UNIVERSIDAD AUTONOMA DE TAMAULIPAS

UNIDAD ACADEMICA MULTIDICIPLINARIA REYNOSA RODHE

MATERIA: MANEJO, RECOLECCION Y TRANSPORTE DE HIDROCARBUROS

TEMA: LINEA DE ACERO

CATEDRATICO: ING. LORENZO ARIEL NAVA ARREGUIN

ALUMNO: JOSE FRANCISCO PADRON LOPEZ

CARRERA: INGENIERO PETROLERO

MARZO/2014

Línea de AceroOperaciones y Herramientas

En los pozos petroleros durante las etapas de: Terminación, Reparación y en su vida productiva (llámese Productor, Testigo, Inyector, de Bombeo Neumático, Delimitador, etc.), Línea de Acero realiza actividades de apoyo con el fin de minimizar los altos costos de tiempo-equipo y también el de proporcionar la información recuperada, que coadyuve a evaluar el comportamiento de los pozos en su etapa inicial y durante la explotación del yacimiento. Para el desarrollo de las operaciones con Línea de Acero, se utiliza una Unidad de Línea (ULA) la cual posee un carrete devanador con alambre acerado de uso especial, activado por un sistema hidráulico a través de la fuerza que le imprime un motor diésel o eléctrico, posee un sistema contador que permite medir la longitud de alambre que sale del interior del carrete y que es introducido al pozo, también cuenta con un sistema indicador de peso que nos muestra el comportamiento del peso de las herramientas conforme bajan por el interior del pozo y de la misma manera durante la extracción de estas hacia la superficie.

Línea de Acero

Sobre el árbol de válvulas se instala un equipo de control de presión (ECP) el cual nos permite evitar la exposición de presión, fluidos y gases contenidos en el pozo, permitiendo el introducir en forma segura herramientas y accesorios hacia el interior del pozo o de este hacia el exterior.

Un cable no eléctrico delgado utilizado para la colocación selectiva y la recuperación de los componentes de terminación del pozo, tal como tapones, medidores y válvulas situadas en los mandriles de cavidad lateral. Las válvulas y las camisas también pueden ajustarse utilizando herramientas operadas con línea de acero. La tubería aplastada parcialmente puede ser reparada utilizando un mandril para tubería operado con línea de acero

Operaciones con Línea de Acero:

Calibraciones de tuberías de producción Limpieza de tuberías con varias herramientas Colocación y Recuperación de tapones para pruebas de tuberías de producción Colocación y recuperación de tapones para anclar empacadores hidráulicos Apertura y Cierre de camisas deslizables para circular fluidos de control- Registros de presión de fondo a pozos cerrado- Registros de presión de fondo a pozos fluyendo- Registro de Temperatura- Registro de Producción- Toma de muestras de fondo para verificar el contenido- Toma de muestras de fondo para análisis P.V.T. (Presión, Volumen y Temperatura)

Unidad de Línea de Acero.Con la Línea de Acero tenemos las operaciones siguientes:*Operaciones Mecánicas.*Tomas de Información.*Disparos para Taponamiento.

Operaciones Mecánicas:-Calibración de tuberías de producción:Esta operación es la mas importante, la mas básica y de los resultados que se tengan de ella dependen las operaciones subsecuentes y dependiendo de los requerimientos de estas será el calibre y el tipo de dispositivo que se use para realizar la calibración.En los objetivos de la calibración, esta:-Verificar la profundidad interior de la tubería.-Garantizar que las otras herramientas que entraran al pozo saldrán sin restricción.-Determinar tipos de obstrucción.

Equipo Superficial

Estopero Catcher Lubricadores

Bridas

BOP ó PreventorTrampa

Equipo Superficial Ensamblado

Brida

Preventor (BOP)

Trampa

Lubricador con Válvula de Desfogue

Lubricador

Atrapador de Herramienta (Catcher)

Estopero

Brida

Es una conexión directa al árbol de válvulas, el cual proveen un buen sello hermético utilizando el anillo metálico y el cual es la base para instalar la herramienta superficial para realizar los trabajos de línea de acero.Las Bridas cuentas con unión rápida integrada de la cuales las cuerdas puede variar ya sea Acme, Otis o Bowen

Adaptadores de Bridas

Bx-169 @ Bx-15410,000 psi

Bx-155 @ Bx-15410,000 psi

- Aisla la presión del pozo con respecto al lubricador sin recortar el alambre, sin necesidad de cerrar válvulas centrales del pozo

- Permite armar herramientas (caja ciega o diablo) para cortar línea de acero sobre la cabeza de un aparejo.

- Permite deslizar el alambre a través de los hules (de los RAMS) en caso necesario en operaciones de pesca de alambre

Preventor

Trampa

- Es un dispositivo con el cual permite asegurar la herramienta cuando se conecta los lubricadores en caso de un accidente durante la instalación y eso evita que la herramienta se introduzca dentro del pozo descontroladamente.

- Otro de las funciones del dispositivo es que en caso de que durante la operación haya un desfase en el contador esta permita que observar el retorno de la herramienta sin ningún accidente.

Lubricadores

- La función de este dispositivo es de igualar presiones para que se introduzca la herramienta para los trabajos de línea.

- Así como la de desfogar la presión acumulada durante la operación.

- Almacenar la herramienta la cual va hacer introducida dentro del pozo.

Atrapador de Herramienta (Cátcher)

Este dispositivo realiza la función de “Atrapar” la herramienta cuando termina la operación y esto es para evitar que pegue en el estopero y así que no caiga la herramienta dentro del pozo sin ningún control.

- El propósito de este dispositivo es el de permitir el paso de alambre hacia el interior del lubricador por medio de una polea.

- La línea entra al lubricador y es empacada por medio de un juego de hules, los cuales son comprimidos por dos cilindro de bronce.

- La presión de los hules sobre el alambre es controlada por el tornillo regulador.

Estopero

Unidades de Línea de Acero Norte

Cabina de Operaciones de Línea de Acero

Unidad de Tensión

- Se utiliza para medir el peso y la tensión aplicada al alambre en todas las operaciones que se efectúan con el equipo de línea de acero.

- Es de gran importancia el uso de este instrumento como protección de la Línea y para no someterla a grandes esfuerzos.

- Su funcionamiento es hidráulico. Esta compuesto principalmente de un diafragma de hule dentro de una celda de carga (convertidor), un medidor de presión (manómetro) y una manguera que comunica el convertidor con el manómetro. Todo el sistema esta lleno con fluido W-15.

- LA unidad es muy sensible y presenta un error solo de 0.5 a 1 %.

Contador

Es un sistema con el cual nos permite medir los metros o pies de línea que se introduce en el pozo y los que se recuperan, para así medir la profundidad de los pozos petroleros.

Malacate

Tipos de Línea de Acero:3.175mm (0.125”)2.74mm (0.108”)2.34mm (0.092”)2.08mm (0.082’’)

Los Materiales a partir de los cuales se fabrican incluyen acero al carbón, aleaciones de acero inoxidable y aleaciones con base de níquel y cobalto.

En todas las operaciones se utiliza un aparejo de trabajo básico el cual difiere según el tipo de actividad a desarrollar para lo cual esquematizamos los diferentes arreglos utilizados, difiriendo en la cantidad de herramientas utilizadas al esquema mostrado según sea la condición de cada pozo especifico.

Ensamble Basico de Herramienta de Fondo

Cabeza

Un dispositivo utilizado para conectar una sarta de herramientas mecanicas a un cable de adquisición de línea de acero, Este dispositivo provee las sujeciones para los cables armados mecánicos (que confieren la resistencia a la tracción al cable de adquisición de liena de acero).Otro atributo de los cabezales de cables es que actúan como un "eslabón débil", de modo que si una herramienta se atasca en un pozo sin posibilidades de ser recuperada, el operador puede aplicar de manera intencional una tracción superior a la resistencia a la rotura del cabezal del de línea de acero, haciendo que el cable salga del cabezal de manera controlada.

Contra-Pesos

Dispositivo de levantamiento en una unidad de entubación utilizado para levantar y bajar la sarta de herramientas y los tubulares de la herramienta de servicio.

Los materiales con los que comúnmente están fabricados son de carburo tungsteno y acerados.

TungstenoUna de las grandes ventajas industriales que aporta este compuesto es que aguanta de forma estable hasta una temperatura de 1.600 – 1.700 grados, con lo que su uso en grandes prensas industriales en “frío” está de lo más asegurado.

Existen varios tipos de diámetros de pesos y esto se debe a los tipos de tuberías que existen en los pozos de hidrocarburos.

Tijera Mecánica Tijera TubularRecuperación de muestra de fondo y de intervalo.Esta operación mecánica se realiza mediante un cubeta tubular que tiene un apertura en la parte superior de la herramienta con el propósito de que por esa abertura ingrese el material que exista en el interior del pozo y a la profundidad de la cual se requiera la muestra.El objetivo es recuperar una muestra de material que exista en el fondo como evidencia del motivo por el que no bajo mas la herramienta, cuando se trate de una operación de calibración y se encuentra una obstrucción no esperada.Cuando la muestra por recuperar es de intervalo, lo primero es calibrar para determinar que esta libre el intervalo de interes y la muestra se vuelve mas importante porque de su análisis se determina el tipo de material que existe al nivel del intervalo productor.

Tijera

Tijera Hidráulica

Cubeta

El objetivo de sacar muestra con cubeta es la de recuperar una cantidad de fluido del interior del pozo a una profundidad determinada utilizando un barril muestreo o cubeta hidrostática, pudiendo ser la muestra liquida o sólida según sea requerida.Existen dos maneras de recuperar dicha muestra : la primera es mediante el uso de muestreo de circulación por el cual vapasando el fluido a través de este y en la profundidad seleccionada se estaciona la herramienta durante un corto tiempo y al momento de iniciar a levantar hacia superficie, es sellado mediante una esfera que se aloja sobre su asiento y trayendo consigo la muestra.La segunda manera es utilizando muestreos de gravedad los cuales al estacionar la herramienta desplazan la muestra pordiferencia de densidad de fluidos, entrampando la de mayor densidad.En el caso de muestra sólida se coloca en la parte inferior una zapata tipo pata de cabra para introducir la muestra a la cámara

El objetivo de sacar impresión es el de transportar hasta la superficie del pozo una huella sobre una área de plomo homogénea, obtenida a una profundidad en la cual se halla determinado previamente alguna obstrucción que impida el libre paso de herramientas o instrumentos hacia dentro del pozo, o cuando se desea conocer el estado de dispositivos y/o accesorios alojados en el interior, mencionando algunos de los posibles motivos:-Reducción de diámetros-Aportación de Formación-Sedimentación en las paredes de la tubería-Boca de pescados-Verificación de asentamiento de herramientas-Colapsos de T.P.Al tenerse en superficie la impresión en el sello de plomo, se interpreta determinando el motivo o causa posible que obstruye el paso.

Block Impresor

Block BlindadosCaja Ciega

El objetivo de desplazar pez consiste en deslizar con golpes de tijera aquella obstrucción que impide el libre paso al interior del pozo a través del aparejo de producción, hasta que se logre desplazar al fondo del pozo dejando libre el paso para cualquier herramienta que vaya a introducirse.Para esta operación se utiliza el aparejo de trabajo adicionando en su parte inferior una caja ciega que consiste en una herramienta metálica de material sólido endurecido .

Troquelador

El Troquelador se utilizaba para “enderezar” la tubería de producción colapsada.

El objetivo de la calibración es conocer el diámetro libre del interior de las tuberías de producción, siendo esta operación necesaria, previamente a la introducción de cualquier herramienta o instrumento y para tal fin existen varios tipos de calibradores siendo uno de los mas usuales el Troquelador.

El Troquelador posee una forma cónica que le permite guiar y orientar el conjunto de herramientas con el que es introducido alinterior del pozo, siendo su parte central la de mayor diámetro de paso, su diseño permite corregir pequeños defectos de las tuberías, ya que al golpear fuertemente permite recalcar ciertos puntos.

Calibrador y Cortador de Parafina

La finalidad de cortar parafina es la de limpiar desprendiendo las adherencias que se presentan en las paredes internas de las tuberías, pudiendo ser estas ocasionadas por asentamientos de: carbonatos, sedimentos, parafinas, acumulación o sedimentación de sólidos sobre los perfiles de los accesorios del aparejo, etc.

El cortador de parafina posee lateralmente dos canales de drene los cuales permiten expulsar los recortes que han sido desprendidos a su paso por el interior de la tubería, siendo estos ingresados por la parte inferior del cortador y expulsados a la parte superior por los lados del cuerpo.

Pescantes Tipo Arpón

Arpón de 2 Piernas Marca Otis de diferentes diámetros 1 ½`` hasta 3¼``

Pescar con línea de acero.Esta operación resulta ser de las mas complicadas porque la mayoría de los casos, se genera por algún problema que se tuvo en alguna operación previa y se quedo la sarta de herramienta, además de línea atrapada en el fondo del pozo. dependiendo como se presenten las condiciones se decidirá las siguientes operaciones y el tipo de pescante a utilizar. En esta operación requiere del maniobrar con el equipó de control de presión en superficie.

El objetivo de la pesca con la unidad de línea es el de recuperar las herramientas y/o accesorios que hayan quedado de pez en el interior del pozo. Para este tipo de operación existen varias herramientas de pesca con fines específicos mencionando las siguientes:Pescante Arpón, se utiliza cuando existe alambre de pez dentro del pozo, el cual es sujetado por los gavilanes internos que tiene distribuidos en su longitud, arrastrando el alambre hasta la superficie, siendo posible su recuperación.Pescante tipo JD o JU, se utiliza cuando existe una herramienta de pez que posea cuello de pesca el cual es sujetado por los perros internos del pescante.Pescante tipo O´Bannon, se utiliza en herramientas que no poseen cuello de pesca, la cual es sujetada por unas cuñas cónicas que se introducen en la longitud del cuerpo de la herramienta.

Pescante B&B para cuello de pesca con línea Pescante B&E para cuello de pesca con línea

Diámetro de los Pescantes: 1½

Pescante Otis Diámetro 3 ‘’

Ancla y Perforador Mecánico (Puncher)

Perforar tuberías de producción con perforador mecánicoEsta es una operación mecánica es equivalente a una apertura de camisa. La herramienta que se utiliza tiene un dispositivo que permite anclarse en el interior de la tubería y permite, el galopeo hacia arriba.Con cada golpeo, se va empujando un perno contra la pared de la T. P.hasta que esta queda perforada. Y se establece la circulación entre la T.P. y el espacio anular.Por lo anterior se puede decir que el objetivo de esta operación es establecer comunicación entre la tubería de producción y el espacio anular.

Cortador de Línea (Diablo)Diámetro de 2”

Corrida de diablo.Esta operación surge por la necesidad de recuperar la línea cuando en alguna operación, por las condiciones del pozo, la herramienta se queda atrapada y la línea no se revienta con los intentos por recuperarla.En tales condiciones se recurre a hacer la corrida del diablo la cual consiste en una barra de fierro ranurada en toda su longitud (aproximadamente 1.8m) en donde se debe alojar la línea y fijarla con una laina atornillada. Para esto se tensiona la línea, se realizan maniobras con el equipo de presión en superficie. Se descubre la línea y luego se la acomoda el diablo, finalmente se deja caer libre con objeto de que lastime la línea contra la cabeza sostén y luego romperla de ese punto desde la superficie. Posteriormente se bajara a pescar el diablo y luego la herramienta.

La AmeradaLa parte activa del elemento de presión es un tubo bourdon helicoidal, que tiene fijo uno de sus etremos y el otro libre para rotar dependiendo de la presión en el interior de pozo. Los resultados de la rotación del extremo libre del tubo bourdon son transmitidos directamente a un estilete de grabación sin uso de engranes o palancas.El estilete graba solamente en una carta metalica, la cual es tranportada en un cilindro controlado por un reloj. El rango de tiempo del reloj dependerá del tipo de prueba que se este efectuando en el pozo. Los rangos mas usuales son 3,12,24,48,72.

Amerada

Amerada

Amerada Interior de la

Amerada

Reloj para

Amerada

Lector de Graficas

(Laminas)

Sondas Para la Toma de Información de Presión y Temperatura

Registro de Presión y TemperaturaEl instrumento que se utiliza cuanta con memoria electrónica integrada, es capaz de almacenar mas de 400 mil datos, con capacidad de muestro de 10 valore de presiones y temperatura por segundo.Debido a que el instrumento se puede alojar en el fondo del pozo con colgadores especiales, es muy útil para efectuar pruebas de variación de presión en pozos de alto potencial, asi como pruebas de limite por largos periodos de tiempo

Tomas de Información.Registros de presión y temperatura de fondo con pozo cerrado (RPFC).Aunque entre nosotros por familiaridad le llamamos registro, realmente es una prueba de presión de fondo, que consiste en obtener la presión de fondo para lo cual el pozo debe estar cerrado durante un tiempo mínimo de 48 horas, con el objetivo de que el material que se encuentra dentro del pozo, se acomode en la columna de acuerdo a su densidad de manera que la columna este bien estabilizada. Con este registro se obtiene los parámetros de la presión, gradiente de los fluidos, niveles y tipos de fluidos. Este registro se toma normalmente con sensores electrónicos de memoria aunque también es posible tomarlo con sensores de tiempo real

-Registro de presión de fondo con pozo fluyendo (o dinámico)Con la medición de la presión de fondo con pozo fluyendo, se establecen las caídas de presión de los pozos. La prueba ayuda a definir o decidir el diseño de los sistemas artificiales de producción y permite además mejorar las condiciones de producción. Este registro se hace usando sensores electrónicos de memoria y ocasionalmente se hace con sensores electrónicos de tiempo real.

-Las curvas de variación de presiónPruebas de decremento de la presión. Con registrador ubicado el cercanías del intervalo en prueba se realizan mediciones de presión y temperatura durante un periodo de tiempo y a una tasa constante del flujo. La información obtenida, permite definir la condiciones de flujo del pozo. También se definen las propiedades de las formaciones y en algunos casos el radio de drenaje de los pozos.

La curva de variación de presión con incremento.El registro de esta curva, también se coloca el sensor en las cercanías del inérvalo productor y dependiendo del programa, permanece estacionado durante todo el periodo de almacenamiento del pozo, hasta la presión se estabiliza que sucede en un promedio de 100 horas terminado el cual la herramienta se recupera y se obtiene la información.En todas estas pruebas de tomas de informacion, se puede tomar los registros tanto con sensores electrónicos de memoria como con sensores de tiempo real.

Software para Sondas

GRC (Geophysical Reserch Co.)

Spar Gauge (Spartex System)

PPS (Smart View)

Canadá Tech

Herramientas de Fondo para Recuperar Muestras “Presión, Volumen y Temperatura” (PVT)Las Herramientas de fondo en el medio petrolero se les llama muestreros, su característica principal es que bajan abiertos, para que el fluido del pozo atraviese la cámara de captura programada se estaciona por un tiempo especifico esperando el cierre de las válvulas (cuando es una operación por reloj) o se activa el mecanismo de cierre cizallando un pasador de corte cerrando las válvulas (en el caso de cabeza de golpe) con el cual queda entrampada la muestra representativa a condiciones de presión, volumen y temperatura del yacimiento, misma que se traslada hasta la superficie en donde se efectúan pruebas que nos permiten garantizar la buena calidad de la muestra, esto dependerá, principalmente, de la buena preparación de limpieza que se le de al pozo. Posteriormente se transfiere del muestreo a un envase hermético de transporte para su envió al laboratorio de análisis PVT.

Pruebas “PVT”

El Tubo de Venturi es un dispositivo que origina una pérdida de presión al pasar por él un fluido. En esencia, éste es una tubería corta recta, o garganta, entre dos tramos cónicos. El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el gasto de un fluido es constante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta tras atravesar esta sección. Por el teorema de la energía si la energía cinética aumenta, la energía determinada por el valor de la presión disminuye forzosamente.

La principal ventaja del Venturi se debe a que sólo se pierde de 10 a 20% de la diferencia de presión entre la entrada y la garganta. Esto se consigue por el cono divergente que desacelera la corriente. Es importante conocer la relación que existe entre los distintos diámetros que tiene el tubo, ya que dependiendo de los mismos es que se va a obtener la presión deseada a la entrada y a la salida del mismo para que pueda cumplir la función para la cual está construido. Esta relación de diámetros y distancias es la base para realizar los cálculos para la construcción de un Tubo de Venturi y con los conocimientos del caudal que se desee pasar por él. Deduciendo se puede decir que un Tubo de Venturi típico consta, como ya se dijo anteriormente, de una admisión cilíndrica, un cono convergente, una garganta y un cono divergente.

Venturi

Venturi

Ancla

Cuñas

Diámetro del Estrangulador

Venturi

Venturi

MEJORADOR DEL PATRON DE FLUJO TIPO VENTIRI (MPFV®) El principio de operación del MPFV® desarrollado por el grupo SHAIP del IMP, al igual que un estrangulador de fondo se basa en generar una caída de presión en el fondo y dependiendo del objetivo establecido para su diseño, se incrementa la presión de fondo, promoviendo la conservación de la energía del yacimiento mediante la explotación moderada del yacimiento, con lo cual a largo plazo se puede incrementar la vida fluyente del pozo. Su campo de aplicación son los pozos productores gas seco, gas húmedo o gas y condensado que presenten problemas de carga de líquidos o que muestren problemas por el congelamiento de las líneas de descarga. Otros beneficios relacionados con el incremento presión de fondo provocado por el MPFV® son: la disminución del corte de agua en pozos con problemas de conificación, evita el daño por bloqueo de condensados en pozos que han alcanzado la presión de rocío o que están la región de condensación retrograda a nivel yacimiento. El MPFV® es un dispositivo de sencilla aplicación ya que se instala fácilmente en el interior de la tubería de producción utilizando línea de acero. El diseño del MPFV® permite realizar la instalación, en tuberías de tipo “Tubing Less”, hasta la cima del intervalo productor y en arreglos de pozos con empacador, hasta el extremo de la TP.

El sistema del MPFV®, opera en parte, como un eyector o bomba de chorro, estos son dispositivos que se apoyan en la transmisión de energía por impacto de un fluido a gran velocidad, contra otro fluido en movimiento o en reposo, para proporcionar una mezcla de fluido a una velocidad moderadamente elevada, que luego disminuye hasta la salida del pozo. El primer elemento permite la expansión de la corriente de gas o fluido motriz (también llamado primario o actuante) hasta un estado de alta velocidad. La cámara de eyección incluye la sección de entrada de la corriente de líquido o fluido eyectado (también llamado secundario); en esta cámara, el fluido eyectado es arrastrado por el fluido motriz. La cámara de mezcla permite el mezclado íntimo entre los fluidos motriz y eyectado, lo que implica la aceleración del fluido eyectado y la desaceleración del fluido motriz, con el consiguiente aumento de presión. La diferencia esencial del MPFV® con un Estrangulador de fondo convencional está en la incorporación de un elemento innovador ubicado en el cuello de pesca, que realiza una mezcla homogénea del gas con los líquidos existentes en el pozo. A este nuevo diseño se atribuyen beneficios tales como: evita la formación de baches de gas y aceite en la tubería de producción (producción más estable), al cambiar el patrón de flujo se reducen las caídas de presión en la TP se reduce considerablemente el requerimiento de energía para llevar los fluidos del yacimiento a la batería.

Venturi

GRACIAS