Valvulas Preventoras

• ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UN EQUIPO DE BOP's

• PREVENTORES ANULARES

En general la función específica de cada uno de los preventores anulares se reconoce por su denominación, a saber: BOP's rotativas, escurridores (stripper) de tubería, escurridores de cable de perfilaje, escurridores de varilla, prensaestopas y cabezas de circulación.

Estos equipamientos permiten la extracción o rotación de la tubería, del cable de perfilaje o de las varillas de bombeo y cumplen la función a que su nombre hace referencia, mientras el pozo se encuentra bajo presión. El packer es lo suficientemente flexible como para expandirse y contraerse de manera de adecuarse al tamaño y forma del elemento que se encuentra en el pozo. Mientras se mantenga la flexibilidad, es importante asegurarse de que las uniones de tubería (cuplas), los portamechas y otras conexiones se extraigan lentamente para evitar una falla prematura del empaquetador.

Se accionan en forma manual, hidráulica o presentan un empaquetador asegurado en forma permanente que se encuentre siempre cerrado, dependiendo del tipo y modelo. Además, muchos modelos están equipados con alojamientos para cuñas.

• ELEMENTOS EMPAQUETADORES

El empaquetador o elemento sellador, tanto de los preventores anulares como los de tipo ram, se presentan en diferentes medidas y presiones nominales. Están hechos de un caucho de alta ductilidad o de un material tipo caucho que por lo general, se moldea alrededor de una serie de lengüetas de acero, las cuales fortalecen y refuerzan el material utilizado.

Los empaquetadores packer más comunes son de caucho natural, caucho nitrilo (buna-n), o neopreno. Estos compuestos están preparados para diferentes situaciones tales como: frío intenso, gas agrio y medios ambientes corrosivos.

• PREVENTORES TIPO RAM

Las ram de tubería son el constituyente básico del BOP. La confiabilidad de las ram se debe en parte a la simplicidad y en parte al esfuerzo puesto en su diseño. El preventor ram es un bloque de acero que se recorta de manera de adecuarse al tamaño de la tubería alrededor de la cual va a cerrarse. En el recorte que cierra la ram alrededor de la tubería, se encuentra una empaquetadura de caucho autoalimentable. Además, existe otro empaquetador de caucho similar (sello superior) en la parte de arriba de la ram que sella la parte superior del alojamiento de la ram en el cuerpo del preventor y así aísla de la presión del espacio anular.

La ram viene en diferentes medidas y presiones nominales. Los BOP de ram pueden consistir desde juegos manuales simples de un solo juego de rams a cupos de múltiples rams. Los de ram simples, pueden tener un vástago pulido que se cierra al hacer girar las manijas que se encuentran a cada lado, y permite atornillar las ram hacia adentro y alrededor de la tubería. Pueden encontrarse conjuntos completos de múltiples rams alojados en un único cuerpo y se operan por control remoto de presión hidráulica.

Las rams de la mayoría de los sistemas de BOP se cierran a través de pistones hidráulicos. El vástago de pistón esta aislado de la presión del pozo por medio de sellos. Muchas ram también tienen un sello auxiliar plástico que puede energizarse para sellar sobre el vástago del pistón en caso de fallar el sello principal. Algunos sistemas de cierre de BOP de ram emplean un gato tipo tornillo para cerrar el preventor, sin embargo, por lo general, las normas establecen que los sistemas de BOP deben funcionar por sistema hidráulico. En caso de fallas en este sistema, la mayoría de las rams no pueden cerrarse en forma manual, salvo que estén equipadas con un sistema hidráulico de traba de ram. Una vez cerrados, la mayoría de las rams pueden ser trabadas (aseguradas) por sistemas de cierre hidráulico o manuales (volante).

La mayor parte de las rams están diseñadas de manera tal que permiten sellar la presión que proviene solo del lado inferior. Esto significa que al colocarla en posición invertida, la ram no va a mantener la presión, además no se podrá probar la presión desde el lado superior. Por consiguiente, debe tenerse sumo cuidado al armar un conjunto, ya que se deben ubicar con el lado correcto hacia arriba. El nombre del fabricante deberá figurar en la parte superior en posición normal. Tanto las aberturas de circulación como las bocas de salida laterales deben estar por debajo del alojamiento de la ram.

• RAM DE TUBERIA

Estas ram están preparadas para cerrar sobre la tubería. La ventaja y limitación fundamental de una ram de tubería es el recorte de medio circulo en el cuerpo de la ram. La finalidad del recorte es poder cerrar y proveer un buen sellado alrededor de una tubería de tamaño o diámetro particular.

La mayoría de las rams cuentan con guías para cerrar la tubería. El recorte del cuerpo de la ram se adapta casi perfectamente a la circunferencia de la tubería. Mientras que puede cerrarse alrededor de la tubería que presenta una pequeña conicidad, no se cerrará alrededor de una unión de tubería sin dañarla o dañar la cara del cierre de la ram. Debe tenerse mucho cuidado al cerrar la ram que se encuentra cerca de la unión, es especial con barras de sondeo de aluminio, ya que estas tienen un recalque de mayor tamaño y longitud que las de acero.

• RAM CIEGAS (BLIND RAM)

Las rams ciegas o de cierre total son una clase especial de rams de tubería que no presenta el recorte de tubería en el cuerpo de la ram. Las rams ciegas cuentan con elementos empaquetadores de buen tamaño y están diseñadas para cerrar sobre el pozo abierto. Cuando se prueban, debe hacerse a la máxima presión de trabajo.

• RAMS DE CORTE (SHEAR RAM)

Son otra clase de ram de tubería que tienen hojas filosas especiales para cortar tubulares (tubing, barras de sondeo, portamechas, etc.) dependiendo del tipo de ram de corte y del tubular a cortar, deberán utilizarse presiones mas elevadas que las reguladas normalmente y/o “potenciadores” (booster) hidráulicos. Las rams de corte tienen tolerancias de cierre pequeñas.

En el momento de probar su funcionamiento, no deben cerrarse bruscamente haciendo uso de una sobre presión elevada, sino a través de una presión reducida aproximadamente 200psi. Cuando se prueban las rams de corte, el material de la empaquetadura se destruye.

Dado que el volumen de las empaquetaduras de las rams de corte es pequeño, muy pocos ensayos de presión pueden llevarse a cabo y conservar la capacidad de sello. No se deben efectuar ensayos de presión de las rams de corte mas de lo necesario.

• RAMS CIEGAS/DE CORTE (BLIND/SHEAR RAM)

Estas combinan las ventajas de las ciegas o de cierre de pozo abierto con las cortadoras. Tienen la ventaja adicional de cortar la tubería para luego proceder a sellar la abertura del pozo. Otra condición favorable de las rams ciegas/de corte es el espacio que se gana al utilizar un solo juego en lugar de dos para realizar las tareas necesarias.

1.3.5 RAMS DE DIAMETRO VARIABLE (VBR)

Estas sellan sobre distintos diámetros de tubería o vástagos hexagonales. También pueden servir como ram primaria para un diámetro de tubería y de reserva o alternativo para otro diámetro distinto. En aquellos pozos con columnas de diámetros combinados en los que el espacio resulta muy importante, pueden utilizarse rams de diámetro variable. Además, la colocación de un juego de rams de diámetro de variable en el preventor evita un viaje de ida y vuelta del conjunto submarino de BOP. Esto se debe a que no es necesario cambiar las rams al utilizar columnas de tubería de diferentes tamaños.

El empaque contiene inserciones reforzadas de acero similares a las del empaquetador del BOP anular. Estas inserciones rotan hacia adentro al cerrar las rams, de esta manera, el acero provee el soporte necesario para el caucho que sella la tubería. En los ensayos estándar de fatiga, las empaquetaduras (gomas) de rams de diámetro variable se desempeñan en forma comparable a los empaquetadores de ram de tubería. Las rams de diámetro variable son adecuadas para servicio en H2S.

• Mantenimiento Preventivo

Por lo general, la mayor parte de las rams de los preventores cierran normalmente con una presión de 500psi, esta no debe modificarse arbitrariamente. No se debe probar el funcionamiento de las rams de tubería sin haber colocado en los preventores la tubería de tamaño correspondiente para evitar daños.

Al cambiar las empaquetaduras de las rams, recordar que la mayoría de los problemas surgen por cierres y sellos de bonete o compuerta inadecuados. Es importante inspeccionar y reemplazar estos sellos todas las veces que sea necesario, cada vez que se cambien las rams.

Tanto las barras de tubería como el tubing pueden moverse a través de las rams accionadas. Para ellos la presión de cierre debe reducirse hasta los 200 o 300psi para disminuir el desgaste de la superficie de la empaquetadura. Tomando en cuenta que la presión de accionamiento de las rams de tubería es reforzada en varios grados por la acción de la presión del pozo y que las rams de cierre tienen diferentes tamaños, entonces resulta necesario regular la presión de operación de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Debe minimizarse el movimiento de la tubería a través de las rams de tubería, en particular los cambios bruscos de dirección de movimiento.

1.4 UNIDADES ACUMULADORAS DE PRESION

Al producirse una surgencia es esencial cerrar el pozo lo mas rápido posible para evitar una surgenca mayor. En general, los sistemas manuales son más lentos que las unidades hidráulicas y pueden permitir mayores volúmenes de entrada de fluidos.

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