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2.5 Diseño de Cabezal y Arbolito de producción.-
Comprenden un sistema para control del Pozo tiene 3 funciones:
1. Cerrar el pozo en caso de un Influjo imprevisto
2. Colocar suficiente contra-presión sobre la formación
3. Recuperar el Control Primario del Pozo
¿Qué es un Cabezal de Pozo?
El cabezal de pozo es la base en la superficie sobre la cual se construye el pozo
durante las operaciones de perforación.
El wellhead (Cabezal de pozo) provee la base para elasentamiento mecánica del
ensamblaje en superficie. Provee:
1. Suspensión de tubulares (casing) en el pozo.
2. Capacidad para instalar en superficie un dispositivo de control de flujo del pozo
como:
a) Un BOP (Blowout Preventer) para la perforación
b) Un Xmas Tree (Arbol de Navidad) para la producción o inyección
3. Acceso hidráulico al anular entre casing para permitir el desplazamiento durante
la cementación
El cabezal de pozo está compuesta por:
Cubierta del cabezal del revestidor.-
Normalmente está conectado al revestidor de superficie.
Soporta la siguiente sarta de revestimiento
Conectada o adaptada al equipo de control de pozo
Sella el agujero (de la atmósfera)
Controla acceso al agujero:
para control de presión
o retornos de fluido durante operaciones de perforación.
Cabezal del revestidor tipo Carrete.-
Sella (empaca) sarta del revestidor superficial
Ofrece soporte (tazón de asentamiento) para la siguiente sarta de
revestimiento
Ofrece soporte para el montaje del equipo de control de pozo (arreglo de
preventores)
Sella el agujero (de la atmósfera)
Controla acceso al agujero:
para control de presión
o retornos de fluido durante operaciones de perforación.
Cabezal de tubería tipo carrete.-
Sella (empaca) sarta de revestimiento de producción
Ofrece apoyo y retención para el colgador de tubería
Ofrece apoyo para el montaje del arreglo de preventores
Especificación típica de presión de trabajo:
10,000psi
¿Qué es un árbol de navidad?
Es un montaje de válvulas, estranguladores y accesorios utilizados en un pozo de
petróleo, de gas, inyección de agua de pozo y otros tipos de pozo.
¿Qué propósito cumple el Árbol de Navidad?
El propósito del Arbol de Navidad (Xmas
Tree) es proveer un control de válvulas de
los fluidos producidos o inyectados al
pozo.
Comprende 2 válvulas laterales de
salida,normalmente una para la
producción y otra para la inyección.
Adicionalmente una tercera válvula de salida provee acceso vertical al casing
mediante herramientas de cable concéntricas o coiled tubing tools.
La válvula inferior es la válvula máster y controla todo el acceso mecánico e
hidráulico al pozo. En algunos casos, la importancia de esta válvula para brindar
seguridad al pozo es tan alta que es duplicada. Todas las válvulas son en algunos
casos tanto manualmente operadas como controladas remotamente
hidráulicamente como en el caso de las plataformas marinas.
Válvulas.-
Es un Mecanismo que regula el flujo de la comunicación entre dos partes de una
máquina o sistema.
La mayoría de las válvulas en los cabezales de pozos son del tipo
compuerta.
Las válvulas de compuerta ofrecen el control primario de
abierto/cerrado del cabezal de pozo.
Son los accesorios más notorios en los árboles de navidad.
Estranguladores de flujo.-
Es un dispositivo mecánico que produce una restricción en una línea de flujo,
ocasionando ya sea una caída de presión o una reducción en la velocidad del
flujo.
¿Para qué se necesitan los estranguladores de flujo?
Para controlar el régimen de flujo.
Para controlar la presión del flujo a través de un conductor.
Para operaciones de limpieza con chorro.
Para imponer contrapresiones durante la circulación del pozo.
Para eliminar daños.
Para controlar el régimen de inyección de fluidos.
El cabezal de pozo, el árbol de navidad, son métodos secundarios para Control del
Pozo después de la hidrostática de la columna de fluido en el pozo que constituye
su control primario.
Ejemplo.- A continuación mostraremos un ejemplo encontrado:
BOLIVIA (PLUS PETROL)
"Tacobo 1003" - Cabeza de Pozo
Enero 2011
a) Diseño de Cabeza de Pozo
Condiciones de pozo
Temperatura en los diferentes casing y anulares
Dato de entrada: Producción Gas 30 mmscf/day Agua 18 bbl/day
En superficie
Temperatura / Presión de operación
Sección A
Connexión inferior 20”
Casing a colgar 14” Maxima carga 1,421 klbs (de este casing)
Pasaje mínimo (bore) 17 1/2”
Máxima presión de superficie 3800 psi (gas a superficie)
Presión de Trabajo 5000 psi
Carga máxima en esta sección con todas las cañerías colgadas: 2700 klbs
Sección B
Casing a colgar 9 5/8” Maxima carga 1,245 klbs (de este casing)
Máxima presión de superficie 11300 psi (gas a superficie)
Pasaje mínimo (bore) 12.8”
Presión de Trabajo 15,000 psi
Carga máxima en esta sección con todas las cañerías colgadas: 1550 klbs
Sección D
Tubing a colgar 4 1/2” Maxima carga 220 klbs
Máxima presión de superficie 13,500 / 14,000 psi (gas a superficie)
Pasaje mínimo (bore) 8.01”
Cañerías
Arquitectura de cabeza de pozo
Especificación de la cabeza de pozo
http://www.jereh-oilfield.com/uploadfiles/Cabezal-de-Pozo.pdf
http://seminarioluzpetroleo.files.wordpress.com/2012/06/sistema-de-
prevencic3b3n-de-reventones.pdf
http://www.pluspetrolbolivia.com.bo/intranet/uploads/licitaciones/23/
HOJA_DATOS_TECNICOS_CABEZAL_POZO_TCB_X1003.pdf