PREVENTORES PARA AGUAS PROFUNDAS

Hugo Armando Sandoval Colín, Facultad de Ingeniería.

Introducción

Para prevenir un brote es necesario contar con un sistema para cerrar o sellar el pozo que permita

tener bajo control el flujo de los fluidos de la formación hacia el pozo. Esto se logra a través del

sistema preventores (BOP) conectados a la cabeza del pozo.

El propósito de este arreglo es sellar el pozo para mantener bajo control el flujo de fluidos de la

formación, evitar que los fluidos escapen hacia la superficie, permitir el movimiento de ingreso o

salida de la tubería en el pozo, permitir la salida de fluidos de una manera controlada.

La distribución de los preventores y su tamaño se determinan de acuerdo la presión esperada y la

protección requerida, además del tipo y tamaño de tubería a utilizarse.

Los requerimientos para el sistema de preventores son:

Debe existir la tubería de revestimiento necesaria para asegurar el anclaje firme para el arreglo

apilado de preventores.

Debe de ser capaz de cerrar y sellar el pozo completamente, con o sin sarta en el pozo.

Debe de contar con un procedimiento de cierre simple o rápido.

Debe de contar con líneas controlables para desfogar la presión.

Debe de facilitar la circulación de fluidos tanto a través de la sarta como el espacio anular.

En las instalaciones submarinas no deben ser afectados por el movimiento lateral del elevador

provocado por el movimiento existente y las variaciones de la marea. Esto se logra a través de una

conexión de bola.

Un preventor submarino típicamente incluye componentes como líneas hidráulicas y eléctricas,

módulos de control acumuladores hidráulicos válvulas de prueba, líneas de matar y estrangular,

junta del tubo elevador, conectores hidráulicos y bastidor de soporte.

Los BOP submarinos se conectan a la plataforma costa afuera a través del Riser que brinda una via

continua para la sarta de perforación y los fluidos del pozo.

Preventores

Los BOP vienen en dos tipos básicos: de arietes y anulares. A menudo se usan juntos en equipos de perforación, típicamente por lo menos un BOP anular coronando un conjunto de preventores de arietes.

Un BOP de ariete tiene un funcionamiento similar al de una válvula de compuerta, pero usa un par de émbolos de ariete opuestos. Los arietes se extienden hacia el centro del recinto del pozo para restringir el flujo, o se retraen para permitirlo. Las caras superior e inferior de los arietes están provistos de obturadores (sellos de elastómero) que se comprimen uno contra el otro, contra la pared del pozo y alrededor de la tubería que atraviesa el recinto del pozo. Salidas en los lados del cuerpo del BOP se usan para conexiones de las líneas de estrangular y de matar o de válvulas.

DIFERENCIAS ENTRE UN CONJUNTO DE PRE VENTORES SUPERFICIAL Y UN SUBMARINO

Se utilizan conexiones tipo grampa por su fácil operación y ahorro de tiempo; además están diseñadas para soportar las mismas presiones que las bridas. Las líneas de matar y estrangular se conectan a las salidas laterales de los preventores de arietes. Las líneas de matar y estrangular tienen un conjunto de válvulas que permiten utilizarlas con doble propósito. Los preventores de arietes tienen un sistema de candados integrales que son operados a control remoto. Los arietes ciegos de corte se utilizan en lugar de los ciegos normales. Pueden usarse carretes espaciadores para cortar tuberías, colgar la sarta de perforación y para meter tubería bajo presión al pozo. Arietes ciego o de corte

Están equipados con hojas metálicas de cortantes, la tubería se cortara. Este tipo es el más común

en equipos marinos porque permite que la tubería se soporte en los arietes de tubería y se corte

por medio de las hojas cortantes, lo que permite que la sarta desaloje el sitio.

Arietes de tubería

En este caso el sello de caucho coincide, con el diámetro de la tubería para que el anular se

encuentre completamente sellado cuando la tubería se encuentre dentro del pozo.

Es por esto que cada arreglo de BOPs debe incluir arietes de tubería para cada tamaño de tubería

que ingrese al pozo.

Figura 1. Esquema de apilamiento de simple de BOP.

Preventores anulares

El preventor Anular es el equipo de control de pozo más versátil, para el cual existen muchos

nombres para referírsele, tales como Preventor Esférico ó Bolso preventor. El preventor anular

está habilitado para sellar alrededor de diferentes tamaños o diámetros de tubería de perforación

(drill pipe), barras (drill collars), tubería de trabajo, guaya fina, tubings, entre otros. Existen

algunos modelos los cuales pueden usar presión del pozo para proveer una capacidad adicional de

sellado.

El preventor anular consiste de un cuerpo, un cabezal, un pistón y una unidad de empaque de

goma. La ilustración de abajo nos muestra un dibujo de un preventor anular modelo.

Figura 2. Diagrama modelo de preventor anular.

La ubicación de los arietes y líneas depende del tipo de operaciones. A continuación se detallan los

beneficios o desventajas que brinda en colocar los arietes ciegos o de corte sobre o debajo de los

arietes de tubería.

Arietes ciegos inferiores

Se puede cerrar el pozo con el fin de permitir la reparación o remplazo de otros arietes , es decir,

funcionara como válvula maestra.

La sarta no puede ser suspendida sobre arietes de tubería.

Arietes ciegos superiores

La sarta puede ser suspendida en los arietes de tubería y retirada posteriormente se podrá cerrar

el pozo con el ariete ciego.

Los arietes de tubería pueden cerrarse cuando la tubería se encuentra dentro del pozo y los

arietes ciegos pueden ser remplazados con los arietes de tubería. Esto minimiza el desgaste y

permite que se pueda efectuar la operación (stripping) de la tubería.

Figura 3. Equipo Submarino.

Control de BOP

En las operaciones offshore, con el cabezal del pozo se encuentra en el lecho marino, hay cuatro

maneras principales para controlar un BOP:

Señal eléctrica de control, enviada desde la superficie a través de un cable de control.

Señal acústica de control, enviada desde la superficie basada en una pulsación

modulada/codificada de sonido, transmitida por un transductor submarino.

Intervención de vehículo de mando a distancia (ROV), válvulas de control mecánico y presión

hidráulica al conjunto de BOP.

Interruptor de contacto continuo/autocortante, activación a prueba de fallas de BOP seleccionado

durante una emergencia, y si las líneas de control, alimentación eléctrica e hidráulicas han sido

cercenadas.

Dos módulos de control se suministran en el BOP para redundancia. El control de señal eléctrica

de los módulos es el primario. Los controles acústicos, por intervención de ROV e interruptor de

contacto continuo, son secundarios.

LINEAS DE MATAR Y ESTRANGULAR SUBMARINAS

Son similares a su propósito que las instaladas en superficie. Criterios pertinentes a las líneas de matar y sus válvulas también se aplican a las líneas de estrangular y válvulas, puesto que se interconectan al múltiple de estrangulación para permitir el bombeo o el flujo a través de cualquiera de ellos.

Las líneas de matar y estrangular en instalaciones submarinas se enlazan opuestas una de otras en el exterior del conductor marino (riser). Pueden ser de tres tipos:

El tipo integral tiene las líneas permanentemente integradas en cada tramo del conductor marino, con conectores piñón y caja que se conectan simultáneamente con el conector del conductor marino (riser). El tipo guiado tiene dos rieles guías permanentemente instalados en el conductor marino, los cuales sirven de guía a los patines unidos a las líneas de matar y estrangular. Ambas se instalan una vez que el conductor marino ha sido instalado. El tipo de embudo tiene embudos instalados en los tramos del conductor marino, lo cual permite que se corran las líneas después de que el conductor marino está instalado.

Figura 4. Alternativas para instalar líneas de matar y estrangular en instalaciones submarinas.

Bibliografía

Manual de control de pozos y prevención de brotes, Dave Hawker, Versión 2.1 Marzo 2001.

Principios de control de pozo, Equipo Editorial de Petróleo Internacional, Octubre 2010.

Introducción a las operaciones costa afuera.