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CONEXIONES SUPERFICIALES CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL DE CONTROL ABRIL 2006 ABRIL 2006

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Page 1: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDE CONTROL

ABRIL 2006ABRIL 2006

Page 2: Prevent Ores

Objetivo del Curso.Objetivo del Curso.

Que el personal del área de ingeniería de proyectos se actualice en nuevas técnicas teórico-prácticas, que permitan apoyar con mejor calidad y oportunidad los requerimientos de las áreas usuarias respecto a elaboración y supervisión de los programas para las perforaciones, reparaciones mayores y menores.

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Page 3: Prevent Ores

ContenidoContenido1. Arreglo de preventores por etapas

1.1. Preventores1.1.1. Sistema desviador de flujo1.1.2. Preventor Esférico1.1.3. Preventor Anular1.1.4. Preventor Variable (arietes ajustables)1.1.5. Preventor Ciego1.1.6. Preventor de corte

1.2. Empaquetadura de preventores (elastómero)1.3. Pruebas con presión1.4. Arreglos1.5. Normatividad

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Page 4: Prevent Ores

1.1. Arreglo de Arreglo de preventorespreventorespor etapaspor etapas

CONEXIONES SUPERFICIALES CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDE CONTROL

Page 5: Prevent Ores

Criterio de SelecciCriterio de Seleccióón.n.

El criterio para seleccionar el arreglo del conjunto de preventores, debe considerar la magnitud del riesgo expuesto y el grado de protección requerida en cada de una de las etapas durante el proceso de perforación y mantenimiento de pozos; así como, la presión del yacimiento esperada en la superficie.

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Page 6: Prevent Ores

Influjos y ReventonesInflujos y ReventonesCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Un reventUn reventóón es un flujo incontrolado de fluidos de la formacin es un flujo incontrolado de fluidos de la formacióón en la n en la superficie. Un reventsuperficie. Un reventóón generalmente comienza como un "Influjon generalmente comienza como un "Influjo””, que es una , que es una intrusiintrusióón de fluidos de formacin de fluidos de formacióón al pozo. Si no se maneja el influjo n al pozo. Si no se maneja el influjo inmediatamente, este puede convertirse en un reventinmediatamente, este puede convertirse en un reventóón.n.

Para evitar que un Para evitar que un ““InflujoInflujo”” se convierta en un reventse convierta en un reventóón, se utiliza un sistema n, se utiliza un sistema de vde váálvulas lvulas preventoraspreventoras o o BOPBOP’’ss..

Page 7: Prevent Ores

Sistema de PrevenciSistema de Prevencióón de Reventonesn de ReventonesCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

En un equipo es un sistema de control de presión diseñado

específicamente para controlar un “Influjo”.

El sistema consiste de cuatro componentes:

1. El arreglo de Preventores

2. El Acumulador

3. El múltiple de estrangulación

4. La línea de matar

Page 8: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

El arreglo de Preventores se encuentra sobre el cabezal del pozo y es un ensamblaje que puede incluir:

Preventor anular esféricoPreventor anular de arietesPreventor ciego o de corteCarrete de perforaciónCabezal del pozo

El arreglo de preventores puede tener varias configuraciones, y depende de los problemas potenciales que puedan ocurrir durante la perforación o el mantenimiento del pozo, así como la presión del yacimiento esperada en la superficie.

Arreglo de Arreglo de PreventoresPreventores

Page 9: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Para el conjunto de preventores, se basa en el rango de la presión de trabajo.Cuando los riesgos son pequeños y conocidos tales como:

Presiones de formaciones normales. Áreas desérticas o montañosas, alejadas de los grandes centros de

población.Un arreglo de preventores sencillo y de bajo costo puede ser suficiente para la seguridad de la instalación.El riesgo es mayor cuando se tienen:

Presiones de formaciones anormales.Yacimientos de alta productividad o presión.Áreas densamente pobladas.Grandes concentraciones de personal y equipo, como el caso de barcos y

plataformas marinas.El arreglo requerido debe ser más completo y en consecuencia de mayor costo.

ClasificaciClasificacióón Tn Tíípica APIpica API

Page 10: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Tienen tres funciones principales:1. Cerrar el pozo en caso de influjo imprevisto.2. Colocar suficiente contrapresión en el pozo, para evitar que se siga introduciendo fluido de la formación mientras se realizan las acciones necesarias para el control.3. Recuperar el control primario del pozo.Ahora bien:Durante las operaciones de perforación o mantenimiento, si llegara a manifestarse un flujo o brote, el sistema de control superficial debe tener la capacidad de proveer el medio adecuado para cerrar el pozo y circular el fluido invasor fuera de él.El control de un pozo lo constituyen en la superficie, los sistemas de circulación y los preventores

Funciones de los Funciones de los PreventoresPreventores

Page 11: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Antes de la instalación de los preventores:La medida y capacidad deberá ser igual que la del cabezal donde se va a instalar.Revisar que este en la posición correcta.Abrir los bonetes, revisar el empaque y las pistas de sello.Verificar que los empaques frontales y superiores de los arietes (rams) estén en

buenas condiciones.Revisar la operación de los tornillos candado (yugos), ésta deberá ser fácil y rápida.En conjunto de preventores dobles 5M y 10M los arietes (rams) ciegos se colocan en

el preventor de en medio y los arietes de tubería en el preventor superior e inferior.Probar la hermeticidad del cierre.Instalar y probar las líneas de 1” de los preventores.Revisar la operación de los arietes (rams) verificando el movimiento de los vástagos

contra la presión de operación.Verificar las medidas y cantidades de birlos y tuercas que se van a usar y repasarlos.Revisar las pistas de sello de las bridas laterales e instalar las válvulas respectivas.Comprobar que la cantidad de birlos y tuercas para las bridas laterales sea adecuada

y de la medida correcta.

Normas de SeguridadNormas de Seguridad

Page 12: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Durante la operación:Revisar que la presión hidráulica de operación del múltiple de los preventores

permanezca en 1500 lb/pg2.Probar la efectividad a su capacidad de trabajo después de su instalación.Siempre debe estar instalado el sistema de operación manual a los preventores.

(Crucetas, extensiones, volantes, seguros y soportes).En las líneas de operación de los preventores no deberán existir fugas.Revisar periódicamente el apriete de la tornillería y válvulas laterales.Operar con frecuencia los arietes (rams) para tubería, ciegos o de corte al terminar de

sacar tubería, comprobar la operación de los vástagos contra la presión de operación.Inspeccionar que las líneas de matar y estrangular estén conectadas a las válvulas

laterales del preventor o al carrete de control.Al efectuar un cambio de arietes (rams), debe ser en el menor tiempo posible.El agujero de paso del conjunto de preventores deberá permanecer centrado respecto

a la tubería y a la mesa rotatoria.Si se observa movimiento en el conjunto de preventores, debe sostenerse a la

subestructura por medio de tensores.Durante la intervención del pozo se deberán tener arietes (rams) de las medidas de las

tuberías que se manejan, así como elementos de sello de los arietes (rams) y los bonetes.

Normas de SeguridadNormas de Seguridad

Page 13: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL1.1. 1.1. PreventoresPreventores

Page 14: Prevent Ores

1.1.1. Sistema desviador 1.1.1. Sistema desviador de flujode flujo

CONEXIONES SUPERFICIALES CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDE CONTROL

Page 15: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Las prácticas recomendadas API-RP-53 establecen los criterios para seleccionar, instalar y operar el equipo de sistema desviador de flujo (diverters). El desviador de flujo se utiliza como un medio de control, ya que proporciona un determinado grado de protección antes de que se corra y cemente la tubería de revestimiento superficial sobre la que se instalarán los preventores.Un desviador de flujo puede cerrar sobre la flecha, tubería de perforación o de revestimiento, lastrabarrenas, y no está diseñado para hacer un cierre completo del pozo o parar el flujo, sino más bien desviarlo abriendo simultáneamente las válvulas de las líneas de desfogue (venteo), derivando el flujo de formaciones someras hacia sitios alejados del equipo de perforación y del personal.

Page 16: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDesviador de Flujo.Desviador de Flujo.

Por lo general se utilizan:Preventores anulares de tipo convencionalCabezas rotatorias.“Desviadores” especiales de baja presión en diversos tamaños.

La presión de trabajo del desviador y de la(s) línea(s) de venteo o lateral(es) no es de gran importancia. Las salidas del desviador deben tener un diámetro interior mínimo de 12” para pozos marinos y 10” para pozos terrestres.El diámetro interior del desviador debe ser suficiente para que permita pasar la barrena.Después de su instalación, será probado a satisfacción.Si el sistema desviador integra una o más válvulas en la línea lateral, las válvulas deben ser tipo abertura completa y mantenerse en la posición abierta para un sistema manual, o bien, deben ser diseñadas para abrirse automáticamente cuando se cierra el desviador.Por lo menos una de las líneas laterales debe estar abierta en todo momento.

Page 17: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDesviador de Flujo.Desviador de Flujo.

Línea deFlote 16”

Brida Soldable29 1/2”-500psi

Carretede

Control29 1/2”500 psi

PreventorEsférico MSP29 ½”-500 psiVálvula hid.

Lateral8”-2M

Válvula hid.Lateral8”-2M

Línea de Desfogue6” a presa de quema

TuboConductor

30”

Línea de Desfogue6” a presa de quema

Campana30”

Espiga de 30”X20”

Terrestre Marino

Page 18: Prevent Ores

1.1.2. 1.1.2. PreventorPreventorEsfEsfééricorico

CONEXIONES SUPERFICIALES CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDE CONTROL

Page 19: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Es un preventor anular, y es instalado en la parte superior de los preventores de arietes. Es el primero en cerrarse cuando se presenta un brote y tiene como principal característica, efectuar cierres herméticos a presión sobre cualquier forma o diámetro de tubería o herramienta que pueda estar dentro del pozo; así como, cerrar sobre el cable, la sonda o las pistolas de la unidad de registrosEl tamaño y su capacidad deberán ser iguales que los preventores de arietes. “Este preventor jamás deberá ser cerrado si no hay tubería dentro del pozo”.Estos preventores emplean un elemento grueso de hule sintético que se encuentra en el orificio interno del mismo y al operarlo, se deforma concéntricamente hacia el interior del preventor, ocasionando el cierre parcial o total del pozo. El hule estando en posición abierta tiene el mismo diámetro de paso del preventor. Además permite el paso o giro de tuberías aún estando cerrado.

Page 20: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLPreventorPreventor EsfEsféérico.rico.

Los más usados son de 21¼”, 16 ¾”, 13 5/8”, 11” y 7 1/16”, con presiones de trabajo de 2000 a 10000 lb/pg2.

Page 21: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLPreventorPreventor EsfEsféérico.rico.

Recomendaciones:La frecuencia de las pruebas será similar a la del conjunto de preventores.El preventor anular debe probarse al 70% de su rango de presión de trabajo y

siempre sobre la tubería de perforación, aplicando la presión de cierre recomendada por el fabricante en función del diámetro de la tubería.

Para rotar lentamente la tubería con el elemento sellante cerrado, deberáajustarse la presión de cierre, como se indica en los datos de cierre del fabricante.

Para introducir o sacar tubería en un pozo con presión se ajustará la presión de cierre a la mínima necesaria para permitir el movimiento de la tubería hacia arriba o hacia abajo (esto en función de la presión que exista en el pozo).

Se puede estar adicionando continuamente aceite a la tubería para lubricarla. Y, se debe tener la precaución de disminuir la velocidad de introducción o extracción al pasar los coples de la tubería, con objeto de prolongar la vida útil del elemento sellante.

Los preventores anulares Hydrill poseen la característica de que la presión contribuye al cierre del mismo.

Page 22: Prevent Ores

1.1.3. 1.1.3. PreventorPreventorAnularAnular

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Page 23: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

El preventor anular de rams a diferencia del esférico, lo constituyen dos arietes que constan de una pieza de acero fundido de baja aleación y de un conjunto sellante diseñado para resistir la compresión y sellar eficazmente. Los otros tipos de arietes usados en los arreglos de los conjuntos de preventores (ciegos y de corte) se mencionan posteriormente. Los arietes para tubería de perforación o revestimiento están constituidos por un sello superior y por un empaque frontal. Ambos empaques son unidades separadas y pueden cambiarse independientemente.El preventor de arietes tiene como característica principal poder utilizar diferentes tipos y medidas de arietes, según se requiera en los arreglos de los conjuntos de preventores, y por su diseño es considerado como el más seguro.

Page 24: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLPreventorPreventor Anular.Anular.

Page 25: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLPreventorPreventor Anular.Anular.

Ejemplos de preventores sencillos y arietes

Sello superior

Empaque frontal

Cuerpo del arieteAriete anular para preventor tipo “U”

Preventores sencillos de arietes Camerón tipo U y UM.

Preventores doble de arietes tipo U con salidas laterales.

Page 26: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLPreventorPreventor Anular.Anular.

Otras características:El cuerpo del preventor se fabrica como unidad sencilla o doble.Puede instalarse en pozos terrestres o en plataformas marinas.La presión del pozo ayuda a mantener cerrados los arietes.Tiene un sistema de operación secundario para cerrar manualmente los

arietes (candados).Los elementos de los arietes tienen una reserva de hule autoalimentable.Modificando los pistones de operación, al usar arietes de corte sirven para

cortar tubería quedando el pozo cerrado.En caso de emergencia, permite el movimiento vertical de la tubería, para lo

cual deberá regularse la presión de cierre del preventor.Cuando existe presión en el pozo, evitan la expulsión de la tubería al

detenerse la junta en la parte inferior del ariete.En caso de emergencia, permiten colgar la sarta cerrando los candados del

preventor.

Page 27: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLPreventorPreventor Anular.Anular.

Capacidad de carga sobre los arietes:El procedimiento recomendado para suspender la tubería de perforación, es

cerrar los arietes utilizando de 1500 a 3000 spi, cerrar los candados usando el procedimiento normal, y luego apoyar el peso de la tubería sobre los arietes.

Page 28: Prevent Ores

1.1.4. 1.1.4. PreventorPreventorVariableVariable

(Arietes Ajustables)(Arietes Ajustables)

CONEXIONES SUPERFICIALES CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDE CONTROL

Page 29: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Los arietes variables o ajustables son similares a los anulares descritos anteriormente. La característica que los distingue es cerrar sobre un rango de diámetro de tubería, así como de la flecha.

Rango de cierre de arietes variables (ajustables)

7 5/8 - 3 ½, 5 - 2 7/8300020 3/4

5 - 2 7/81000016 3/4

7 - 3 ½5000 y 1000016 3/4

7 – 5, 5 - 3 ½1500013 5/8

7 - 4 ½, 5 - 3 ½3000, 5000 y 10,00013 5/8

5 - 2 7/815 00011

5 - 2 7/8, 5 1/2 - 3 ½3000, 5000 y 1000011

3 1/2 - 2 3/8, 4 - 2 7/83000, 5000, 10000 y 150007 1/16

Rango de cierre de arietes variables (pg)Presión de trabajo (psi)Tamaño

(pg)

PreventorPreventor Variable.Variable.

Page 30: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Ejemplos de preventores sencillos y arietes

Sello superior

Empaque frontal

Cuerpo del arieteAriete anular ajustable para preventor tipo “U”

Preventores sencillos de arietes Camerón tipo U y UM.

Preventores doble de arietes tipo U con salidas laterales.

PreventorPreventor Variable.Variable.

Page 31: Prevent Ores

1.1.5. 1.1.5. PreventorPreventorCiegoCiego

CONEXIONES SUPERFICIALES CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDE CONTROL

Page 32: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Constan de un empaque frontal plano, construido a base de hule vulcanizado en una placa metálica y de un sello superior. Su función es cerrar totalmente el pozo cuando no se tiene tubería en su interior y que por alguna manifestación no sea posible introducirla. Se instalan en bonetes normales.Tomando como base el arreglo más común para la perforación de zonas de alta presión y pozos de desarrollo, los arietes ciegos están colocados arriba del carrete de control.

PreventorPreventor Ciego.Ciego.

Page 33: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Estadísticamente la mayor parte de los brotes ocurren con la tubería dentro del pozo, es entonces que el preventor inferior hace la función de válvula maestra por estar conectada directamente a la boca del pozo evitando las bridas, mismas que están consideradas como las partes más débiles de un conjunto de preventores. Entonces, se pueden cambiar los arietes ciegos por arietes para la tubería de perforación.Cuando el preventor ciego está cerrado, se puede operar a través del carrete de control. Y, no se tendrá ningún control si ocurre alguna fuga en el preventor inferior o en el carrete de control.Cuando se esté perforando la etapa de yacimiento, se deberán utilizar arietes de corte en lugar de los ciegos.Si se utilizan sartas combinadas, los arietes para la tubería de diámetro mayor se instalarán en el preventor inferior, y los de diámetro menor en el superior. Ambos arietes pueden sustituirse por el tipo variable.Debe observarse que si ocurre un brote cuando se esté sacando la tubería de perforación de diámetro menor, sólo se dispondrá del preventor esférico y uno de arietes.

PreventorPreventor Ciego.Ciego.

Page 34: Prevent Ores

1.1.6. 1.1.6. PreventorPreventorde Cortede Corte

CONEXIONES SUPERFICIALES CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDE CONTROL

Page 35: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Los arietes de corte están constituidos por cuchillas de corte integrados al cuerpo del ariete, empaques laterales, sello superior y empaques frontales de las cuchillas.La función de estos arietes es cortar tubería y actuar como arietes ciegos para cerrar el pozo. Durante la operación normal de perforación, están instalados en bonetes modificados, aumentando el área del pistón y la carrera de operación.

PreventorPreventor de Corte.de Corte.

Ariete armado

Empaque lateral

Empaque de cuchillasDe corte

Empaque lateral

Page 36: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLPreventorPreventor de Corte.de Corte.

Arietes de Corte Ciegos (ShearBlind Rams – SBRs)

La cuchilla superior es en forma de “V” y su cuchilla inferior en forma plana.

El ariete superior aloja el sello frontal para la cuchilla del ariete inferior.

Arietes de Corte Ciegos para sartas dobles (DS)

Para cortar varias tuberías a la vez.

Su eficiente geometría reduce la fuerza requerida para cortar.

El sello se produce en las caras horizontales de los arietes.

Page 37: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLPreventorPreventor de Corte.de Corte.OperaciOperacióón de Corte.n de Corte.

Page 38: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCorte de tubulares (GeomCorte de tubulares (Geoméétricamente).tricamente).

DeterminaciDeterminacióón de longitudes.n de longitudes. DeterminaciDeterminacióón de Din de Diáámetros metros PERMISIBLES.PERMISIBLES.

ConclusiónComo LTR > LBOPNo se cortará la TR. = PROBLEMAS.

L

Si BOP es de 13 5/8”-5M LBOP=13.625”

Si TR es de 9 5/8”Perimétro de un circulo es: P = π * D ó P=2 π rPTR=3.1416 * 9.625” = 30.23 pg.Cuando este aplastada la TR tendremos:LTR = PTR / 2LTR = 30.23 pg / 2 = 15.115 pg

Si BOP es de 13 5/8”-5M LPERM=13.625”

DTRCuando el diámetro esté aplastado tendremos:LPERM = PPERM / 2

PPERM = 2 * LPERM = 2 * 13.625” pg = 27.25 pg.Perimétro de un circulo es: P = π * DDPERM = PPERM / πDPERM =27.25” / 3.1416 = 8.67 pg.

Conclusión 1Un BOP de 13 5/8” con RAMS de corte.SOLO cortará diámetros < a 8.6”.

Conclusión 2Un BOP de 11” con RAMS de corte.SOLO cortará diámetros < a 7”.

Page 39: Prevent Ores

1.2. Empaquetadura de 1.2. Empaquetadura de PreventoresPreventores

CONEXIONES SUPERFICIALES CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDE CONTROL

Page 40: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

La empaquetadora o partes elásticas de los preventores deberán identificarse por el tipo de caucho, composición, proceso de fabricación empleado, grado de dureza, etc. Las características anteriores determinan el uso más apropiado para cada tipo.Deben ser marcadas para identificar el tipo de caucho, rango de dureza, número de parte y código empleado. El sistema de código de identificación está compuesto por tres partes:a). Durezab). Código APIc). Número de parte del fabricanteLos diversos fabricantes de los productos elastoméricos recomiendan el uso más apropiado para cada tipo de empaque.

Empaquetadura de Empaquetadura de PreventoresPreventores..

Page 41: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Ejemplo de identificación:

Esta marca designa una parte o componente que tiene un rango en la escala de la dureza de 70-75, fabricado de epiclorohidrina y con número del fabricante de 400.

Empaquetadura de Empaquetadura de PreventoresPreventores..

Guía para la selección del elemento sellante

Fluidos de perforación base aceite, contaminación con H2S y temperaturas: normal y altas.NBR70 - 82Nitrilo

Fluidos de perforación base aceite y agua, contaminación con H2S y temperaturas normal y altas.CR70 - 78Neopreno

Fluido de perforación base agua, contaminación con H2S y temperaturas bajas y medias.NR67 - 75Caucho natural

Fluidos de perforación base agua y bajas temperaturas.CO70 - 75Epiclorohidrina

Aplicación típica de servicioCódigo APIRango dedureza

Tipo de elastómero

Page 42: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Inspección y pruebas de la empaquetadura de caucho: Doble, estire y comprima la pieza.Observe si en el área de esfuerzos existen grietas o fisuras,

particularmente en las esquinas; de ser así, elimínelas y cámbiela por otra en condiciones adecuadas.

Si la pieza es de tamaño muy grande, corte una tira en un área no crítica y efectúele la prueba.

Cuando la empaquetadura de caucho se expone a la intemperie ocasiona que la superficie se observe polvorienta y en mal estado aparente, por lo que también deberá efectuarse la prueba.

Las condiciones de almacenamiento determinan la duración de los elementos de caucho. Para eso existen guías que indican las condiciones que deben observarse para tal propósito.

Empaquetadura de Empaquetadura de PreventoresPreventores..

Page 43: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLEmpaquetadura de Empaquetadura de PreventoresPreventores..Algunos tipos.Algunos tipos.

Page 44: Prevent Ores

1.3. Pruebas con 1.3. Pruebas con PresiPresióónn

CONEXIONES SUPERFICIALES CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDE CONTROL

Page 45: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

El sistema de control superficial deberá probarse:Al instalar o antes de perforar la zapata de cada tubería de revestimiento.Antes de perforar una zona de alta presión o de yacimiento.Después de efectuar cualquier reparación o cambio de sello en los

preventores o en alguno de sus componentes, o deberá probarse por lo menos la parte reparada.

Las normas citan que deberá probarse el sistema de control superficial cuando menos cada 21 días, en caso de no ocurrir ninguno de los eventos anteriores. Y en los casos siguientes:

Si el pozo es exploratorio o delimitador.Pozos de desarrollo, localizados en áreas o campos con presiones

anormales o yacimientos de alta productividad.Los arietes ciegos o de corte deberán probarse a presión, por lo menos al

instalar el conjunto de preventores y antes de perforar la zapata de TR.Abrir la válvula en la línea de estrangulación a la línea de desfogue, antes

de abrir los arietes parea liberar cualquier presión existente.Los bonetes deben probarse en cada instalación de arietes.El sistema para accionar los preventores se verificará cada vez que se

prueben éstos.

Pruebas con PresiPruebas con Presióón.n.

Page 46: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Requerimientos:Circular agua limpia en el sistema de control superficial, para lavar y eliminar

los sólidos que pudieran obturar posibles fugas.Probar el sistema de control superficial a una presión de 200 a 300 lb/pg2 con

la finalidad de localizar posibles fugas antes de aplicar la presión de prueba.Los preventores de arietes se probarán a su presión de trabajo, o al

equivalente máximo del 80% de la presión interna de la tubería de revestimiento de menor resistencia (menor grado) en que se encuentren instalados.

Cuando se tengan pozos depresionados, es conveniente determinar la presión promedio entre las dos presiones anteriores para aplicarla como presión de prueba, con objeto de proteger la empaquetadura de los preventores.

Los arietes variables deben probarse cerrando alrededor de cada diámetro de tubería de acuerdo a su rango de cierre.

El preventor anular se probará al 70% de su presión de trabajo, con objeto de tener mayor duración del elemento de sello.

Al efectuarse la prueba de preventores, deberán probarse todos componentes del sistema a la misma presión de prueba de los preventores de arietes.

Pruebas con PresiPruebas con Presióón.n.

Page 47: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Los componentes que deben probarse son:

Válvulas superior e inferior de la flechaPreventores interiores que se tienen en el piso de perforaciónVálvulas del múltiple de estrangulación, etc.Las pruebas se efectuarán siempre en la dirección del flujo del pozo.La prueba de cada componente se tomará como satisfactoria si se

mantiene la presión de prueba durante un período de cinco a quince minutos.Los resultados de las pruebas con presión, de las inspecciones físicas y de

la operación del sistema de control superficial se registrarán en la bitácora del perforador.

Si alguno de los componentes primordiales del sistema o de sus controles no funciona, deben suspenderse las operaciones de perforación para reparar la falla.

Pruebas con PresiPruebas con Presióón.n.

Page 48: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Pruebas al Arreglo de preventoes y equipo auxuliarLlevar a cabo las pruebas de operación del conjunto de preventores y el equipo auxiliar, cada vez que se haga un viaje completo de la tubería como mínimo. Estas pruebas consisten en lo siguiente:• Instalar la válvula de seguridad en la tubería de perforación y el preventorinterior.• Abrir la válvula hidráulica de la línea de estrangulación.• Cerrar los estranguladores, y operarlos cerrando y abriéndolos.• Cerrar y abrir el preventor de arietes para la tubería en uso.• Bombear agua por cada uno de los estranguladores ajustables, con objeto de verificar que no estén bloqueadas las líneas. En caso de tener llenas las líneas con salmuera, diesel u otro fluido para evitar el congelamiento deberádisponerse del equipo necesario para no derramar fluidos contaminantes.• Operar el resto de los preventores para la tubería de perforación en el diámetro adecuado.• Si se usa tubería combinada, al sacar la tubería de perforación operar los arietes correspondientes.• El preventor ciego se operará al sacar la barrena del pozo, al término de esta prueba se dejarán todas las válvulas en su posición original, se anotará en el reporte de perforación y se reanudará la operación.

Pruebas con PresiPruebas con Presióón.n.

Page 49: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Pruebas operativas al arreglo de preventores y equipo auxiliar:

• Llevar a cabo las pruebas de operación del conjunto de preventores y el equipo auxiliar como mínimo cada 14 días; en los pozos exploratorios y en la etapa de perforación de la zona productora, efectuar como mínimo cada siete días. Adicionales a las mencionadas anteriormente se debe:• Verificar que la consola opere correctamente y estén calibrados el contador de emboladas y los manómetros de presión.• Verificar apertura y cierre de cada preventor del control maestro y de cada uno de los controles remotos.• Por la línea que conecta el tubo vertical (stand pipe) con la línea de matar, y teniendo el preventor inferior cerrado para evitar el represionamiento del pozo, bombear agua por cada uno de los estranguladores ajustables y hasta el quemador, con objeto de verificar que no estén bloqueadas las líneas.

Pruebas con PresiPruebas con Presióón.n.

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CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

ProbadoresCon estas herramientas la prueba de los preventores es desde su parte inferior, reteniendo la presión hacia abajo del pozo, permitiendo manejar la presión de prueba en el sentido de trabajo de los preventores. Se fabrican en dos tipos:

Probador tipo colgadorEl cuerpo de este probador es de acero con sus dimensiones externas que corresponden a la configuración del tipo de receptáculo del cabezal. Un elemento de sello entre la superficie del cabezal y el probador proporciona la retención de la presión. Se seleccionan de acuerdo al tipo y medida del cabezal. Por diseño, tiene un bisel para sujetar al probador con los tornillos externos del cabezal. La conexión superior del probador permite su introducción y recuperación. La conexión inferior se puede enlazar al aparejo que se tenga dentro del pozo.

Probador tipo copaConsiste de un mandril al cual se maquinan sus conexiones de enlace en la parte superior e inferior. El elemento copa permite retener la presión de prueba al conjunto de preventores y manejarla hacia arriba. Se selecciona su capacidad de acuerdo al diámetro y peso de la tubería de revestimiento donde se va a asentar.

Pruebas con PresiPruebas con Presióón.n.

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CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLPruebas con PresiPruebas con Presióón.n.

Probador tipo colgador

Probador de copa Camerón tipo “F”

Tipos de probadores.Tipos de probadores.

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1.4. Arreglos1.4. Arreglos

CONEXIONES SUPERFICIALES CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDE CONTROL

Page 53: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

El Un conjunto de preventores debe tener un arreglo que permita:

a) Cerrar la parte superior del pozo alrededor del elemento tubular (tubería de perforación, tubería pesada o de los lastrabarrenas) y en su caso, bajo condiciones de presión meter la tubería hasta el fondo del pozo.b) Descargar en forma controlada el fluido invasor (gas, aceite, agua salada, o una combinación de ellos y el lodo contaminado).c) Bombear fluidos al interior del pozo y circular el brote a la superficie.d) Colgar la tubería de perforación y si es necesario, cortarla.e) Conectarse al pozo nuevamente, después de un periodo de abandono temporal.f) Una redundancia en equipo para que en caso de que algún componente falle, pueda inmediatamente operarse otro.En este sentido, el personal del equipo de perforación o mantenimiento juegan un papel muy importante; ya que, si ellos se mantienen alerta y están adiestrados en el funcionamiento y operación de los componentes superficiales, así como de los indicadores de la presencia de un brote, no dudarán en tomar las acciones adecuadas para aplicar los procedimientos y mantener el pozo bajo control.

Arreglos.Arreglos.

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CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

El arreglo de preventores lo forman varios componentes. Entre ellos están el preventor esférico, el anular de arietes (rams) en sus diversas formas, los carretes de control, y demás componentes.Como norma, todos los preventores de arietes (rams) deben tener extensión y maneral para asegurar mecánicamente su cierre efectivo. Es adecuado disponer de candados operados hidráulicamente, como en el caso de los preventoressubmarinos, y operar ambos tipos de candados cada vez que se realicen las pruebas de operación del conjunto de preventores. Arreglos de preventores, de acuerdo a las normas API.

La clasificación del API para los arreglos típicos de los preventores de reventones, esta basada en las presiones de trabajo.

Extrema presión15,00015M

Alta presión10,0006 BX

10M

Media presión50005M

Baja presión30003M

Trabajo ligero2000

6 B

2M

CONDICIONES DESERVICIOS

PRESION DETRABAJO lb/pg2

NORMA A.P.ITIPO A.P.I

CLASIFICACION DE PREVENTORES (A.P.I)

Arreglos.Arreglos.

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CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Posteriormente, se muestran arreglos para las clases API 2M, 3M, 5M, IOM y 15M. Algunos arreglos podrán ser adecuados en el cumplimiento de los requerimientos de las condiciones del pozo, y en aras de promover la seguridad y la eficiencia.Para la fácil identificación de los componentes, se utiliza un código:A = Preventor de reventones, tipo anular (esférico).G = Cabeza rotatoria.R = Preventor de reventones de arietes sencillo, con un juego de arietes paratubería, ciegos, variables o de corte-ciego, según la preferencia del operador.Rd = Preventor de reventones de arietes dobles, colocados según la preferencia del operador.Rt = Preventor de reventones de ariete triple, con tres juegos de arietes, colocados según la preferencia del operador.S = Carrete de perforación o de control, con conexiones de salida lateral para las líneas de estrangulación de matar.M = Presión de trabajo, en 1000 lb/pg2. (Actualmente se usa la letra “K” con el mismo significado).

Arreglos.Arreglos.

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Los componentes se enlistan desde abajo hacia arriba, a partir del fondo del arreglo de preventores.

Ejemplo:Arreglo 5M - 13 5/8“ - SRRAQue significa:Presión de trabajo del arreglo de preventores -5000 lb/pg2.Diámetro de paso - 13 5/8"Arreglo: Carrete de control

Dos preventores de arietes sencillosUn preventor esférico.

Arreglos.Arreglos.

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CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

A continuación se muestran arreglos típicos de preventores de reventones.

Arreglos para una presión de trabajo 2M

Arreglos.Arreglos.

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CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Arreglos para una presión de trabajo de 3M y 5M Arreglos para una presión de trabajo de 10M y 15M.

Arreglos.Arreglos.

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CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLEjemplos de algunos arreglos que se utilizan para perforar un pozo profundo de la División Sur.

Arreglo para perforar la 1a. Etapa

Línea deFlote 16”

BridaSoldable

29 1/2”-500psi

Carretede

Control29 1/2”500 psi

PreventorEsférico MSP29 ½”-500 psi

Válvula hid.Lateral8”-2M

Válvula hid.Lateral8”-2M

Línea deDesfogue6” a presade quema

TuboConductor

30”

Línea deDesfogue6” a presade quema

Campana30”

Espiga de 30”X20”

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1

P R E V E N TO R A N U LA RH Y D R ILL "M S T" 20 3 /4"S -3000 R -74

A N ILLO R -74

P R E V E N TO R S E N C ILL OC A M E R O N "U " 20 3 /4" 3M

5"

C IE G O

V A L V U LA H ID R A U LIC A C A R R E TE D E C O N TR O LC A M E R O N 20 3 /4" 3M

C A R R E TE E S P A C IA D O R20 3 /4" 3M R -74

C A B E ZA L S O L D A B L E F IPT IP O FC 22 S -3M20 3 /4" (3M )

TR 20" K -55 94 L B S /P IE B C NR P I = 2110 P S I

A N ILLO R -74

A N ILLO R -74

P R E V E N TO R S E N C ILL OC A M E R O N "U " 20 3 /4" 3M

A N ILLO R -74

A N ILLO R -74

Arreglo para perforar la 2a. Etapa (agujero 17 ½”)

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CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

1

PR EVEN TO R ESFER IC O 13 5/8" H YD R ILL

5000 PSI

BRIDA D O BLE SELLO FIP 20 3/4" 3M x 13 5/8"

PR EVEN TO R D O B LEC A M ER O N "U " 5M

PR EVEN TO R SEN C ILLOC A M ER O N 13 5/8" 5M TIPO "U "

CA RR ETE DE CO NTR O L

13 5/8 x 3 1/8" S -5M

CABEZA L 20 3/4" FIP 3M x

SO W

TR 20" K-55 94 LBS/PIER PI = 2110 PSI

TR 13 3/8" P -110 Y N -80 72 LBS/PIE BC N R PI = 5380 PSI

5 " 5M

5 "

C IEG O

BX 160

C A B EZA L 13 5/8" 5M

2900 MLIN EA D E ESTR AN G U LAR PR IM AR IA

LIN EA D E ESTR AN G U LAR SEC U N D AR IA

LIN EA D E IN YEC C IO N

900 M

Arreglo para perforar la 3a. Etapa (agujero 12 ¼”)

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1CABEZAL 20 3/4" FIP TIPO FC 22 S-3M

BX 158

LINEA DE ESTRANGULAR PRIMARIA

LINEA DE ESTRANGULAR SECUNDARIA

LINEA DE INYECCION

BX 160BX 160

CABEZAL FIP 20 3/4" 3 M x13 5/8" 5 MTIPO FC-22 PSL-2

PREVENTOR SENCILLOCAMERON 11" 10M TIPO "U"

CARRETE DE CONTROLCAMERON 11" S-10M

PREVENTOR ESFERICO 11"CAMERON TIPO "MSP" S-10M

PREVENTOR DOBLE 11"CAMERON "U" 10M

5 "

C.CORTE

BX 158

.

BRIDA DOBLE SELLO 20 3/4" 3M. X 13 3/8.

20" A 900 M.

13 3/8" A 2900 M.

9 5/8" A 4880 M.

CABEZAL FIP 13 5/8" 5M x 11" 10MTIPO FTC-MS PSL-3

BRIDA DOBLE SELLO FIP 13 5/8" X 9 5/8" 5M

BX 158

5

VALV. HDCA. 3 1/16 15M:VALV. HDCA. 3 1/16 15M:

Arreglo para perforar la 4a. Etapa (agujero 8 ½”)

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CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

1CABEZAL 20 3/4" FIP TIPO FC 22 S-3M

BX 158

LINEA DE ESTRANGULAR PRIMARIA

LINEA DE ESTRANGULAR SECUNDARIA

LINEA DE INYECCION

BX 160BX 160

CABEZAL FIP 20 3/4" 3 M x13 5/8" 5 MTIPO FC-22 PSL-2

PREVENTOR SENCILLOCAMERON 11" 10M TIPO "U"

CARRETE DE CONTROLCAMERON 11" S-10M

PREVENTOR ESFERICO 11"CAMERON TIPO "MSP" S-10M

PREVENTOR DOBLE 11"CAMERON "U" 10M

5 "

C.CORTE

BX 158

.

BRIDA DOBLE SELLO 20 3/4" 3M. X 13 3/8.

20" A 900 M.

13 3/8" A 2900 M.

9 5/8" A 4880 M.

CABEZAL FIP 13 5/8" 5M x 11" 10MTIPO FTC-MS PSL-3

BRIDA DOBLE SELLO FIP 13 5/8" X 9 5/8" 5M

BX 158

5

VALV. HDCA. 3 1/16 15M:VALV. HDCA. 3 1/16 15M:

Arreglo para perforar la 5a. Etapa (agujero 5 5/8”)

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1.5. Normatividad1.5. Normatividad

CONEXIONES SUPERFICIALES CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLDE CONTROL

Page 65: Prevent Ores

CONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROLCONEXIONES SUPERFICIALES DE CONTROL

Algunas medidas que se deben considerar como parte importante:Se debe disponer de un paquete de refacciones en la localización terrestre o marina, sobre todo las partes que sufren mayor desgaste y son de vital importancia.Procurar la estandarización de los componentes, con el fin de reducir el paquete de refacciones, el cual consistirá de lo siguiente:

Una válvula completa.Conexiones diversas como tees (“T”), crucetas, anillos, birlos, etc.Un estrangulador ajustable completo, incluyendo refacciones para las

partes sometidas a mayor daño.Manómetros, mangueras, tubería flexible, etc.Un juego completo de arietes por cada diámetro de tubería en uso.Un juego de elementos de hule para cada diámetro de tubería en uso.Un juego completo de empaques para bonetes de cada preventor de arietes

en uso.Anillos diversos para cada medida de brida instalada.

Todo este refaccionamiento se protegerá contra la corrosión cubriendo las partes metálicas con grasa y guardando las empaquetaduras de hule en recipientes sellados.

Normatividad.Normatividad.

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Mantenimiento

Se recomienda no soldar en los preventores o en el equipo relacionado.La vida útil del empaque sello de los preventores anulares se puede mejorar de las siguientes maneras:1. Cerrando el preventor contra tubería y no contra agujero abierto (sin tubería).2. Usando la presión de cierre recomendada por el fabricante.3. Usando el tipo de elastómero adecuado para el fluido de perforación o mantenimiento en uso y para los fluidos de la formación anticipados.4. El uso adecuado de un regulador o acumulador al sacar o meter a presión las juntas de la tubería. El movimiento rápido de una junta a través del empaque cerrado puede dañarlo severamente y causar su falla prematura.En este caso aplica el Boletín del API RP-53-A, Prácticas recomendadas para sistemas de equipo para la prevención de reventones.

Normatividad.Normatividad.

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Modificaciones al preventor para los ambientes con ácido sulfhídricoEn las operaciones de perforación donde se espere encontrar ácido sulfhídrico, con rangos en que la presión parcial exceda 0.05 lb/pg2 en la fase gaseosa, deben realizarse modificaciones en los preventores. Las prácticas recomendadas para la seguridad en las operaciones de perforación en este tipo de ambiente, se podrán encontrar en Especificaciones API-RP-49, "Procedimientos recomendados para la perforación segura en pozos que contienen ácido sulfhídrico".Se requieren modificaciones en los equipos, ya que muchos materiales metálicos en ambientes con ácido sulfhídrico, están sujetos a hacerse quebradizos “Agrietamiento por el Esfuerzo Sulfúrico” (AES). Dicha falla espontánea depende de las propiedades metalúrgicas del material, el esfuerzo o carga total (ya sea interno o aplicado), y el ambiente corrosivo. En la norma NACE-MR-01-75 aparece una relación de materiales metálicos resistentes al agrietamiento por esfuerzo del sulfhídrico en el campo petrolero.

Normatividad.Normatividad.

Page 68: Prevent Ores

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El fabricante debe proporcionar una relación de las partes específicas que deben de cambiarse en los preventores anular y ariete, para el servicio con ácido sulfhídrico.Como guía, todos los materiales metálicos que pudieran ser expuestos al ácido sulfhídrico bajo las condiciones de operación, deben tener una alta resistencia al agrietamiento por sulfhídrico. La máxima dureza aceptable de los cuerpos de todos los preventores y válvulas deberá cumplir la norma NACE-MR-01-75.Los elastómeros también están sujetos al ataque por el sulfhídrico. Los elastómeros de nitrilo que cumplan otros requerimientos de trabajo sonaptos para servicio amargo hasta una temperatura entre 65.5 y 93.3 °C (150-200 °F), pero disminuye rápidamente su vida útil. Si se esperan temperaturas mayores de 93.3 °C, en la línea de flujo, se debe consultar al fabricante del equipo.Los elastómeros deben ser cambiados lo más pronto posible después de su exposición al ácido sulfhídrico bajo presión.

Normatividad.Normatividad.

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Inspección física del conjunto de preventores.Antes de proceder a la instalación de un conjunto de preventores o después de cada etapa de perforación, deberá verificarse en el pozo lo siguiente:

Inspeccionar visualmente el cuerpo de cada preventor, principalmente las cavidades donde se alojan los arietes, el estado que guardan las pistas y los conductos de las salidas laterales, con objeto de verificar que no estén dañados o desgastados.

Inspeccionar el tipo y las condiciones que guardan cada uno de los anillos a instalar. En tablas se detallan las especificaciones de estos anillos.

Revisar que todos los birlos o espárragos y tuercas sean de la medida y tipo apropiado, que no estén dañados u oxidados, que cumplan con las especificaciones API para el rango de la presión de trabajo, temperatura y resistencia al ácido sulfhídrico (H2S) si se requiere.

Inspeccionar el buen estado del elemento sellante frontal de cada ariete, así como el del preventor anular.

Verificar la posición en la instalación de cada preventor, así como la correcta conexión de las líneas de apertura y cierre.

Normatividad.Normatividad.

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FIN: CAPITULO 1FIN: CAPITULO 1