Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Copy of Varillas de Bombeo

No description
by

Facundo Chungara

on 20 May 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Copy of Varillas de Bombeo

Varillas de Bombeo
Chungara Facundo Emanuel
Lagoria Diego Froilán
Trujillo Diego Fernando
Vargas Roque
Vitian Luis Miguel

Introducción
Inspecciones de varillas de bombeo
Revisión detallada de las varillas

Permite evaluar la longevidad de la varilla y el cumplimiento de las solicitaciones
NOV Tuboscope
1. Almacenamiento e identificación del material a revisar.
2. Limpieza de varillas por inmersión en piletas de con liquido desincrustante a una moderada temperatura (50-60ºC).
3. Lavado del material por medio de vapor e hidrolavadora.
4. Inspección visual de cuerpos para detectar varillas torcidas.
5. Extracción de cuplas.
6. Verificación de estiramientos y rectitud de varillas.
7. Inspección roscas y cuerpo de cuplas con partículas magnéticas, reparación de las mismas (de ser necesario) y clasificación.
8. Inspección de cuerpo por equipo de Inspección Electromagnética.
9. Inspección de roscas y extremos de varillas con calibres y partículas magnéticas húmedas.
10. Verificación de defectos y posibles reparaciones.
11. Clasificación de varillas y pintado (franja de color) según esta clasificación.
12. Colocación de lubricante de rosca.
13. Colocación de cuplas y protectores en ambos extremos.
14. Almacenamiento del material para despachar con su correspondiente identificación.
15. Entrega de Informe de Inspección al cliente con muestras de principales defectos detectados y especificaciones del material.

Inspecciones no destructivas (NDT)
Métodos de Inspecciones no destructivas
Inspección MPI (Inspección de partículas magnéticas)
Inspección electromagnética y gamagráfica
Para grandes volúmenes de elementos tubulares.
Se puede identificar cortes, fisuras, grietas en la tubería de producción, perforación y varillas de bombeo.
La inspección gamma se utiliza para la medición de espesores, por tanto es posible la identificación de desgaste por erosión y/o rozamiento.
Este método se realiza en las instalaciones de la empresa de servicio y en el pozo a solicitud del cliente.
Inspección visual longitud
Diámetro de la varilla
Inspección electromanetica (EMI)
Inspección de asientos y espejos
Inspección hombro y pin
Clasificación y codificación de color a la especificación API
Inspección y reacondicionamiento de cuplas
Inspección especial de área de los extremos
Revestimiento y recubrimiento de varillas
Revestimientos epoxi modificadas
Aumentar la tasa de recuperación de inspección utilizada por la varilla.
Son una excelente opción para alto volumen, pozos de difícil tratamiento.
Reducir tiempos muertos y el costo de varilla debido a un fallas.
Proteger barras de la corrosión debido al flujo turbulento.
Revestimientos de acero inoxidable
• Ofrecer una resistencia química superior
• Están diseñados para CO2, H2S limitadas y servicio de agua salada
• Ofrecer una durabilidad extrema - puede manejar la abrasión incidentales y contacto mecánico
• Requieren manejo especial - utilizar prácticas API recomendado para varillas desnudas
• Aumentar la barra de vida cadena de 6 a 10 veces en los casos de servicio severo

Este procedimiento cubre la inspección de superficies externas del drill pipe de acero usado y sirve para buscar fallas transversales y fallas en tres dimensiones, usando tanto las técnicas: de partícula magnética seca con un campo AC activo, como la técnica de partícula húmeda magnética fluorescente. El área inspeccionada incluye las primeras 36 pulgadas desde el hombro del tool joint del pin y las primeras 48 pulgadas desde el hombro del box. Si este método es aplicado a HWDP, el área también incluye las primeras 36 pulgadas de tubería en cualquiera de los lados del centro upset.
Flushby
Remoción de equipamiento de fondo de pozo, como la tubería de producción (tubing), varillas o bombas y su reemplazo cuando es necesario. Fijar herramientas en el fondo del pozo y para otras tareas livianas.
Se colocan al final de la sarta, sobre la bomba, con el objeto de mantener en todo momento la sarta recta y sometida a cargas de tracción. Su colocación es necesaria para impedir o reducir la compresión producida durante la carrera descendente, generadora de pandeo (buckling).
Las cargas normales a las que están sometidas las sartas de varillas en cada ciclo de bombeo son:

Carga Máx = (Pbba + Pf ) * (1 + a)
Carga Mín = (Pbbs) * (1 - a)

Pbba = Peso de barras en el aire
Pf = Peso del fluido
Pbbs. = Peso de las barras sumergidas
a = Factor de aceleración

Las tensiones normales (esfuerzo de tracción) están dadas a su vez :

Tensión Máxima: Máx = Cmáx / Secc
Tensión Mínima: Mín = Cmín / Secc


Cargas
Hace trabajar a las varillas al máximo, permitiendo sartas más livianas y económicas, pero su estiramiento
es mayor.
Usado en casos particulares.
A = P / Γ máx
Métodos
Luego de conocidas las cargas y de evaluar las características corrosivas de los fluidos del pozo, se seleccionará el tipo de varilla más apropiado, usualmente, esta selección consiste en un proceso de ensayo y error que dará como resultado cuál es el material requerido para las cargas y la composición química de los fluidos.
1 1/8 9/8

1 8/8

7/8 7/8

3/8 6/8

5/8 5/8
S aib : Carrera del AIB
E bb: Estiramiento barras bbeo.
E tb: Estiramiento tubing.
(=0 si tiene ancla)
O= Efecto de sobrerecorrido


Sp: Carrera neta del pistón
Ap: Area pistón
GPM: Velocidad bombeo

De todos los componentes de una instalación de bombeo Mecánico, la sarta de varillas es la que rige, en mayor efecto, el rendimiento del sistema, ya que de acuerdo al mayor o menor estiramiento, define la carrera neta del pistón (Sp) y de ésta depende el caudal de extracción:

La producción a extraer es:




La carrera neta vale:

Siempre están sometidas a tracción
El grado de carga se puede expresar como un porcentaje del rango permisible:
Rango de Goodman Permisible = 31000 - 15000 = 16000 psi
Rango de Esfuerzo real = 27000 -15000 = 12000 psi
% del Rango de Goodman = 12000/16000 * 100 = 75 %
 Por lo tanto, no debe fallar a menos que haya sido dañada durante su manejo o por corrosión.


27
30
15

Varilla Grado C, Tens. Fl.= 90000 psi
Tens. Min.

Tens. Max. Permisible

Ej: Tens. en ascenso= 27000 psi y Tens. En descenso = 15000 psi

Grafico: Tens. Max adm = 31000 psi.

No hay esfuerzo en exceso en la varilla.
Tens. Min. (PSI) x 1000

Tens. Max. (PSI) x 1000

Diagrama de Goodman
Bombeo
Transmisión de Rotación al rotor de la bba
Transmisión Movimiento Reciprocante Alternativo lineal
Mecánico
PCP
¿Donde las encontramos?
PULLING
Manipuleo en Operaciones
de mantenimiento
¿Cuando?
Intervenciones
Fin de periodo programado de trabajo normal (Mant. Prog.)
Anomalías: Variación en el caudal.
Tareas de Retirar y liberar Instalac. de Producción
Retirar Instal.
De Producción
Desclavar Bomba
Levantado de bba. y Sarta
Pezca
Control en caballetes
Acondicionado
Boca Pozo
Retirar economizador y BOP de Varillas
Herramental p/retirar Tub.
Librado de hta y retiro Tubería de Producción
Colocación de Cañería en Piso de enganche
Diseño de Sarta de varillas
Control y monitoreo de fluidos del pozo. Como regla gral. con % de agua >20% donde el fluido producido estará en fase acuosa con gotas de petróleo, se pueden producir manchas de pérdida de material (pitting), lo cual resultará en una falla.

Selección de Varillas de Bombeo
Factores
En un ambiente no corrosivo teóri­camente excederán los 10 millones de ciclos de bombeo. La vida útil disminuye drásti­camente como causa de diseños pobres, instalaciones inapropiadas, mala manipulación de las varillas, ambientes corrosivos.
Capacidad de Carga (Diagrama de Goodman)
Ambientes de trabajo (características de los fluidos)
Q (m3/d) = 1,44 * Sp *Ap * GPM
Sp = S aib – E bb – E tb + O
Barras de Peso
Las barras de peso de 1.1/4” a 2“ están construidas según las especificaciones dimensionales y materiales de la Norma API Spec 11B.
Disminución de fallas por flexión sobre el cuerpo de varillas
Disminución de fallas de cuplas
Aumento de la eficiencia de la bomba
Aumento de la carrera efectiva del pistón.
Disminución del nivel de tensiones sobre las varillas que estarían trabajando a la compresión.
Disminución de la fricción entre tubing y varillas.
VENTAJAS
Igualación de Tensiones
Hace trabajar a la varillas topes de cada tramo, cualquiera sea
su diámetro; a la misma tensión, es el método más usado.
Γ1 = Γ2 = Γ3, Γ = P / A
(p/ sarta triple)
Tensión Máxima Admisible:
MATERIALES
Según Requerimientos API 11B y Q1
Aceros
No Normalizadas por API
Fibra de vidrio
Aleacion de Aluminio

El principio de funcionamiento se ha mantenido en el tiempo, sus elementos constitutivos han evolucionados de tal forma que hoy se logra extraer petróleo en volúmenes superiores a los 2000 barriles (317 m3) diarios a más de 4000 mts. de profundidad y en condiciones ventajosas económicas frente a otros sistemas.

 En 1859 cuando se perforaba en EE.UU. el primer pozo de petróleo. Las primeras varillas de bombeo utilizadas para extraer petróleo de las profundidades fueron de madera, unidas en sus extremos con cuplas metálicas (baja profundidad y caudales menor a 1 bbl/dia).

En 1908 (EEUU) primeras varillas de una pieza totalmente de acero, cuplas también metalicas.

En 1930 (EEUU) la primera varilla de bombeo tratada térmicamente en forma total, con el objetivo de dotar al material de una estructura homogénea.

En 1962 se inicia la fabricación de varillas en la Argentina.

En 1967 se comienza la fabricación en la Arg. de la principal materia prima (Barras de acero laminado en caliente “Sucker Rod Quality”).

HISTORIA
Materia Prima: Acero obtenidas por laminación en caliente.
“Sucker Rod Quality” calidad del acero (minimiza la decaburación y los defectos superficiales)
 
Tratamiento Térmico:
•Normalizado total(por encima de AC3, luego de lo cual se obtendrá una estructura perlítica ferrítica.)
•Recocido subcrítico (o revenido)
•shoot peening”: Bombardeo con granallas de acero (logra una eficaz limpieza superficial, eliminando escamas y pequeñas imperfecciones, confiere a las fibras exteriores de la barra un cierto tensionado, que contribuye a un aumento de la resistencia a la fatiga.
Vanadio (V)
Aún en proporciones mínimas mejora las posibilidades de endurecimiento del acero. Produce un grano fino y retarda el ablandamiento en el recocido y revenido.

Manganeso (Mn)
Actúa como desoxidante evitando la formación de óxido que tiende a debilitar el acero.
Niquel (Ni)
Se usa para combatir las condiciones corrosivas de algunos fluidos de pozos, sobre todo SH2.
El níquel es soluble en ferrita, y no forma carburos u óxidos
La adición de Níquel al acero origina que el punto eutectoide se desplace hacia la izquierda. Esto aumenta la resistencia sin disminuir la ductilidad.

Silicio (Si)
En forma muy similar al Mn actúa como desoxidante y también para reducir el tamaño de grano de los aceros de alta resistencia.
Molibdeno (Mo)
Uno de los más efectivos agentes endurecedores del acero, aunque en menor medida que el C.

Cobre (Cu)
Se añade para mejorar la resistencia a la corrosión atmosférica y de otros medio ambientes.
Se combina con el carbono y contribuye en gran medida a la capacidad de endurecimiento de acero.
Se lo usa en aceros inoxidables auque en las varillas de bombeo es menos efectivo que el Ni contra la corrosión por SH2.
Cromo (Cr)
Varillas API
GRADO C
Diseñada para su utilización con cargas bajas y medianas en pozos no corrosivos o
efectivamente inhibidos. Fabricada con acero 1530 Mod. Acero al carbono-manganeso recomendado para servicio mediano en pozos no corrosivos o fluidos pocos corrosivos

Diseñada para su utilización con cargas bajas y medianas en pozos corrosivos, a los
que se recomienda inhibir. Fabricada con acero AISI 4621 Mod. Aleación de acero al níquel-molibdeno, recomendado para servicio mediano en pozos con fluidos corrosivos (CO2, H2S- Anhídrido carbónico y sulfhídrico).

GRADO D CARBÓN
Diseñada para cargas moderadas en pozos no corrosivos o efectivamente inhibidos.
Fabricada con acero microaleado 1536 Mod. Aleación de acero al cromo-molibdeno, recomendado para servicios pesados en pozos corrosivos o con fluidos poco corrosivos.

GRADO KD SPECIAL
Diseñada para cargas moderadas a altas en pozos corrosivos, a los que se recomienda inhibir. Fabricada con acero AISI 4320 Mod.

GRADO D-ALLOY
Diseñada para altas cargas en pozos no corrosivos o efectivamente inhibidos. Fabricada con acero AISI 4142 Mod.


GRADO K
Varillas Premium
Varillas Ultra High Strength Normalizada y Revenida (UHS-NR)

Es una varilla fabricada en acero aleado AISI4330 Mod., con tratamiento térmico de Normalizado y Revenido superior a estándar API que permite incrementar en forma confiable las profundidades y caudales de extracción utilizando bombeo mecánico. Está diseñada para trabajar con muy altas cargas en pozosprofundos, efectivamente inhibidos contra la corrosión.

Con tratamiento térmico superficial de temple por inducción. Después de la etapa de calentamiento, se procede al templado mediante un enfriamiento rápido con agua a presión. Se genera asi una estructura binaria, la superficie externa está templada y el núcleo sin templar. La capa externa tiene menor densidad que el núcleo, entonces una compresión permanente en la periferia, factor determinante de la alta resistencia a la fatiga. Se incrementa tambien la resistencia a fragilización por hidrógeno. Recomiendada para pozos profundos y/o con altos caudales efectivamente inhibidos.

Varilla Premium Alta resistencia, Critical Service
Acero desarrollado para otorgar alta resistencia mecánica, pero disminuir la susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno (SSC). Éste es un fenómeno cada vez mas presente en pozos bajo recuperación secundaria por inyección de agua. Es un acero aleado, al cromo-molibdeno entre otros, pero sin la presencia de níquel. Su tratamiento térmico es normalizado y revenido. Se recomienda para servicio en pozos profundos con altas cargas y para mejorar su performance, se recomienda la inhibición.
Varillas Plus
Varillas de Bombeo Mecánico
Dimensiones y pesos de las Barras de Bombeo y Cuplas
Varillas de Bombeo
Identificación
Cuplas
Barras de peso
Cuplas Reductoras
Vástago Pulido
Centralizadores
Trozos de maniobra
Varillas para PCP
Varillas Continuas para COROD (WTF)
Torques de rotura(lb x ft)
Torque Medio
Torques Altos
Varillas especiales
Varilla hueca PCPRod 1000
Varilla Hueca PCPRod 1500
Varilla Hueca PCPRod 2500

Diseñada para su utilización con torques medios en pozos no corros ivos o efectivamente inhibidos.
La unión "flush" reduce notablemente el rozamiento entre el tubing y la sarta de varillas disminuyendo turbulencias y desgaste de sus componentesdebido al rozamiento.
Permite inyectar por su interior diluyentes, inhibid ores de corrosión u otros fluidos.
CIRCUITO OPERATIVO DE LAS VARILLAS
Verificación física
Las varillas y los componentes de la sarta tienen que ser inspeccionados al momento de su entrega, para verificar las cantidades, dimensiones, longitud, tipo o grado.
Herramientas
Acondicionamiento de Varillas
Retirar los protectores de pines y cuplas sin dañar la rosca
Controlar el buen estado de las roscas en pines y cuplas
Realizar la limpieza en los extremos de las varillas, por camadas, verificando un correcto secado de las mismas.
No golpear las varillas
Mantener la varilla vertical
Mantener las uniones limpias y los espejos secos
TORQUE DE VARILLAS
“ El tiempo invertido en la correcta ejecución de los trabajos no debe ser considerado como un gasto, sino como una inversión que resulta en el aumento de la vida útil de las varillas, lo que determinará a futuro una reducción de los costos ”
Calibrado de la llave hidráulica

a- Calibrar la presión de la llave en el menor valor estimado necesario.
b- Enrosque la primera unión a mano, hasta realizar el contacto entre los espejos. Realizar una marca vertical con lápiz indeleble en la cupla y otra en el respaldo del pin. Las marcas quedarán enfrentadas.
c- Desenrosque tres vueltas a mano, luego enrosque con la llave hidráulica a plena velocidad.
d- Mantener el giro de la llave hasta que llegue al final, o sea, hasta que se atasque. No pulsar la llave por segunda vez.
e- Medir las distancias entre las marcas del pin y la cupla utilizando la plantilla de desplazamientos provista. Tener en cuenta el diámetro y grado de la varilla.
f- Ajustar la presión de la llave hidráulica para alcanzar el valor indicado en la
plantilla.
g- Repetir la operación hasta alcanzar el valor deseado.

Manipulación de varillas
"Una  correcta  práctica manipuleo con  varillas de  bombeo en almacenes,   transporte y equipos  de torre, resulta en una  reducción importante de los costos"
De carga
De ajuste
Llave Hidráulica

La llave tiene en su parte inferior una traba o contra para sujetar el cuadrado inferior de la unión mientras el resto es girado por las mordazas que se aplican en el cuadrado superior.

Elevadores

Controlar el desgaste del asiento del elevador, ya que tras un tiempo de servicio se ovaliza, deja de ser redondo y daña la barra.
Los elevadores deben ser inspeccionados antes de cada trabajo. Deberán ser reparados o reemplazados si los desgastes originan desalineación en las varillas, cuando asienta en el elevador.
Usar el elevador que corresponde a cada diámetro de barra de bombeo

Llaves Manuales
Las llaves manuales para varillas, las debe disponer el equipo en todas las medidas de uso normal, y en buen estado.
Están compuestas por dos piezas, el mango o palanca, y el encastre o mandíbula
Es importante considerar que éstas NO son llaves de golpe.

Condiciones de la llave hidráulica: Es necesario mantener calibrados los manómetros, cuidar que las válvulas y partes de la llave estén en buen estado y realizar un calentado previo de la llave, con el objeto de que la temperatura del aceite alcance el valor de régimen.
Acondicionado de pines y cupla: Retirar los protectores de roscas y las cuplas sin dañarlas, limpiar los pines y cuplas realizando una inspección visual de las partes. Se puede usar un aceite liviano -SAE 40- con un 10 % de inhibidor de la corrosión colocado en el pin, sin chorrear, con un pincel fino. Cuidar que no queden restos de lubricantes o solventes sobre los espejos de la cupla y el pin, ya que esto dificultará un buen torqueado, es muy práctico secar con una pequeña estopa el pin y la cupla en la boca de pozo antes de enroscar.
Calibrar Llave Hidraulica
Chequear la llave por lo menos cuatro uniones más, a partir del calibrado.
Montaje de la unión: Mientras realice la unión, cuidar de no golpear la sarta contra el elevador u otros elementos que puedan dañarla. Mantener la sarta bien derecha. Cuidar que las roscas estén limpias y los espejos secos.
Control de la llave: Controlar la llave cada 15 o 20 varillas y cuando se cambia la medida de las varillas.
Inspección de htas
Manipulacion de varillas
Transporte
Medición de desplazamiento circunferencial
Fallas y defectos por mala operación de ajuste
Operaciones de pesca de varillas de bombeo
Pesca es toda operación que tiene por finalidad la recuperación de objetos extraños no deseados que se quedaron dentro del pozo durante los trabajos de perforación, workover o pulling, mediante la aplicación de herramientas, equipos y tecnología especialmente diseñados para este fin.
Esta operación debe realizarse lo mas rápida y eficazmente posible, para poder continuar con las operaciones productivas y así evitar costos elevados, pérdida de producción ó la pérdida del pozo.
El éxito en una pesca esta contemplado por la experiencia del operador y el grupo de trabajo que acompaña la operación junto con la calidad de la herramienta que se va a utilizar
Precauciones para el momento de pesca
Inspeccionar en forma visual el estado de cada uno de los elementos y herramientas a bajar.
Solicitar (en lo posible) un certificado del fabricante ó I.N.D. que nos asegure la calidad del material, las roscas, medidas, etc.
Informar al personal responsable: forma de armado y torques requeridos para cada conexión.
Medir longitudes y largos de cada herramienta y confeccionar un croquis registrando todos los datos.
Pescadores
Los más comunes y utilizados para éste caso son:

Pescador tipo canasta: posee una jaula, permitirá que se trabe en su interior el punto de pesca.
Pescador tipo cuñas: tres cuñas dentadas, atrapa la pesca de bordes lisos.
Desarrollo de la operación de pesca
Armar el pescador adecuado en la boca de pozo
Bajar hasta que se encuentre próximo al punto de pesca, desde donde se profundizará lentamente hasta establecer contacto
No se debe golpear ni maniobrar bruscamente en ésta operación.
Una vez realizado este primer paso, se tomará carga nuevamente tirando en forma lenta hasta comprobar en el indicador de peso una carga mayor que la última obtenida durante la bajada
Una vez comprobada la pesca, se procederá al desclave de la bomba y al sacado del total de la sarta de varillas.
Si se debe repetir la maniobra es aconsejable profundizar lentamente, girando en forma manual a la derecha las varillas desde superficie, para pescar.
Causas de Pesca
Rotura de una varilla
Fallas de accesorios y herramientas de Completación
Tuberías Partidas por Fatigas, sobre Torque o Tensión
La inspección del punto de pesca que ha salido del pozo, permitirá la deducción de la forma o tipo del que permanece abajo. De éste análisis se desprende la selección del pescador adecuado para una maniobra satisfactoria.
Puntos de pesca

Programa de pesca de la Cia de servicios
Objetivo
Responsabilidades
Materiales e Información Necesaria
Recomendaciones Básicas
Las operaciones de pesca, se refieren al intento de recuperación del equipo caído, dejado, perdido oaprisionado en el pozo. La mayor parte de las pescas en el casing, se realizan con tubing o barras; y laspescas dentro del tubing, generalmente se realizan con varillas de bombeo.
Para todos los casos, es necesario conocer todos los datos posibles del pozo, para tener unavisión más completa de la situación.
Personal: atento permanente y saber las capacidades de tiro de los distintos componentes y su valor máximo
.
Funciones del Company Man
Operaciones
Controlar la descarga de varillas del camión de transporte
Controlar la cantidad solicitada y las caracterisicas
Controlar las tareas de manipuleo: estibado en caballetes, elevado y torqueado
En el torqueo se controla cada 10 varillas con una plantilla
Gestión y Proveedores
Tiempos - Logística
En el caso de varillas para inspeccionar (Nuevas por anomalías y recién extraídas del pozo) realizar la gestión para su retiro del pozo (pulling)
Documentos de medición – certificación
Seguridad
Exigir el empleo de EPP adecuados en tareas bajado y extracción de herramientas y para trabajo en altura (sartas en el peine de piso de enganche).
Capacitación del personal.
Conclusiones
Que son las varillas de Bombeo?
Donde se trabajan con ellas?
De que materiales existen?
Cual es el correcto manipuleo?
Las varillas de bombeo se construye de acero laminado forjado en sus extremos y roscados. Estas se unen por medio de cuplas formando una sarta de bombeo.
Una forma de definirlas seria diciendo que es el nexo existente entre la instalación superficial y la instalación de subsuelo trasmitiendo de esta forma la energía de boca de pozo a la bomba.
Estas varillas cumplen un rol fundamental en algunos métodos de levantamiento asistido como ser:
AIB (Aparato Individual de Bombeo)
PCP (Bombas de Cavidades Progresivas)

En el AIB son las encargadas de transmitir el movimiento reciprocante generado en superficie. Mientras que por el contrario en el PCP son las que trasmiten el movimiento rotacional.
Evidentemente estarán sometidas a distintos tipos de esfuerzos.
Las varillas de bombeo se construyen de acuerdo a la Norma API 11B o según las distintas especificaciones de los fabricantes. Es importante mencionar algunos puntos de las mismas:
Una varilla con una longitud de 25 0 30 pies tienen una tolerancia de +/-.
Cuplas: Estas poseen un aporte de metal duro de cromo y niquel en su superficie y UHS de alta resistencia.


Dentro de los distintos tipos de varillas el Instituto Americano de Petróleo las clasifico en 3 grandes grupos:
Grado C: Se recomiendan en pozos medianos no corrosivos o fluidos pocos corrosivos
Grado K: Se recomiendan en pozos medianos con fluidos corrosivos como CO2 H2S
Grado D: Se recomiendas en pozos profundos y además de eso con fluidos corrosivos
Varillas de aleación de aluminio
Varillas de fibra de vidrio




No son diseñadas para garantizar una óptima resistencia a la tracción o limite de fluencia sino que garantiza una tensión admisible de trabajo continuo de 50000 PSI. Este tipo de varillas superan en un 50% la resistencia a la tensión en relación a las convencionales.
Se fabrican con un tratamiento térmico templado por inducción de endurecimiento superficial.

Varillas no normalizadas por el API
Varillas de alta resistencia
Los distintos elementos de aleación y su porcentaje variable hace que la varilla tenga características variables

Aceros al Carbono-Manganeso: El manganeso tiende a hacer el acero menos quebradizo
Aceros aleaciones:
* Otorgan mayor dureza, solidez y resistencia a la corrosión
* Formar estructuras de grano fino
* Obtener mejores resultados en los tratamientos

Composición Química
Fatiga
Fallas mecánicas
Roturas
Pozos desviados
Flexión
Tipo de Fallas
Corrosión
Incrustaciones
Fallas por conexiones
Una sarta de varillas se debe diseñar de forma correcta es decir teniendo en cuenta los distintos esfuerzos que actúan y por ende se toman las correspondientes normas de seguridad dando como resultado un largo económico y satisfactorio servicio.
La vida útil dependerá de un control de los distintos parámetros que actúan a fallas prematuras es así que se podrá tomar medidas correctivas para prevenir las repeticiones de las mismas.

Fatiga
Fallas Mecánicas
* Por dobladura en las varillas de bombeo
* Por flexión en varillas de bombeo
* Pozos excesivamente desviados
Fallas por daños en la superficie
* Por desgaste
* Desgaste en las uniones-cuplas
Fallas por corrosión
* Incrustaciones
* Oxigeno
* Sulfuro de hidrógeno
* Bacterias
Esto se produce cuando los esfuerzos que actúan son de forma cíclica o continua independientemente del valor del esfuerzo.
Estos esfuerzos que se dan de forma continua provoca apariciones de pequeñas fisuras que con el tiempo se van a ir extendiendo hasta que se provoque la rotura.
Debido a curvaturas
Las barras pueden fabricarse con una desalineación de 1/8´´ cada 5 pies. Cuando exista una desalineación que supere este valor la barra debe descartarse y no ser bajada al pozo.
En algunos casos cuando se levantan las barras de ambos extremos se puede generar una curvatura en el centro por el propio peso de la barra.
Este tipo esfuerzos se dan por lo general durante el ciclo de bombeo los parámetros que influyen son: velocidades de bombeo, golpe de bombeo, golpe de fluido, y cualquier causa que no le permita a la sarta moverse libremente.
Una de las causas mas determinantes en la flexión de las varillas es el golpe que se produce entre el embolo de la bomba y el fluido, esto es porque el barril se lleno parcialmente de fluido.
La onda expansiva producto de la compresión del gas se traslada por la sarta de varillas generando flexión, sobrecarga en el pin y cuplas entre otras cosas.
En el caso de que no exista otro medio de extracción se apunta a optimizar los distintos componentes como por ejemplo mediante el uso de rotadores.
Los rotadores poseen en su interior un conjunto de mordazas las cuales en el movimiento reciprocarte generan un efecto similar al cricket (genera pequeños movimientos de torsión en la sarta) de esta forma permite una desgaste homogéneo.
Son aquellas que se ubican en la superficie de la varilla o en las cuplas y son generadas por un inadecuado manipuleo en superficie al observarse hendiduras profundas, impactos por golpes deben descartarse inmediatamente.
Si el elevador no se encuentra en las condiciones optimas de trabajo deberá evitarse a fin de provocar futuras fallas.
El elevador debe encontrarse de forma perpendicular con respecto al eje de las varillas si están inclinados generan puntos de concentración de tensiones
Daños en la superficie
Las roturas de pin y cupla salvo raras ocasiones son el resultado de torques incorrectos.
En el caso de tener un torque excesivo el pin se encontrara muy pretensado y cuando deba soportar el peso de las varillas mas el fluido podrá excederse la resistencia del mismo y fallar
En el caso de tener un torque por debajo del valor correcto el espejo del pin y de la cupla se separan provocando roturas de pin o de cupla.

La corrosión generan fallas que representan un 50% del total de las mismas y contribuyen en mucho a otras fallas de tensión y abrasión.
Algunas de las fallas mecánicas se dan por la concentración de picaduras por corrosión. La corrosión es la reducción de acero al mas bajo nivel de eficacia, el hierro propio se combina con otros elementos y toma la forma de otros ácidos compuestos tales como óxidos de hierro, sulfatos, carbonatos.
Es por ellos que se hace imprescindible un conocimiento pleno sobre los distintos grados de corrosión que genera los distintos fluidos.
Generalmente los fluidos del pozo poseen 2 componentes que trabajan en conjunto provocando el ataque al acero.
Las incrustaciones como ser oxido de hierro, sulfato de hierro, yeso, sulfatos de hierro deberán ser evitados.
Figura 1: Se observa el herrumbre generado por la humedad del pozo. Este no se encuentra consolidado por ende es fácilmente removido por abrasión dejando de esta forma el acero nuevamente vulnerable al ataque. El agua de formación con contenido de sal es la que ataca mas rápidamente.
Corrosión
En este caso la corrosión generada por el oxigeno da como resultado picaduras de base ancha y las mismas tienden a combinarse con otras. El oxigeno al combinarse con gases tales como gases ácidos y clorhídricos aumentan de concentración y por ende agudiza la corrosión.
Oxigeno
Sulfuro de Hidrógeno
Las picaduras se producen al azar y se esparcen sobre la superficie. Las bases de las picaduras son redondas y las paredes profundas. Las picaduras se ensanchan hacia afuera.
Las superficies de las picaduras y de las varillas se abren con incrustaciones gruesas de sulfuro negro el cual también corroe el acero.
Un ultimo mecanismo de corrosión es la fragilidad que produce el hidrogeno el cual causa fallas con roturas que tienden a ser quebradizas.
En el fondo y en ausencia de luz y aire las bacterias crecen de modo exponencial atacando así a las barras. Las picaduras son anchas y siempre tienen múltiples roturas en las base de las mismas. Para poder disminuir este problema se utilizan bio acidos los cuales atacan a las bacterias.
Bacterias
Corrosión
Las picaduras son de base redonda y las paredes de perforación con bordes agudos y las mismas se llenan de carbonatos de hierro.
Las picaduras se interconectan en forma longitudinal con áreas catódicas alrededor de las líneas de picadura
Anhídrido de Carbono
Ácidos
Los ácidos clorhídrico y sulfúrico se forma en el fondo de pozo creando corrosión y formación de picaduras profundas por ataques de ácidos.
No se forman incrustación en las picaduras
Es la unión de 2 materiales diferentes en algunas ocasiones estos son compatibles como por ejemplo en la imagen se muestra el ataque en una cupla de acero al carbono y también en las varillas fabricadas de acero, las áreas mas pequeñas de acero al carbono se sacrifican a expensas de las áreas mayores de acero aleado.
Galvanicas
Se producen por corrientes electricas inducidas o de dispersion que fluyen en la columna de varillas de bombeo. La picadura es irregular y existe un cono en la base de la misma.
Abrasión
Es el resultado de las roturas que produce el gas que lleva en solucion materiales solidos provocando cortes sobre la superficie de las varillas.
Electrólisis
Seguridad en la Operación
Charla de Seguridad
EPP (EPI)
Visualizar la maniobra macroscopicamente
Identificación de peligros y evaluación de riesgos laborales
YPF propone una metodología general para realizar una evaluación de riesgos en los puestos de trabajo, como condición previa indispensable para la planificación y desarrollo de la acción preventiva en la empresa. Toma como base la Norma interna “Evaluación de Riesgos Laborales de YPF” (513-PR032LG.AR),tendiendo a una gestión proactiva de la Seguridad.
SOPRY
Sistema de Observación Preventiva YPF
Desarrollar e incentivar una actitud proactiva.

Cada miembro de la administración de línea puede eliminar las lesiones en su área de responsabilidad convirtiéndose en un observador asiduo de las prácticas laborales de las personas al centrar su atención en los actos y/o condiciones inseguras.

Metodologías de Identificación de Peligros / Riesgos
Identificación de Riesgos en Visualización
PHA (Preliminary Hazard Analysis)
HAZOP (HAZard Operability Study)
WHAT IF...?
CHECK LIST
FMEA (Failure Mode Effects Analysis)
HHEA (Hazard Human Error Analysis)
MHCA (Machine Hazard Component Análisis)


Almacenamiento
Full transcript