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Este documento ofrece una detallada descripción de las características, manejo y seguridad de diferentes tipos de llaves y cuñas manuales y hidráulicas, así como su aplicación en tuberías de producción, perforación y revestimiento. Además, se abordan las válvulas de seguridad y prevención interna, y se proporcionan recomendaciones para su uso. El texto es parte de un trabajo realizado por Cristian Giovani Vázquez Xicoténcatl en el Instituto Tecnológico de la Chontalpa, durante el noveno semestre de la carrera de Ingeniería Industrial, bajo la supervisión de Ing. Tomas Gómez Sánchez.
Tipo: Apuntes
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¡No te pierdas las partes importantes!
2.1 Características y manejo de las llaves de fuerza manuales e hidráulicas 2.2 Tipos y manejos de las cuñas manuales y automatitas 2.3 Uso y manejo de las válvulas de seguridad 2.4 Cuñas y llaves para las tuberías de revestimiento 2.5 Medidas de seguridad en el piso de trabajo 2.6 Clasificación de las grasas para tuberías
Figura Llave tipo “B” y “SDD” para tubería de trabajo, lastrabarrenas y tuberías de revestimiento. Figura
Figura INSTALACIÓN La llave deberá suspenderse en un cable de acero flexible de 9/16” de diámetro, empleando una polea que se coloca a la altura del changuero del mástil del equipo. Un extremo del cable se fija a la barra de suspensión de la llave. En el otro extremo se coloca un contrapeso, el cual debe estar situado en la parte inferior del piso de trabajo y tener el peso suficiente para que la llave pueda ser movida hacia arriba o hacia abajo por un solo hombre. Posteriormente, asegúrese la llave con otro cable de acero con las mismas características. Un extremo del cable se sujeta al perno que tiene la llave en el extremo lateral del brazo de palanca. Asegure el otro extremo a la base del mástil. Instale un conjunto de indicadores de torque (dinamómetro) de llaves, como el que se aprecia en la siguiente figura. Este aparato sirve para el control y las medidas de torsión de la llave de fuerza.
En la figura se aprecia la tubería, cuñas mesa rotaria, candado de la rotaria, cables salvavidas, posición correcta de la colocación de las llaves de fuerza y la forma correcta de colocarse del personal que las esta operando. La de la izquierda se le conoce como llave de quebrar. La de la derecha se le identifica como llave de apretar. El uso incorrecto de este tipo de llaves es sumamente peligroso, ya que la fuerza aplicada es tal que puede ocasionar daños personales de consecuencias graves, si no se prevén las posiciones correctas para accionarlas; la figura nos presenta una posición inadecuada en el manejo de ellas.
Figura Posición inadecuada CONDICIONES DE SEGURIDAD El cable de seguridad que sujeta al contra peso, debe tener la longitud necesaria para permitir el movimiento vertical suficiente de la llave, sin que el contra peso se apoye en alguna superficie. Para evitar accidentes personales inspeccione los cables de seguridad periódicamente. Nunca debe utilizar las llaves para desconectar la tubería con rotaria. Al conectar o desconectar la tubería revise que la rotaria se encuentre sin el candado. Para asegurarse que la conexión tenga un buen apriete, la llave debe estar en un ángulo recto (90°) a la línea de jalón. En cualquier otro ángulo la efectividad se reduce, disminuyendo la fuerza de torque aplicada. LLAVES HIDRÁULICAS Las llaves hidráulicas pueden ser usadas en tuberías de producción, de perforación y de revestimiento, dependiendo del modelo y tamaño que se requiera. Llave de rolado y apriete
Figura llave hidráulica TW 60 Llave roladora SSW 40 Llave marca ECKEL UHT modelo 5½ Figura
En el rango de operación o cambios de diámetro de tuberías, ocurre lo mismo que en la llave descrita anteriormente, solo se cambian las cabezas o mordazas estas mismas ya traen sus dados integrados. 2.2 TIPOS Y MANEJOS DE LAS CUÑAS MANUALES Y AUTOMATICAS. CUÑAS PARA TUBERÍA La función principal de las cuñas para tubería es sostener la sarta de perforación a nivel de piso rotaria. Existen cuñas para: a. Tuberías de producción b. Tuberías de perforación c. Tuberías de revestimiento d. Lastrabarrenas.
Figura Cuñas para tubería de producción Estos dos tipos de cuñas manejan tuberías de producción de: 2 3/8”, 2 7/8” y 3 ½”, para el cambio de diámetro se colocan únicamente dados del tamaño de la tubería, considerando el diámetro exterior del tubo. (Comúnmente se utilizan para el cambio de medio árbol por preventores y viceversa) INSTALACIÓN Las cuñas para tubería de producción se instalan arriba de una pieza metálica, como se ilustra en la figura inferior. Figura Esta pieza se ubica sobre la rotaria, tomando en cuenta el tamaño de ésta y tiene como función estabilizar la base de la caja o araña de las cuñas. Recomendación: Cuando introduzca en el interior de la caja o araña los gajos que componen el cuerpo completo de cuñas, procure que queden al mismo nivel, para que el acuñamiento sea uniforme.
Cuando se inicia o termina un trabajo de reparación de un pozo, estas cuñas se pueden situar sobre la brida del cabezal de la tubería de producción para llevar a cabo las conexiones que se requieran. El uso de las cuñas para tubería de producción es versátil debido a que su peso es ligero y pueden ser manejadas por una sola persona; además el daño ocasionado por los dados al cuerpo del tubo es mínimo, por lo que se consideran eficientes en el manejo de tuberías. PRECAUCIONES Cuando se usen cuñas de cualquier tipo u otra herramienta, invariablemente se deberá colocar el hule limpiador de tubería en el espacio libre que existe entre la campana de circulación y la parte inferior del bushing de la rotaria. Este hule previene que objetos como: dados de llaves, cuñas, herramientas manuales, etc., caigan en el orificio de la rotaria y se depositen dentro del pozo, ocasionando el atrapamiento de las herramientas que se sacan, además elimina el fluido de control del exterior de la tubería dejándola limpia. IMPORTANTE El hule limpiador sirve para proteger la caída de cualquier objeto dentro del pozo. CUÑAS PARA TUBERÍA DE PERFORACIÓN Las cuñas de dados extra largos se encuentran diseñadas para cargas y profundidades de 15,000 pies, las cuñas no deben ser impulsadas con los pies, tampoco se deben de colocar con la tubería en movimiento, se deben colocar cuando la tubería esté frenada.
Figura Cuña para tubería de revestimiento Este tipo de cuñas requieren de una guía de media luna (figura 10.56) instalada en la mesa rotaria, tomando en cuenta el tamaño de esta, tiene como función estabilizar la base de la caja o araña de las cuñas. CUÑAS PARA LASTRABARRENAS Las cuñas para lastrabarrenas que se emplean en los trabajos de Perforación y Mantenimiento de pozos son las que se muestran en la siguiente figura: Figura Cuñas para lastrabarrenas Para el uso de diferentes diámetros de los lastrabarrenas se reduce o se amplia el diámetro de las cuñas variando la cantidad de elementos del cuerpo de la cuña. En el uso de las cuñas para lastrabarrenas y tubería lavadoras, es imprescindible utilizar collarines de seguridad como las que se muestran en la siguiente figura, debido a que los lastrabarrenas y las tuberías lavadoras tienen toda su parte exterior lisa, así, en supuesto caso que fallara el sostén que ejercen las cuñas que efectúan el apoyo en el bushing de la rotaria, el collarín colocado en los lastrabarrenas 10 cm. Arriba de las cuñas, impedirá que la sarta se caiga al interior del pozo ocasionando un “pez”. Asegure que el perno revobinable esté sujeto a una cadena que se encuentre nivelado en forma regular y para asegurar que él amarramiento de cuñas al D. C. o tubería lavadora, se recomiendan golpes leves en toda el área circular de la herramienta para asegurar el acomodo de los dados.
o Mantenga los bushings de la rotaria y las cuñas en buenas condiciones. o Realice periódicamente una inspección a los bushings, para que sus dimensiones estén conforme al API. o Para cargas arriba de 250,000 lb use cuñas extras largas, vigilando que los bushings de rotaria tengan la suficiente longitud, con el propósito de que las cuñas trabajen en toda su extensión. Para saber si están actuando en su agarre correcto:
Figura Válvulas Cameron de compuerta itpo FLS Y FLS-R para 5,000, 10,000 y 15,000 lb/ pg de 1 13/16, 2 1/16, 3 1/16 pg. CONSIDERACIONES DE DISEÑO Deben considerarse factores tales como: presiones anticipadas de la formación y en la superficie, método de control a usarse, situación ambiental del pozo; corrosividad, volumen, toxicidad y abrasividad de los fluidos. La principal válvula de compuerta es la del tipo de equilibrio de presiones. Recomendaciones: Lubricar esporádicamente el sistema de cierre de la válvula. Se recomienda que el cierre de la válvula la realice una sola persona para evitar dañar el hule de retención de presión por exceso de apriete. VÁLVULAS DE SEGURIDAD Y PREVENTOR INTERIOR Las normas API y reglamentos internacionales, establecen que los equipos de perforación deben estar dotados de las válvulas siguientes: VÁLVULAS DE LA FLECHA Válvula macho superior de la flecha Se instalará entre el extremo superior de ésta y la unión giratoria, debe ser de una presión de trabajo igual a la del conjunto de preventores. Se instalará entre el extremo inferior de la flecha y el sustituto de enlace, debe ser de igual presión de trabajo que la superior y pasar libremente a través de los preventores.
Válvula inferior de la flecha Figura Válvula de la flecha Las llaves que operan las válvulas deben ubicarse en un sitio exclusivo y accesible para la cuadrilla en el piso de perforación. VÁLVULAS EN EL PISO DE PERFORACIÓN Se debe disponer de una válvula de seguridad en posición abierta en cada tipo de medida de rosca que se tenga en la sarta de perforación, de una presión de trabajo similar a la del conjunto de preventores instalado.
