operación.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 7 6.4 REGLAS FUNDAMENTALES PARA EFECTUAR OPERACIONES ADECUADAS Las siguientes reglas fundamentales aplican a todas las operaciones que involucran equipos del WHE: • Todo equipo utilizado para operaciones de control de presión debe tener definida la especificación a una Presión de Trabajo (WP), y a una Presión de Prueba (TP). Para aplicaciones de alta temperatura también debe tener definida una Especificación de Temperatura. • El equipo para control de presión nunca debe ser utilizado por encima de su especificación de Presión de Trabajo (WP), ni fuera de su Especificación de Temperatura • En una sarta de equipo para WHE, el WP del componente más débil representa la especificación general de presión de la sarta (*) • Todo componente de WHE que soporta presión debe tener una certificación válida • Todo componente de WHE que soporta presión debe tener un archivo de calidad • Todo equipo de WHE utilizado en la locación del pozo es calificado para ser utilizado pasando anualmente una prueba hidrostática del cuerpo y un chequeo operacional a WP • Una prueba de presión en la localización del pozo debe ser efectuada después de cada ensamblaje en el taladro para cada trabajo. La Máxima Presión de Trabajo Permisible durante el trabajo es igual a la prueba de presión en la locación del pozo • Todas las cuadrillas que operan equipos de WHE deben estar calificadas para efectuar operaciones de presión • Cuando existe presencia de H2S, solamente debe ser utilizado equipo certificado para H2S. Las conexiones con rosca API no son aceptables, solamente se deben usar conexiones integrales o conexiones “premium”. (*) Una excepción es el limpiador de cable ubicado encima de la caja de empaque de la cabeza de inyección de grasa. Refiérase a la descripción específica en la Sección 7
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 8 TABLA 6-1: REQUERIMIENTOS DEL EQUIPO DE ACUERDO AL API 6A CLASE DE MATERIAL CUERPO, TOPE Y BRIDA PARTES CONTROLANDO PRESION CORROSION RELATIVA PRESION PARCIAL DE CO 2 (psia) AA- Servicio General Acero con carbón o aleación baja Acero con carbón o aleación baja No corrosivo < 7 BB- Servicio General Acero con carbón o aleación baja Acero Inoxidable Ligeramente corrosivo 7 a 30 CC- Servicio General Acero Inoxidable Acero Inoxidable Moderado o muy corrosivo > 30 DD- Servicio Agrio Acero con carbón o aleación baja Acero con carbón o aleación baja No corrosivo < 7 EE- Servicio Agrio Acero con carbón o aleación baja Acero Inoxidable Ligeramente corrosivo 7 a 30 FF- Servicio Agrio Acero Inoxidable Acero Inoxidable Moderado o muy corrosivo >30 HH- Servicio Agrio aleación resistente a corrosión aleación resistente a corrosión Muy corrosivo >30 REQUERIMIENTO DE MINIMO PSL RECOMENDADO Si hay presencia de H 2 S entonces aplica NACE. NACE? NO SI SI SI NO Si Alta concentración es si el radio de exposición de 100 PPM (ROE) de H 2 S es >50 pies. Alta concentración de H2S? NO NO SI NO NO Si Muy Cercano es si: Muy Cercano NO NO NO SI SI SI 1. Si usted tiene H 2 S alto Presión de Trabajo PSL PSL PSL PSL PSL Si 2. 500 PPM de H 2 S >50 pies ROE. > 5000 PSI 1 1 2 2 1 3 3. Pozo ubicado en un área sensible para el medio ambiente. > 10000 PSI 2 2 3 3 3 4 4. El pozo está ubicado dentro de 150 pies de una llama abierta de equipo encendido. > 15000 PSI 3 3 4 4 4 4 5. El pozo está ubicado dentro de 50 pies de una vía pública. 6. El pozo está ubicado en aguas estatales o federales. 7. El pozo está ubicado en o cerca de aguas navegables tierra adentro. 8. El pozo está ubicado en o cerca de suministros de agua potable en superficie. 9. El pozo está ubicado dentro de 350 pies de cualquier vivienda. ESPECIFICACION DE TEMPERATURA CLASE °F °C K -75 a 180 -70 a 82 L -50 a 180 -46 a 82 P -20 a 180 -29 a 82 R 40 a 120 4 a 49 S 0 a 150 -18 a 65 T 0 a 180 -18 a 82 U 0 a 250 -18 a 121
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 9 TABLA 6-2: REQUERIMIENTOS DEL EQUIPO DE ACUERDO AL API 6A PARTES METALICAS PSL - 1 PSL - 2 PSL - 3 PSL - 4 Prueba de Resistencia 1 Prueba de Resistencia Requerida 1 Prueba de Resistencia Requerida 1 Prueba de Resistencia Requerida 1 Prueba de Resistencia Requerida Prueba por Impacto: 3 Pruebas. Solo 1 valor por debajo del promedio. Ningún valor por debajo de 2/3 del promedio. 27J @ temp. mínima longitudinal Solo requiere clase de temperatura K y L Solo requiere clase de temperatura K, L y P Requiere todas las clases de temperatura Requiere todas las clases de temperatura Máxima expansión de muestra de 10x10 no puede ser más de 0.015" a temperatura de prueba. Valores de dureza 1 prueba en cuerpo terminado en toda parte mayor de 10K 1 prueba en cuerpo terminado de todas las partes 1 prueba en cuerpo terminado de todas las partes y 1 prueba en cara de cada extremo 1 prueba en cuerpo terminado de todas las partes y 1 prueba en cara de cada extremo Verificación de Dimensiones Puede ser usada inspección de la muestra Puede ser usada inspección de la muestra inspección completa requerida inspección completa requerida Rastreabilidad Ninguna Requerida rastreabilidad del lote del trabajo Toda parte rastreable a específico calor y lote de tratamiento con calor Toda parte rastreable a específico calor y lote de tratamiento con calor Análisis Químico Ninguno Requerido Requerido Requerido NDE en superficie Ninguno Requerido en áreas de sello húmedas Requerido en todas las partes Requerido en todas las partes Numero de serie Ninguno Ninguno Toda pieza de equipo debe tener un numero de serie Toda pieza de equipo debe tener un numero de serie NDE de volumen Ninguno Ninguno Pruebas ultrasónicas en material virgen Pruebas ultrasónicas en material virgen O-RINGS Verificación de dimensiones Chequeo de muestra Chequeo de muestra Chequeo de muestra Chequeo de muestra inspección visual Chequeo de muestra Chequeo de muestra Chequeo de muestra Chequeo de muestra Dureza Chequeo de muestra Chequeo de muestra Chequeo de muestra Chequeo de muestra Documentación Ninguna Certificado: Numero de Parte, numero de especificación y numero de compuesto Certificado: Numero de Parte, numero de especificación y numero de compuesto Certificado: Numero de Parte, numero de especificación y numero de compuesto Rastreabilidad del lote Ninguna Ninguna Numero del lote, fecha de curado / molde, fecha final de vida en depósito Numero del lote, fecha de curado / molde, fecha final de vida en depósito Datos de propiedades físicas Copia de resultados de pruebas de propiedades físicas del compuesto suministrado PRUEBA GENERAL DEL DISEÑO Prueba de presión Dos pruebas visuales de 3 minutos a presión de prueba Dos pruebas visuales de 3 minutos a presión de prueba Dos pruebas registradas a presión de prueba. Prueba 1 por 3 minutos y Prueba 2 por 15 minutos Dos pruebas registradas a presión de prueba. Prueba 1 por 3 minutos y Prueba 2 por 15 minutos. Además prueba con nitrógeno por 15 minutos
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 1 SECTION 7 Sarta Típica de Equipo de Control de Presión para Cable de Registros Combinación de Limpiador de Cable y Caja de Empaque Cabeza de Inyección de Grasa Válvula de Venteo / Inyección de Glicol Válvula de Chequeo Tipo Bola Sujetador de Herramientas Lubricador Atrapador de Herramientas Adaptador para Prueba Rápida Válvula para Cable de Registros Adaptador para Bombeo Brida / “Flange” para el Cabezal del Pozo Bomba Manual Módulo de Control Hidráulico e Inyección de Grasa Serie 5 “E-Lite”
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 2 SECCION 7 - EQUIPO 1.0 VALVULAS PARA CABLE DE REGISTROS La Válvula para Cable de Registros (comúnmente llamada “BOP”) está diseñada para controlar la presión del pozo sellando alrededor del cable y es utilizada primordialmente cuando debe ser reparado un cable sometido a presión, o cuando usted no puede obtener de nuevo el sello de control en la cabeza de inyección de grasa. Los elementos de sello son dos “rams” de metal, con superficies de elastómero, los cuales tienen forma para adaptarse a un tamaño específico de cable. Los sellos de elastómero son comúnmente llamados "cauchos". Elementos especiales de sello han sido desarrollados recientemente los cuales pueden adaptarse a cables de diferentes tamaños. Cuando la Válvula para Cable de Registros es activada las superficies de elastómero forman un sello alrededor del cable expandiéndose sobre los espacios entre los alambres de la armadura (Figura 7-1). Las Válvulas para Cable de Registros pueden ser adquiridas de diferentes tamaños con diferentes especificaciones dependiendo de las presiones esperadas en el pozo y del tipo de equipo para control de presión utilizado. Una Válvula para Cable de Registros siempre debe ser utilizada conjuntamente con un limpiador de línea o con un sistema de inyección de grasa. Una Válvula para Cable de Registros normalmente no cierra en un pozo fluyendo fuera de control. Rams con superficies de elastómero sellando sobre los alambres externos de un monocable Figura 7-1 Cable de Registros Dirección de la Fuerza Dirección de la Fuerza Metal Elementos de Elástomero
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 3 1.1 VALVULA PARA CABLE DE REGISTROS MANUAL CON RAM SENCILLO El diseño más básico es una Válvula para Cable de Registros de ram sencillo operada manualmente, tal como el BOP-M utilizado en la mayoría de las operaciones en pozo abierto. Este es operado girando dos manillas que están conectadas a un eje con roscas, el cual enrosca dentro del cuerpo de la Válvula para Cable de Registros. En el extremo del eje hay una lámina que empuja el ram contra el cable. (Figura 7-2). Válvula para Cable de Registros Operada Mecánicamente Figura 7-2 Los rams son liberados girando las manillas en la dirección opuesta. Aunque existen Válvulas para Cable de Registros manuales sencillas para servicio con especificación de hasta 5,000 psi, se recomienda que su uso sea limitado a 3,000 psi máximo. Las desventajas de las Válvulas para Cable de Registros manuales son el lento ciclo para cerrar y la imposibilidad de operarlas remotamente. 1.2 VALVULA PARA CABLE DE REGISTROS HIDRAULICA CON RAM SENCILLO Las Válvulas para Cable de Registros hidráulicas son esencialmente el mismo diseño, como el tipo manual, excepto que los rams son activados con presión hidráulica en vez de fuerza mecánica. Sin embargo, también tienen las manillas manuales como un sistema secundario.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 4 Cuando los rams son cerrados, el fluido hidráulico es bombeado dentro de la cámara externa, empujando el pistón hacia adentro (el pistón está conectado a los rams). El aceite de la cámara interna regresa al depósito. Cuando los rams han sido cerrados hidráulicamente, las manillas son enroscadas manualmente para proporcionar un resguardo secundario para seguridad adicional. Cuando estas manillas están cerradas, la Válvula para Cable de Registros no puede ser abierta hidráulicamente. Para abrir la Válvula para Cable de Registros, las manillas deben ser desenroscadas primero. Los rams permanecen cerrados. La presión hidráulica aplicada a la cámara interna empuja el pistón conectado a los rams. El fluido hidráulico en la cámara externa será regresado al depósito (Figura 7-3). Las Válvulas para Cable de Registros hidráulicas son preferidas debido a que pueden ser operadas remotamente y más rápidamente y en consecuencia ponen el personal en menos situaciones de peligro si es necesario cerrar los rams en una emergencia. Si la bomba hidráulica falla, la Válvula para Cable de Registros todavía puede ser operada manualmente abriendo primero las líneas hidráulicas (la bomba en posición neutro) en cualquier lado del pistón para permitir un movimiento libre del fluido hidráulico. Las manillas entonces pueden ser utilizadas para cerrar manualmente la Válvula para Cable de Registros. Sin embargo, debido a el diseño de la Válvula para Cable de Registros, las manillas no pueden ser utilizadas para abrir de nuevo. Esto debe ser efectuado hidráulicamente. Válvulas para Cable de Registros hidráulicas existen disponibles con especificaciones típicas de presión de 5,000, 10,000 y 15,000 psi presión de trabajo. Sin embargo, para cualquier trabajo que involucre presiones mayores de 5,000 psi, o cualquier trabajo en un pozo de gas o cuando existe presencia de H2S, una Válvula para Cable de Registros con rams dobles o triples con conexión para inyección de grasa debería ser utilizado. Las principales Compañías de Servicio especifican un ram triple siempre que la máxima presión esperada es por encima de 5,000 psi. 1.3 VALVULA PARA CABLE DE REGISTROS CON RAM DOBLE El ram doble (Figura 7-4) está compuesto de dos ram operados hidráulicamente ubicados uno encima del otro. El ram inferior es invertido cuando se opera con cables trenzados. Un orificio para inyección de grasa está ubicado entre los dos rams por donde puede inyectarse grasa a presión para obtener sello. Esta es la única manera de proporcionar un sello contra el gas, debido a que el gas puede emigrar entre los alambres de la armadura en un cable. Para observar como trabaja una Válvula para Cable de Registros necesitamos ver más de cerca el diseño de una Válvula para Cable de Registros en la sección 1.4. Las Válvulas para Cable de Registros con triple rams (Figura 7-15) son utilizadas en pozos de alta presión y de gas. Ellas están compuestas de dos conjuntos de rams “normales” para redundancia y un conjunto invertido de rams.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 5 Válvula para Cable de Registros en posición abierta Válvula para Cable de Registros en posición cerrada con manilla mecánica enroscada dentro Figura 7-3 Nota: La posición de la conexión hidráulica está dibujada 900 fuera de la posición real para propósitos del diagrama. Entrada de fluido de la bomba Salida de fluido hacia el depósito Entrada de fluido de la bomba Salida de fluido hacia el depósito
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 6 Válvula para Cables de Registros Hidráulica Compacta Doble con ram inferior invertido Figura 7-4 Bloque Múltiple Pistón ABIERTO CERRADO Ram con Sellos
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 7 Válvula para Cables de Registros Compacta Doble de Elmar Abierta Cerrada
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 8 1.4 CONSTRUCCION DE UNA VALVULA PARA CABLE DE REGISTROS La superficie de sello del ram de la Válvula para Cable de Registros está compuesta de una lámina de elastómero, o sello interno, la cual está incrustada en la superficie del cuerpo del ram. Alrededor de la parte superior del ram se encuentra un sello externo con forma de herradura. Estos dos elementos de sello se juntan en el lado del cuerpo del ram. El sello interno proporciona sello alrededor del cable de registros mientras que el sello externo evita que los fluidos del pozo fuguen alrededor de los rams hacia el cuerpo principal de la Válvula para Cable de Registros. (Figura 7-5). Se debe evitar que giren los cuerpos de los rams. Con este propósito, una guía es colocada debajo del cuerpo del ram, esta asienta en una ranura cortada en los brazos del cuerpo de la Válvula para Cable de Registros. La guía evita que gire el cuerpo del ram. Los diseños más recientes, por ejemplo, el BOP Compacto de Elmar, tienen varillas de ubicación que enroscan en el cuerpo del cilindro hidráulico y deslizan en el orificio correspondiente en el cuerpo del ram. Dos guías para rams completan el ensamblaje. Una de ellas está ubicada en cada ram y guía el cable hacia la parte pre-formada de los rams a medida que es cerrado. Los rams de diseño moderno tienen guías integradas en el ram mismo (Figura 7-6). Cuando la Válvula para Cable de Registros está cerrada y la presión es igual, la presión del pozo, que actúa detrás de los rams, ayudará a activar los rams (Figura 7-10) debido a que la presión del pozo detrás de los rams ayudarán a obtener un sello positivo. La relación de presión en un cilindro de Válvula para Cable de Registros a la presión del cabezal del pozo para obtener un sello es aproximadamente 10:1, por ejemplo, 200 psi de presión hidráulica aplicados a los rams con una bomba hidráulica (o usando las manillas manuales del sistema de cierre) sellarán aproximadamente una presión del cabezal del pozo de 2,000 psi. Sin embargo, si la Válvula para Cable de Registros es inadvertidamente colocada invertida (lo cual puede pasar debido a que las conexiones en cada extremo pueden ser idénticas en los modelos viejos sin uniones rápidas), la presión del pozo estará opuesta a la presión de sello de los rams. En consecuencia, es importante verificar que la Válvula para Cable de Registros ha sido ensamblada adecuadamente. La mejor forma de efectuar esto es retirar el ensamblaje del ram de la Válvula para Cable de Registros y verificar la posición de la guía de alineación. Esta debe estar ubicada en el lado inferior del cuerpo de la Válvula para Cable de Registros para un sello de ram contra la presión del pozo. Como es explicado más tarde, para operaciones con cables trenzados, el ram más inferior de un doble o triple debe ser invertido, en consecuencia, el paso de la guía en la válvula de registros inferior de una doble debe estar ubicada en la parte superior del cuerpo. Esto no aplica a las Válvulas para Cable de Registros tipo línea de acero, donde todos los ram cierran contra la presión del pozo y ninguno de ellos es invertido. La manera más fácil de obtener esto es mirar por las ranuras de las guías las cuales deben estar ubicados en el lado inferior de los brazos del cuerpo del BOP, por ejemplo externamente una protuberancia de metal puede ser vista que corre en una línea a lo largo de la longitud de cada uno de los brazos. El orificio de desahogo debe estar en la
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 9 parte superior de los brazos cuando el BOP está montado adecuadamente. Algunos BOP también tendrán una flecha marcada en la parte externa del cuerpo la cual mira hacia abajo hacia el pozo, por ejemplo hacia la parte de alta presión. El orificio de desahogo debe estar en la parte superior de los rams cuando la Válvula para Cable de Registros está montada adecuadamente. Algunas Válvulas para Cable de Registros también tendrán una flecha marcada en la parte externa del cuerpo la cual apunta hacia abajo hacia el pozo, por ejemplo, hacia la parte de alta presión. La posición es similar para los rams que tienen una varilla guía. (por ejemplo, el BOP Compacto de Elmar). Normalmente los rams de sello tienen la varilla y el orificio guía en la parte inferior del cuerpo; los rams invertidos tienen el orificio guía y la varilla en la parte superior del cuerpo. Note que es fácil invertir un ram normal moviendo la posición de la varilla guía e invirtiendo el cuerpo del ram. Para este propósito existen dos orificios con roscas 180 grados aparte en la superficie del cilindro hidráulico. 1.4.1 SELLO INTERNO PARA EL CABLE TRENZADO El sello interno para el cable trenzado / eléctrico está fabricado como un emparedado de dos láminas de acero con un compuesto de elastómero en el centro (comúnmente llamado "caucho"). Las láminas de acero y el elastómero tienen un corte de ranura semi-circular con dimensión para el tamaño del cable. Cuando la Válvula para Cable de Registros es cerrada alrededor del cable, y es aplicada presión sobre el cuerpo del ram, los "cauchos" expanden alrededor del cable de registros y producen el sello. La función de las láminas de acero es limitar la salida de los cauchos. Cuando los rams están cerrados, las dos mitades ranuradas empalman entre si, dejando un espacio muy pequeño para la salida del caucho. El cable de registros es colocado entre estas dos ranuras por medio de guías en el ram. Los sellos internos son mantenidos en el cuerpo del ram por medio de tornillos de retención con Cabeza Hexagonal que encajan libremente entre ranuras torneadas en las láminas de acero del sello interno.
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 10 Figura 7-6: Cuerpo de Rams con guía Integral Guía del Ram Sello Interno Sello Externo Cuerpo del Ram Figura 7-5: Vista Expandida Ram para Trabajo Pesado
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 11 1.4.2 SELLO INTERNO PARA LINEA DE ACERO El sello interno para la línea de acero es fabricado como un emparedado de láminas de acero con un compuesto de elastómero en el centro, similar a los sellos del cable trenzado. Las láminas de acero y el elastómero tienen un corte de ranura rectangular que acepta alambres con diámetros máximos de hasta 0.125". Cuando la válvula para cable de registros es cerrada alrededor de la línea, y es aplicada presión al elastómero, el elastómero expande alrededor del alambre y proporciona el sello. Las láminas de acero limitan la salida del elastómero, y extienden su vida útil. Cuando los rams están cerrados, las ranuras empalman dejando una ranura rectangular en la cara de acero. La ubicación del alambre no es tan crítica como para las ranuras semicirculares. (Vea la Figura 7.7) Figura 7-7: Sello Interno para la Línea de Acero
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 12 1.4.3 SELLO DE RAM PARA MULTIPLES LINEAS (MULTI LINE) Los sellos convencionales tienen tamaño para cable de un tamaño solamente, sin embargo, el sello del ram múltiples líneas ha sido diseñado para sellar sobre un rango de tamaños de cable desde ciego hasta 0.312" de cable trenzado al utilizar un elastómero especialmente diseñado. (Vea la Figura 7-8). Aún en desarrollo se encuentra un sello de ram que sellará desde 5/16" hasta 15/16" de cable trenzado para registros eléctricos. Los sellos de ram son intercambiables directamente con los sellos convencionales en las Válvulas para Cables de Registros de Elmar con una especificación de presión de trabajo de 10,000 psi y –290 C hasta 1210 C, servicio H2S. Figura 7-8: Sello de Ram para Múltiples Líneas 1.4.4 DISEÑO DEL RAM Q-GUIDETM El Ram Q-GuideTM de Elmar es un nuevo diseño exclusivo (Patente Pendiente) que proporciona una alineación positiva para el cable de registros. Guías planas en forma de V a cada lado del sello interno restringen el cable de registros de manera tal que la sección del cable que entra en contacto con el sello interno siempre queda centrado y paralelo al eje de la Válvula para Cable de Registros (Vea la Figura 7-9). El Q-GuideTM ha sido diseñado para acomodar ensamblajes excéntricos donde el cable de registros pasa a través del cuerpo de la Válvula para Cable de Registros en un ángulo que pueden ser atrapados por los rams antes de caer en la ranura para el cable. El tipo de ram Q-GuideTM ha sido desarrollado para reemplazar los tipos de rams con guía estándar e integral. Los sellos internos y externos utilizados en el Q-GuideTM son iguales a los utilizados en los actuales tipos de cuerpos de ram. El sello interno multilínea de Elmar puede ser utilizado con el ram Q-GuideTM . Inserto
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 13 El Q-GuideTM se encuentra disponible para todo tamaño de Válvulas para Cable de Registros. Cuerpo del Ram Q-GuideTM Figura 7-9: Q-GuideTM Patentes Pendientes
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 14 ELMAR SERVICES LTD TITLE: DATA SHEET 3" BOP RAM ASSEMBLIES REV B ECO 3941 PREPARED K. COULL CHECKED APPROVED DATE 25/03/99 No: TI-970669-B PAGE 3 OF 5 ED 4 (A)
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 15 ELMAR SERVICES LTD No: TI-972668-A TITLE: RAM ASSY 4-4.5"EC Q-GUIDE REV ECO PREPARED CHECKED APPROVED DATE - C. WOOD 19/09/00 A PAGE 1 OF 1 ED 4 (A)
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 16 Figura 7-10: Ensamblaje de Válvula para Cable de Registros sellando correctamente desde abajo Figura 7-11: Válvula para Cable de Registros invertida no sellará desde abajo Figura 7-12: Válvula para Cable de Registros sellada con grasa Grasa inyectada a una presión más alta que la presión del pozo bloquea la emigración de gas a través del cable Inyección de Grasa
CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 17 1.5 INYECCION DE GRASA Nosotros estamos ahora en posición para entender como trabaja una Válvula para Cable de Registros doble. La Válvula para Cable de Registros doble tiene un par de rams (el par inferior) colocados invertidos. En una Válvula para Cable de Registros de doble ram, esto es efectuado automáticamente. Dos Válvulas para Cable de Registros de ram sencillo pueden ser utilizados montando el inferior hacia abajo con los adaptadores apropiados. La grasa es inyectada entre los dos rams de como es enseñado en la Figura 7-12. La grasa es inyectada a una presión más alta que la presión del pozo para que ambos conjuntos de rams obtengan un sello positivo. Porqué es necesario inyectar grasa? De acuerdo a lo mencionado parecería que las dos Válvulas para Cable de Registros efectuarían un buen sello. Sin embargo, la construcción del cable ocasiona un problema (Figura 7-13). El fluido, especialmente gas, puede fugar a través de las ranuras internas y externas del cable. La cara del ram sella efectivamente alrededor de las superficies externas de un cable para registros al desplazar el elastómero hacia las ranuras entre los alambres externos. Ningún elastómero de ram puede sellar los espacios entre en ranuras internas de los alambres. Si el cable es nuevo, estas pequeñas aperturas pueden permitir una fuga substancial, lo cual a menudo se puede observar como gas / fluido rociando por encima de los rams. El sello de caucho alrededor de un monocable permite que el gas emigre a través de las ranuras internas y externas de la armadura. Figura 7-13 Sello de Caucho Conductor Gas Armadura Externa Armadura Interna Material Aislante
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  • 1. ����������������� ������ ����������������� ��������������� ����������������������� E-Lite Series Grease and Hydraulic Control Module Operating and Reference Manual 119 :(713) 983-9282 ~ E-Mail: sales@elmar-houston.com to be copied without permission ce Manual �������������� ��� �������������� ���������� ������������������� E-Lite Series Grease and Hydraulic Control Module Operating and Reference Manual 11 Fax:(713) 983-9282 ~ E-Mail: sales@elmar-houston.c om ot to be copied without permission ntrol Module ce Manual ���������������� ����� �������������� ����������� ��������������������� �� 11993 FM 529, Houston, TX 77041 ~ Telephone:(713) 983-9281 ~ (800) 453-95 ~ Fax:( Commercial Confidential Copyright © Elmar 200�, not to be copied without permission�������������������������� Elmar 10K Pressure Control School �� ����������������� ������ ����������������� ��������������� ����������������������� E-Lite Series Grease and Hydraulic Control Module Operating and Reference Manual 1199 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77041 ~ Telephone:(713) 983-9281 ~ (800) 453-95 ~ Fax:( Commercial Confidential Copyright © Elmar 200�, not to be copied without permission�������������������������� Elmar 10K Pressure Control School �� ����������������� ������ ����������������� ��������������� ����������������������� E-Lite Series Grease and Hydraulic Control Module Operating and Reference Manual 1199 ax:(713) 983-9282 ~ to be copied without permission ce Manual �������������� ��� �������������� ���������� ������������������� E-Lite Series Grease and Hydraulic Control Module Operating and Reference Manual 119 Fax:(713) 983-9282 ~ E-Mail: sales@elmar-houston.c om ot to be copied without permission ntrol Module ce Manual ���������������� ����� �������������� ����������� ��������������������� �� 11993 FM 529, Houston, TX 77041 ~ Telephone:(713) 983-9281 ~ (800) 453-9576 ~ Fax:(713) 983-9282 ~ E-Mail: sales@elmar-houston.com Commercial Confidential Copyright © Elmar 200�, not to be copied without 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  • 3. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002 Revisión: 2 Notas Importantes NOTAS IMPORTANTES 1. Aunque Elmar intentará ejercer el máximo cuidado en la preparación y transmisión de información en cualquier documentación o material o durante cualquier curso o instrucción, Elmar no da ninguna garantía, expresa o implícita, en cuanto a la exactitud del contenido y no tendrá ninguna responsabilidad (sin importar de cualquier negligencia) en referencia a cualquier error o defecto de dicha información o de las consecuencias resultantes. 2. Aunque Elmar intentará ejercer un cuidado razonable durante los cursos o instrucción, los participantes a dichos cursos o quienes reciben dicha instrucción atienden o participan (sin importar el lugar) totalmente a su propio riesgo y Elmar no asumirá ninguna responsabilidad (sin importar de cualquier negligencia) por cualquier herida o daño a la persona o propiedad que resulte de dicha intervención o participación. 3. Cualquier norma, procedimiento o instrucción de seguridad de los empresarios o patrocinadores de cualquier dicha persona que atiende o participa tendrá prioridad por encima de aquellas de Elmar. 4. Los Derechos de Autor de este manual son propiedad de Elmar. No se permiten copias totales o parciales sin el consentimiento previo de Elmar.
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  • 5. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Indice - Página 1 SECCION INDICE 1 Introducción a Elmar y a los Servicios de Elmar para el Cliente 2 Tabla de Contenido de la Escuela de Entrenamiento 3 Sistema de Evaluación 4 Introducción al Equipo para Control de Presión con Cables de Registros 5 Seguridad con los Equipos de Control de Presión 6 Estándares en Referencia al Diseño, Fabricación y Certificación 7 Equipo para Control de Presión con Cables de Registros – Materiales (mantenimiento y servicio) 8 Módulo para el Control de Grasa y Fluido Hidráulico 9 Sellos y Adaptadores para Presión 10 Utilización de Equipos para Control de Presión en Pozo Entubado 11 Situaciones con Problemas 12 Equipos de Presión de Diámetro Grande para Operaciones en Pozo Abierto y Pozo Entubado
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  • 7. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 1 - Página 1 SECCION 1 - ELMAR SERVICES Elmar Services fue fundada en 1981 y más tarde, en Septiembre del 2001, fue adquirido por Varco. Elmar actualmente juega un papel importante en las operaciones de las compañías de servicio multinacionales del campo petrolero. Uno de los primeros proyectos de Elmar fue diseñar un patín (skid) punta de lanza para el control de presión con cables de registros el cual es utilizado en la locación del pozo por todas las principales compañías de servicios con cable de registros. Estos patines, en diversas configuraciones, han sido el “Rolls-Royce” de la industria y en la actualidad se han convertido en el estándar de la industria para todas las operaciones de control de presión en la mayoría de los campos de petróleo y gas del mundo. Una vez perfeccionados los patines, la compañía se dedicó a desarrollar el mejor equipo de control de presión con cable de registros, y desde el año 2000, con la introducción de los lubricadores de peso liviano, el BOP de peso liviano y equipos auxiliares, Elmar se ha convertido en el líder indiscutible de este mercado. Una revisión, Investigación y Desarrollo continuos del equipo han sido las claves para el éxito de la compañía. A través de los años, la compañía también ha establecido una reputación sólida en el diseño y manufactura de camiones grúa, mástiles costa afuera, unidades para cables de registros, unidades para enrollar cables, unidades para pruebas de presión y patines para inyección de químicas. Con una capacidad global cercana a los 100,000 pies por mes, Elmar también es líder mundial en el suministro de cañones de perforación tipo TCP con cable de registros de acuerdo a las especificaciones de los clientes. Además, los servicios de tubería de revestimiento con agujeros y ranuras, más las mallas enrolladas con alambre, juegan un papel importante de las operaciones de la casa principal de Elmar en Aberdeen Como parte del grupo Varco, Elmar y las compañías hermanas SSR, EOT, PCE y Hydrolex son capaces de suministrar a las compañías de servicios con cable de registros y a las compañías petroleras la mayor parte de sus necesidades de equipos, más entrenamiento profesional, en lo referente a operaciones de presión con cables de registros y líneas de acero. Con instalaciones de manufactura, entrenamiento y alquiler en Aberdeen, Houston, Dubai, Perth y Singapur, además de bases adicionales de alquiler en Victoria, Texas y Edmonton, Canadá, ahora Elmar ofrece a sus clientes un soporte a nivel mundial – en cualquier lugar que exista una operación de un pozo con presión, el soporte de Elmar se encuentra cerca.
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  • 9. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 2 - Página 1 SECCION 2 – GUIA DEL CURSO DIA 1 Salón de Clase • Introducciones • Panorama General de las Operaciones con Control de Presión • Seguridad - Estándares, Normas y Guías Generales - H2S, Gas • Equipo - Válvulas para Cables de Registros (BOP) - Lubricadores (Elevadores) - Atrapador de Herramientas - Sujetador de Herramientas - Válvula de Chequeo Tipo Bola Instrucción en el Taller • Dividir en Grupos, Desarmar, Inspeccionar, Ensamblar y Probar Equipo • Sesión de preguntas y respuestas para terminar DIA 2 Salón de Clases • Revisión Rápida del Primer Día • Equipo - Tubos de Flujo para el Sello de Grasa - Caja de Empaques (pack off) - Limpiador de Cable - Módulos de Control - Adaptadores para el Cabezal del Pozo - Sellos y Adaptadores para Control de Presión Instrucción en el Taller • Dividir en Grupos, Desarmar, Inspeccionar, Ensamblar y Probar Equipo • Sesión de preguntas y respuestas para terminar
  • 10. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 2 - Página 2 SECCION 2 – GUIA DEL CURSO (Continuación) DIA 3 Salón de Clase • Revisión Rápida del Día 2 • Utilización de equipos para registros en pozo entubado • Procedimientos para el ensamblaje en el taladro • Prueba de presión • Corriendo el trabajo • Pérdida del sello de grasa Movilización a la Locación del Pozo • Equipo para el ensamblaje en el taladro • Pruebas de presión • Pérdida del sello de grasa - simulación • Efectuando el trabajo DIA 4 Salón de Clase • Revisión Rápida del Día 3 • Discusión de problemas operacionales • Cable con alambre de la armadura roto • Alambre Abierto Movilización a la Locación del Pozo • Simulación de Cable con alambre de la armadura roto • Desensamblaje en el Taladro • Mantenimiento • Limpieza y Recolección del Equipo Salón de Clase • Revisión General • Examen y evaluación del curso
  • 11. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 3 - Página 1 SECCION 3 - SISTEMA DE EVALUACION El objetivo más importante de este curso es proporcionar al estudiante un entendimiento de como trabaja el equipo y la manera segura para operarlo. La objetividad del curso es medida al evaluar la comprensión de cada estudiante y verificar que el o ella pueden operar el equipo de manera segura y eficiente. CONOCIMIENTOS PRACTICOS Todos los estudiantes efectuaran las siguientes faenas y serán evaluados en la forma que lo efectúan. • Preparación del trabajo • Funcionamiento y pruebas de presión • Ensamblaje en el taladro • Procedimientos operacionales • Equipo para prueba de presión - bombas, etc. • Procedimientos operacionales, pérdida del sello de grasa - procedimiento para obtener de nuevo el sello de grasa, procedimientos para un cable atrapado. EXAMEN ESCRITO Un total de 65 preguntas, 35 son respuestas escritas, 30 son de selección múltiple. El propósito de la prueba es verificar que el asistente ha recibido toda la información importante del instructor y que el / ella ha obtenido una comprensión completa de los principios básicos acerca del Control de Presión con Cables de Registros. EVALUACION DEL CURSO Una hoja de preguntas será entregada al final del curso y el estudiante es invitado a expresar su evaluación acerca del instructor, el contenido del curso, las instalaciones y la 0rganización del curso. Esto permitirá que el curso sea mejorado a medida que pasa el tiempo.
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  • 13. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 4 - Página 1 SECCION 4 - INTRODUCCION AL EQUIPO PARA CONTROL DE PRESION CON CABLE DE REGISTROS La necesidad de utilizar un equipo para control de presión con cable de registros ocurre cuando un cliente requiere que una compañía de cable de registros efectúe una operación en un pozo activo o potencialmente activo. Un pozo activo es un pozo que está bajo presión. El equipo para control de presión proporciona un medio seguro para entrar y salir de un pozo con equipo para correr registros manteniendo control del pozo simultáneamente, en todo momento. El equipo para control de presión es fabricado en diversos tamaños y especificaciones y es seleccionado de acuerdo a la necesidad específica del trabajo. Los trabajos bajo presión son generalmente efectuados con cables de diámetros externos pequeños, por ejemplo, monocables de 7/32” o con líneas de acero para los servicios mecánicos. Esto es debido a que el empuje hacia arriba por la presión del pozo, que actúa sobre el área transversal del cable, es mucho menor en un cable de 7/32” que en un cable de 15/32”. Por ejemplo, una presión de pozo de 5,000 psi ejerce una fuerza hacia arriba de 830 libras en un cable con diámetro externo de 15/32”, pero solamente 190 libras en un cable con diámetro externo de 7/32”. Otro problema relacionado a los cables con diámetro externo grande es mantener el sello de grasa trabajando en la cabeza de inyección de grasa. Es más fácil mantener un buen sello alrededor de cables de 7/32” debido a que los alambres son más pequeños y existe mejor cobertura de las armaduras. La resistencia mecánica del cable con diámetro externo más pequeño es considerablemente menor que la de un cable de 7 conductores. - Las herramientas más pequeñas y ligeras diseñadas para ser corridas a través de las tuberías de producción generalmente son corridas con cables monoconductores o coaxiales con un diámetro externo pequeño o línea de acero con diámetro externo pequeño. Estas herramientas son normalmente llamadas "Herramientas de Producción" y tienen un tamaño con rango desde 3/4” D.E. (Diámetro Externo) hasta 2.5” D.E. Los tamaños más comunes son 2-1/8", 1-11/16" o 1-3/8”. La mayoría del equipo de presión para trabajo de alta presión ha sido construido para acomodar herramientas de estos tamaños para que el equipo de control de presión pueda ser tan liviano como sea posible. Algunas herramientas y cañones de perforación modernos requieren un Equipo para Control de Presión con un diámetro interno mayor. Sartas más largas con diámetros internos de 3” y 4” han sido desarrolladas para este propósito. El Equipo para Control de Presión con Líneas de Acero puede tener un calibre “decreciente” (Diámetro Interno 6-5/8” - 5” - 4” - 3") para acomodar tapones y herramientas especiales. El equipo para el control de presión, a menudo es referido como equipo para el cabezal del pozo (WHE), normalmente tiene presiones de trabajo de 5,000 psi, 10,000 psi y 15,000 psi. Si existe necesidad para ir más alto de 15,000 psi entonces es requerido un equipo especial. Después de estudiar este libro y atender el curso de entrenamiento, un estudiante atento debe haber obtenido el conocimiento teórico necesario para poder efectuar un trabajo que utiliza equipo para control de presión con cable de registros. La eficiencia completa solamente se logra después de obtener experiencia en trabajos reales con equipos para control de presión.
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  • 15. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 1 SECCION 5 - SEGURIDAD PARA EL CONTROL DE PRESION 1. SEGURIDAD BASICA • El equipo para control de presión es utilizado para efectuar operaciones con seguridad cuando existe presión presente o es probable que se desarrolle en el cabezal del pozo. • Un trabajo rutinario de presión no existe. Los peligros potenciales a la seguridad existen siempre durante cualquier operación efectuada bajo presión. • Un personal bien entrenado y un equipo bien mantenido son un requerimiento básico para efectuar un trabajo de presión con seguridad. • Todo el personal debe utilizar la vestimenta de seguridad adecuada, por ejemplo, anteojos de seguridad, guantes, botas, casco y ropa de seguridad. • Precauciones especiales son necesarias si puede haber presencia de H2S en la locación del pozo. 2. RESPONSABILIDAD • La seguridad es responsabilidad de todos. Usted es responsable de su propia seguridad y usted tiene el deber de cuidar al otro personal presente en el taladro o locación del pozo. 3. GENERAL • Nunca caliente o suelde cualquier parte del equipo para control de presión. • Nunca golpee un equipo que se encuentra sometido a presión. • Nunca gire los carretes de las mangueras mientras exista presión aplicada a la manguera. • Nunca reemplace los adaptadores de presión a no ser que usted está seguro del tipo de roscas, tipo de servicio, y especificación de presión de las nuevas partes. • Nunca utilice cualquier pieza de Equipo para Control de Presión que no tenga una Especificación de Presión del Trabajo. 4. ANTES DE SALIR PARA EL TRABAJO • Una planificación detallada, por adelantado del trabajo es esencial para garantizar operaciones seguras. • Para obtener mayores detalles de posibles peligros a la seguridad Usted debe visitar la locación del pozo o hablar con el cliente. Los puntos a discutir incluyen:
  • 16. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 2 ƒ La presión y temperatura del cabezal del pozo. ƒ Los fluidos del pozo y producidos: gas, petróleo, hidratos, H2S, CO2, cloruros ƒ Los inhibidores, fluidos corrosivos, inyección de químicas ƒ El Taladro: altura – BOP Cabezal del Pozo, adaptadores, bridas ƒ La tubería de producción, tubería de revestimiento, restricciones, desviación ƒ El adaptador de conexión al cabezal del pozo ƒ El equipo de levantamiento, elevadores, bloque viajero, grúas • Seleccione el equipo adecuado dependiendo de la presión y del tipo de servicio. El equipo es normalmente seleccionado para que tenga una Especificación de Presión de Trabajo 1.2 veces la Máxima Presión Esperada en el Cabezal del Pozo. Chequée la especificación y compatibilidad de todas las conexiones. • Efectúe un chequeo total del sistema. • La especificación de presión de un sistema completo de control es igual a la especificación del objeto individual con la especificación más baja - el eslabón más débil de la cadena. Esto incluye el adaptador de presión, las válvulas tipo aguja, los manómetros, mangueras, etc. • Asegúrese que se encuentra disponible suficiente lubricador para cubrir la herramienta y permitir 3 pies (1 metro) de espacio. Esto aplica a las estructuras fijas – más puede ser requerido para los taladros flotantes. • Chequée la caja de partes de repuesto. 5. EN LA LOCACION • Revise todos los pasos operacionales, los posibles peligros a la seguridad, los procedimientos para abrir y cerrar el pozo. • Este consciente de los procedimientos de emergencia del taladro, incluyendo el cierre, incendios, H2S, evacuación del barco, etc. • Nunca llene el lubricador (extensión) o efectúe pruebas de presión con combustible diesel. El aire en el lubricador será comprimido y mezclado con vapor del diesel; esto puede ocasionar una explosión del diesel. • Los pisos del taladro son sitios peligrosos. Este más alerta y tome las precauciones necesarias cuando trabaje en el piso del taladro. 6. ENSAMBLAJE EN EL TALADRO • Retire del área a todo el personal no necesario. • Asegúrese que el piso del taladro está libre de lodo o suciedad. • Ensamble primero el adaptador del cabezal del pozo, el BOP y el retenedor de la herramienta.
  • 17. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 3 • Asegure todas las líneas de flujo y de drenaje. • Asegúrese que las líneas de drenaje están acopladas a un sistema cerrado de drenaje o a un área segura para el medio ambiente. • Pruebe con presión toda la Sarta de Control de Presión hasta 1.2 veces la presión esperada en el cabezal del pozo. Mantenga la presión por 10 minutos y regístrela. Utilice agua o glicol para la prueba y nunca utilice diesel. Asegúrese que no permanece aire en el sistema durante la prueba depresión. • Normalmente el representante del cliente controla las válvulas maestras del Cabezal del Pozo. • Cuando cierre la Válvula Maestra, cuente el número de vueltas y póngale etiqueta a la válvula. • Nunca apriete o suelte conexiones cuando están sometidas a presión. • Utilice una cuerda, no las mangueras de presión, para ayudar a alinear la sarta de lubricadores con el cabezal del pozo. 7. DESENSAMBLAJE DEL TALADRO • Asegúrese que no existe presión atrapada en el equipo aunque este ya haya sido desensamblado del taladro y aparentemente desahogado. Una señal segura de presión atrapada es una conexión inusualmente apretada o una manguera dura. 8. DESPUES DEL TRABAJO • Efectúe el mantenimiento. • La concentración del personal es generalmente menor después que el trabajo ha sido terminado y ello puede ocasionar accidentes. Por favor recuerde que el equipo es pesado y que debe ser tratado con cuidado y con atención.
  • 18. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 4 EQUIPO DE PRESION - QUE HACER Y QUE NO HACER Debido a que el equipo de cabezal del pozo es un acero templado, las siguientes guías generales deben ser seguidas: 1. NUNCA suelde en un componente de WHE (Equipo del Cabezal del Pozo). 2. No utilice marcadores de impacto tipo en V sobre el WHE. Marque únicamente en áreas no críticas con marcadores de puntos de baja tensión. 3. No efectúe modificaciones perforando, abriendo huecos, rellenando, cortando, etc. 4. Los lubricadores deben estar asegurados durante el transporte para evitar daño a los mismos. 5. Cuando levante el equipo sujete todas las partes del WHE, especialmente la Cabeza de Inyección de Grasa, para evitar que golpee contra la estructura del taladro. 6. Evite el uso de llaves de tuberías en el equipo WHE. Esto es imperativo para los lubricadores de peso liviano. 7. EFECTUE las pruebas regulares requeridas de presión para certificación y las pruebas de presión en la locación del pozo.. De forma general, trate al equipo de control de presión con cuidado!
  • 19. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 5 H2S PANORAMA GENERAL A. INTRODUCCION Acido Sulfhídrico = PELIGRO El Acido sulfhídrico, H2S, a menudo llamado “gas agrio”, tiene un doble peligro. Primero, este afecta directamente a los humanos. El H2S es un gas venenoso, ESTE MATA!!! Segundo, existe un riesgo indirecto a la seguridad humana ocasionado por el ataque del H2S a los metales, especialmente el acero utilizado en el equipo para control de presión. El H2S puede literalmente destruir la esencia del acero ocasionando que se fracture mientras se encuentra bajo presión con resultados desastrosos.. B. EFECTOS SOBRE EL PERSONAL 1. CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS El H2S es un gas sin color, inflamable, que tiene un olor ofensivo y un sabor dulce. Es muy tóxico. En realidad es casi tan tóxico como el cianuro de hidrógeno y entre 5 y 6 veces más tóxico que el monóxido de carbono. Otra característica peligrosa del H2S es que es más pesado que el aire (densidad 1.19). 2. TOXICIDAD Como ha sido mencionado, el H2S es un gas extremadamente tóxico. El sentido del olfato es perdido después de varios minutos de exposición en concentraciones tan bajas como 0.010 a 0.015% volumen de gas. La exposición a concentraciones mayores por menos de un minuto adormece el sentido del olfato completamente y le da a la persona un falso sentido de seguridad. No utilice el sentido del olfato para detectar el H2S. Es realmente difícil el tener una idea de las pequeñas concentraciones o cantidades de las cuales estamos hablando. Generalmente hablamos de las concentraciones de H2S en partes por millón (PPM). Supóngase que tenemos un cuarto o caja en forma de cubo, cien pulgadas en cada lado. Cada pulgada cúbica individual en este volumen representaría una parte por millón. 1/1,000,000 = 1 PPM 0.05% = 500 PPM 2% = 20,000 PPM
  • 20. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 6 3. SINTOMAS a. Envenenamiento Sub-agudo La exposición resulta en irritación, principalmente molestia en los ojos, tos persistente, apretamiento o dolor del pecho e irritación de la piel. La recuperación de esta exposición es normalmente completa. b. Envenenamiento agudo En altas concentraciones de H2S, los resultados son casi instantáneos, resultando en asfixia (o estrangulación) con una aparente parálisis del sistema respiratorio. Los síntomas son una respiración pesada, palidez, retorcimientos, parálisis de la pupila, pérdida del habla y casi inmediata pérdida de la conciencia. La muerte puede seguir con una extrema rapidez ocasionada por el parálisis respiratorio y cardiaco. La razón de la prontitud con la cual reacciona el H2S es debida a que es absorbido muy rápidamente por la corriente sanguínea. La experiencia ha enseñado que no existe una medida previsible de la exposición de una persona al H2S y cualquier desviación de la característica normal en un ambiente sospechoso debe ser chequeado. Recuerde: Una sola respiración con una concentración suficientemente alta de H2S puede ocasionar un envenenamiento agudo. 4. TRATAMIENTO Se debe recordar que no existe antídoto para H2S. Sin embargo, una acción rápida y segura puede salvar vidas. Las víctimas deben llevarse inmediatamente a aire fresco por los rescatadores quienes a su vez deben estar protegidos con máscaras de gas. La respiración artificial debe ser administrada si se ha detenido la respiración. Aunque la respiración esté paralizada, el corazón todavía puede estar palpitando por 10 minutos después del ataque. Si la respiración es lenta, laboriosa o entorpecida, se debe suministrar respiración artificial administrando oxigeno diluido. En todos los casos, las víctimas deben ser sometidas al cuidado de un médico tan pronto como sea posible después de la exposición. 5. EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL a) Máscaras de gas del tipo convencional: Estas máscaras consisten de un contenedor, manguera flexible y máscara para la cara. Ellas están diseñadas para ser utilizadas en áreas abiertas y para protección en concentraciones menores de un 2%.
  • 21. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 7 b) Aparato Auto Abastecido para Respiración: Estas unidades consisten de un tanque de oxígeno diluido con una manguera y máscara para la cara. Nota: Los hombres con barba no son permitidos en operaciones con H2S, a no ser que se afeiten. Esto es para asegurar que la cara de la mascara esté apretada contra la atmósfera externa. C. EFECTOS SOBRE EL EQUIPO El H2S ataca el acero de tres maneras: • Ataque corrosivo • Ataque de carburo • Rompimiento por hidrógeno.. 1. Ataque Corrosivo Cuando el agua se encuentra presente al mismo tiempo que el H2S, el hierro en el acero reacciona con el azufre formando sulfuro de hierro (FeS) y libera hidrógeno. El dióxido de carbono, (CO2) se combina con el agua para formar ácido carbónico, (CH2CO3) el cual a su vez ataca el acero. En cualquiera de los casos, el agua es necesaria para que ocurra la reacción. 2. Ataque de Carburo Una vez liberado por la acción corrosiva u obtenido por de cualquier otra fuente, los átomos de hidrógeno pueden unirse con los del carbono en el acero para formar gas metano, CH4. Este deja espacios ocasionando que el acero se vuelva esponjoso y debilitándolo grandemente. 3. Rompimiento por Hidrógeno El efecto más espectacular del hidrógeno sobre el acero es conocido como rompimiento por hidrógeno. Este ocurre cuando los átomos de hidrógeno invaden la estructura interna del acero a lo largo de los planos estructurales de tensión y, una vez dentro, se combina con otros átomos libres para formar hidrógeno molecular, H2. El hidrógeno molecular es mucho más grande que el hidrógeno atómico y ejerce una gran presión contra la estructura del acero ocasionando que este se rompa y eventualmente falle. La falla puede ser bastante repentina y puede ocurrir a niveles de tensión mucho menores que la resistencia al rompimiento normal del material. La temperatura, presión
  • 22. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 8 y la concentración del H2S, afecta la velocidad con la cual el hidrógeno libre invade el cero. La resistencia al rompimiento del acero y el nivel de tensión al cual es expuesto determina su susceptibilidad al ataque. Generalmente, el acero con dureza relativamente baja (Rc22 o menor) y una resistencia baja al rompimiento (por ejemplo, menor de o igual a 75,000 psi) son lo suficientemente suaves para resistir un daño permanente. D. PROTECCION DEL EQUIPO 1. Inhibidores que Forman una Película Uno de los métodos más efectivos para combatir los efectos del H2S en bajas concentraciones es la utilización de inhibidores que forman capas de película. Estas sustancias forman una película de protección sobre las superficies del acero para prevenir el contacto de la solución de H2S y de esta manera retardar la acción corrosiva. Entonces es reducido grandemente el abastecimiento de hidrógeno atómico libre y no ocurre el rompimiento. En los casos donde la concentración del H2S está por debajo del 2%, la utilización solamente de un inhibidor es suficiente protección para las operaciones de corto tiempo. Los inhibidores solubles en petróleo tales como Baroid Coat C - 1815, pueden ser mezclados con diesel o con la grasa bombeada a través de los tubos de flujo. Use grasa de sello con inhibidor, o mezclada con Baroid Coat C-1815. Asegúrese de mantener la grasa bombeada en los tubos de flujo con una viscosidad adecuada. 2. Aplicación Mezcle una parte de inhibidor con cuatro partes de diesel y aplique a todas las superficies internas del lubricador, válvulas para cable de registros y adaptadores del cabezal del pozo antes de levantarlos sobre el pozo. La mejor manera de tratar el lubricador es sumergir cada sección en un contenedor lleno con la mezcla de inhibidor / diesel. A la Válvula para Cables de Registros se le debe colocar una tapa, ser llenada con la mezcla y después ser drenada. Asegúrese que los brazos están totalmente abiertos cuando se efectúa el tratamiento al BOP. Las superficies externas pueden ser limpiadas para facilitar su manejo. No limpie las superficies internas pues esto removería la película creada por el inhibidor. N.B. Verifique que las regulaciones del cliente permiten utilizar mezclas de inhibidor / diesel en la locación del pozo.
  • 23. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 9 3. Equipo Especial Un equipo resistente al H2S es recomendado por NACE siempre que una concentración de H2S es desconocida o mayor de 10 PPM para operaciones de 5,000 psi, o 5 PPM para operaciones de 10,000 psi. La composición y dureza del acero es tal que este no debe fallar sin importar la concentración o el tiempo de exposición al H2S. Cuando equipo resistente al H2S no se encuentra disponible, el equipo estándar puede ser utilizado para trabajos que duren menos de 12 horas con una concentración máxima de H2S del 2% pero el equipo debe estar protegido como ha sido descrito en los párrafos anteriores. 4. Recuperación Cuando equipo para control de presión que no es para H2S es utilizado en una operación de H2S, una cierta cantidad de hidrógeno invadirá la estructura del acero, aunque se haya utilizado inhibidor. Después de la operación, a este hidrógeno se le debe permitir tiempo para difundirse y salir antes que sea introducido más hidrógeno. El equipo debe ser dejado en reposo por 2 o 3 días. La alta temperatura acelerará el tiempo de recuperación, mientras que la baja temperatura retardará el tiempo de recuperación. 5. Recomendaciones Como la duración del trabajo y la necesidad de utilización posterior no son controlables, nosotros recomendamos la utilización del equipo resistente a H2S siempre que el H2S se encuentre presente o se sospeche su presencia. E. PROCEDIMIENTOS OPERACIONALES Obtenga tanta información como le sea posible acerca de las condiciones en y alrededor del pozo. Chequée específicamente por: • Concentración de H2S • Tipo de fluidos en el pozo • Presencia de cualquier fuente corrosiva tales como CO2. Chequée la Locación por áreas de peligro tales como depósitos, fosa de lodo, etc., donde se puede acumular el H2S. Recuerde, el H2S es más pesado que el aire; tenga cuidado en las áreas bajas. Cuando es necesario entrar a un área encerrada, tales como un depósito o fosa, siempre utilice un aparato auto abastecido de respiración y ubique un hombre para la operación de rescate. También, tenga cuidado con el hielo; el H2S es soluble en agua y en altas concentraciones puede quedar congelado en el agua que existe alrededor del pozo. Cuando dicho hielo se derrita, el H2S será liberado.
  • 24. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 10 Asegúrese que las máscaras de gas y el aparato de respiración están en buena condición para trabajar y que los tanques de aire y de oxígeno están llenos y libres de aceite. Tenga máscaras y aparatos de repuesto en caso de una falla o por si es requerido personal adicional. Tenga detectores de H2S con alarmas, ubicados alrededor del cabezal del pozo. Ubique el camión cruzado con el viento o viento arriba del pozo. Cuando ensamble el lubricador, no lo deje doblar pues esto ocasionaría más nivel de tensión debido a la adición de tensiones de doblamiento. Anexe una manguera de desahogo al múltiple del lubricador y diríjala por lo menos 50 pies alejada viento abajo, cuando desahogue el lubricador. Asegúrese que la manguera está amarrada y el extremo tenga adaptado una pieza en "T". Preferentemente, asegure el extremo en un tanque venteado de desecho. Anexe una manguera de 80 pies de largo a la línea de flujo de grasa más allá de la válvula y asegure el extremo a una estructura viento abajo. Preferentemente, asegure el extremo en un tanque venteado de desecho, o coloque un contenedor o barril en el extremo para recibir cualquier fluido que escape. Efectúe cada corrida tan rápido como le sea posible de acuerdo a lo que permitan las técnicas operacionales. No pierda tiempo en el pozo innecesariamente.
  • 25. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 5 - Página 11 TOXICIDAD DEL HIDROGENO SULFHIDRICO PARA EL HOMBRE PPM** 0-2 Minutos 2-15 Minutos 15-30 Minutos 30 Minutos-1 Hora 1-4 Horas 4-8 Horas 8-48 Horas 20-100 Conjuntivitis suave, irritación del tracto respiratorio Síntomas empeoran, fatiga, dolor de cabeza Síntomas empeoran 100-150 Tos, irritación de los ojos, pérdida del sentido del olfato Disturbios respiratorios, dolor en los ojos, sueño Irritación de la garganta Descarga de saliva y mucosa, dolor en los ojos, tos Síntomas empeoran Muerte * 150-200 Pérdida del sentido del olfato Irritación de la garganta y de los ojos Irritación de la garganta y de los ojos Visión difícil, borrosa, ligera timidez Muerte * 200-350 Irritación de los ojos, pérdida del olfato Irritación de los ojos Secreción dolorosa de lágrimas, cansancio Ligera timidez, catarro nasal, dolor en los ojos, dificultad para respirar Sofocamiento, veneno en la sangre, Muerte * 350-450 Pérdida del sentido del olfato Irritación de los ojos, mareo Respiración difícil, tos, irritación de los ojos, fatiga, náusea Muerte * 450-700 Disturbios de la respiración, irritación de los ojos, colapso, pérdida de la conciencia Tos, colapso, pérdida de la conciencia, Muerte * Palpitación del corazón, Muerte * Más de 700 Colapso, pérdida de la conciencia, Muerte *
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  • 27. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 1 SECCION 6 - ESTANDARES RELEVANTES DE DISEÑO, MANUFACTURA Y CERTIFICACION La siguiente sección es proporcionada principalmente como información de referencia y como ayuda para entender los requerimientos y terminología de la certificación. 6.1 FUNDAMENTOS DEL DISEÑO Cuando se diseña una pieza de equipo que contiene presión, el material es escogido en base a su “ resistencia al rompimiento”. La resistencia al rompimiento, normalmente medida en Libras por Pulgada Cuadrada (psi), es la tensión a la cual el material exhibe una desviación especifica de la proporcionalidad de la tensión al rompimiento, o más simplemente, a la cual el material comienza a exhibir una deformación permanente bajo tensión. Los materiales metálicos fallan (“rompen”) a una tensión por encima de la Resistencia al Rompimiento, la última resistencia al rompimiento por Tensión. Los detalles del procedimiento para determinar la Resistencia al Rompimiento de los materiales son encontrados en las especificaciones ASTM (ASTM -A370). (ASTM: Sociedad Americana para Pruebas y Materiales). En los contenedores cilíndricos sujetos a una presión “P” (absoluta o diferencial), la tensión inducida es aproximadamente proporcional a P. Factor de Seguridad El equipo que contiene presión es diseñado para trabajar con un suficiente margen de seguridad que permita diversas variables e incertidumbres, tales como las variaciones de resistencia al rompimiento de los materiales, las aproximaciones en los cálculos del diseño, las concentraciones de tensión, las tolerancias del torneado, los golpes durante el transporte, el abuso y el uso inapropiado en el campo. Tal margen de seguridad es encapsulada en un “Factor de Seguridad” (SF), definido como: Mínima Resistencia al Rompimiento SF = Diseño de la Tensión del Trabajo Por ejemplo, un Factor de Seguridad 2 significa que el Diseño de la Tensión de Trabajo es solamente la mitad de la mínima resistencia al rompimiento del material utilizado. El valor SF es impuesto por los códigos del diseño, regulaciones de la industria, agencias del gobierno, o regulaciones internas del fabricante. Su valor también puede ser en función de los riesgos ocasionados por fallas del equipo en referencia a la seguridad del personal y daños a la propiedad. Como tal, el equipo bajo presión que está en contacto con el personal es diseñado con un factor de seguridad mayor que las herramientas del pozo cuyas fallas no resultarían en una herida directa o pérdida de vida.
  • 28. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 2 Presión de Trabajo La selección del SF y de la Resistencia al Rompimiento de los materiales define la especificación de presión del equipo, generalmente expresado en psi (libras por pulgada cuadrada) Presión de Trabajo, WP. Esta es la máxima presión permisible la cual nunca debe ser excedida durante las operaciones del equipo en el campo. Las especificaciones normales de presión de trabajo son 3,000 psi, 5,000 psi y 10,000 psi. Equipo especial es fabricado con una especificación de WP de 15,000 o 20,000 psi. Presión de Prueba Para asegurar una operación adecuada a WP, el equipo de presión es probado a una presión máxima mayor que o igual a WP, definida como Presión de Prueba, TP. El valor de TP es recomendado por el fabricante y a menudo exigido por los estándares de la industria. Para el equipo de WHE normalmente TP = 2 x WP para la especificación de presión de trabajo hasta 5,000 psi, y TP = 1.5 x WP para especificaciones de 10,000 psi y mayores. Obviamente, el multiplicador debe ser más pequeño que el factor de seguridad. 6.2 ESTANDARES DE LA INDUSTRIA El equipo para control de presión debe estar diseñado y fabricado de acuerdo a estándares específicos reconocidos internacionalmente. Estos estándares son API 6A, (especificación 6A del Instituto Americano de Petróleo: Especificaciones para el Equipo del Cabezal del Pozo y Arbol del Pozo) y para el equipo de H2S, NACE MR - 01-75 (Requerimientos del Material por la Asociación Nacional de Ingenieros para Corrosión: Material Metálico Resistente al Rompimiento por la Tensión de Sulfuros en Equipos del Campo Petrolero). El API 6A define los criterios del diseño y pruebas para todos los equipos que contienen presión y son utilizados en un cabezal de pozo, mientras que el NACE MR - 01-75 define el tipo de materiales metálicos que son permitidos en condiciones donde hay presencia de H2S. Un resumen de los requerimientos del API 6A es mostrado en las tablas 6-1 y 6-2. Los requerimientos técnicos son definidos para cuatro “Niveles de Servicio del Producto” (PSL). El PSL 1 corresponde a las condiciones de servicio “más fáciles” y el PSL 4 a aquellas “más rudas”. Todo el equipo para control de presión de Elmar está fabricado ya sea de acuerdo a las especificaciones API 6A o a ambas, el API 6A y NACE MR - 01-75. La temperatura del diseño es de - 300 C a 1210 C (- 200 F a + 2500 F). El equipo en conformidad con los estándares de NACE es normalmente construido con aleaciones de acero que tienen una menor dureza y una menor resistencia al rompimiento. En consecuencia todos el equipo que contiene presión tiene las paredes más gruesas y es más pesado que el equipo estándar.
  • 29. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 3 Dureza Dureza es una propiedad del material para resistir indentaciones bajo una carga específica. La dureza es medida ya sea en dureza Brinell o dureza Rockwell, con los métodos descritos en el ASTM E 10 (Brinell) o ASTM E 18 (Rockwell). Los números de dureza de Rockwell son enseñados con un símbolo (‘B’, ‘C’) dependiendo del tipo de penetrador y carga utilizada para la prueba. El número de dureza Rockwell C (HRC) es obtenido utilizando un indentador de diamante en forma de cono y una carga de 150 kilogramos, de acuerdo al ASTM E 18. El número de dureza Brinell (HB) es obtenido utilizando una bola de 10 milímetros de acero endurecido o carburo, y normalmente una carga de 3,000 kilogramos, de acuerdo al ASTM E 10. Para los aceros de aleaciones bajas y carbón existe una correlación directa entre la Dureza y la Resistencia a la Tensión. En consecuencia las pruebas de dureza proporcionan un método no destructivo para verificar la resistencia del material. Los aceros de aleaciones bajas y carbón deben tener una dureza Rockwell por debajo de 22 Rockwell “C” para resistir el H2S. Para equipos de WHE nosotros normalmente utilizamos: • Para equipo resistente a H2S: Acero AISI 4140, con HRC 18-22 (Dureza Rockwell ”C”) y 80,000 psi mínima resistencia al rompimiento. • El Material para el Servicio Estándar es de 30-36 HRC y 110,000 psi mínima resistencia al rompimiento. (AISI es el Instituto Americano de Hierros y Aceros y el Número AISI es un sistema de grado para los aceros). • Otras aleaciones y metales tales como titanio, monel, acero inoxidable, etc., pueden ser utilizados basados en el costo, peso y requerimientos de resistencia. Pruebas por Impacto En condiciones muy frías, el acero tiende a ser más quebradizo y puede romperse bajo impacto. Para definir la resistencia de los materiales en ambientes muy fríos una prueba de rudeza es efectuada. (Rudeza = capacidad de resistir golpes de cargas). Las pruebas más comunes de impacto son las pruebas de Charpy e Izod, descritas en el ASTM E 23 (Vea la Figura 6-1). La especificación API 6A acepta solamente la Prueba de Impacto del método Charpy. El valor Charpy debe tener un mínimo de 15 lbs-pie para que el equipo pueda ser certificado para utilizar por debajo de 0°F (-20°C). El equipo de Elmar es probado de acuerdo a Charpy a 31 lbs-pie a –300 C.
  • 30. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 4 PRUEBA DE CHARPY PRUEBA DE IZOD FIGURA 6-1 Altas Temperaturas La mayoría de los metales utilizados en WHE son adecuados para operaciones a temperaturas muy por encima de las temperaturas normalmente encontradas en las operaciones del WHE para “HT”. El conjunto de sellos de elastómeros de alta temperatura impone el límite a la operación. En casos especiales (operaciones geotérmicas) el WHE puede ser sometido a temperaturas tan altas como 5000 F. En estos casos, además de utilizar sellos de sistemas especiales, la máxima presión de trabajo del WHE es disminuido - refiérase al API 6A para los factores de disminución. 6.3 CERTIFICACION, ARCHIVOS DE CALIDAD La “certificación” del equipo que soporta presión es muy a menudo requerida por los clientes o estipulada por las regulaciones. Un documento de certificación puede ser emitido por la compañía de servicios que opera el equipo,(certificación en casa), por el fabricante (a menudo llamada la prueba del fabricante), o por una tercera parte. Las certificaciones estipulan que los componentes, el equipo, o los ensamblajes cumplen los requerimientos especificados por los estándares de la industria (por ejemplo API 6A) o por las regulaciones del gobierno local tales como SI 289 para Taladros Movibles en el Mar del Norte del Sector del Reino Unido, el Régimen de Encapsulamiento de Seguridad (SCR) y el Régimen de Diseño y Construcción (DCR) para plataformas fijas en el Reino Unido, las Regulaciones del Director de Petróleo de Noruega en el Sector de Noruega del Reino Unido, las Prácticas Recomendadas de Alberta (ARP) en Canadá, etc. Las eslingas para levantamiento y los puntos de levantamiento del equipo generalmente requieren un certificado de prueba de carga como es determinado por las regulaciones locales (BS 7072 y BS 1290 en el Reino Unido, DNV 2.7-1 en Noruega).
  • 31. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 5 Es más allá del alcance de este curso tratar de cubrir toda regulación local. Usted debe familiarizarse con las regulaciones específicas que aplican en su área, las cuales se encuentran disponibles a través de las agencias de certificación. Normalmente las regulaciones del Mar del Norte son las más restrictivas y tienen una amplia aceptación a través de la industria petrolera. El equipo de Elmar está en conformidad con las Regulaciones del Mar del Norte. Los documentos de certificación por terceras partes son emitidos por agencias reconocidas de certificación tales como Bureau Veritas, American Bureau of Shipping (ABS), Lloyds, Det Norske Veritas (DNV). Existen dos tipos de certificados: • Certificados de Aprobación de Diseño: Aprobación del Tipo (TA), Certificado Independiente de Revisión (IRC), Reporte de Verificación del Diseño (DVR). Estas son evaluaciones efectuadas por un cuerpo competente las cuales verifican que las especificaciones para la manufactura de un ensamblaje cumplen los requerimientos de las regulaciones de las autoridades y de los estándares de la industria.. • Certificado de Conformidad (COC): Estos certifican que un objeto específico o ensamblaje, identificado por su número de serie está de acuerdo con el diseño y la fabricación aprobada en archivo y / o las regulaciones de la industria. Estos a menudo incluyen los reportes de prueba e inspección los cuales certifican la actuación durante las pruebas (presión, carga, capacidad de levantamiento, etc) de acuerdo a los estándares y la validez de los resultados de las pruebas. Todo equipo para control de presión debe tener un certificado de conformidad reconocido, emitido por una agencia tercera parte. Un certificado de conformidad es valido por un tiempo limitado, normalmente 5 años, y debe ser renovado. La renovación de la certificación normalmente requiere un estudio mayor: una inspección detallada y una verificación de la actuación efectuada o controlada por una agencia de certificación. Este estudio comprende como mínimo: • Inspección visual • Pruebas de espesor al azar en todas las partes que soportan presión utilizando mediciones directas, rayos x, o ultrasonido • Examen MPI (inspección con partículas magnéticas) o penetración de colorantes en todas las roscas y en cualquier área dañada determinada por la inspección visual • Prueba hidrostática del cuerpo a la Presión de Prueba (TP) • Prueba operacional a la Presión de Trabajo (WP) • Revisión de los archivos de calidad.
  • 32. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 6 Rastreabilidad La rastreabilidad es a menudo parte de los requerimientos de las especificaciones. Por “rastreabilidad” entendemos la habilidad que las partes puedan ser identificadas desde su origen, el proceso de manufactura y los materiales utilizados. Los requerimientos de rastreo para los objetos certificados cubren también las partes de repuesto utilizadas en el mantenimiento y preparación como por ejemplo, los O-Rings. Archivo de Calidad Un archivo de calidad es un conjunto de documentos que reúne la siguiente información para un objeto individual o ensamblaje: • Boletines o manuales del fabricante • Documentos de certificación, generalmente un COC, con toda renovación relevante • Rastreo de los componentes y materiales críticos cuando es requerido • Registros del mantenimiento, pruebas e inspección • Notas históricas de la operación.
  • 33. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 7 6.4 REGLAS FUNDAMENTALES PARA EFECTUAR OPERACIONES ADECUADAS Las siguientes reglas fundamentales aplican a todas las operaciones que involucran equipos del WHE: • Todo equipo utilizado para operaciones de control de presión debe tener definida la especificación a una Presión de Trabajo (WP), y a una Presión de Prueba (TP). Para aplicaciones de alta temperatura también debe tener definida una Especificación de Temperatura. • El equipo para control de presión nunca debe ser utilizado por encima de su especificación de Presión de Trabajo (WP), ni fuera de su Especificación de Temperatura • En una sarta de equipo para WHE, el WP del componente más débil representa la especificación general de presión de la sarta (*) • Todo componente de WHE que soporta presión debe tener una certificación válida • Todo componente de WHE que soporta presión debe tener un archivo de calidad • Todo equipo de WHE utilizado en la locación del pozo es calificado para ser utilizado pasando anualmente una prueba hidrostática del cuerpo y un chequeo operacional a WP • Una prueba de presión en la localización del pozo debe ser efectuada después de cada ensamblaje en el taladro para cada trabajo. La Máxima Presión de Trabajo Permisible durante el trabajo es igual a la prueba de presión en la locación del pozo • Todas las cuadrillas que operan equipos de WHE deben estar calificadas para efectuar operaciones de presión • Cuando existe presencia de H2S, solamente debe ser utilizado equipo certificado para H2S. Las conexiones con rosca API no son aceptables, solamente se deben usar conexiones integrales o conexiones “premium”. (*) Una excepción es el limpiador de cable ubicado encima de la caja de empaque de la cabeza de inyección de grasa. Refiérase a la descripción específica en la Sección 7
  • 34. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 8 TABLA 6-1: REQUERIMIENTOS DEL EQUIPO DE ACUERDO AL API 6A CLASE DE MATERIAL CUERPO, TOPE Y BRIDA PARTES CONTROLANDO PRESION CORROSION RELATIVA PRESION PARCIAL DE CO 2 (psia) AA- Servicio General Acero con carbón o aleación baja Acero con carbón o aleación baja No corrosivo < 7 BB- Servicio General Acero con carbón o aleación baja Acero Inoxidable Ligeramente corrosivo 7 a 30 CC- Servicio General Acero Inoxidable Acero Inoxidable Moderado o muy corrosivo > 30 DD- Servicio Agrio Acero con carbón o aleación baja Acero con carbón o aleación baja No corrosivo < 7 EE- Servicio Agrio Acero con carbón o aleación baja Acero Inoxidable Ligeramente corrosivo 7 a 30 FF- Servicio Agrio Acero Inoxidable Acero Inoxidable Moderado o muy corrosivo >30 HH- Servicio Agrio aleación resistente a corrosión aleación resistente a corrosión Muy corrosivo >30 REQUERIMIENTO DE MINIMO PSL RECOMENDADO Si hay presencia de H 2 S entonces aplica NACE. NACE? NO SI SI SI NO Si Alta concentración es si el radio de exposición de 100 PPM (ROE) de H 2 S es >50 pies. Alta concentración de H2S? NO NO SI NO NO Si Muy Cercano es si: Muy Cercano NO NO NO SI SI SI 1. Si usted tiene H 2 S alto Presión de Trabajo PSL PSL PSL PSL PSL Si 2. 500 PPM de H 2 S >50 pies ROE. > 5000 PSI 1 1 2 2 1 3 3. Pozo ubicado en un área sensible para el medio ambiente. > 10000 PSI 2 2 3 3 3 4 4. El pozo está ubicado dentro de 150 pies de una llama abierta de equipo encendido. > 15000 PSI 3 3 4 4 4 4 5. El pozo está ubicado dentro de 50 pies de una vía pública. 6. El pozo está ubicado en aguas estatales o federales. 7. El pozo está ubicado en o cerca de aguas navegables tierra adentro. 8. El pozo está ubicado en o cerca de suministros de agua potable en superficie. 9. El pozo está ubicado dentro de 350 pies de cualquier vivienda. ESPECIFICACION DE TEMPERATURA CLASE °F °C K -75 a 180 -70 a 82 L -50 a 180 -46 a 82 P -20 a 180 -29 a 82 R 40 a 120 4 a 49 S 0 a 150 -18 a 65 T 0 a 180 -18 a 82 U 0 a 250 -18 a 121
  • 35. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 6 - Página 9 TABLA 6-2: REQUERIMIENTOS DEL EQUIPO DE ACUERDO AL API 6A PARTES METALICAS PSL - 1 PSL - 2 PSL - 3 PSL - 4 Prueba de Resistencia 1 Prueba de Resistencia Requerida 1 Prueba de Resistencia Requerida 1 Prueba de Resistencia Requerida 1 Prueba de Resistencia Requerida Prueba por Impacto: 3 Pruebas. Solo 1 valor por debajo del promedio. Ningún valor por debajo de 2/3 del promedio. 27J @ temp. mínima longitudinal Solo requiere clase de temperatura K y L Solo requiere clase de temperatura K, L y P Requiere todas las clases de temperatura Requiere todas las clases de temperatura Máxima expansión de muestra de 10x10 no puede ser más de 0.015" a temperatura de prueba. Valores de dureza 1 prueba en cuerpo terminado en toda parte mayor de 10K 1 prueba en cuerpo terminado de todas las partes 1 prueba en cuerpo terminado de todas las partes y 1 prueba en cara de cada extremo 1 prueba en cuerpo terminado de todas las partes y 1 prueba en cara de cada extremo Verificación de Dimensiones Puede ser usada inspección de la muestra Puede ser usada inspección de la muestra inspección completa requerida inspección completa requerida Rastreabilidad Ninguna Requerida rastreabilidad del lote del trabajo Toda parte rastreable a específico calor y lote de tratamiento con calor Toda parte rastreable a específico calor y lote de tratamiento con calor Análisis Químico Ninguno Requerido Requerido Requerido NDE en superficie Ninguno Requerido en áreas de sello húmedas Requerido en todas las partes Requerido en todas las partes Numero de serie Ninguno Ninguno Toda pieza de equipo debe tener un numero de serie Toda pieza de equipo debe tener un numero de serie NDE de volumen Ninguno Ninguno Pruebas ultrasónicas en material virgen Pruebas ultrasónicas en material virgen O-RINGS Verificación de dimensiones Chequeo de muestra Chequeo de muestra Chequeo de muestra Chequeo de muestra inspección visual Chequeo de muestra Chequeo de muestra Chequeo de muestra Chequeo de muestra Dureza Chequeo de muestra Chequeo de muestra Chequeo de muestra Chequeo de muestra Documentación Ninguna Certificado: Numero de Parte, numero de especificación y numero de compuesto Certificado: Numero de Parte, numero de especificación y numero de compuesto Certificado: Numero de Parte, numero de especificación y numero de compuesto Rastreabilidad del lote Ninguna Ninguna Numero del lote, fecha de curado / molde, fecha final de vida en depósito Numero del lote, fecha de curado / molde, fecha final de vida en depósito Datos de propiedades físicas Copia de resultados de pruebas de propiedades físicas del compuesto suministrado PRUEBA GENERAL DEL DISEÑO Prueba de presión Dos pruebas visuales de 3 minutos a presión de prueba Dos pruebas visuales de 3 minutos a presión de prueba Dos pruebas registradas a presión de prueba. Prueba 1 por 3 minutos y Prueba 2 por 15 minutos Dos pruebas registradas a presión de prueba. Prueba 1 por 3 minutos y Prueba 2 por 15 minutos. Además prueba con nitrógeno por 15 minutos
  • 36.
  • 37. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 1 SECTION 7 Sarta Típica de Equipo de Control de Presión para Cable de Registros Combinación de Limpiador de Cable y Caja de Empaque Cabeza de Inyección de Grasa Válvula de Venteo / Inyección de Glicol Válvula de Chequeo Tipo Bola Sujetador de Herramientas Lubricador Atrapador de Herramientas Adaptador para Prueba Rápida Válvula para Cable de Registros Adaptador para Bombeo Brida / “Flange” para el Cabezal del Pozo Bomba Manual Módulo de Control Hidráulico e Inyección de Grasa Serie 5 “E-Lite”
  • 38. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 2 SECCION 7 - EQUIPO 1.0 VALVULAS PARA CABLE DE REGISTROS La Válvula para Cable de Registros (comúnmente llamada “BOP”) está diseñada para controlar la presión del pozo sellando alrededor del cable y es utilizada primordialmente cuando debe ser reparado un cable sometido a presión, o cuando usted no puede obtener de nuevo el sello de control en la cabeza de inyección de grasa. Los elementos de sello son dos “rams” de metal, con superficies de elastómero, los cuales tienen forma para adaptarse a un tamaño específico de cable. Los sellos de elastómero son comúnmente llamados "cauchos". Elementos especiales de sello han sido desarrollados recientemente los cuales pueden adaptarse a cables de diferentes tamaños. Cuando la Válvula para Cable de Registros es activada las superficies de elastómero forman un sello alrededor del cable expandiéndose sobre los espacios entre los alambres de la armadura (Figura 7-1). Las Válvulas para Cable de Registros pueden ser adquiridas de diferentes tamaños con diferentes especificaciones dependiendo de las presiones esperadas en el pozo y del tipo de equipo para control de presión utilizado. Una Válvula para Cable de Registros siempre debe ser utilizada conjuntamente con un limpiador de línea o con un sistema de inyección de grasa. Una Válvula para Cable de Registros normalmente no cierra en un pozo fluyendo fuera de control. Rams con superficies de elastómero sellando sobre los alambres externos de un monocable Figura 7-1 Cable de Registros Dirección de la Fuerza Dirección de la Fuerza Metal Elementos de Elástomero
  • 39. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 3 1.1 VALVULA PARA CABLE DE REGISTROS MANUAL CON RAM SENCILLO El diseño más básico es una Válvula para Cable de Registros de ram sencillo operada manualmente, tal como el BOP-M utilizado en la mayoría de las operaciones en pozo abierto. Este es operado girando dos manillas que están conectadas a un eje con roscas, el cual enrosca dentro del cuerpo de la Válvula para Cable de Registros. En el extremo del eje hay una lámina que empuja el ram contra el cable. (Figura 7-2). Válvula para Cable de Registros Operada Mecánicamente Figura 7-2 Los rams son liberados girando las manillas en la dirección opuesta. Aunque existen Válvulas para Cable de Registros manuales sencillas para servicio con especificación de hasta 5,000 psi, se recomienda que su uso sea limitado a 3,000 psi máximo. Las desventajas de las Válvulas para Cable de Registros manuales son el lento ciclo para cerrar y la imposibilidad de operarlas remotamente. 1.2 VALVULA PARA CABLE DE REGISTROS HIDRAULICA CON RAM SENCILLO Las Válvulas para Cable de Registros hidráulicas son esencialmente el mismo diseño, como el tipo manual, excepto que los rams son activados con presión hidráulica en vez de fuerza mecánica. Sin embargo, también tienen las manillas manuales como un sistema secundario.
  • 40. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 4 Cuando los rams son cerrados, el fluido hidráulico es bombeado dentro de la cámara externa, empujando el pistón hacia adentro (el pistón está conectado a los rams). El aceite de la cámara interna regresa al depósito. Cuando los rams han sido cerrados hidráulicamente, las manillas son enroscadas manualmente para proporcionar un resguardo secundario para seguridad adicional. Cuando estas manillas están cerradas, la Válvula para Cable de Registros no puede ser abierta hidráulicamente. Para abrir la Válvula para Cable de Registros, las manillas deben ser desenroscadas primero. Los rams permanecen cerrados. La presión hidráulica aplicada a la cámara interna empuja el pistón conectado a los rams. El fluido hidráulico en la cámara externa será regresado al depósito (Figura 7-3). Las Válvulas para Cable de Registros hidráulicas son preferidas debido a que pueden ser operadas remotamente y más rápidamente y en consecuencia ponen el personal en menos situaciones de peligro si es necesario cerrar los rams en una emergencia. Si la bomba hidráulica falla, la Válvula para Cable de Registros todavía puede ser operada manualmente abriendo primero las líneas hidráulicas (la bomba en posición neutro) en cualquier lado del pistón para permitir un movimiento libre del fluido hidráulico. Las manillas entonces pueden ser utilizadas para cerrar manualmente la Válvula para Cable de Registros. Sin embargo, debido a el diseño de la Válvula para Cable de Registros, las manillas no pueden ser utilizadas para abrir de nuevo. Esto debe ser efectuado hidráulicamente. Válvulas para Cable de Registros hidráulicas existen disponibles con especificaciones típicas de presión de 5,000, 10,000 y 15,000 psi presión de trabajo. Sin embargo, para cualquier trabajo que involucre presiones mayores de 5,000 psi, o cualquier trabajo en un pozo de gas o cuando existe presencia de H2S, una Válvula para Cable de Registros con rams dobles o triples con conexión para inyección de grasa debería ser utilizado. Las principales Compañías de Servicio especifican un ram triple siempre que la máxima presión esperada es por encima de 5,000 psi. 1.3 VALVULA PARA CABLE DE REGISTROS CON RAM DOBLE El ram doble (Figura 7-4) está compuesto de dos ram operados hidráulicamente ubicados uno encima del otro. El ram inferior es invertido cuando se opera con cables trenzados. Un orificio para inyección de grasa está ubicado entre los dos rams por donde puede inyectarse grasa a presión para obtener sello. Esta es la única manera de proporcionar un sello contra el gas, debido a que el gas puede emigrar entre los alambres de la armadura en un cable. Para observar como trabaja una Válvula para Cable de Registros necesitamos ver más de cerca el diseño de una Válvula para Cable de Registros en la sección 1.4. Las Válvulas para Cable de Registros con triple rams (Figura 7-15) son utilizadas en pozos de alta presión y de gas. Ellas están compuestas de dos conjuntos de rams “normales” para redundancia y un conjunto invertido de rams.
  • 41. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 5 Válvula para Cable de Registros en posición abierta Válvula para Cable de Registros en posición cerrada con manilla mecánica enroscada dentro Figura 7-3 Nota: La posición de la conexión hidráulica está dibujada 900 fuera de la posición real para propósitos del diagrama. Entrada de fluido de la bomba Salida de fluido hacia el depósito Entrada de fluido de la bomba Salida de fluido hacia el depósito
  • 42. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 6 Válvula para Cables de Registros Hidráulica Compacta Doble con ram inferior invertido Figura 7-4 Bloque Múltiple Pistón ABIERTO CERRADO Ram con Sellos
  • 43. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 7 Válvula para Cables de Registros Compacta Doble de Elmar Abierta Cerrada
  • 44. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 8 1.4 CONSTRUCCION DE UNA VALVULA PARA CABLE DE REGISTROS La superficie de sello del ram de la Válvula para Cable de Registros está compuesta de una lámina de elastómero, o sello interno, la cual está incrustada en la superficie del cuerpo del ram. Alrededor de la parte superior del ram se encuentra un sello externo con forma de herradura. Estos dos elementos de sello se juntan en el lado del cuerpo del ram. El sello interno proporciona sello alrededor del cable de registros mientras que el sello externo evita que los fluidos del pozo fuguen alrededor de los rams hacia el cuerpo principal de la Válvula para Cable de Registros. (Figura 7-5). Se debe evitar que giren los cuerpos de los rams. Con este propósito, una guía es colocada debajo del cuerpo del ram, esta asienta en una ranura cortada en los brazos del cuerpo de la Válvula para Cable de Registros. La guía evita que gire el cuerpo del ram. Los diseños más recientes, por ejemplo, el BOP Compacto de Elmar, tienen varillas de ubicación que enroscan en el cuerpo del cilindro hidráulico y deslizan en el orificio correspondiente en el cuerpo del ram. Dos guías para rams completan el ensamblaje. Una de ellas está ubicada en cada ram y guía el cable hacia la parte pre-formada de los rams a medida que es cerrado. Los rams de diseño moderno tienen guías integradas en el ram mismo (Figura 7-6). Cuando la Válvula para Cable de Registros está cerrada y la presión es igual, la presión del pozo, que actúa detrás de los rams, ayudará a activar los rams (Figura 7-10) debido a que la presión del pozo detrás de los rams ayudarán a obtener un sello positivo. La relación de presión en un cilindro de Válvula para Cable de Registros a la presión del cabezal del pozo para obtener un sello es aproximadamente 10:1, por ejemplo, 200 psi de presión hidráulica aplicados a los rams con una bomba hidráulica (o usando las manillas manuales del sistema de cierre) sellarán aproximadamente una presión del cabezal del pozo de 2,000 psi. Sin embargo, si la Válvula para Cable de Registros es inadvertidamente colocada invertida (lo cual puede pasar debido a que las conexiones en cada extremo pueden ser idénticas en los modelos viejos sin uniones rápidas), la presión del pozo estará opuesta a la presión de sello de los rams. En consecuencia, es importante verificar que la Válvula para Cable de Registros ha sido ensamblada adecuadamente. La mejor forma de efectuar esto es retirar el ensamblaje del ram de la Válvula para Cable de Registros y verificar la posición de la guía de alineación. Esta debe estar ubicada en el lado inferior del cuerpo de la Válvula para Cable de Registros para un sello de ram contra la presión del pozo. Como es explicado más tarde, para operaciones con cables trenzados, el ram más inferior de un doble o triple debe ser invertido, en consecuencia, el paso de la guía en la válvula de registros inferior de una doble debe estar ubicada en la parte superior del cuerpo. Esto no aplica a las Válvulas para Cable de Registros tipo línea de acero, donde todos los ram cierran contra la presión del pozo y ninguno de ellos es invertido. La manera más fácil de obtener esto es mirar por las ranuras de las guías las cuales deben estar ubicados en el lado inferior de los brazos del cuerpo del BOP, por ejemplo externamente una protuberancia de metal puede ser vista que corre en una línea a lo largo de la longitud de cada uno de los brazos. El orificio de desahogo debe estar en la
  • 45. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 9 parte superior de los brazos cuando el BOP está montado adecuadamente. Algunos BOP también tendrán una flecha marcada en la parte externa del cuerpo la cual mira hacia abajo hacia el pozo, por ejemplo hacia la parte de alta presión. El orificio de desahogo debe estar en la parte superior de los rams cuando la Válvula para Cable de Registros está montada adecuadamente. Algunas Válvulas para Cable de Registros también tendrán una flecha marcada en la parte externa del cuerpo la cual apunta hacia abajo hacia el pozo, por ejemplo, hacia la parte de alta presión. La posición es similar para los rams que tienen una varilla guía. (por ejemplo, el BOP Compacto de Elmar). Normalmente los rams de sello tienen la varilla y el orificio guía en la parte inferior del cuerpo; los rams invertidos tienen el orificio guía y la varilla en la parte superior del cuerpo. Note que es fácil invertir un ram normal moviendo la posición de la varilla guía e invirtiendo el cuerpo del ram. Para este propósito existen dos orificios con roscas 180 grados aparte en la superficie del cilindro hidráulico. 1.4.1 SELLO INTERNO PARA EL CABLE TRENZADO El sello interno para el cable trenzado / eléctrico está fabricado como un emparedado de dos láminas de acero con un compuesto de elastómero en el centro (comúnmente llamado "caucho"). Las láminas de acero y el elastómero tienen un corte de ranura semi-circular con dimensión para el tamaño del cable. Cuando la Válvula para Cable de Registros es cerrada alrededor del cable, y es aplicada presión sobre el cuerpo del ram, los "cauchos" expanden alrededor del cable de registros y producen el sello. La función de las láminas de acero es limitar la salida de los cauchos. Cuando los rams están cerrados, las dos mitades ranuradas empalman entre si, dejando un espacio muy pequeño para la salida del caucho. El cable de registros es colocado entre estas dos ranuras por medio de guías en el ram. Los sellos internos son mantenidos en el cuerpo del ram por medio de tornillos de retención con Cabeza Hexagonal que encajan libremente entre ranuras torneadas en las láminas de acero del sello interno.
  • 46. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 10 Figura 7-6: Cuerpo de Rams con guía Integral Guía del Ram Sello Interno Sello Externo Cuerpo del Ram Figura 7-5: Vista Expandida Ram para Trabajo Pesado
  • 47. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 11 1.4.2 SELLO INTERNO PARA LINEA DE ACERO El sello interno para la línea de acero es fabricado como un emparedado de láminas de acero con un compuesto de elastómero en el centro, similar a los sellos del cable trenzado. Las láminas de acero y el elastómero tienen un corte de ranura rectangular que acepta alambres con diámetros máximos de hasta 0.125". Cuando la válvula para cable de registros es cerrada alrededor de la línea, y es aplicada presión al elastómero, el elastómero expande alrededor del alambre y proporciona el sello. Las láminas de acero limitan la salida del elastómero, y extienden su vida útil. Cuando los rams están cerrados, las ranuras empalman dejando una ranura rectangular en la cara de acero. La ubicación del alambre no es tan crítica como para las ranuras semicirculares. (Vea la Figura 7.7) Figura 7-7: Sello Interno para la Línea de Acero
  • 48. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 12 1.4.3 SELLO DE RAM PARA MULTIPLES LINEAS (MULTI LINE) Los sellos convencionales tienen tamaño para cable de un tamaño solamente, sin embargo, el sello del ram múltiples líneas ha sido diseñado para sellar sobre un rango de tamaños de cable desde ciego hasta 0.312" de cable trenzado al utilizar un elastómero especialmente diseñado. (Vea la Figura 7-8). Aún en desarrollo se encuentra un sello de ram que sellará desde 5/16" hasta 15/16" de cable trenzado para registros eléctricos. Los sellos de ram son intercambiables directamente con los sellos convencionales en las Válvulas para Cables de Registros de Elmar con una especificación de presión de trabajo de 10,000 psi y –290 C hasta 1210 C, servicio H2S. Figura 7-8: Sello de Ram para Múltiples Líneas 1.4.4 DISEÑO DEL RAM Q-GUIDETM El Ram Q-GuideTM de Elmar es un nuevo diseño exclusivo (Patente Pendiente) que proporciona una alineación positiva para el cable de registros. Guías planas en forma de V a cada lado del sello interno restringen el cable de registros de manera tal que la sección del cable que entra en contacto con el sello interno siempre queda centrado y paralelo al eje de la Válvula para Cable de Registros (Vea la Figura 7-9). El Q-GuideTM ha sido diseñado para acomodar ensamblajes excéntricos donde el cable de registros pasa a través del cuerpo de la Válvula para Cable de Registros en un ángulo que pueden ser atrapados por los rams antes de caer en la ranura para el cable. El tipo de ram Q-GuideTM ha sido desarrollado para reemplazar los tipos de rams con guía estándar e integral. Los sellos internos y externos utilizados en el Q-GuideTM son iguales a los utilizados en los actuales tipos de cuerpos de ram. El sello interno multilínea de Elmar puede ser utilizado con el ram Q-GuideTM . Inserto
  • 49. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 13 El Q-GuideTM se encuentra disponible para todo tamaño de Válvulas para Cable de Registros. Cuerpo del Ram Q-GuideTM Figura 7-9: Q-GuideTM Patentes Pendientes
  • 51. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 15 ELMAR SERVICES LTD No: TI-972668-A TITLE: RAM ASSY 4-4.5"EC Q-GUIDE REV ECO PREPARED CHECKED APPROVED DATE - C. WOOD 19/09/00 A PAGE 1 OF 1 ED 4 (A)
  • 52. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 16 Figura 7-10: Ensamblaje de Válvula para Cable de Registros sellando correctamente desde abajo Figura 7-11: Válvula para Cable de Registros invertida no sellará desde abajo Figura 7-12: Válvula para Cable de Registros sellada con grasa Grasa inyectada a una presión más alta que la presión del pozo bloquea la emigración de gas a través del cable Inyección de Grasa
  • 53. CURSO DE CONTROL DE PRESION DE 10K Comercial y Confidencial Derechos de Autor © Elmar 2001, Prohibido copiar sin autorización Julio del 2002, Revisión: 2 Sección 7 - Página 17 1.5 INYECCION DE GRASA Nosotros estamos ahora en posición para entender como trabaja una Válvula para Cable de Registros doble. La Válvula para Cable de Registros doble tiene un par de rams (el par inferior) colocados invertidos. En una Válvula para Cable de Registros de doble ram, esto es efectuado automáticamente. Dos Válvulas para Cable de Registros de ram sencillo pueden ser utilizados montando el inferior hacia abajo con los adaptadores apropiados. La grasa es inyectada entre los dos rams de como es enseñado en la Figura 7-12. La grasa es inyectada a una presión más alta que la presión del pozo para que ambos conjuntos de rams obtengan un sello positivo. Porqué es necesario inyectar grasa? De acuerdo a lo mencionado parecería que las dos Válvulas para Cable de Registros efectuarían un buen sello. Sin embargo, la construcción del cable ocasiona un problema (Figura 7-13). El fluido, especialmente gas, puede fugar a través de las ranuras internas y externas del cable. La cara del ram sella efectivamente alrededor de las superficies externas de un cable para registros al desplazar el elastómero hacia las ranuras entre los alambres externos. Ningún elastómero de ram puede sellar los espacios entre en ranuras internas de los alambres. Si el cable es nuevo, estas pequeñas aperturas pueden permitir una fuga substancial, lo cual a menudo se puede observar como gas / fluido rociando por encima de los rams. El sello de caucho alrededor de un monocable permite que el gas emigre a través de las ranuras internas y externas de la armadura. Figura 7-13 Sello de Caucho Conductor Gas Armadura Externa Armadura Interna Material Aislante