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tipos de cabezales en perforacion

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CABEZALES DE TUBERA DE REVESTIMIENTO.Son partes de la instalacin que sirven para soportar las tuberas de revestimiento y proporcionar un sello entre las mismas. Pueden ser cabezalinferior y cabezales intermedios.

CABEZAL INFERIOREs un alojamiento conectado a la parte superior de la tubera superficial. Est compuesto de una concavidad (nido) para alojar el colgador de tubera de revestimiento (adecuado para soportar la siguienteTR); una brida superior para instalar preventores, un cabezal intermedio o un cabezal de tubera de produccin y una conexin inferior, la cual puede ser una rosca hembra, una rosca macho o una pieza soldable, para conectarse con la tubera de revestimiento superficial.

EL CABEZAL INTERMEDIOPuede ser tipo carrete o un alojamiento que se conecta a la brida superior del cabezal subyacente y proporciona un medio para soportar la siguiente tubera de revestimiento y sellar el espacio anular entre esta y la anterior.Est compuesto de una brida inferior, una o dos salidas laterales y una brida superior con una concavidad o nido.

COLGADOR DE TUBERA DE REVESTIMIENTOEs una herramienta que se asienta en el nido de un cabezal de tubera de revestimiento inferioro intermedio para soportar la tubera y proporcionar un sello. Entre sta y el nido.El tamao de un colgador se determina por el dimetro exterior nominal, el cual es el mismo que el tamao nominal de la brida superior del cabezal donde se aloja. Su dimetro interior es igual al dimetro exterior nominal de la TR que soportara. Por ejemplo, un colgador de 8 de dimetro nominal puede soportar tubera de 4 1/2 a 51/2 de dimetro nominal.

CABEZAL DE TUBERA DE PRODUCCINEs una pieza tipo carrete o un alojamiento que se instala en la brida superior del cabezal de la ltima TR. Sirve para soportar la TP y proporcionar un sello entre esta y la tubera de revestimiento. Est constituido por una brida inferior, una o dos salidas laterales y una brida superior con una concavidad o nido.

COLGADOR DE TUBERA DE PRODUCCINSe usa para proporcionar un sello entre la TP y el cabezal de la TP. Se coloca alrededor de la tubera de produccin, se introduce en el nido y puede asegurarse por medio del candado del colgador.El peso de la tubera puede soportarse temporalmente con el colgador, pero el soporte permanente se proporciona roscando el extremo de la tubera con la brida adaptadora que se coloca en la parte superior del cabezal. Entonces el colgador actanicamente como sello.

RBOL DE VLVULASEs un conjunto de conexiones, vlvulas y otros accesorios con el propsito de controlar la produccin y dar acceso a la tubera de produccin. El elemento que est en contacto con la sarta de la TP es la brida o unbonete. Existen diferentes diseos, todos tienen la particularidad de que se unen al cabezal de la TP usando un anillo de metal como sello. Los tipos principales difieren en la conexin que tienen con la vlvula maestra, la cual puede ser mediante rosca ocon brida. Las vlvulas del medio rbol se fabrican de acero de alta resistencia. Generalmente son vlvulas de compuerta o de tapn, bridas o roscables.

LA VLVULA MAESTRA:Es la que controla todo el sistema con capacidad suficiente para soportar las presiones mximas del pozo. Debe ser del tipo de apertura mxima, con un claro (paso) igual o mayor al dimetro interior de la TP; para permitir el paso de diferentes herramientas, tales como los empacadores, pistolas para disparos de produccin, etc. En pozos de alta presin se usan dos vlvulas maestras conectadas en serie.A continuacin de la vlvula maestra se encuentra la conexin en cruz que sirve para bifurcar el flujo a los lados, provista de vlvulas para su operacin. A cada lado de la conexin estn las vlvulas laterales. Estas pueden ser del tipo de apertura restringida, con un dimetro nominal un poco menor al de la vlvula maestra, sin que esto cause una cada de presin apreciable.

La vlvula superior (porta manmetro), se localiza en la partesuperior y sirve para controlar el registro de presiones leyndose, cuando sea necesario, la presin de pozo cerrado y la de flujo a boca de pozo. Asimismo, la vlvula superior sirve para efectuar operaciones posteriores a la terminacin, tales como: desparafinamiento, registro de presiones de fondo fluyendo y cerrado, disparos, etc. En operaciones que no se requiere interrumpir el flujo, se cierra la vlvula y se coloca un lubricador para trabajar con presin; introduciendo en el cuerpo de ste las herramientas necesarias abriendo la vlvula porta manmetro para permitir su paso.

Las conexiones en rosca de las vlvulas del rbol se usan para presiones mximas de 345 bares (4,992 lb/pg 2 ), mientras que las conexiones en brida no tienen lmite en cuanto apresin (recordando que la mxima presin de trabajo establecida por el API es de 1035 bares (14,796 lb/pg 2 ). Las conexiones se requieren que tengan un cierre perfecto.

La toma de muestras en el rbol de vlvulas generalmente se encuentra despus del niple porta estrangulador. Esta consiste en una reduccin (botella) de 2 a pulgada, vlvula de compuerta y una boquilla. Es importante que al efectuar la toma de muestras la vlvula de 1/2 se abra un lapso moderado con el propsito de limpiar la trampa que se forma en la reduccin de 2 a 1/2.

VLVULA DE CONTRAPRESIN O DE RETENCIN (CHECK):Se encuentra instalada en el colgador de la tubera de produccin o en el bonete del medio rbol, que sirve para obturar el agujero en la TP cuando se retira el preventor y se va a colocar el medio rbol. Una vez que se conecta este ltimo con el cabezal de la TP, la vlvula de contrapresin puede ser recuperada con un lubricador. Se puede establecer comunicacin con la TP, si fuese necesario, a travs de la vlvula decontrapresin.De los diseos actuales, unos se instalan mediante rosca y otros con seguro de resorte (candado de expansin).

CARRETE DE CONTROLEl carrete de control se instala para conectar las lneas primarias de matar y estrangular en un conjunto depreventores. El API-RP-53 recomienda que estas lneas se conecten a un preventor con salidas laterales, eliminando con esto el carrete de control, con la gran ventaja de disminuir la altura del conjunto de preventores, as como el nmero de bridas que, como semencion, es el punto ms dbil del conjunto.

Sin embargo, en la mayora de los casos se prefiere usar un carrete, ya que, como estn sujetos a la erosin, resulta ms econmico eliminar un carrete que un preventor; tambin se dispone de mayor espacio entre preventores, lo que facilita la introduccin de la tubera a presin.

A continuacin mencionaremos las especificaciones para los carretes de control.-Para rangos de presin de 2000 y 3000 [Ib / pg 2 ] las salidas laterales deben tener un dimetro interior mnimo de 2 [pg] y ser bridadas o de grampa.-El dimetro interior debe ser por lo menos igual al del ltimo cabezal instalado en el pozo.-Es conveniente tener instalado un preventor de arietes en la parte inferior del carrete de control.

-Para los rangos de presin de trabajo 5000, 10000 y 15000 [Ib/pg 2 ] las salidas deben ser de un dimetro interior mnimo de 2 [pg] para la lnea de matar y de 3[pg] para la lnea de estrangular.

- El rango de presin de trabajo debe ser acorde al conjunto de preventores.- Las salidas laterales de los cabezales no deben usarse para conectar las lneas primarias de matar y estrangular, con el objeto de evitar el dao que por erosin se puede provocar a la instalacin definitiva al pozo. Estas salidas pueden ser utilizadas como lneas auxiliares (secundarias) de matar y estrangular, debiendo limitar su uso al tiempo mnimo posible cuando ocurran fallas en ellas.

LNEAS DE MATARLa lnea de matar es una de las partes integrales del sistema de control superficial, requerido para llevar a cabo las operaciones de control de pozos, cuando el mtodo normal de control (a travs de la flecha o directamente por la tubera) no puede ser empleado.La lnea de matar conecta las bombas de Iodo del equipo, con una de las salidas laterales del carrete de control o de los preventores. La conexin de la lnea de matar al arreglo de preventores, depender de la configuracin parcial que tengan, pero debe localizarse de talmanera que se pueda bombear fluido debajo de un preventor de arietes, que posiblemente sea el que se cierre.

Slo en caso de extrema urgencia, la lnea de matar podr conectarse a las salidas laterales del cabezal o carrete de TR o debajo de un preventor de arietes para tubera que se encuentre ms abajo en el arreglo. Para rangos de presin de trabajo mayores de 5000 [Ib/pg 2 ], se instalar una lnea de matar remota (a una distancia considerable) para permitir el uso de una bomba de alta presin, si las bombas del equipo se vuelven inaccesibles o inoperantes.

MLTIPLE Y LNEAS DE ESTRANGULACINEl mltiple de estrangulacin est formado por vlvulas, cruces y T's de flujo, estranguladores y lneas. Se disean para controlar el flujo de Iodo y los fluidos invasores durante el proceso de control de un pozo.

En un sistema de control superficial est conectado al arreglo de preventores a travs de lneas metlicas que proporcionan alternativas a la direccin del flujo o permiten que ste (por medio de las vlvulas) sea confinado totalmente.

La estandarizacin y aceptacin de los mltiples de estrangulacin estn reglamentados por la Norma API 16C y por las prcticas recomendadas API RP-53. El diseo del mltiple de estrangulacin debe considerar varios factores que debern tenerse en cuenta, siendo estos:-Primero se debe establecer la presin de trabajo que al igual que el arreglo de preventores, estar en funcin de la presin mxima superficial que se espera manejar, as como de las presiones anticipadas de la formacin.

- El o los mtodos de control delpozo a usar para incluir el equipo necesario.- El entorno ecolgico que rodea al pozo.Tambin es importante tomar en cuenta la composicin, abrasividad y toxicidad de los fluidos congnitos y el volumen por manejar.

ESTRANGULADORES AJUSTABLESLos estranguladores ajustables son accesorios diseados para restringir el paso de fluidos en las operaciones de control, generando con esto una contra presin en la tubera de revestimiento, con el fin de mantener la presin de fondo igual o ligeramente mayor a ladel yacimiento, lo que facilita la correcta aplicacin de los mtodos de control.

La norma API-16C recomienda que se debe disponer de dos estranguladores ajustables manuales y uno hidrulico en pozos terrestres. En los pozos marinos se recomiendautilizar un estrangulador hidrulico adicional. Los mtodos vigentes de control de pozos se basan en mantener una presin de fondo constante que equilibre la presin de formacin, y estn en funcin de las variables siguientes:- Gasto y presin de bombeo.- Columna hidrosttica en el espacio anular.- Contra presin ejercida en el sistema.

Por lo que para cumplir con la condicin de equilibrio de presin se recurre a las variables sealadas siendo la ms sencilla y prctica la contrapresin ejercida, la cual se controla con el estrangulador ajustable. Es decir, que en vez de variar el gasto, la presin de bombeo o la densidad del fluido de perforacin, resulta ms fcil estar variando el dimetro del estrangulador para mantener la presin de fondo constante durante la operacin de control.

ESTRANGULADOR HIDRULICOSu diseo consta de entrada y salida bridadas. En funcin a su rango de trabajo, es instalado en el mltiple de estrangulacin y se opera por medio de una consola de control remoto.

Algunas ventajas adicionales en comparacin con un estrangulador ajustable manual son:1. La velocidad de cierre y apertura, as como las opciones del dimetro del orificio.2. Cuando se obstruye por pedaceras de hule, formacin y/o fierro, se facilita su, apertura hasta el dimetro mximo rpidamente, puede cerrarse posteriormente sin suspender la operacin de control.