Una boca de pozo es el conjunto estructural y que contiene presión instalado en la superficie de un pozo de petróleo o gas. Suspende las sartas de revestimiento y tubería, sella los espacios anulares entre ellos y proporciona el punto de conexión controlado para los equipos de perforación, terminación y producción. Cada pozo, desde un pozo de extracción de baja presión hasta un pozo de gas profundo de 15.000 psi, se gestiona a través de su boca de pozo.
¿Qué es exactamente una boca de pozo?
Una boca de pozo es un sistema apilado de componentes bridados y roscados montados en la parte superior del pozo. No es una sola válvula o accesorio: combina carcasas, soportes colgantes, carretes y sellos que soportan el peso de todas las sartas de revestimiento, contienen la presión del pozo y brindan a los operadores un camino controlado para el monitoreo y la intervención.
Durante la perforación, la boca del pozo sostiene la pila de prevención de reventones (BOP). Una vez completado el pozo, se retira el BOP y se atornilla un árbol de Navidad al mismo cabezal del pozo para controlar la producción. Por lo tanto, la boca del pozo tiene que afrontar dos fases muy diferentes de la vida del pozo con la misma fiabilidad.
Componentees principales de una boca de pozo
Una pila de cabezal de pozo convencional consta de un cabezal de tubería, colgadores de tubería, carretes de tubería, un cabezal de tubería, un colgador de tubería y un árbol de Navidad en la parte superior. Cada componente tiene un trabajo definido y todos ellos se seleccionan como un sistema en lugar de piezas individuales.
| Component | Función |
|---|---|
| cabeza de carcasa | La base de la pila; soporta la carcasa de superficie y proporciona la primera salida anular. |
| Colgador de carcasa | Aterriza y sella una sarta de tripa dentro del cabezal o carrete de tripa. |
| carrete de carcasa | Un espaciador que permite colgar una segunda o tercera sarta de carcasa encima de la primera. |
| Cabezal de tubo | Soporta la tubería de producción y sella el anillo de la tubería-carcasa. |
| colgador de tubos | Suspende la sarta de tubería y sella el espacio anular a su alrededor. |
| árbol de navidad | El conjunto de válvula superior que controla el flujo de producción y permite el acceso al pozo. |
El soporte de carcasa y el soporte de tubería son los componentes de soporte de carga más críticos. Para diseños de pozos de rango medio, el Colgador de carcasa C22 Es una selección común porque se carga directamente en un carrete de cabezal de revestimiento C22 correspondiente y transporta todo el peso del revestimiento a través del cuerpo del cabezal del pozo.
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Una boca de pozo funciona transfiriendo cargas de revestimiento y tubería al suelo y conteniendo la presión en la superficie. Cada colgador de revestimiento convierte el peso hacia abajo de una sarta de revestimiento en una carga transportada por el cabezal del revestimiento y la base poco profunda alrededor del pozo. Los sellos de elastómero y metal dentro de la boca del pozo bloquean cualquier ruta de fuga entre las sartas de revestimiento, la tubería y la atmósfera.
Las salidas laterales en los cabezales y carretes de la carcasa permiten a los operadores controlar la presión del anillo, hacer circular fluidos e inyectar productos químicos. En instalaciones modernas, se pueden agregar sensores para informar la presión, la temperatura y la integridad del sello en tiempo real, de modo que monitoreo de boca de pozo en tiempo real detecta pequeños problemas antes de que se agraven.
Clasificaciones y estándares de presión en boca de pozo
Los equipos de boca de pozo están construidos según un pequeño conjunto de estándares internacionales, siendo el más importante la especificación API 6A. API 6A define clasificaciones de presión, clases de temperatura, clases de materiales y requisitos de prueba, de modo que un cabezal de carcasa de un fabricante se pueda combinar de forma segura con un soporte colgante de otro.
| Clasificación de presión de trabajo | Aplicación típica |
|---|---|
| 2000 psi | Pozos poco profundos y de baja presión. |
| 3000 psi | Pozos de producción convencionales |
| 5.000 psi | Los pozos de rango medio más comunes. |
| 10.000 psi | Pozos de inyección y gas de alta presión |
| 15.000 psi | Pozos de alta presión y alta temperatura (HPHT) |
| 20.000 psi | Aplicaciones extremas HPHT y aguas profundas |
La presión nominal es el primer criterio de selección, pero la clase de material también importa. En los pozos que producen gas amargo (H2S), los componentes deben resistir el agrietamiento por tensión de sulfuro, razón por la cual la clase de material está marcada en cada cuerpo que cumple con API. un Fabricante certificado API estampa esta información en cada componente y los inspectores la verifican antes de la instalación.
Boca de pozo versus árbol de Navidad: ¿Cuál es la diferencia?
La boca del pozo y el árbol de Navidad son equipos separados, aunque los nombres a menudo se usan indistintamente. La boca del pozo es la base permanente que sostiene la carcasa y sella el pozo. El árbol de Navidad es el conjunto de válvula montado sobre el cabezal del tubo que controla el flujo de producción, permite intervenciones y actúa como barrera superficial final.
En una terminación, la pila vertical de cabezales de revestimiento y el cabezal de la tubería es la boca del pozo, y el árbol se ubica encima de ella en el adaptador del cabezal de la tubería. Para terminaciones duales, donde se producen dos sartas de tubería del mismo pozo, el árbol debe enrutar ambas sartas individualmente, razón por la cual un montaje de árbol de Navidad de doble tubo se utiliza en lugar de un árbol estándar de un solo orificio.
Proveedores de China, cabezal de pozo personalizado y árbol de Navidad, empresa Jiangsu Zhonglin Oil Equipment Co., Ltd es un proveedor de cabezales de pozo y árboles de Navidad de China y un árbol de Navidad para una empresa de tubos dobles, nuestra empresa... Ver producto → Tipos comunes de sistemas de boca de pozo
Los diseños de los cabezales de pozo se han diversificado para adaptarse a los métodos modernos de perforación y terminación. Los principales tipos son:
- Cabezales de producción convencionales para pozos estándar verticales y desviados.
- Cabezales de pozo de fractura, clasificados para las altas presiones y el flujo de lodo erosivo de la fracturación hidráulica.
- Bocas de pozo térmicas para inyección de vapor (SAGD, CSS) y pozos geotérmicos, donde el calor cambia el comportamiento del material de sellado.
- Cabezales de pozo ESP, con un adaptador de cabezal de tubería que deja pasar el cable de la bomba eléctrica sumergible manteniendo el anillo sellado.
- Cabezales de pozo de doble tubería para terminaciones con dos sartas de producción paralelas.
- Cabezales de pozo submarinos, instalados en el fondo marino y operados remotamente desde la superficie.
Cómo elegir el cabezal de pozo adecuado
La selección de una boca de pozo comienza con la presión superficial de cierre del peor de los casos y el programa de revestimiento, luego tiene en cuenta los fluidos producidos y la temperatura de operación. Utilice la siguiente lista de verificación:
- Una clasificación de presión de trabajo igual o superior a la presión superficial máxima esperada.
- Clase de material adaptada a la corrosividad del fluido (H2S, CO2, cloruros).
- Clase de temperatura que cubre condiciones de flujo normales y transitorias.
- Tamaños de carcasa, pesos y número de sartas de carcasa en el programa.
- Tamaño y peso de la tubería, y si el soporte debe soportar una carga del empacador.
- Compatibilidad de bridas, pernos y anillos de sello en toda la pila.
- Válvulas de contrapresión, casquillos de desgaste, tapones de prueba y tornillos de bloqueo según sea necesario.
Para un pozo de producción ordinario, un paquete compuesto por un cabezal de revestimiento, un carrete de revestimiento, un cabezal de tubería y un árbol de Navidad cubre la mayoría de las necesidades. El soporte para tubos debe adaptarse al programa de tubos y Colgador de tubos TCM A menudo se selecciona donde la sarta de tubería se apoya y se sella directamente en el cabezal de la tubería. Para pozos complejos o HPHT, el equipo de ingeniería del fabricante debe verificar la capacidad de carga en cada colgador y el rendimiento del sello en cada interfaz. Confirme si la boca del pozo se suministra como un conjunto completamente probado a presión o como componentes sueltos para el ensamblaje en el sitio, ya que esto afecta tanto el tiempo de fabricación como la planificación de la instalación.
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¿Se considera un árbol de Navidad parte de la boca del pozo?
Técnicamente no, pero los dos siempre van combinados. La boca del pozo proporciona soporte y sellado; el árbol de Navidad proporciona control de flujo y acceso. Ambos están especificados y probados según el mismo estándar API 6A.
¿Qué presión nominal utilizan la mayoría de los pozos de producción?
5000 psi es la presión de trabajo más común. Los pozos poco profundos y de baja presión suelen utilizar 2000 o 3000 psi, mientras que los pozos profundos de gas, inyección y HPHT requieren 10 000 psi o más.
¿Se pueden reutilizar los componentes del cabezal del pozo?
Se pueden renovar y volver a certificar después de pruebas dimensionales y de presión, siempre que se conozca el historial completo de carga y presión. Los operadores responsables no reutilizan los componentes con un historial desconocido.
¿Qué causa las fallas en los sellos de boca de pozo?
Las principales causas son un par de instalación incorrecto, superficies de sellado dañadas, ciclos térmicos y corrosión anular. Los buenos procedimientos de instalación y el monitoreo del estado reducen la mayoría de estos riesgos.
Una boca de pozo es una pequeña parte del costo total del pozo, pero conlleva toda la responsabilidad de una operación segura y sin fugas. Cuando se especifica para la presión, el material y la temperatura correctos, y un proveedor certificado lo fabrica según API 6A, protege la inversión del pozo durante toda su vida útil. Trabajar con un fabricante que ofrece la gama completa de cabezales de carcasa, colgadores de carcasa, cabezales de tubos y árboles de Navidad también es la forma más sencilla de evitar problemas de compatibilidad y riesgos de adquisición.
