Tubo en espiral

En la industria del petróleo y el gas, la tubería flexible se refiere a una tubería metálica larga, normalmente de 1 a 3,25 pulgadas (25 a 83 mm) de diámetro que se suministra enrollada en un carrete grande. Se utiliza para intervenciones en pozos de petróleo y gas y, a veces, como tubería de producción en pozos de gas agotados. La tubería flexible se utiliza a menudo para realizar operaciones similares a la instalación de tuberías con cable . Los principales beneficios sobre la instalación con cable son la capacidad de bombear productos químicos a través de la bobina y la capacidad de empujarlos hacia el pozo en lugar de depender de la gravedad. El bombeo puede ser bastante autónomo, casi un sistema cerrado, ya que el tubo es continuo en lugar de una tubería unida. Para las operaciones en alta mar, la "huella" para una operación de tubería flexible es generalmente mayor que la de una instalación con cable, lo que puede limitar la cantidad de instalaciones donde se puede realizar la instalación de tubería flexible y hacer que la operación sea más costosa. Una operación de tubería flexible se realiza normalmente a través de la torre de perforación en la plataforma petrolera , que se utiliza para soportar el equipo de superficie, aunque en plataformas sin instalaciones de perforación se puede utilizar en su lugar una torre autoportante. Para las operaciones de tubería flexible en pozos submarinos, se debe utilizar una unidad de perforación móvil en alta mar (MODU), por ejemplo, semisumergible , barco de perforación , etc., para soportar todo el equipo y el personal de superficie, mientras que la línea de cable se puede realizar desde un buque de intervención más pequeño y más barato. En tierra, se pueden ejecutar utilizando plataformas de servicio más pequeñas, y para operaciones ligeras se puede utilizar una plataforma de tubería flexible autónoma móvil.

La cadena de herramientas que se encuentra en la parte inferior de la bobina se suele denominar conjunto de pozo inferior (BHA). Puede ser desde algo tan simple como una boquilla de inyección, para trabajos que impliquen bombear productos químicos o cemento a través de la bobina, hasta una cadena más grande de herramientas de registro, según las operaciones.

Los tubos flexibles también se han utilizado como una versión económica de las operaciones de reacondicionamiento. Se utilizan para realizar operaciones de perforación y fresado de pozos abiertos. Los aceros comunes para tubos flexibles tienen límites de fluencia que van desde 55 000 PSI hasta 120 000 PSI, por lo que también se pueden utilizar para fracturar el yacimiento, un proceso en el que el fluido se presuriza a miles de psi en un punto específico de un pozo para romper la roca y permitir el flujo del producto. Los tubos flexibles pueden realizar casi cualquier operación en pozos petrolíferos si se utilizan correctamente.

El uso más típico de la tubería flexible es la circulación o deslicuefacción . Una carga hidrostática (una columna de fluido en el pozo) puede inhibir el flujo de fluidos de formación debido a su peso (se dice que el pozo ha sido estancado ). La solución más segura (aunque no la más barata) sería intentar hacer circular el fluido, utilizando un gas, con frecuencia nitrógeno ( a menudo llamado "Nitrogen Kick" ). Al colocar la tubería flexible en el fondo del pozo y bombear el gas, el fluido de estancamiento puede ser forzado a salir a la producción. La circulación también se puede utilizar para limpiar desechos livianos, que pueden haberse acumulado en el pozo. Los umbilicales de tubería flexible pueden transportar bombas sumergibles hidráulicas y bombas de chorro a los pozos. Estas bombas permiten limpiezas de pozos económicas y no invasivas en pozos de gas CBM (metano de lecho de carbón) de baja presión. Estos umbilicales también se pueden colocar en pozos desviados y laterales horizontales.

El bombeo a través de tubos flexibles también se puede utilizar para dispersar fluidos a una ubicación específica en el pozo, como para cementar perforaciones o realizar lavados químicos de componentes del fondo del pozo, como tamices de arena. En el primer caso, los tubos flexibles son particularmente ventajosos en comparación con simplemente bombear el cemento desde la superficie, ya que permitir que fluya a través de toda la terminación podría dañar componentes importantes, como la válvula de seguridad del fondo del pozo. Las tecnologías de umbilicales de tubos flexibles permiten el despliegue de bombas complejas que requieren múltiples cadenas de fluidos en tubos flexibles. En muchos casos, el uso de tubos flexibles para desplegar una bomba compleja puede reducir en gran medida el costo de despliegue al eliminar la cantidad de unidades en el sitio durante el despliegue.

Una técnica de perforación relativamente moderna implica el uso de tubos flexibles en lugar de tubos de perforación convencionales . Esto tiene la ventaja de requerir menos esfuerzo para entrar y salir del pozo (el tubo flexible se puede introducir y sacar simplemente mientras que los tubos de perforación se deben montar y desmontar junta por junta mientras se entra y se sale).

Una ventaja adicional es que la tubería flexible ingresa al pozo a través de un separador, montado en el inyector, que proporciona un sello hidráulico alrededor de la tubería flexible. Esto ofrece capacidades de control del pozo más allá de las que normalmente son posibles con la tubería de perforación y brinda la posibilidad de perforar en condiciones de bajo balance .

En lugar de hacer girar la broca mediante una mesa giratoria o un motor de accionamiento superior en la superficie, se hace girar mediante un MOTOR DE LODO en el fondo del pozo, impulsado por el movimiento del fluido de perforación bombeado desde la superficie. La perforación impulsada por un motor de lodo en lugar de una tubería giratoria generalmente se denomina perforación deslizante. ^[1]

Por lo general, el motor de lodo será un componente del conjunto de fondo de pozo de perforación con tubería flexible . El BHA también proporciona estudios direccionales, gamma, presión, temperatura y, en algunos casos, registros petrofísicos a medida que avanza la perforación. La última generación de BHA avanzados para perforación con tubería flexible ofrecen la capacidad de dirigir la broca, ^[2] lo que permite corregir la trayectoria del pozo en respuesta a las mediciones tomadas por los sensores.

Estas tareas son, por defecto, el ámbito del wireline . Debido a que la tubería flexible es rígida, se puede empujar hacia el pozo desde la superficie. Esta es una ventaja con respecto al wireline, que depende del peso de la sarta de herramientas que se bajará al pozo. En el caso de pozos muy desviados y horizontales, la gravedad puede ser insuficiente para el registro con wireline. Los tractores y los vástagos de rodillos a menudo pueden superar esta desventaja a un costo muy reducido, en particular en plataformas pequeñas y pozos submarinos donde la tubería flexible requeriría la movilización de una costosa plataforma de perforación móvil. El uso de tubería flexible para estas tareas generalmente se limita a las ocasiones en las que ya se encuentra en el sitio para otro propósito, por ejemplo, una corrida de registro después de un lavado químico.

La tubería flexible se utiliza a menudo como cadena de producción en pozos de gas poco profundos que producen algo de agua. El diámetro interno estrecho da como resultado una velocidad mucho mayor que la que se produciría dentro de la tubería convencional o dentro de la carcasa. Esta mayor velocidad ayuda a elevar los líquidos a la superficie, líquidos que de otro modo podrían acumularse en el pozo y eventualmente "matar" el pozo. La tubería flexible se puede colocar dentro de la carcasa o dentro de la tubería convencional. Cuando la tubería flexible se coloca dentro de la tubería convencional, a menudo se la denomina "cadena de velocidad" y el espacio entre el exterior de la tubería flexible y el interior de la tubería convencional se denomina "microanillo".

". En algunos casos, el gas se produce hasta el microanillo. Los umbilicales de tubería flexible pueden transportar bombas sumergibles hidráulicas, bombas sumergibles eléctricas y bombas de chorro a pozos, tanto para esquemas de deslicuación permanente como para aplicaciones de servicio.

El motor principal de una intervención con tubería flexible es el cabezal del inyector. Este componente contiene el mecanismo para empujar y tirar de la bobina hacia adentro y hacia afuera del pozo. El cabezal del inyector tiene una viga guía curva en la parte superior llamada cuello de cisne que guía la bobina hacia el cuerpo del inyector. Debajo del inyector se encuentra el separador, que contiene elementos de empaque de goma que proporcionan un sello alrededor de la tubería para aislar la presión del pozo.

Debajo del separador se encuentra el preventor , que permite cortar la tubería flexible y sellar el pozo (ciego de corte) y sujetar y sellar alrededor de la tubería (deslizamiento de tubería). Los BOP cuádruples más antiguos tienen un ariete diferente para cada una de estas funciones (ciego, corte, tubería, deslizamiento). Los BOP dobles más nuevos combinan algunas de estas funciones juntas para necesitar solo dos arietes distintos (ciego de corte, deslizamiento de tubería).

El BOP se encuentra debajo del tubo ascendente, que proporciona el túnel presurizado hasta la parte superior del árbol de Navidad . Entre el árbol de Navidad y el tubo ascendente se encuentra la barrera de presión final, el BOP con sello de corte, que puede cortar y sellar la tubería.

A nivel mundial, el número de unidades de tubos flexibles ha aumentado año tras año en la última década, especialmente en los EE. UU. ^[3]

Una unidad de tubería flexible (CTU) es una máquina multiusos autónoma que puede hacer casi todo lo que hace una plataforma de servicio convencional, con la excepción de la extracción de tuberías unidas. En general, existen dos tipos en el servicio superficial: Arch y Picker. Uno utiliza un elevador vertical con un cabezal de elevación en la parte superior y un inyector que cuelga de él mediante un cable de cabrestante. Las unidades Picker tienen un elevador y un cabezal de elevación atornillados directamente al inyector.

Este tipo de unidades de tubería flexible tienen un tambor semipermanente montado en el centro del barco (generalmente son camiones de clase 3 con tracción en tándem, de aproximadamente 40 pies (12 m) de largo)

Bloques de agarre para tubos en espiral, rodillos de patines y rodillos de arco personalizados o genéricos

La mayoría de los bloques de agarre, que sostienen la tubería mientras se empuja o se tira hacia adentro o hacia afuera del pozo, son "de tamaño adecuado", lo que significa que se ajustan a la tubería exactamente. Hay otro bloque de agarre que se adapta a varios tamaños sin cambiar el bloque de agarre. Esto a menudo se conoce como "bloque en V", que fue desarrollado por primera vez por Otis Engineering. Esto permite utilizar tuberías de diferentes tamaños sin cambiar los bloques de agarre. Estos bloques brindan un agarre superior con menos fuerza (según la patente). La ventaja de esto es una menor presión hidráulica y menos estrés en los rodillos de patín y las placas de respaldo, lo que aumenta la vida útil del equipo.

• Industria petrolera

• Definición de tubo en espiral
• Asociación de Intervención y Tubos Flexibles
• Revista Times de tubos flexibles
• Transmisión de video en vivo de la operación de tuberías en espiral de BP en el derrame de petróleo de Deepwater Horizon (visible en IE8)
• Introducción a los tubos flexibles: historia, aplicaciones y beneficios // ICoTA, 2005
• Tubos flexibles: estado de la industria y papel del Laboratorio Nacional de Tecnología Energética (NETL) // Departamento de Energía de los Estados Unidos, 2005
• APLICACIONES DE TUBOS EN FLOTILLA // SPE JPT, junio de 2007
• Proceso de fabricación de tubos flexibles // Tubos de calidad, 2013
• La comunidad de tubos flexibles // La comunidad de tubos flexibles, 2015