INDICE1Introduccin12Herramientas de Terminacin de Pozos12.1Equipos de Subsuelo12.2Sarta de Tubera12.2.1Grado del Acero de las Tuberias22.2.2Dimetro de las Tuberas32.2.3Conexiones de las Tuberas42.2.4Clasificacin de las Tuberas52.2.4.1Tuberas de alta Resistencia52.2.4.2Tuberas de baja Resistencia52.2.4.3Propiedades Fsicas del Acero52.2.5Sensibilidades de la Tuberia a la Alta Resistencia52.2.6Inspeccin de la Tubera62.2.7Criterios de inspeccin de la tubera62.3Empacaduras72.3.1Mandril de Flujo.72.3.2Cono82.3.3Cuas82.3.4Elementos Sellantes92.3.5Dispositivos de friccin102.3.6Clasificacin de las Empacaduras112.3.6.1EmpacadurasMecnicas112.3.6.1.1Mecnicas de Compresin112.3.6.1.2Mecnicas de Compresin Dobles.122.3.6.1.3Mecnicas de tensin Sencillas122.3.6.1.4Mecnicas de tensin y comprensin132.3.6.2EmpacadurasHidrulicas142.3.6.2.1Completacion sencilla con EmpacaduraHidrulica152.3.6.3EmpacadurasPermanentes162.3.6.3.1Empacaduras Permanente con Sello Hidrulico172.3.6.4Empacaduras para inyeccin de Vapor.182.4Equipos Adicionales para la Terminacin.182.4.1Niples de Asiento192.4.1.1Niples de Asiento Selectivo.192.4.1.2Niples de Asiento No Selectivo202.4.2Mangas202.4.2.1Mangas de Circulacin212.4.2.2Mangas de Produccin212.4.3Mandriles de LAG212.4.4Juntas de Expansion222.4.5Juntas de Erosin232.4.6On off Tool232.4.7Tapn Expulsable por Bombeo (P.O.P)242.5Equipos Adicionales para la Produccin242.5.1Tapones Recuperables de Eductor.252.5.2Tapones Recuperables de Eductor (X,XN,H).252.5.3Valvula de Seguridad de Control Superficial.262.5.4Vlvula de Seguridad de Control Subsuperficial.262.6Bibliografa.27

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Introduccin

Al final de la fase de la perforacin el pozo generalmente queda con el casing, cementadoexternamente, taponado en el fondo y lleno con un fluido cuya densidad es igual ala densidad usada en la ultima seccin del pozo lo cual tiene por finalidad las herramientas o equipos de terminacin pozo llevar los fluidos desde la formacin productora hasta el cabezal del pozo en forma segura, para el personal y las instalaciones.Herramientas de Terminacin de PozosEquipos de Subsuelo

Los principales componentes de los equipos de subsuelo son;

Sarta de Tubera

Uno de los aspectos mas importantes en las operaciones de perforacin es la adecuada seleccin de tuberas. La capacidad para resistir presiones y cargas bajo determinadas condiciones de funcionamiento es un factor muy importante para la seguridad y economa de la perforacin y produccin del pozo..Funcion; Es llevar el fluido desde la formacin productodra hasta el cabezal del pozo estas tuberas pueden ser de diferentes dimetros y atraves de esta se mantiene el control de la produccin o inyeccin igualmente facilita las operaciones de servicio en el pozo tales como trabajos de guaya fina y circulacin.

La seleccin y diseo de una tubera es una parte fundamental en la completacion de un pozo para ello existen un conjunto de prcticas aceptables entre las cuales se pueden ser establecidas por el API son;

Grado del Acero de las Tuberias

Los grados de acero recomendados por el API, establecen la composicin qumica,propiedades fsicas y mecnicas de la tubera cada grado tiene designado una letra y un numero como por ejemplo:

K- 55, N-80, J-55, C-95, C-75 y P-110La designacin numrica refleja el esfuerzo cedente minimo del material este esfuerzo puede ser suficiente para soportar fuerzas en la tubera causadas por cambios de presin y temperatura a profundidad. Cuando se requieren tuberas que deben soportar mayores esfuerzos que una de grado J-55 se puede usar N-80,C-75 o C-95. La tubera de grado C recibe tratamiento trmico para darle mayor dureza.Dimetro de las Tuberas

Es seleccin sobre la base de las tasa de flujo o bombeo estimado para el pozo la tasa de flujo o de bombeo es determinada con un anlisis de curvas basado en el comportamiento de influjo del yacimiento y la tubera.

Conexiones de las Tuberas

Es el dispositivo mecnico que se utiliza para unir tramos de tuberas, equipos de fondo y accesorios para formar una sarta de tubera con caractersticas geomtricas y funcionales especificas estas juegan un papel muy importante dentro del diseo de la sarta de produccin o inyeccin, debido a que; Mas del 90% de las fallas que sufren las sartas de tubera se originan en las conexiones. Estas representan entre el 10% de la longitud total de la tubera y 50% del costo total de esta.

Existen dos tipos de conexiones: Conexiones NU: Poseen roscas de 10 vueltas tienen una resistencia menor que la del cuerpo del tubo. Conexiones EUE: Poseen 8 vueltas por rosca y una resistencia superior a la del tubo estas son las mas utilizadas porque provee un servicio confiable a la mayora de los pozos.

Clasificacin de las TuberasTuberas de alta Resistencia

Soportan esfuerzos mayores a 800 Ipc y su grado es C-75,N-80,C-98 y P-105. Estas pueden presentar problemas debido a la eliminacin de la ductilidad y al aumento de la sensibilidad a roturas ejemplo P-105.Tuberas de baja Resistencia

Son generalmente dctiles por eso la concentracin de esfuerzos se ejecuta parcialmente mediante la plasticidad del elemento.Propiedades Fsicas del Acero

Esfuerzos del Punto Cedente: Las pruebas de tensin se usan para la informacin sobre las resistencias de los materiales usados en esta prueba se somete una porcin del material de tamao convencional a un aumento gradual de la carga a medida que la carga continua aumentando se llega a un punto en la mencionada curva donde se obtiene elongacin sin aumento de la carga este punto se conoce como punto cedente. Ductilidad: Es la propiedad que poseen algunos materiales de deformarse en el rango plstico, sin fracturarse por lo tanto un material con una ductilidad alta se deforma apreciablemente antes de romperse. Dureza:Se refiere a la propiedad que posee un material para resistir a la formacin de una fractura quebradiza la dureza o resistencia al impacto se mide mediante la prueba del impacto de Charpy esta consiste en golpear y fracturar una seccin de prueba con un pndulo en movimiento cuando el material falla se dice que experimenta una fractura dctil o fractura quebradiza.Sensibilidades de la Tuberia a la Alta Resistencia

La tubera de alta resistencia puede fallar fundamentalmente debido a las siguientes razones: Defectos originales en su fabricacin Daos ocasionados durante su transporte, manejo y bajada al pozo. Debilitamiento causado por la presencia de hidrogeno en el pozo.

Inspeccin de la Tubera

a) Visual: Toda la tubera que se va a colocar dentro de un pozo debe ser revisada visualmente antes de ser instalada algunos efectos que se pueden detectar visualmente: -Defectos de fabricacin (roturas, abolladuras) -Defecto de la fabricacin de sus roscas -Daos que puedan ocurrir en el cuerpo de la tubera durante transporte y manejo de lasmismas.b) Prueba Hidrosttica: Una vez que la tubera se instala en el pozo se le hace este tipo de prueba esta se realizan a presiones por el orden de 80% del esfuerzo cedente mnimo sin embargo una prueba hidrosttica exitosa no representa una garanta suficiente de que no existan defectos en la fabricacin de las tuberas sometidas a tales pruebas.c) Prueba Electromagntica: En este mtodo se introduce en la tubera un cable conductor en forma de resorte para medir la respuesta de la tubera al paso de corriente. Se investigan: defectos internos de la tubera, corrosin.d) Prueba mediante partculas magnticas:En este mtodo se introduce un campo magntico en la tubera esto permite que partculas regadas en la parte externa de la tubera, se alineen para indicar defectos longitudinales de ella este mtodo no es confiable ya que solo se limita a la parte externa de la tubera.

Criterios de inspeccin de la tubera

Generalmente los criterios de inspeccin son diferentes para cada empresa pueden ser los siguientes: Para tuberas J-55 solo se deben realizar inspecciones visuales de manera cuidadosa ya no presenta defectos de fabricacin. Para tuberas C-75 y de mayor de grado se debe usar una inspeccin electromagntica aquellas tuberas que presenten defectos de 5 a 12,5% de su espesor de pared no deben usarse. Acoplamientos de tubera C-75 y mayores deben se inspeccionadas con el mtodo de partculas magnticas y por el mtodo visual. Tuberia N-80 y mayores deben ser inspeccionadas con el mtodo electromagntico, si presenta defectos de corrosin.Empacaduras

Es una herramienta de fondo que se usa para proporcionar un sello entre la tubera de produccin y la tubera de revestimiento a fin de evitar el movimiento vertical de fluidos desde la empacadura por el espacio anular hacia arriba.

.Funciones Confinar las presiones en el fondo del pozo, evitando que la presin de formacin entre al anular tubera-revestidor. Proteger la tubera de revestimiento del estallido bajo condiciones de alta produccin o presiones de inyeccin. Mantener los fluidos de la formacin alejados de la seccin del revestidor que est por encima de la empacadura. Mantener los fluidos pesados para el control del pozo en el espacio anular. Permitir el uso de ciertos mtodos de levantamiento artificial.Mandril de Flujo.

Es un medio o conducto interior que permite mantener todas las secciones del obturador como un sistema individual (unidades de sellos, conos, cuas, vlvulas y bloques de friccin), de esta forma comunica el flujo que proviene de la formacin con la tubera de produccin y continua su recorrido hasta la estacin de flujo.

ConoSon dispositivos que transmiten de la tubera bien sea los movimientos de compresin o de tensin a las cunas para su expansin y anclaje al revestidor.

Cuas

Son piezas metlicas de acero recubiertas con material de alta dureza (tungsteno) ya que son las que anclan la empacadura al revestidor impidiendo el movimiento de la misma.

Elementos Sellantes

Son los sistemas fundamentales para lograr el aislamiento hidrulico estn constituido bien sea por una pieza o varias hasta tres anillos de elastometros, construidos de nitrilo y que pueden ser fabricados de diferentes dureza de acuerdo a rangos de presin y temperaturas donde se vayan a usar. Cuando se asienta una empacadura, el elemento sellante se comprime para formar un sello contra la tubera de revestimiento durante la compresin el elemento de goma se expande entre el cuerpo de la empacadura y la pared de la tubera de revestimiento.

En la siguiente tabla se muestran la cantidad de elementos sellantes en una empacadura de acuerdo a condiciones de trabajo.

Dispositivos de friccin

Estos son una parte esencial de muchos tipos de empacaduras para asentarlas y en algunos casos para recuperarlas pueden ser; flejes, en resortes o bloques de friccin y cada uno de estos proporciona las fuerzas de sostenimiento necesarias para asentar la empacadura.

Clasificacin de las Empacaduras

De acuerdo al sistema de anclaje las empacaduras se pueden clasificar de la siguiente manera: Mecnicas Hidrulicas PermanentesEmpacadurasMecnicas

Estas empacaduras son bajadas con las tubera de produccin y su asentamiento se logra girando la tubera en el sentido de las agujas del reloj el nmero de vueltas est determinado por profundidad y el diseo de cada fabricante. De acuerdo a la caracterstica de la operacin superficial para anclarlas se clasifican en; Compresin o peso rotacin. Tensin. Compresin, tensin, rotacin.Mecnicas de Compresin

Son sencillas debido a que poseen solo un sistema de anclaje al revestidor, no tienen vlvula interna de circulacin, el elemento sellante puede trabajar hasta 250F. se anclan cuando se llega a la profundidad de asentamiento rotando la tubera en direccin de las agujas del reloj para que salga la J del perfil interno del mandril de esta manera salen las cunas y se coloca peso sobre el obturador para anclarlo al revestidor.

Mecnicas de Compresin Dobles.

Similar a las sencillas son equipos recuperables son dobles debido a que tienen doble sistema de anclaje, el agarre mecnico igual a la sencilla y adicional un sistema de candados hidrulicos los cuales son accionados mediante presin hidrulica y los mismos son localizados por debajo de la vlvula de circulacin.

Mecnicas de tensin Sencillas

Son equipos recuperables y muy similares a las empacaduras de compresin sencillas, la diferencia es que presenta las cunas y cono invertido por esta razn el sistema de anclaje es tensionando la tubera. Su mayor aplicacin se encuentra en los pozos inyectores de agua y en pozos productores someros y con tubera de completacion de dimetros pequeos donde el peso de esta es insuficiente para asentar los obturadores de compresin o peso.

Mecnicas de tensin y comprensin

Al igual que todos los anteriores son equipos recuperables, presenta la versatilidad que se pueden asentar aplicndole esfuerzos de compresin, tensin y rotacin usada para produccin, inyeccin, fracturas, zonas aisladas y aplicaciones de cementacin remedial. Posee capacidad de resistir altas presiones diferenciales en caso de estimulaciones despus de haber completado el pozo.

Clasificacin de las Empacaduras Mecnicas:

EmpacadurasHidrulicas

Son equipos compuestos de iguales materiales que las empacaduras mecnicas, la diferencia estriba en el mecanismo de anclaje de stas que es mediante presin hidrulica. El procedimiento de asentamiento es el siguiente: Se baja con la tubera hasta la profundidad establecida. Se coloca presin a travs de la tubera la cual energiza unos pistones en la parte interna del obturador. Finalmente, el movimiento de estos pistones efectan el anclaje de las cuas as como la expansin de los elementos sellantes contra el revestidor.

Completacion sencilla con EmpacaduraHidrulica

Permite fijar la empacadura sin manipulacin de la tubera. Comn en las aplicaciones costa afuera donde las lneas del control de la vlvula de seguridad previenen la rotacin de la tubera. Permite la instalacin en un solo viaje, ahorrando tiempo de taladro. Requiere dispositivo de tapn en la tubera para fijar la empacadura. Tapn en niples de asiento. Asentamiento a travs de bolas. POP .

EmpacadurasPermanentes

Estos equipos estn diseados para pozos de alta presin y temperatura, en completaciones donde se prevean trabajos de fractura en el futuro, en completaciones selectivas y principalmente en pozos exploratorios donde no se conocen las caractersticas del yacimiento. Se pueden asentar mediante dos mecanismos con guaya elctrica y con tubera de trabajo. Forma parte del revestidor ya que al estar anclada hay que fresarla para su remocin.

Empacaduras Permanente con Sello Hidrulico

Gama completa de accesorios disponibles de completacin. Diseada para altas presiones diferenciales sobre los 10.000 psi. Diseada para aplicaciones de una zona y multi-zonas. Es fijada en un solo viaje no requiere rotacin. No es necesariamente bajada con guaya. Temperatura de 120 a 350F.

.Accesorios de la empacadura Permanente. Localizadores de la empacadura Permanente. Unidades espaciadoras. Seal Bore and Mill-Out Extensions Pata de mula. Unidades sellantes.

Empacaduras para inyeccin de Vapor.

Existen yacimientos que se encuentran saturados de crudos pesados o de alta viscosidad, esta caractersticas los hace difcil de extraerse con facilidad, por lo que una forma de estimular estos tipos de yacimiento es inyectndoles vapor, con la finalidad de disminuir la viscosidad del crudo y de esta manera se pueda sacar con menor dificultad.

Equipos Adicionales para la Terminacin.

Se dividen en las siguientes: Niple de asiento Mangas Mandriles Mandriles de bolsillo lateral Juntas de Expansin Junta de Erosin Off OnTool POPNiples de Asiento

Es un dispositivo tubular conectado a la tubera de produccin que se coloca a una determinada profundidad. Internamente son diseadas para controlar la produccin en la tubera. Bsicamente existen dos tipos de niples de asiento: Selectivos. No selectivos.

Niples de Asiento Selectivo.

Su principio de funcionamiento est basado en el conjunto de cerraduras que hacen juego con las llaves colocado en un mandril de cierre. Pueden ser colocados ms de uno en una corrida de tubera de produccin, siempre que tengan la misma dimensin interna. Se utiliza para:

Taponar el pozo hacia arriba, hacia abajo o en ambas direcciones. Probar la tubera de produccin. Colocar vlvula de seguridad, reguladores de fondo, herramientas de medicin. Servir como punto de referenciaNiples de Asiento No Selectivo

Este tipo de niple es un receptor para dispositivos de cierre. Su principio de funcionamiento es tener una disminucin de dimetro llamado no pasa (NOGO), para localizar los dispositivos de cierres; por lo tanto, el dimetro exterior del dispositivo deber ser ligeramente mayor que el dimetro interno ms pequeo.

Mangas

Son dispositivos compuestos por una manga interior, la cual debe abrirse o cerrarse por mtodos de guaya, para permitir la comunicacin o separacin de los fluidos hacia la tubera. Estas permiten, traer pozos a produccin, matar pozos, lavar arenas y la produccin de pozos de mltiples zonas.Las mangas pueden ser utilizada como: Mangas de circulacin Mangas de produccin

Mangas de Circulacin

Son dispositivos que se colocan sobre la primera empacadura. Se inyecta a travs del anular un fluido liviano que permita desplazar el fluido de completacin y aligerar la columna de fluido existente en el pozo para crear un diferencial suficiente en el fondo del pozo y traerlo a produccin. Se coloca en la tubera de menor dimetro y en caso de no tener mandriles de gas lift se pueden usar para la inyeccin de gas.Mangas de Produccin

Se colocan unos pies por debajo o por encima del horizonte productor pero nunca frente, con el propsito de evitar que los fluidos lleguen directamente a la manga de produccin ocasionando flujo turbulento en la cara de la manga y como consecuencia una posible obstruccin al paso de fluidos.Mandriles de LAG

Estos forman parte de la tubera de produccin y en ellos se instalan las vlvulas que servirn para realizar el levantamiento artificial por gas a las profundidades requeridas admitiendo el gas en la tubera.

Juntas de Expansion

Es una herramienta que est compuesta bsicamente de dos componentes principales que son el cuerpo o camisa y el mandril deslizante.

Juntas de Erosin

Son fabricados en longitud de 10, 20 y 30 pies. Estas son corridas con la tubera de produccin y ubicadas frente al intervalo perforado ofrecen una proteccin adicional contra la erosin por el efecto de flujo de las perforaciones de produccin.On off Tool

Es una herramienta que permite el acople y desacople de la tubera de produccin sin comprometer la caracterstica de la sarta de completacin esto permite desconectar a tubera sin desasentar la empacadura. Ventajas: Acople rpido de J triple. Permite el uso de tapones tipos X. Desconecta la tubera sin desasentar la empacadura

Tapn Expulsable por Bombeo (P.O.P)

Es utilizado en las completaciones donde se utilizan empacaduras de asentamiento hidrulico, as como tambin con las empacaduras mecnicas donde sea necesario probar la sarta de completacin..Ventajas: Para taponear provisionalmente las sartas de completacin o tubera. Permitiendo probar la misma y/o asentamiento de la(s) empacaduras hidrulicas.Equipos Adicionales para la Produccin

Son aquellos que se bajan con guaya y se instalan a la tubera de produccin; los cuales permiten llevar a cabo trabajos de mantenimiento subsuperficial, sin tener que parar el pozo o sacar la tubera de produccin. Tambin proporcionan facilidades para instalar equipos de seguridad en el subsuelo.Los trabajos con equipos de produccin se realizan con guaya fina, la cual permite lo siguiente:

Taponar la tubera de produccin para: Reparar o reemplazar el cabezal de produccin. Probar fugas en la tubera de produccin. Hacer produccin selectiva, a travs de una camisa deslizante. Permitir la bajada de un can en un pozo de alta presin. Circular el pozo sobre la empacadura para: Matar el pozo, desplazando el fluido contenido en la tubera de produccin por otro de mayor densidad. Colocar vlvulas de seguridad subsuperficiales. Colocar equipos especiales, tales como: Estranguladores de fondo. Reguladores de fondo. Vlvulas de levantamiento artificial por gas.

Tapones Recuperables de Eductor.

Son empleados para taponar la tubera de produccin y tener posibilidad de realizar as trabajos de mantenimiento y reparacin subsuperficial. existen tres tipos bsicos de tapones recuperables, los cuales son asentados en niples o en tubera de produccin o eductor y recibir as presin por encima, por debajo o en ambas direcciones, bajo condiciones de operacin.

Tapones Recuperables de Eductor (X,XN,H).Los tapones X, XN, H estn diseados para bloquear una presin superior e inferior, el cual es colocado con un equipo de Wire Line.cada perfil de tapones estn diseados para ser asentados en niples que tengan el mismo perfil que tenga el tapn.

Tapn tipo E: Es asentado en un niple de asiento (E), su funcionamiento operativo es taponear, aislar arenas productoras de otras. Tapn X: tambin puede ser usado en las camisas de circulacin tipo (X) para detectar cualquier fuga que pueda existir en la camisa.Valvula de Seguridad de Control Superficial.

Son llamadas tambin vlvulas de tipo hidrulicas y cumplen su funcin de cortar el flujo una vez recibida una seal automtica o manual desde superficie.el mtodo de control puede diferir, pero el principio consiste en aplicarle presin desde una fuente ubicada en la superficie, para mantener la vlvula abierta; debe mantenerse una presin de 4000 psi a travs de la lnea de control para que est completamente abierta.Vlvula de Seguridad de Control Subsuperficial.

Son aquellas que cumplen su funcin de cierre del flujo cuando existe una variacin en las condiciones de fondo, sin que se requiera de ninguna fuente emisora de seal en la superficie. Existen dos tipos de estas vlvulas: Vlvula de seguridad operada por presin. Vlvula de seguridad diferencial

CABEZAL DE POZO

rbol de navidadBibliografa.

Herramientas de Completacin Ing. Luis Rodrguez Completacin y reacondicionamiento de pozos SchlumbergerCompletacin y Reacondicionamiento de pozos Ing. Luis RodriguezHerramientas especiales para reparaciones y terminacin de pozos Ing. Jairo Mendoza

Diplomado Produccin de HidrocarburosPgina 2