árbol de Navidad (pozo de petróleo)

En petróleo y gas natural, extracción, un árbol de Navidad, o "árbol" (no " boca de pozo ", como a veces incorrectamente se refiere) es un conjunto de válvulas, carretes y accesorios utilizados para un pozo de petróleo , gas, inyección de agua y, disposición de aguas residuales, así, la inyección de gas, condensado bien y otros tipos de pozos. Fue nombrado para su semejanza crudo a un árbol adornado .

Descripción

Tenga en cuenta que un árbol y en boca de pozo son piezas separadas de equipo que no debe confundir como la misma pieza. Una boca de pozo debe estar presente a fin de utilizar un árbol de Navidad y una boca de pozo se utiliza sin un árbol de Navidad durante las operaciones de perforación, y también para la subida de devolución de las situaciones de empate que tendría un árbol incluido en la parte superior del elevador. La producción de pozos de superficie que requieren las bombas (tomas de la bomba, burritos, etc) a menudo no utilizan ningún árbol debido a la no exigencia de contención de la presión.

la complejidad del árbol se ha incrementado en las últimas décadas. A menudo son fabricados a partir de bloques de acero que

contiene múltiples válvulas en lugar de a partir de múltiples válvulas de brida. Esto es especialmente cierto en submarinos aplicaciones en las que el parecido con los árboles de Navidad ya no existe dado el apoyo y los sistemas de marco en el cual la válvula integrada es el bloque principal.

Es común para identificar el tipo de árbol, ya sea como "árbol submarino" o "árbol de la superficie". Cada una de estas clasificaciones tiene un número de variedades dentro de ellos. Ejemplos de submarinos convencionales incluyen, de doble diámetro, mono llevaba, TFL (a través de la línea de flujo), horizontal, línea de lodo, la válvula de línea de lodo horizontal, lateral y Obstáculos Técnicos al Comercio (a través del agujero del árbol) árboles.

La función principal de un árbol es controlar el flujo de entrada o salida del pozo, por lo general el petróleo o el gas . Un árbol a menudo proporciona numerosas funciones adicionales, como puntos de inyección de productos químicos, y los medios de intervención, el alivio de la presión de los medios (como el anillo de ventilación), el árbol y así los puntos de control (tales como presión, temperatura, corrosión, erosión, la detección de la arena, el caudal, la composición del flujo , válvula de estrangulación y de posición, los puntos de conexión para dispositivos tales como la presión por el agujero y el transductor de temperatura (DHPT).

Cuando el operador, y las instalaciones están listas para producir y recibir el petróleo o el gas, las válvulas se abren y la liberación de los fluidos de la formación se permite fluir a través de una tubería.

La tubería conduce a una planta de elaboración, depósito de almacenamiento y / o a otra tubería llevando eventualmente a una refinería o un centro de distribución (de gas). Pozos submarinos y por lo tanto los árboles por lo general el flujo a través de líneas de flujo a una plataforma de producción flotante o fijo o en un recipiente de almacenamiento (conocida como la descarga de un buque de almacenamiento flotante (OIA), o transformación unidad

de coma flotante (FPU), o la producción flotante y buque descarga o FPSO o otra combinación de estructuras).

Un árbol se puede también utilizar para controlar la inyección de aplicación de la inyección de gas o agua en la producción o no producción y con el fin de sostener la economía "producción" de los volúmenes de petróleo y otros (s) en la zona (campo).

En los pozos productores, la inyección de productos químicos o con alcohol o destilados de petróleo para prevenir y / o resolver problemas de producción (tales como bloqueos) pueden ser utilizados.Funcionalidad podrá ampliarse mediante el sistema de control en un árbol submarino para monitorear, medir y reaccionar a las salidas del sensor en el árbol o incluso hasta el pozo.

El sistema de control conectado al árbol de controles de la válvula de seguridad de fondo de pozo (scssv, dhsv, SSSV), mientras que el árbol actúa como medios de fijación y el conducto del sistema de control de la válvula de seguridad de fondo de pozo.

árboles de Navidad se utilizan en la superficie y pozos submarinos (el actual límite técnico es hasta alrededor de 3000 metros y temperaturas de trabajo de -50 ° F a 350 ° F con una presión de hasta 15.000 psi). El más profundo árbol submarino instalado se encuentra en el Golfo de México aproximadamente a 9000 pies.

Válvulas

árboles submarinos y de superficie tienen una gran variedad de configuraciones de la válvula y las combinaciones de sistemas manuales y / o válvulas de accionamiento (hidráulico o neumático).Ejemplos de ello son identificados en las especificaciones de API 6A y 17D.

Un árbol de la superficie básica consiste en dos o tres válvulas manuales (por lo general las válvulas de compuerta , debido a su fuerza).

Un árbol típico de la superficie sofisticados tendrán por lo menos cuatro o cinco válvulas, normalmente dispuestos en un patrón tipo cruz (de ahí la resistencia de la palabra "árbol de Navidad"). 

Las dos válvulas inferiores se llaman las válvulas maestras (superior e inferior, respectivamente), ya que se encuentran en la trayectoria del flujo, que bien los líquidos deben tomar para llegar a la superficie. La válvula maestra normalmente menor será manual, mientras que la válvula maestra superior es a menudo de accionamiento hidráulico, lo que le permite ser un medio de control del pozo, mientras que una válvula de accionamiento del ala es normalmente el principal bien de forma remota (desde sala de control o el panel de control) de la válvula controlada . Válvulas hidráulicas de ala de árboles generalmente se construyen para ser a prueba de fallos cerrados, lo que significa que requieren de presión hidráulica activa a permanecer abierta.

La válvula de la derecha se suele llamar la válvula de flujo de ala o la válvula de la producción de las alas, porque está en el paso de flujo de los hidrocarburos llevará a las instalaciones de producción (o la ruta del agua o de gas tendrá desde la producción hasta el pozo en el caso de los pozos de inyección) .

La válvula de la mano izquierda es a menudo llamada válvula de mariposa matar. Se utiliza sobre todo para la inyección de fluidos, tales como los inhibidores de la corrosión o metanol para prevenir la formación de hidratos. En el Mar del Norte, se llama el brazo lateral no activos (NASA). Por lo general es de accionamiento manual.

La válvula en la parte superior se llama la válvula de hisopo y se encuentra en la ruta de acceso utilizada para las intervenciones, así como por cable y tubería flexible . Para este tipo de operaciones, un lubricador está amañado para arriba sobre la parte superior del árbol y el cable o la bobina se baja a través del engrasador, más allá de la válvula y el hisopo en el pozo. Esta válvula es generalmente de accionamiento manual.

Algunos árboles tienen una válvula de segunda muestra, los dos dispuestos uno encima del otro. La intención es permitir que el aparejo por equipos de la parte superior del árbol con el pozo fluya sin dejar de preservar la barrera de regla de los dos . Con sólo una válvula de un solo hisopo, la válvula maestra superior es cerrada generalmente al actuar como la segunda barrera, lo que obliga el bien para ser encerrado por un día durante las operaciones de perforación. Sin embargo, la producción para evitar retrasar por un día suele ser demasiado pequeña para ser una ganancia vale la pena el gasto extra de tener un árbol de Navidad con una válvula de segunda muestra.

árboles submarinos están disponibles en configuraciones verticales u horizontales con especialidad más disponibles, como de doble diámetro, monobore, concéntricos, de obtención de detalles, línea de lodo, guidlineless o directriz. árboles submarinos pueden variar en tamaño y peso de algunas toneladas a cerca de 70 toneladas para la presión alta, en aguas profundas (> 3000 pies) guidelineless aplicaciones. árboles submarinos contienen muchas válvulas y accesorios adicionales en comparación con los árboles de superficie. Normalmente un árbol submarino tendría un estrangulador (control de los permisos de flujo), una interfaz de conexión floline (hub, brida o con otros), interfaz de control submarino (directo hidráulica, electro hidráulicos o eléctricos) y sensores para la recolección de datos tales como presión, la temperatura, el flujo de arena, la erosión, flujo multifásico, el flujo de una sola fase, como el agua o el gas.

El wellhead (Cabezal de pozo) provee la base para el asentamiento mecánica del ensamblaje en superficie. Provee:

1. Suspensión de tubulares (casings y tubings), concéntricamente en el pozo.

2. Capacidad para instalar en superficie un dispositivo de control de flujo del pozo como:

a) Un BOP (Blowout Preventer) para la perforaciónb) Un Xmas Tree (Arbol de Navidad) para la producción o inyección

3. Acceso hidráulico al anular entre casing para permitir el desplazamiento durante la cementación y entre el casing de producción y el tubing para la circulación del pozo.

El propósito del Arbol de Navidad (Xmas Tree) es proveer un control de válvulas de los fluidos producidos o inyectados al pozo. El Xmas Tree es normalmente bridado al sistema de cabezal

de pozo después de correr el tubing de producción. El diseño mostrado es uno de los más simples y comunes diseños, en él brevemente se puede ver que comprende 2 válvulas laterales de salida, normalmente una para la producción y otra para la inyección. Adicionalmente una tercera válvula de salida provee acceso vertical al tubing mediante herramientas de cable concéntricas o coiled tubing tools.

La válvula inferior es la válvula máster y controla todo el acceso mecánico e hidráulico al pozo. En algunos casos, la importancia de esta válvula para brindar seguridad al pozo es tan alta que es duplicada. Todas las válvulas son en algunos casos tanto manualmente operadas como controladas remotamente hidráulicamente como en el caso de las plataformas marinas.