tuberias flexibles Perforacion 1 tipos de tuberias Flexibles, usos, equipos, carretel

TUBERIAS FLEXIBLE O TUBERIAS CONTINUAS 2015

TUBERIAS FLEXIBLES

1.- INTRODUCCION…

2.- TUBERIA FLEXIBLE…

3.- USOS DE LA TUBERIA FLEXIBLE…

3.1.- LIMPIEZA DE PARAFINAS Y ASFALTENOS

3.2 DESCARGADO DE POZO E INICIO DE LA PRODUCCION

3.3.- ESTIMULACION DE FORMACIONES (ACIDIFICACION)

3.4.- CEMENTACION

3.5.- CONSOLIDACION DE ARENA

3.6.- CIRCULACION DE FLUIDOS CON DENSIDAD DE AHOGO

3.7.- COLOCACION DE HERRAMIENTAS DE ENSAYO Y PUNSADO

3.8.- PESCA Y HERRAMIENTAS DE COLOCACION

4.- PROBLEMAS Y COMPLICACIONES…

5.- VENTAJAS DE UNA TUBERIA FLEIBLE…

6.- DESVENTAJAS DE UNA TUBERIA FLEXIBLE…

7.- DESCRIPCION DE LA TUBERIA FLEXIBLE…

8.- DISEÑO DE EQUIPO DE TUBERIA FLEXIBLE… 8.1.- Inyector

8.2.- Arco Guía de la tubería (cuello de ganso)

8.3.- Carrete de Servicio

8.4.- Fuente de Potencia / Energía Motriz

8.5.- Consola de Control

9.- PASOS DEL PROCESO DE LIMPIEZA CON TUBERIA FLEXIBLE

10.- SOLUCIONES COMUNES A PROBLEMAS…

10.1.- SURGENCIAS CON LA TUBERIA EN EL FONDO 10.2.- SURGENCIAS CON LA TUBERIA FUERRA DEL POZO


10.3.- AGUJEROS EN LA TUBERIA 10.4.- TUBERIA PARTIDA 11.-CONCLUSIONES…

1.-INTRODUCCION:

• La perforación con tubería flexible emplea una columna continua de tubería flexible y un equipo especializado de perforación con tubería flexible.


• En vez de perforar con diferentes juntas de tubería de perforación tradicional rígida y de gran diámetro, la columna de perforación se compone de una tubería flexible de diámetro más pequeño de 1” a 3.25”.

• A diferencia de la tubería de perforación, la cual debe ser enroscada para formar la columna de perforación y desconectada en grupos de tubos que son estibados en la torre de perforación durante los viajes, esta tubería viene en un carrete que se desenrolla a medida que la perforación progresa, y es re enrollada en su carrete durante los viajes.

• Toda la perforación se realiza por deslizamiento; no hay rotación de la tubería.

2.-Tubería flexible:

La tubería flexible es una tubería electro- soldada, fabricada con una costura longitudinal única, formada por soldadura de inducción de alta frecuencia, sin adición de metal de relleno.

La tubería flexible es una tubería de tramos continuos de acero de pequeño diámetro utilizada en procesos de reparación, perforación y completación de pozos. Estas tuberías o sartas de tubería flexible pueden tener hasta 10 Km de longitud (aproximadamente 32,000 pies) y entre 1 – 4 ½ pulgadas de diámetro. Esta tubería se enrolla en un carrete para su manejo y transporte,


3.-USOS DE LA TUBERIA FLEXIBLE:

Limpieza de parafinas y asfaltenos

Descargado de poso e inicio de la producción

Estimulación de formaciones (acidificación)

Cementación

Consolidación de arena

Circulación de fluidos con densidad de ahogo

Colocación de herramientas de ensayo y punzado

Pesca y herramientas de colocación

3.1.-Limpieza de parafinas y asfaltenos:

Muchos pozos presentan problemas por corrosión, arena y parafina. Las unidades de tubería flexible se usan comúnmente debido a su capacidad de bombeo continuo, por el hecho de que no se tengan que hacer conexiones y la rapidez para introducir o extraer las sartas de manera que se pueden lavar puentes de arena, lodo y depósitos de parafina del interior de la tubería de producción.

3.2.-Descargado de pozo e inicio de la producción :

En este proceso, la tubería flexible se corre a la profundidad deseada y se inyecta

nitrógeno o espuma liviana a través de la tubería flexible y de regreso a través del

espacio anular de la tubería de producción. Esto da por resultado una reducción de la

presión hidrostática impuesta a la formación a ser producida, lo cual permitirá que el

pozo pueda surgir o empezar a fluir.


3.3.-Estimulación de formaciones (acidificación):

Las unidades de tubería flexible se usan para acidificar o para efectuar

tratamientos con productos químicos en zonas selectivas. Existen muchos tipos

diferentes de trabajos con ácidos. Entre éstos, se incluyen tratamientos aireados,

nitrificados, atomizados y tratamientos ácidos en forma de espuma.

3.4.-Cementación:

La cementación localizada, inyección forzada de cemento y muchas otras

operaciones, se efectúan hoy en forma rutinaria utilizando operaciones de tubería

flexible. Estas operaciones requieren alta presión de las bombas.


3.5.-Consolidación de arena:

Debido a su velocidad, eficiencia y economía, muchos empaques de grava y

consolidación de arena, se efectúan con unidades de tubería flexible.

3.6.-Circulación de fluidos con densidad de ahogo:

Una de las grandes ventajas de una unidad de tubería flexible, es su capacidad de

mantener la circulación a medida que se corre la tubería dentro del pozo, o se la

está extrayendo. Adicionalmente, se pueden correr herramientas de empaque para

aislar una zona y luego efectuar operaciones de remediación, para después

recuperar el empaque de aislamiento todo en una sola carrera. La tubería flexible

puede también usarse en operaciones de matado de pozo. Esto resulta muy útil

especialmente cuando se abre un agujero en la cañería de perforación primaria o

en la sarta de tubería.

3.7.-Colocación de herramientas de ensayo y baleo:

La mayor parte de las herramientas utilizadas con la tubería flexible, se han dado

otras aplicaciones. Las herramientas que se utilizan en la operación con linea de

cable, pesca y perforación asi como otras actividades determinación y reparación,

están disponibles para las tuberías flexibles bajo la forma de dispositivos

modificados.


3.8.-Pesca y herramientas de colocación:

La más grande ventaja de la pesca con tubería flexible, comparada con las líneas

de cables convencionales, es la capacidad de circular continuamente mientras se

efectúa la operación de pesca. La capacidad de circulación puede aplicarse para

lavar o eliminar los depósitos de arena y desperdicios del cuello de pesca.

4.-PROBLEMAS Y COMPLICACIONES:

Pueden ocurrir muchos problemas y complicaciones diferentes durante cada operación de rutina con tubería flexible.Dependiendo del tipo de problema que ocurra, y de la experiencia del personal, el problema podrá atenderse rápidamente, o puede escaparse de control y convertirse en un peligro para todo el personal involucrado.

Muchas complicaciones tienen soluciones relativamente estandarizadas. Sin embargo, cada problema debe ser tratado individualmente y la solución de cada problema desarrollada e implementada independientemente.

5.-VENTAJAS DE UNA TUBERIA FLEXIBLE


La tubería flexible puede ser bajada y recuperada mientras se están circulando los fluidos en forma continua.

Habilidad para trabajar con presión de superficie presente. No se necesita matar el pozo.

El cuerpo de la tubería flexible no necesita que se hagan o deshagan conexiones.

Se aumenta la seguridad del personal debido a las necesidades reducidas de manipulación de la cañería.

Tiempo de servicio reducido comparado con los equipos de tubería por tramos.

Las unidades son altamente móviles y compactas. Se necesitan cuadrillas menos numerosas.

El daño a la formación se minimiza cuando la terminación o reparación se realiza sin matar el pozo.

La ausencia de conexiones de tubería o uniones, provee mayor holgura en el espacio anular y permite correr tamaños mayores de tubería flexible.Los tubulares existentes para terminación se mantienen en el lugar, minimizando los gastos de reemplazo del tubing y sus componentes.

Habilidad para efectuar operaciones de control continúo de pozo, especialmente con la cañería en movimiento.


6.-DESVENTAjas de una tubería flexible

La tubería flexible es susceptible a torcerse enroscándose, lo cual causa la fatiga de la tubería, (debilitamiento) y requiere frecuente reemplazo de la cañería.

La tubería flexible típicamente tendrá un espesor de pared más delgado comparado con la tubería por tramos (con la excepción de la tubería “macaroni” o tubería pequeña). Esto limita la resistencia a la carga de tensión de la tubería.

Debido a los efectos de la fatiga cíclica por doblado, la resistencia especifica a la fluencia del material de la tubería flexible se reducirá; esto afecta adversamente a la resistencia de la tubería contra los reventones y el colapso.

Debido a las características del transporte en carretes (altura y peso), se tiene una longitud limitada de tubería flexible que puede envolverse en un carrete.

Los tamaños de tubería flexible disponibles para servicios son limitados, sin embargo son comunes los de 2 3/8” (60.33 mm) y los de 2 7/8 (73.03 mm).

Debido a los pequeños diámetros y longitudes considerables de sarta, las pérdidas de presión son típicamente muy altas cuando se están bombeando fluidos a través de la tubería flexible. Los caudales de circulación a través de la tubería flexible son típicamente bajos, comparados con tamaños similares de tubería por tramos.

La mayor desventaja de no poder rotar la tubería ha sido parcialmente superada por el desarrollo de herramientas rotatorias en el fondo del pozo, que pueden utilizarse para perforación liviana o para fresado. Sin embargo, la tubería flexible no puede rotarse en la superficie.


7.-Descripcion de la tubería flexible

La tubería flexible es una tubería electro - soldada, fabricada con una costura longitudinal única, formada por soldadura de inducción de alta frecuencia, sin adición de metal de relleno. El primer paso en el proceso de fabricación típica de tubería flexible, involucra la adquisición de materia prima de acero abastecido en planchas de 48” (1219 mm) de ancho, las cuales vienen envueltas en rollos de aproximadamente 3500’ (1066.7 m). Cuando el diámetro de la tubería flexible a fabricarse se selecciona, la plancha de acero se corta en una tira continúa de un ancho dado, para formar la circunferencia del tubo especificado. La faja plana de acero es luego soldada en sesgo a otro segmento de tira para formar un rollo continuo de lámina de acero. El área soldada se desbasta hasta que quede suave, se la limpia y luego se inspecciona con rayos X, para asegurarse que la soldadura esté libre de defectos. Una vez que se ha enrollado una suficiente longitud de tira continúa de acero en la bobina maestra, el proceso de fresado del tubo puede comenzar.

El acero en tiras es luego corrido a través de una serie de cuños de rodillo, que trabajan mecánicamente la faja plana, dándole la forma de tubo, puesto que los bordes de la tira de acero se prensan juntas mecánicamente, el proceso de soldadura longitudinal se provee con una bobina de inducción de alta frecuencia que se coloca unas cuantas pulgadas al frente del último juego de rodillos formadores. La bobina de inducción de alta frecuencia genera el calor para soldar por la resistencia al flujo de la corriente eléctrica. El flash de soldadura expuesto en el exterior del tubo se retira y la costura soldada es anillada a temperaturas de aproximadamente. 1650 ºF (899 ºC). Se deja enfriar el tubo y luego se corren pruebas no destructivas de estación, para inspeccionar el cuerpo del tubo.

La técnica de soldado a tope puede ser efectuada utilizando prácticas de soldadura TIG o MIG y cada soldadura de extremo debe ser inspeccionada con rayos X para evaluar la calidad de la soldadura.Pueden fabricarse sartas escalonadas de tubería flexible, cambiando el espesor de la tubería dentro de la longitud de un carrete individual, mientras que se mantiene un diámetro exterior constante. Esto se hace para aumentar las propiedades de rendimiento de la tubería flexible en secciones seleccionadas, al mismo tiempo que se minimiza el peso total de la sarta.El concepto de las operaciones de servicios en pozos con tubería flexible, requiere que la longitud continua de tubería se sujete a ciclos repetidos detendido y envoltura durante su vida útil. La tubería almacenada en un carrete de servicio se desenvuelve dentro del pozo a la profundidad designada y luego se recupera de regreso al carrete de servicio, para su almacenamiento y transporte a la próxima ubicación de trabajo. La vida útil de trabajo de la tubería flexible puede ser definida como la duración del servicio que puede brindar una sarta de tubería continua cuando es sometida a los siguientes factores:

Ciclo de Fatiga por Doblado Carga de Presión Interna Carga Axial Aplicada Corrosión


Daños Mecánicos

Todos estos ítem actúan sobre la tubería flexible de una u otra manera durante algún tipo de servicio con tubería flexible y contribuyen a la eventual falla mecánica del tubo.Para asegurar operaciones seguras y confiables en el sitio del pozo, el usuario debe entender el comportamiento único de la tubería flexible para minimizar las posibilidades de falla del tubo. Debe tomarse numerosas decisiones durante la vida útil de una sarta de tubería

La tubería de longitud continua es sometida a ciclos repetidos de tendido y envoltura (recuperación) durante su vida útil.flexible para lograr la máxima vida útil remanente.Desde este enfoque, la decisión de retirar de servicio la tubería, debe tomarse sobre la base de las condiciones reales de la tubería y su historial de servicios.

8.-DISEÑO DEL EQUIPO

El diseño predominante de equipo que se usa en la actualidad, incorpora el inyector vertical con sistema motor de cadenas contra- rotatorias para tubería flexible.

La unidad de tubería flexible es un sistema de servicio portátil con fuerza motriz hidráulica, diseñado para inyectar y recuperar una sarta continúa de tubería concéntrica a la cañería de producción que tiene mayor diámetro interno, o en sartas de tubería de revestimiento. La tubería flexible diseñado para las aplicaciones de servicio de pozos, se halla disponible en tamaños de 0,750” de diámetro externo (19,05 mm) hasta 3,500” de diámetro externo (88,9 mm.). Existen tamaños mayores disponibles, dependiendo de las especificaciones del cliente.Los componentes básicos de la tubería flexible, incluyen:

Inyector Arco Guía de la tubería (cuello de ganso) Carrete de Servicio Fuente de Potencia / Energía Motriz Consola de Control Equipamiento de Control y Monitoreo Conectores de Tubería flexible para Interior de Pozo Equipos de Control de Pozos (Preventores de Reventones/ Empaques).


8.1.-INYECTOR DE TUBERÍA

El inyector de tubería flexible es el componente usado para agarrar la tubería de longitud continúa y proveer las fuerzas necesarias para desplegarlo y recuperar el tubo dentro y fuera del orificio del pozo. El conjunto del inyector está diseñado para efectuar tres funciones básicas:

Proveer el empuje requerido para insertar la tubería dentro del pozo contra la presión o para vencer la fricción del pozo. La tubería puede ser insertada mientras se la corre a extremo abierto, usada para llevar hacia el interior del pozo herramientas y dispositivos sujetos en el extremo de la tubería flexible.

Controlar la velocidad de descenso de la tubería dentro del pozo, bajo varias condiciones de pozo.

Soportar todo el peso de la tubería y acelerarlo a la velocidad de operación, cuando se esté extrayéndolo fuera del pozo.

La figura que se muestra debajo ilustra el armado simplificado de un inyector de tubería flexible y la columna de preventores de reventones sobre un cabezal de pozo.


8.2.-ARCO GUIDADOR DE TUBERÍA

Los inyectores de cadena opuesta contra rotatoria, usan un arco guiador de tubería, que está ubicado directamente encima del inyector, como puede verse en la figura a la izquierda. El arco guiador de tubo soporta la tubería a lo largo de todo el radio de doblado (90+ grados) y guía la tubería flexible del carrete hacia las cadenas inyectoras.El conjunto del arco guía, incorpora una serie de rodillos o cojines a lo largo del arco para soportar la tubería y deberá también incluir una serie de rodillos superiores para centrar la tubería flexible a medida que viaja sobre el arco guía. El número, tamaño, material y espaciamiento de los rodillos puede variar significativamente, según los diferentes diseños de arcos guía de tubería. El radio del arco guía de tubería se define como el radio de curvatura del eje central de los rodillos inferiores.


8.3.- carrete DE SERVICIO

El carrete de servicio sirve como un mecanismo de almacenamiento de la tubería flexible durante el transporte y como el dispositivo de bobinado durante las operaciones con tubería flexible. La fotografía que se ve debajo, a la izquierda, muestra una vista lateral de un carrete de servicio típico.


El extremo interno de la unidad, está conectado a través del segmento hueco del núcleo del carrete, a una articulación giratoria de alta presión montada directamente en el núcleo. Esta articulación giratoria, esta asegurada a una sección estacionaria de la tubería que está luego conectada al sistema de bombeo de fluido o gas. En consecuencia pueden mantenerse el bombeo y la circulación continuos durante el trabajo.

8.4.-FUERZA MOTRIZ

Las unidades que suministran fuerza motriz para tubería flexible se construyen con muchas configuraciones diferentes, dependiendo del ambiente de operación. La mayoría son movidas por motores diesel, aunque un número limitado usa motores eléctricos.

La unidad motriz hidráulica, se fabrica en el tamaño necesario para operar todos los componentes del sistema de tubería flexible que se hallen en uso. El tamaño de conjunto de fuerza motriz, variará también según las necesidades de la unidad de comando hidráulico. La fuerza motriz principal utilizada para una unidad especifica de tubería flexible, puede variar desde un sistema de toma de fuerza (diseño de Bobtail Land Unit), hasta unidades completas que ocupan un remolque, en un paquete auto- contenido en un patín para uso costa afuera. En general, el conjunto de la unidad de fuerza motriz principal que se usa en las unidades de tubería flexible, está equipado con motores diesel y bombas hidráulicas de etapas múltiples, que están especificadas típicamente para presiones de 3000 psi (206.85 bar) a 5000 psi (344.7 bar). Deberán efectuarse pruebas antes del cargado del equipo, para verificar el rendimiento con presión sostenida de estas bombas.

Adicionalmente, el conjunto del acumulador para la operación de control de pozos, debe tener suficiente volumen y capacidad de presión para permitir tres ciclos completos de cerrado y apertura de todos los componentes de ariete en uso, sin requerir recargado de líquidos o presión de la unidad de fuerza motriz.


8.5.-CONSOLA DE CONTROL

El diseño de la consola de control para una unidad de tubería flexible, puede variar con cada fabricante, sin embargo, normalmente todos los controles están posicionados en una consola remota.

El conjunto de la consola está completo con todos los controles e indicadores requeridos para operar y controlar todos los componentes que se hallan en uso y puede estar montado en un patín para uso costa fuera o permanentemente montados como ocurre con las unidades de tierra.-. La consola montada en un patín, puede estar colocada donde se la necesite en el sitio del pozo, según el deseo del operador. Los motores del carrete y el inyector se operan desde el tablero de control, a través de válvulas que determinan la dirección del movimiento y la velocidad de operación de la tubería. También están ubicados en la consola, los sistemas de control que regulan la cadena de transporte, el conjunto del stripper y varios componentes para el control del pozo.

8.6.- Pasos del proceso de limpieza DEL POZO CON TUBERIA FLEXIBLE.

Un proceso de limpieza de pozo típico consta de varios pasos.

Primero, se baja la herramienta de limpieza con TF hasta el tope del relleno (A). En la imagen (B), la herramienta penetra en el relleno durante la circulación, lava y moviliza los sólidos y toma un bocado.


Luego, en la imagen (C), se ha alcanzado una longitud de bocado previamente planificada y se está subiendo la herramienta de limpieza por chorro hacia el extremo superior de la tubería de revestimiento corta, para dar comienzo al proceso de barrido. En la imagen (D), el relleno está siendo barrido a través de una porción de la sección angular crítica (40 a 65 grados) del pozo.

En general, una vez que los sólidos son barridos hacia el extremo superior de la tubería de revestimiento corta, la boquilla vuelve al fondo, se toma el siguiente bocado y el proceso se repite hasta remover todos los sólidos del pozo.


En relacion a la eficiencia es esencial en la optimización de la producción proveniente de campos petroleros en proceso de maduración y yacimientos que resultan difíciles de producir. A través de la comprensión de las interrelaciones y las sinergias potenciales de los elementos del proceso, emergen nuevas tecnologías que ayudan a los operadores a volver a poner en producción los pozos en menos tiempo. Al reducirse el tiempo no productivo, se reducen también los costos y se incrementa el rendimiento del campo.

La comprensión de los elementos clave del proceso no siempre es directa y a menudo requiere los conocimientos de especialistas de diversas disciplinas. Por ejemplo, los químicos generalmente elaboran fluidos de limpieza, mientras que los ingenieros mecánicos y los especialistas en mecánica de fluidos desarrollan la tecnología de las boquillas; el sistema de limpieza de pozos integrado.

Los ingenieros poseen las herramientas y el soporte computacional para modelar y ejecutar rápidamente iteraciones múltiples y optimizar el desempeño de los sistemas de limpieza para la mayoría de las condiciones y requisitos de los pozos. La integración exitosa de los procesos de limpieza de pozos está ayudando a muchos operadores a mantener el petróleo fluyendo de sus campos. Este conocimiento básico de los procesos interdependientes mostrará el camino para la implementación de muchas más mejoras en la eficiencia de tos sistemas de exploración y producción.

10.-SOLUCIONES COMUNES A PROBLEMAS

10.1.-SURGENCIAS CON LA TUBERIA EN EL FONDO

Si el pozo da un golpe durante las operaciones mientras se halla en el fondo, deberán funcionar las técnicas estándar de control de pozo. La presión de cierre debe ser registrada, luego se recuperará el control del pozo usando técnicas de circulación con presión constante de fondo de pozo. A menudo no tiene que aumentarse el peso del fluido, como en el método de Espere y Densifique, porque el fluido en el pozo debería tener suficiente densidad. Si este es el caso, deberá utilizarse el método del Perforador.

10.2.-SURGENCIAS CON LA TUBERIA FUERA DEL POZO

La capacidad de la unidad de tubería flexible de circular mientras se está moviendo la tubería, está ajustada idealmente al manejo de golpes de presión imprevistos antes de que la sarta se encuentre fuera o en el pozo a la profundidad de trabajo. Las opciones de qué es lo que se debe hacer cuando ocurre un golpe de presión en el pozo teniendo la tubería fuera del fondo, están basadas en cuál es la longitud de tubería que se halla dentro del pozo y cuáles con las presiones de cierre.

10.3.-AGUJEROS EN LA TUBERIA


Es bastante probable que ocurra la apertura de un agujero en la tubería después de que la sección se retira del pozo. Las soluciones posibles dependen de la severidad de la abertura, que tipos de fluido se están bombeando y si el pozo se halla bajo presión.

Si el pozo no está bajo a presión, debe suspenderse el bombeo y permitir que la presión de la bomba se purgue. Es aconsejable cambiar el carrete de tubería. Si esto no puede hacerse, deberá intentarse hacer una reparación de la tubería con corte y soldadura en sitio Esta es una de las razones por las cuales se recomiendan las válvulas de contra presión- cuando son aplicables.

10.4.-TUBERÍA PARTIDA

Si la tubería se parte dentro del pozo, retire la tubería de dentro del pozo por encima del ariete ciego y cierre el ariete ciego. El pozo deberá ser matado utilizando el método apropiado (bullhead o volumétrico). Después de que se ha matado el pozo, la tubería puede ser pescada y extraída del pozo. Si la tubería se parte en la superficie cerca a los arietes de cuña y de tubo, corte el tubo con los arietes cortadores, retire la tubería de la columna y cierre los arietes ciegos. Si se tiene provisto un carrete de circulación debajo de la columna, bombee a través de la columna dentro de la tubería, y tome los retornos a través del carrete. Mate el pozo. Si no se tiene un carrete disponible, el pozo debe ser ahogado ya sea por el método de bullheading o el volumétrico.

11.-CONCLUSION

Las unidades de tubería flexibles son fácilmente transportables, fáciles de armar en un tiempo bastante corto, y pueden completar el trabajo en menos tiempo que las unidades convencionales. Como con cualquier operación de reparación, los aspectos de seguridad deben atenderse cuidadosamente. El personal debe usar siempre ropa de protección (gafas, tapones para los oídos, zapatos de seguridad, guantes de goma, implementos especiales criogénicos, etc.) cuando estén trabajando.

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