Tuberas y Conexionesen los Equipos y Operacionesde BJ Services

IntroduccinEn todos los trabajos que realiza BJ Services en los pozos se utilizan de una u otra forma tuberas y/o mangueras para conectar bombas entre s, bombas con otros equipos, piletas, conexiones con la boca del pozo, etc. y todas ellas requieren de diferentes conexiones y adaptadores.

ObjetivoIdentificar las conexiones de alta presinIdentificar las conexiones de baja presinRelacionar las conexiones entre sConocer los tipos y caractersticas de las roscasConocer los niples y uniones necesarios instalados en los quipos y para diferentes operacionesConocer las vlvulas que se utilizan con las lneas de alta y baja presin Realizar el chequeo y mantenimiento adecuado para un correcto armado durante las operacionesTrabajar con Seguridad

ConexionesEn cada trabajo que realiza BJ Services se emplean varios tipos de conexiones. Las conexiones son para unir tanques y bombas, o bombas entre s, o bombas con la boca del pozo.

Estas conexiones se hacen por medio de tuberas y mangueras. Cada una de estas tuberas y mangueras tienen determinadas caractersticas de fabricacin con mayor o menor resistencia para ser aplicadas a diferentes condiciones de presin y caudal.

Las uniones y tuberas se clasifican para alta y baja presin. Se las llama de alta presin a aquellas que van a ser utilizadas con presiones desde 4,000 psi a 20,000 psi. Se las denomina de baja presin a aquellas que sern utilizadas con presiones menores de 500 psi.

ConexionesToda conexin se caracteriza por tener una rosca en el extremo y una parte central de cao de longitud variable.La rosca que tiene los filetes por el parte externa del cao, se le llama pin (Male- Macho)La rosca que tiene los filetes por la parte interna del cao se le llama box (Female- Hembra)

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ConexionesLas uniones de alta y baja presin a veces son similares pero no son iguales. Las uniones de alta presin tienen caractersticas diferentes si se comparan con las uniones de baja presin.

ConexionesLas conexiones para Alta Presin que utiliza BJ Services, en general, son identificadas por su dimetro interior I.D., y los dimetros ms comunes de estas conexiones son:11.1/222.1/234

ConexionesCada conexin tiene un acople en cada una de sus extremidades. Este tipo de acoplamiento usualmente se lo llama unin o media unin. Las conexiones del mismo dimetro deben acoplarse con dos medias uniones y luego ajustarse con martillo. HEMBRAMACHO

ConexionesLas conexiones de BJ Services para Baja Presin se identifican tambin por el I.D. Los dimetros ms comunes de las conexiones de baja presin son:

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ConexionesLas conexiones de Baja Presin tambin estn asociadas con aquellas que se utilizan en los Blenders, Transportes de arena neumticos, Transportes de Acido y Bombas. Tambin al mencionar conexiones de Baja Presin nos estamos refiriendo a algn tipo de conexin para mangueras.

Conexiones de Alta PresinEl cuerpo de las uniones de Alta Presin es ms grueso que el cuerpo de las uniones de baja presin.Los hilos de la rosca de alta presin son ms anchos y ms lisos que los de baja presin.En la uniones de alta presin se requiere el uso de un sello de goma y otros componentes u ORing, mientras que en las de baja presin no se utiliza.Las uniones de alta presin NO DEBEN ser conectadas con uniones de baja presin

Tipos de RoscasExisten en el mercado muchos tipos de rosca y las ms comunes en la industria petrolera son:

8 hilos/pulg Round Thread- Rosca redonda 8 hilos/pulg - V - Rosca tipo vee11 hilos/pulg - V - Rosca tipo vee11,5 /pulg L.P.T - Line Pipe Thread

Tipos de Roscas8 Hilos - RoundEn este tipo de rosca, el perfil de la parte superior de los hilos y tambien en la base del valle formado entre dos hilos son redondeados y tiene 8 hilos por cada pulgada de rosca.8 hilos por pulgada

Tipos de Roscas8 Hilos - VeeEn este tipo de roscas los hilos o filetes de rosca son cortados en forma de V, tanto para la parte superior como en el valle entre ellos y tambien tiene 8 hilos por cada pulgada de rosca.8 Hilos por pulgada

Tipos de RoscasEn este tipo de rosca, los hilos son cortados en forma de V, tanto en la parte superior de los hilos como en el valle entre ellos, pero tiene 11 hilos por cada pulgada de rosca.11 hilos por pulgada11 Hilos - Vee

Tipos de RoscasEste tipo de rosca, los hilos son cortados en forma de V, tanto para la parte superior del hilos como en el valle entre ellos pero tiene 11,5 hilos por cada pulgada de rosca. Este tipo de rosca es muy usado en el campo con reduciones (tipo botella), nipples, cuplas, etc.L.P.T. (Line Pipe Thread)11,5 hilos por pulgada

Estilo de TuberasE.U.E - Son nipples o tubos donde los espesores de la pared en las extremidades son mayores que en el centro. El trmino EUE significa EXTERNAL UPSET END E.U.E. no es un tipo de rosca sino un modelo de construccin de tuberia. Si tenemos, por ejemplo, una tubera de 2 EUE, 8 hilos V, sabremos que se trata de un cao con sus extremidades mayores que el centro y con rosca de 8 hilos/pulg y perfil V.

Estilo de TuberasREDUCION (BOTELLA): Es una tubera corta con dimetros diferentes en cada lado. Las roscas en las dos extremidades son macho. La funcin es conectar tuberas o mangueras de dimetros distintos. Existen reduciones para Alta y Baja Presin.

Estilo de TuberasNIPLE : Es una tubera corta con los mismos dimetros en cada uno de los extremos. Las roscas de los dos extremos son macho.

Estilo de TuberasCupla : Es una tubera corta con el mismo dimetro en cada una de las extremidades. Las roscas en las dos extremidades son hembra.

Uniones Tipo HammerSon las ms comunes en BJ Services. Todas las lneas de Alta Presin usan este tipo de unin. Las marcas mas usadas son FMC y SPM. Estas uniones tienen por caracteristica que para terminar de ajustarse deben utilizarse martillos. Las Uniones tipo Hammer estn formadas por dos partes:

A - Rosca - Es la parte que tiene rosca externa(Macho)

B - Mariposa - Es la parte que tiene rosca interna(Hembra) y en la parte externa hay Orejas que permiten el apriete de estas media uniones con el martillo.

Uniones Tipo Hammer

Tuberas de Alta Presin(Pup Joint)Son truberas especiales con uniones tipo hammer en los dos extremos (Macho/Hembra) con longitudes desde 5 pies hasta 20 pies y dimetros externos de hasta 4. Pueden trabajar hasta 15.000 PSI. Todos los equipos de bombeo de BJ Services son equipados con estas tuberas. De acuerdo con el rango de presin estas tuberas pueden ser de 3 tipos:

a) Uniones Roscadas

b) Integrales c) Uniores Roscadas con Presin

ChickansSon uniones giratorias especiales para Alta Presin, combinadas con codos y uniones dobles tipo Hammer en cada extremo. Poseen combinaciones de una o ms secciones que permiten el giro de la tubera bajo una presin especificada. Tambin se utilizan en las lneas de Alta Presin para absorber la vibracin de los golpes causados en las lneas por el bombeo de gases o fluidos a altos caudales y presiones. La reduccin de la vibracin y de los golpes proteger los equipo de bombeo y tambin los equipos del pozo.

ChickansExisten varias configuraciones de uniones.Por ejemplo:

ChickansLa utilizacin de un numero correcto de CHICKSANS, en una lnea de descarga de bombas, disminuir la vibracin y los choques causados por el bombeo. Sin embargo, el uso excesivo de CHICKSANS aumentar la presin de friccin en las lneas de tratamiento y, como consecuencia, tambin aumentar la presin de superficie.

Mangueras Chiksan, Mangueras de Acero o Tijeras Usualmente se emplean en los camiones cementadores. Conjuntos ya armados como el que se muestran en la figura, estn constitudos por cuatro codos, cuatro giratorios y una Unin doble integrando una unidad, que en algunos lugares se lo denomina tijera, en otras mangueras, etc.

Vlvulas de Retencin(Check Valves)Son vlvulas que permiten un nico sentido de flujo y retienen el flujo en sentido contrario al indicado. Todas las vlvulas de retencin tienen un sentido de flujo, que est indicado por el sentido de la flecha que est grabado en el cuerpo de la vlvula.

Hay varios tipos y la ms usual es la de charnela. Siempre verificar el sentido del flujo de la vlvula a charnela. La flecha debe ir hacia el pozo

Vlvulas de Retencin(Check Valves)FLUJO ESTNDAR

Vlvulas de Retencin(Check Valves)FLUJO CIRCULACIN INVERSAEl uso de este tipo de Vlvula esta prohibido de acuerdo con las Normas Estndares de BJ Services

Vlvulas Las Vlvulas son accesorios que permiten o no el paso de los fluidos en una tubera. Los principales tipos de vlvulas empleadas por BJ Services son: Para Alta Presin: Tipo esclusaTipo tapn

Para Baja Presin:Tipo esclusaTipo mariposaTipo esfrica

Vlvulas Vlvula esclusa:

La tipo esclusa, como su nombre lo indica, es una pieza de metal que cierra u obtura el flujo de lquidos.

Vlvulas Vlvulas de Tapn:Son las ms usuales en los casos en que haya que trabajar con Alta Presin. Se usan en todas las lneas de cementacin, fracturacion, etc. En todo servicio en el cual intervenga una bomba de Alta Presin. Se acciona con un cuarto de vuelta.

Vlvulas Vlvulas Mariposa:

Es la Vlvula de Baja Presin ms empleada en nuestra Compaa. Su mecanismo de obturacin es un plato de acero que gira en toda la circunferencia del dimetro interior, accionada por un eje.

Vlvulas de Alivio Son vlvulas que tienen como funcin prevenir que la presin en la lnea de tratamiento sobrepase valores pre-establecidos.

Otras ConexionesCabezas para Fracturacin:

Otras ConexionesMANIFOLDS:

Otras ConexionesInjectores de bolas:

Otras ConexionesProtetor de Cabezal de pozo (Tree Saver):

Otras ConexionesY para dirigir o recibir el flujo de fluidosen diferentes direcciones:

Otras ConexionesT:

Otras ConexionesCabezas para Cementacion:

Mangueras de Alta PresinLas mangueras de lodo o barro de Alta Presin (2,500 psi de presin de trabajo, de goma o caucho de cubierta externa), son las que se emplean para lavar las lneas de cementacin, transferir productos, lodo, cido o fluidos de desplazamiento.

Las mangueras de lodo, no deben ser usadas para bombeos a presin o como parte de las lneas de venteo de Alta Presin.

Mangueras de Alta PresinEstas mangueras slo pueden usarse para aliviar la presin cuando estn fijas a los manifold de Cementacin a Presin, (squeeze). En ese caso SIEMPRE debe quedar el extremo libre, sin orificio ni vlvula alguna.

SIEMPRE deben estar estaqueadas cada 6 a 8 pies con cable o cadena.

Las mangueras flexibles de acero (como la Coflexip, Rogan o la Shanley, con presiones de trabajo de 5,000 a 20,000 psi) son las nicas autorizadas para ser empleadas en trabajos bajo presin.

MANGUERAS DE SUCCIONCuando se instalen mangueras de succin de 4 en trabajos de estimulacin, debe planificarse un caudal mximo de 8 bpm (1,27 m3/min), y preverse al menos una manguera de reserva.

Tambin se debe prestar atencin a la distancia de transferencia del fluido. Es posible que se necesiten mangueras adicionales.

No conecte mangueras de succin entre el lado de descarga de un blender y bombas de fracturamiento, supercargadoras, tanques de gel o tanques de circulacin.

Asegrese de que cada manguera de succin disponga de una vlvula mariposa entre la manguera y la fuente de fluido.

MANGUERAS DE DESCARGATodas las mangueras de descarga deben estar especificadas para una presin de trabajo de como mnimo 250 psi (1,72 MPa o 17,2 bar). Cuando se bombeen materiales combustibles o inflamables, las mangueras de descarga deben protegerse con cubiertas para mangueras. Asimismo, cuando se bombeen materiales cidos o custicos, es recomendable proteger las mangueras de descarga con cubiertas para mangueras.Para evitar que las bombas caviten cuando operan a alta velocidad, utilice como mnimo una manguera de descarga de 4 pulgadas (101,6 mm) por cada 14 bpm (2,2 m3/min).Se utilizarn cables de seguridad en los extremos de descarga de las mangueras de descarga. Todos los cables de seguridad (hobbles) utilizados para sujetar las mangueras sern, como mnimo, cables trenzados de alta calidad de 3/8 (9,5 mm).

LNEAS DE PURGALas lneas de purga sirven para facilitar el flujo de corta duracin a travs de nuestras lneas de tratamiento, cebado de bombas, liberacin de presin en lneas de tratamiento para alta presin con la vlvula del pozo cerrada y salida de bolas sellantes de la perforacin.

Las lneas de purga no estn concebidas para el flujo de larga duracin. Debe garantizarse que el reflujo no permita que vuelvan a la superficie bolas sellantes o fluidos de formacin. Las lneas de purga de alta presin deben tener dos vlvulas tapn de 2 x 1 instaladas en serie, inmediatamente adyacentes a la lnea de tratamiento principal.

LNEAS DE PURGALa vlvula ms prxima a la lnea de tratamiento principal debe ser la vlvula primaria y encontrarse en todo momento totalmente abierta o totalmente cerrada. Debe ser la primera vlvula en abrirse y la ltima en cerrarse.

La vlvula secundaria se emplea como vlvula de control del flujo.

Las vlvulas de las lneas de purga deben siempre abrirse lentamente, para evitar efectos de ariete de los fluidos.

Las lneas de purga deben ser lo ms rectas que sea posible.

En las lneas de purga, slo se utilizar tubera de Alta Presin de acero macizo.

ASEGURAMIENTO DE LAS LINEASHasta la fecha no se tiene constancia de que exista un sistema logsticamente viable de aseguramiento de las lneas de tratamiento y adecuado a las numerosas variables que existen en los pozos. Mientras no exista y no se encuentre en el servicio un sistema para este tipo de situaciones se tomarn, como mnimo, las siguientes precauciones:Se limitar el acceso de personal a las principales zonas de riesgo.Los componentes de la lnea de tratamiento se mantendrn de acuerdo con el Sistema de Gestin de Lneas de Tratamiento de BJ Services

Equipos Electrnicospara MonitoreoDeben colocarse transductores de presin en la lnea de tratamiento de alta presin entre el cabezal del pozo y la vlvula de retencin. Estos transductores de presin NO DEBEN colocarse en la lnea de purga.

Los densmetros integrados de Alta Presin deben colocarse en la lnea de alta presin entre el cabezal del pozo y todas las unidades de bombeo.

Equipos Electrnicospara MonitoreoCuando se instalen equipos electrnicos de monitoreo de Alta Presin, debe hacerse todo lo posible para minimizar el efecto de impacto que resulta de dar martillazos en las uniones martillo cercanas. Cuando las uniones cercanas a los equipos electrnicos se ajusten con martillos, los equipos electrnicos debern sujetarse con la mano para amortiguar las vibraciones.

Siempre que sea posible, los equipos electrnicos de monitoreo deben ser lo ltimos en instalarse en la lnea de tratamiento.

CAUDALES MXIMOS DE BOMBEORevise las recomendaciones de trabajo aplicables a los caudales y presiones previstos. Disponga de la lnea de tratamiento de Alta Presin que se vaya a utilizar teniendo en cuenta la presin y la velocidad de los fluidos con los que vaya a entrar en contacto. Es recomendable hacer un diagrama de la locacin donde se realizar la operacin con el fin de planificar la ubicacin de los equipos y el armado de la lnea de Alta Presin.

CAUDALES MXIMOS DE BOMBEOLa velocidad de los fluidos abrasivos que se bombeen a travs de componentes giratorios a Alta Presin debe ser igual o inferior a 40 pies/seg (12,2 m/s). Esta Norma tiene como finalidad evitar la excesiva erosin de la lnea de Alta Presin, con la consiguiente prolongacin de su vida til. Asimismo, cuando se bombeen fluidos no abrasivos, la velocidad debe limitarse a un mximo de 40 pies/seg (12,2 m/s) para evitar vibraciones y golpeteo en la lnea.

CAUDALES MXIMOS DE BOMBEO1. Para calcular las velocidades mximas deben emplearse los dimetros internos ms pequeos que existan en los componentes giratorios de la sarta de tratamiento.

2. Las velocidades de paso de fluidos a travs de componentes giratorios se calculan mediante la siguiente frmula:Caudal mximo (BPM) = d2 x 2,3314 dnde:d = dimetro interior de la unin giratoria (pulgadas) o bien Caudal mximo (m3/min) = d2 x (5,745 x 10-4)dnde:d = dimetro interior de la unin giratoria (mm).