ÁRBOL DE PRODUCCIÓN USO Y MANEJO FRA.pptx

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1. ÁRBOL DE PRODUCCIÓN

2. ¿Qué es? accesorios para un pozo de petróleo o gas que permite el flujo y control del fluido de producción. Permite operar sobre el pozo con las herramientas de intervención de pozos, introduciendo instrumentos por el tubing, interviniendo y modificando las condiciones internas del pozo, sin utilizar el equipo. Es un e n samble de válvu l as, carre t es y

3. COMP O NENTES

4. Adaptador de cabeza en tubería de producción Su característica principal es proporcionar una transición entre el equipo del árbol de producción del pozo y el tubing head. La conexión inferior de tubing adapter se acopla al tubing head y la conexión superior se acopla al árbol de producción. Está adecuado con conexiones en la parte superior tipo roscada, bridada o apernada.

5. Válvula maestra Esta válvula permite proveer flujo o cierre total en el pozo. Usualmente es una válvula manual de compuerta. Normalmente siempre se deja en posición abierta y es manipulada con el máximo cuidado. La válvula maestra superior se utiliza como rutina, en tanto que la válvula maestra inferior ejecuta la función de apoyo o contingencia en caso de que la válvula de servicio normal presente una fuga y necesite ser reemplazada.

6. Válvula maestra super i or Válvula de tipo compuerta en acero fundido, la cual se utiliza para cerrar el pozo. Se utiliza para regular los fluidos del pozo al momento de abrirlo. Válvula ma e stra inferior Se utiliza sólo en casos de emergencia o extremos; por norma nunca se deben controlar los fluidos del pozo utilizando esta válvula. Debe permanecer abierta cuando el pozo esté cerrado

7. CRUZ DE FLUJO Proporcionan una vía de flujo del fluido de producción y una interconexión entre la válvula inferior, la válvula superior y válvula lateral en las salidas para las líneas de flujo. Distribuye el flujo en 4 direcciones, directamente conectado a las válvulas laterales, a la master superior y a la swab valve. Es un accesorio en acero fundido, montado sobre la válvula master superior y comunica por la derecha con la salida típica de fluidos del pozo (brazo derecho de producción), por la izquierda permite la conexión de un instrumento de medición

8. VÁLVULA DE SUABEO Es montada sobre la parte superior de la cruz y tiene las mismas dimensiones que la válvula maestra. Tiene la función de permitir el montaje del equipamiento (wireline BOP, lubricator, coiled tubing, etc.) sin la interrupción del flujo y permitir bajar por la parte interna del tubing equipamientos y/o instrumentos mientras el pozo se mantiene fluyente. Permite acceso a la medición de la presión en cabeza de pozo y a la corrida de herramientas de fondo de pozo.

9. VÁLVULAS LATERALES Las válvulas laterales están montadas sobre los brazos (laterales) de producción y permiten el control del flujo hacia o desde el pozo. En completaciones simples solo una válvula es conectada hacia la línea de operación, mientras la otra es mantenida como una válvula de servicio para ser usada en emergencias (kill line), para matar el pozo, para chequear la presión de cabeza durante las operaciones de intervención del pozo, bombear fluidos, etc. La válvula está conectada a unos sensores de presión ubicados en la línea de flujo que la mantienen abierta, permitiendo el suministro de gas al tambor, y cuando sensan una presión anormal por alta presión (PSH) o por baja presión (PSL) interrumpen el circuito de gas y liberan la presión acumulada en el tambor ocasionando el cierre de la válvula.

10. ADAPATADOR DEL ÁRBOL El adaptador del árbol está compuesto de una conexión bridada, montada sobre la válvula de suabeo donde un indicador de presión está montado para permitir la lectura de la presión de pozo.

11. VÁLVULA CHEQUE Pueden operar con toda la sección de flujo abierta o reducida y son utilizadas para permitir el flujo de un fluido en una sola dirección.

12. VÁLVULA CHOQUE Tiene como función regular la presión de flujo. Es un accesorio en acero fundido y forjado, el cual en algunos casos posee un recubrimiento en tungsteno resistente a la abrasión del fluido y la arena. En pozos con flujo natural tiene por objeto obtener una producción regulada del mismo, evitando cambios bruscos en las condiciones naturales del pozo; se busca evitar la pérdida prematura de presión de gas del yacimiento, la cual permite al pozo fluir naturalmente.

13. ESTRANGULADORES Son un estrechamiento en las tuberías de flujo para restringir el flujo y aplicar unacontrapresión al pozo. Sirven para controlar la presión de los pozos, regulando la producción de petróleo y gas o para controlar la invasión de agua o arena.

14. ARBOLITOS DE PRUEBA Son utilizados para prueba de producción del pozo, limpieza del pozo y para trabajos de cable, consta de: una válvula maestra o tronquera, válvula de purga, válvula de maniobra, válvulas de surgencia, bridas, manómetros, también es colocado en pozo de terminación simple y terminación doble por separado.

15. ARBOLITOS DE PRODUCCIÓN Este va colocado sobre el cabezal de producción y es utilizado para el traslado de fluidos. Proporciona un sello entre ellas y permite controlar la producción del pozo. Anteriormente las presiones de trabajo del equipo estaban normadas por una asignación de serie API. Actualmente se usa el término “presión máxima de trabajo”.

16. Arbolitos de doble terminación Los arbolitos de doble terminación usan dos colgadores (DC) para suspensión de las sartas paralelas de tuberías. Las válvulas tronqueras son de tipo esclusa, también marca Camerún. La T divisoria provee una salida individual hacia arriba para cada línea. Arbolitos de simple terminación Arbolito con colgadores de tubería tipo (QD) con válvulas tronqueras enroscadas y choques regulables de tipo (H2).Este es un ejemplo de arbolito para utilizar en pozos de baja presión de surgencia en las cuales se espera implementar algún tipo de bombeo.

17. VENTAJAS Puede agregar las válvulas de seguridad hidráulica (neumática) de distintas medidas. Tiene un diseño para el rápido montaje y desmontaje del colgador de doble oleoducto. Permite explotar en un sólo pozo dos estratos diferentes al mismo tiempo, también puede controlar y operar por separado. Cuenta con una estructura compacta, funciones completas, facilidad en el manejo y fiabilidad del sellado. • Es apta para todo tipo de tubos de revestimiento y programas de oleoducto. Presión de funcionamiento: 2000PSI - 20000PSI • Medio disponible: petróleo, gas natural, barro, y gas que contiene H2S, CO2. Temperatura de funcionamiento: -46°C - 121°C.

18. Su función principal es hacer un control más seguro del fluido. ARBOLITO DE TRIPLE TERMINACIÓN

19. MONTAJE

20. E x iste b á sicamen t e 2 diseños princip a les de ensable de un árbol de producción: Bloque compuesto: Son utilizados básicamente en localizaciones donde se necesita una reducción de espacio considerable y mayor confiabilidad con respecto a la posibilidad de evitar fugas; estas características permiten que la aplicación de un sistema de árbol de bloque compuesto sea eficiente en una aplicación offshore. Los arbolitos de pozos seccionados: Son una serie de válvulas, conexiones tales como el bonete, tees, cruses, adaptadores para lubricador, y chokes de producción; los arboles de producción tiene característicamente una sección vertical y una sección horizontal.

21. ENSAMBLE DEL ARBOL DE POZO PARA LEVANTAMIENTO POR FLUJO NATURAL Tubing head adapter Válvula máster Tee o cruz de flujo Válvula Swab Tree cap. Pressure Gauge – Manómetro Válvula Wing. Choke ajustable. EQUIPO PRIM A RIO

22. ENSAMBLE DEL ARBOL DE POZO PARA LEVANTAMIENTO POR GAS LIFT Para el levantamiento por Gas Lift se deben realizar adecuaciones en los equipos utilizados en superficie, el ensamble de pozo a utilizar es el mismo estándar utilizado para flujo natural. Para la entrada del gas por el anular conformado entre el tubing y el revestimiento de producción, se habilita una las salidas en el Tubing head; se instala una válvula de compuerta para permitir la entrada del gas al anular. La producción de fluidos del pozo se maneja como en flujo natural, salvo que se debe retirar el Choke para no restringir la eficiencia de levantamiento.

23. El ensamble a utilizar en el bombeo hidráulico, ya sea tipo Pistón o Jet; es el similar al que se usa en gas lift, solo que se habilita la entrada de un fluido de potencia que viaja por el anular hasta el punto donde se ubica la bomba en fondo. Se usa el mismo ensamble de árbol de pozo para flujo natural y se adiciona una Válvula de compuerta para permitir la entrada del fluido de potencia por el Tubing head. ENSAMBLE DEL ARBOL DE POZO PARA LEVANTAMIENTO POR BOMBEO HIDRÁULICO

24. ENSAMBLE DEL ARBOL DE POZO PARA LEVANTAMIENTO POR BOMBEO MECÁNICO Elementos Tubing Head Adapter Te de Flujo ó Pumping Tee Pre v e n tora de Varillas Stuffing Box Válvula Wing Press u re gauge Se im p lementan algunos elementos que permiten la entrada de la barra lisa y el juego de varillas en el árbol y cabezal de pozo. Al cambiar de flujo natural a este bombeo desaparecen la válvula Swab, el Tree cap y el manómetro de Tope.

25. ENSAMBLE DEL ARBOL DE POZO PARA LEVANTAMIENTO POR CAVIDADES PROGESIVAS Tubing head adapter Unidad dual Preventora de varillas y Te de flujo Stuffing Box y sistema de rotación Válvula Wing Pressure gauge Elementos La utilización de la unidad dual permite que en ensamble del árbol para PCP sea más versátil, ahorra el uso individual de una Te de bombeo y de la Preventora de varillas. Ahor r o

26. ENSAMBLE DEL ARBOL DE POZO PARA LEVANTAMIENTO POR BOMBEO ELECTROSUMERGIBLE Para la de c ua c ión de un Bombeo Electrosumergible, se hace necesario habilitar en el rbol de pozo un paso para el cable de potencia usado en este levantamiento . EL E MEN T OS Tubing head adapter para ESP Válvula máster Te o cruz de flujo Tree cap Pressure gauge Válvula Wing

27. VERIFICACIÓN Y PRUEBAS

28. Todas las válvulas vengan con un certificado de los tests realizados por el fabricante. Todas las válvulas sean operadas fácilmente En posición de apertura el hueco en la compuerta este alineado con el hueco del cuerpo de la válvula : Las válvulas deben estar apropiadamente engrasadas, tanto en el cuerpo (asiento de la compuerta), como en la parte rotante (stems) V erific a ción Limpieza, Selección de los anillos (ring-joints) y pernos. Limpieza, selección de los anillos (ring-joints) y pernos

29. Proceder al ensamblaje asegurándose de que los pernos estén ajustados con un torque de acuerdo al tipo de brida. Los anillos (ring-joints) deben ser instalado secos. Chequeando que su superficie no este corroída Para los pernos usar solo el tipo de grasa recomendado. Ensamblaje Aplicar presión en el actuador de la válvula maestra. Con todas las válvulas verticales abiertas, calibrar el Xmas tree usando el gauge (calibrador) del wire line correspondiente al diámetro máximo del equipo que será bajado al pozo. Calibración

30. En locación, después de armar el Xmas tree puede ser testeado bajo presión solo en la dirección del flujo, con la ayuda de una brida especial (stump flange); si no se dispone, el debe ser testeado al menos desde arriba. Test de presi ó n Cerrar la master valve y las válvulas laterales Conectar una bomba de prueba a la válvula de swab Presurizar hidráulicamente al valor máximo de la presión de trabajo, para probar la integridad y el ajuste de todas las conexiones. Test hidraúlico

31. En este punto el Xmas tree esta listo para la instalación. Esta operación puede ser echa fácilmente, si es posible usar un sistema de levantamiento balanceado, que mantenga en pos i c ión de a l in e ami e n t o ver t ica l , balanceando el peso del actuador.. Instalación Una vez que las bridas de conexión entre el bonnet y el tubing spool han sido ajustados , y antes de continuar será necesario probar las siguientes conexiones: Tubing spool / bonnet Tubing hanger / bonnet Tubing hanger / tubing spool. Test de cone x iones

32. Lo s tests d e las c o n e xiones p u e d en realizarse bajando un test plug (tapón de prueba) en el tubing hanger y entonces presurizar con agua usando una bomba d e p r ueba h a s t a qu e se a l c a nce la presión de trabajo del Xmas tree. Test de pr o d u cc i ón