Línea de acero

Slickline se refiere a un cable de un solo hilo que se utiliza para introducir una variedad de herramientas en el pozo con diversos fines. Se utiliza durante las operaciones de perforación de pozos en la industria del petróleo y el gas. En general, también puede describir un nicho de la industria que implica el uso de un camión de slickline o la realización de un trabajo con slickline. Slickline parece un cable largo, liso y sin trenzar, a menudo brillante, de apariencia plateada o cromada. Viene en diferentes longitudes, según la profundidad de los pozos en el área en la que se utiliza (se puede pedir según especificaciones) hasta 35.000 pies de longitud. Se utiliza para bajar y elevar las herramientas de fondo de pozo utilizadas en el mantenimiento de pozos de petróleo y gas a la profundidad adecuada del pozo perforado.

En su uso y apariencia, está conectado por un tambor a medida que se desenrolla desde la parte trasera del camión de la línea de acero hasta la polea de la línea de acero, una rueda redonda ranurada y dimensionada para aceptar una línea específica y posicionada para redirigir la línea a otra polea que permitirá que la línea de acero ingrese al pozo. La línea de acero se utiliza para bajar herramientas de fondo de pozo a un pozo de petróleo o gas para realizar un trabajo de mantenimiento específico en el fondo del pozo. El fondo del pozo se refiere al área en la tubería debajo de la superficie, la tubería puede ser la carcasa cementada en el pozo por la plataforma de perforación (que evita que el pozo perforado se derrumbe y que la presión de las diversas zonas de petróleo o gas en el fondo del pozo se alimente entre sí) o la tubería, una tubería de diámetro más pequeño colgada dentro de la carcasa.

El cable de acero se utiliza más comúnmente en tuberías de producción. El operador del cable de acero controla en la superficie la tensión del cable de acero mediante un indicador de peso y la profundidad mediante un contador de profundidad "puesto a cero" desde la superficie, baja la herramienta de fondo de pozo a la profundidad adecuada, completa el trabajo manipulando la herramienta de fondo de pozo mecánicamente, verifica que haya funcionado si es posible y retira la herramienta enrollando el cable de acero nuevamente en el tambor del que fue enrollado. El tambor del cable de acero está controlado por una bomba hidráulica, que a su vez es controlada por el "operador del cable de acero"

La línea de acero viene en diferentes tamaños y grados. Cuanto mayor sea el tamaño y mayor el grado, generalmente significa que se puede tensar más la línea antes de que se rompa en el punto más débil y provoque un costoso trabajo de "pesca". Debido a que las herramientas de fondo de pozo se atascan debido a fallas o "condiciones de fondo de pozo", que incluyen arena, sarro, sal, asfaltenos y otros subproductos del pozo que se asientan o se aflojan de las paredes de la tubería debido a la agitación ya sea por las herramientas de fondo de pozo o un cambio en el flujo de entrada de fondo de pozo, a veces es necesario tirar con fuerza de las herramientas para que vuelvan a la superficie del pozo. Si las herramientas están atascadas y el operador tira con demasiada fuerza, la línea se romperá o se separará en el punto más débil, que generalmente está más cerca de la superficie, ya que cuanto más arriba en el pozo está el punto débil de la línea, más peso tiene que soportar (el peso de la línea).

Los puntos débiles en la línea pueden ser causados por hacer un círculo alrededor de la rueda de contrapeso, hacer una curva alrededor de una polea, una torcedura en una línea debido al uso normal (al preparar el equipo, se debe sacar una línea adicional del camión para dar suficiente holgura cuando se levanta el lubricador de control de presión; esto deja la línea enrollada en el suelo, a menudo lleno de baches, y a veces se engancha y se enrosca).

Cuando la línea de acero se rompe, esto puede crear un costoso trabajo de "pesca". Se llama pesca porque a menudo hay que probar diferentes herramientas de "pesca" hasta que se obtiene una "picada", luego hay que trabajar las herramientas originales para liberarlas en el fondo del pozo o cortar la línea de acero donde se unen a las herramientas en el fondo del pozo para poder sacar la línea de acero rota a la superficie y sacarla del camino, para poder pescar en la sarta de herramientas atascada. Debido al tiempo de inactividad que implica la "pesca", es decir, no poder extraer el petróleo o el gas del pozo, el cliente pierde dinero por falta de producción y también por el costo de la unidad de línea de acero para pescar, y el costo de lo que queda en el pozo si no se extrae (en la industria del petróleo y el gas, si la causa del trabajo de pesca no fue culpa de la empresa de línea de acero, la empresa de petróleo y gas suele ser la responsable de pagarlo, y puede ser muy caro).

El slickline se llamaba originalmente línea de medición, porque era plana como una cinta métrica y estaba marcada con incrementos de profundidad para que los operadores supieran a qué profundidad se encontraban en el pozo. Esto probablemente cambió porque la línea de medición plana no era tan resistente como el slickline moderno y se desarrollaron contadores de profundidad separados. Es ventajoso mantener el diámetro del alambre lo más pequeño posible por las siguientes razones:

• Reduce la carga de su propio peso.
• Se puede ejecutar sobre cuchillas de diámetro más pequeño, y herir en carriles de diámetro más pequeño o carretes sin sobrestreñimiento por doblar (donde las curvas de alambre lo hacen más débil. Donde hace un círculo completo, como una rueda de contrapeso, lo hace más débil todavía).
• Mantiene el tamaño del tambor de carrete a un mínimo (que reduce el área necesaria en la parte posterior de la unidad de slickline para albergar el tambor y la bomba hidráulica, reduciendo el peso y dejando más espacio para el otro equipo especializado necesario para las operaciones de slickline).
• Proporciona un pequeño área de sección transversal para operación bajo presión.

La desventaja de una línea de acero de diámetro más pequeño es su menor resistencia. La profundidad y la naturaleza del trabajo (una herramienta que se debe tirar con fuerza o podría atascarse) afectarán el tipo de camión de línea de acero que se utilice (los distintos camiones se especializan en distintos tamaños de línea).

Los tamaños de cable sólido que se utilizan con mayor frecuencia son: 0,092'', 0,108'', 0,125'', 0,140'', 0,150'' y 0,160'' de diámetro, y se pueden obtener en las plantas trefiladoras en longitudes estándar de una sola pieza de 18.000, 20.000, 25.000 y 30.000 pies de longitud. Otros diámetros y longitudes suelen estar disponibles a pedido de los proveedores, siendo el tamaño más grande actualmente disponible el de 0,188''.

Las herramientas de cable de acero funcionan con una acción mecánica, controlada desde la superficie en el compartimiento del operador del camión de cable. Por lo general, esta acción mecánica se logra mediante el funcionamiento de martillos. Por lo general, hay dos tipos de martillos: mecánicos e hidráulicos.

Los martillos mecánicos parecen una pieza tubular larga de metal mecanizado que se desliza más o menos de un 75% a 90% de su longitud total. Producen el efecto de martillar en las herramientas de fondo de pozo. El peso o el golpe del "martillo" depende de cuánta barra de hundimiento se agregue por encima de los martillos. Generalmente, un operador de línea de acero controla las herramientas de fondo de pozo con golpes y golpes de la barra de hundimiento a través de los martillos mecánicos, controlados en la superficie bajando o subiendo la sarta de herramientas y monitoreando el peso, la profundidad y la presión. Los martillos mecánicos para línea de acero pueden golpear hacia arriba o hacia abajo en el pozo, lo que los convierte en una forma versátil de martillar.

Los martillos hidráulicos para línea de acero generalmente están diseñados para golpear hacia arriba solamente, porque no se puede lubricar suficiente barra de hundimiento para golpear hacia abajo en las herramientas de fondo de pozo. Los martillos hidráulicos funcionan cuando el operador tira hacia arriba de la línea, lo que pone una fuerza hacia arriba en la parte superior de los martillos hidráulicos. La parte inferior de los martillos hidráulicos generalmente está unida mediante una conexión roscada a los martillos mecánicos, que están unidos a las herramientas de fondo de pozo. Dependiendo de la fuerza con la que el operador tire de los martillos hidráulicos, afectará la velocidad y la fuerza con la que golpearán. Cuando se tira de la parte superior, el mandril interior comienza a deslizarse hacia arriba. Tiene una restricción que el fluido hidráulico tiene que sortear a medida que se tira hacia arriba, hasta que llega a un área sin restricción, lo que le permite deslizarse rápidamente. La razón de la restricción inicial más estricta es permitir que el operador tire de su línea hasta el rango de impacto deseado.

Generalmente, una vez que alcanza ese rango en su indicador de peso, espera mientras los tijers se abren al punto menos restringido, momento en el que la barra de hundimiento se desplaza hacia arriba rápidamente, proporcionando un golpe hacia arriba en las herramientas de fondo de pozo. Los tijers pueden entonces "reiniciarse" bajando la línea hasta que el peso de la barra de hundimiento se cierre, o empuje el mandril interior de los tijers hidráulicos de nuevo a la posición inicial. Debido a que los tijers hidráulicos están diseñados para proporcionar un tiempo de espera que permita al operador alcanzar la tensión de línea deseada, pueden proporcionar un golpe hacia arriba muy eficaz.

La potencia de impacto de los timbales mecánicos e hidráulicos se ve afectada por la longitud de los timbales (cuanto mayor sea la longitud, más rápido pueden viajar antes de detenerse), la masa del peso que está sobre ellos (cuanto mayor sea la masa, más fuerte golpearán) y la tensión de la línea que tira de ellos.

Algunos componentes de terminación pueden desplegarse y recuperarse con una línea de acero, como válvulas de seguridad recuperables con cable, medidores de fondo de pozo alimentados por batería, perforaciones, colocación de tapones de puente colocados con explosivos y colocación o recuperación de válvulas de elevación por gas. La línea de acero también puede utilizarse para pescar, el proceso de intentar recuperar otros equipos y cables que se han dejado caer en el pozo.

Las aplicaciones más comunes de la línea de acero son:

• Tagging T.D. (Total Depth, que es la profundidad más lejos posible por debajo del pozo)
• Gauge Ring corre (que está ejecutando una herramienta de agujero de tamaño especial llamada anillo de calibre, que viene en varios diámetros pre-maquinados, diseñado para asegurar que la tubería sea clara a cierto punto)
• Tubing Broach / Instalación de Plunger (un broche de tubo parece un archivo agresivo, tubular, disponible en diferentes diámetros, utilizado para la eliminación de enterramientos y carretes en el interior de la tubería y el envoltorio en pozos de petróleo y gas)

  

• La arena y los escombros (removiendo la arena de formación/rock y otros escombros que quedan de la perforación y terminación del pozo, utilizando una herramienta especializada llamada bailador. Esta herramienta utiliza una bomba de agua china tipo acción de tracción o una acción de vacío hidrostática para succionar los escombros de los agujeros, lo que le permite ser transportado de vuelta a la superficie a través de la línea de cable)
• Manguitas de injerto (formaciones agujero abajo pueden ser aisladas detrás de las 'ventanas' de metal deslizante llamadas mangas deslizantes. Se cambian de forma abierta o cerrada por medio de una herramienta de cambio especializada que localiza la manga y se la valla hacia arriba o hacia abajo, proporcionando acceso o cerrando esa formación o sección de casquillo)
• Ajuste / Tirar enchufes y picaduras (herramientas especializadas que se bloquean en restricciones pre-maquinadas en el tubo, o que se bloquean en el propio tubo, presión de sellado desde abajo o por encima del enchufe)
• Ajuste / Válvulas de elevación de gas
• Pipas de cola (extensiones de duplicación donde el tubo no se aterriza lo suficientemente cerca de las perforaciones de formación en el casquillo)
• Estudio de presión de agujeros y temperaturas (herramientas electrónicas y mecánicas especializadas diseñadas para medir la presión y la temperatura a profundidades predeterminadas en el pozo. Estos datos se pueden utilizar para determinar la vida útil del embalse)
• Encuestas de spinner (para determinar qué perforaciones de formación tienen la mejor entrada / qué perforaciones hacen la mayor cantidad de agua / líquidos)
• Perforadora Kinley, cortadora de arena y caliper
• Herramientas de registro de la producción
• Operaciones de pesca (pesca generalmente se refiere a intentar recuperar herramientas perdidas o alambre, u otros escombros que no estaban destinados a restringir el flujo / interrumpir las operaciones de pozo. La pesca puede ser difícil, debido a que el pescado está bajo, y otras afecciones que afectan como la alta presión, el pescado que se atasca en el tubo / casquillo)
• Corte de parafina (haciendo un agujero y eliminando una acumulación de cera, que es un subproducto de refrigeración de aceite demasiado para llegar a la superficie)
• Chipping hielo / sal (restrictions y enchufes que pueden ser formados como por productos de un pozo de flujo)
• Lubricante montajes largos dentro y fuera del agujero (la lubricación se hace a través de una tubería de diámetro más grande que la herramienta, unida en la superficie sobre la parte superior del pozo, que alberga la válvula que cierra la presión en el agujero. El lubricador debe ser lo suficientemente largo como para poder tragar las herramientas y herramientas que se deben ejecutar o tirar)

La línea trenzada se utiliza generalmente cuando la resistencia de la línea de acero no es suficiente para la tarea. Por lo general, se utiliza para pesca pesada, como la recuperación de tuberías de perforación rotas.

Este tipo de herramienta se puede extender y cerrar rápidamente para inducir un choque mecánico en la sarta de herramientas. Este choque puede inducir a que ciertos componentes, como los tapones, se bloqueen en su lugar y luego se desbloqueen para su recuperación. Los martillos se utilizan comúnmente para cortar pequeños pasadores de latón o acero que se colocan en su lugar para hacer funcionar ciertas herramientas de fondo de pozo en un momento determinado. El operador puede utilizar los martillos para cortar los pasadores a una profundidad predeterminada. Los martillos Spang son operados manualmente por el operador del cable, que levanta o baja el cable rápidamente, lo que requiere una gran cantidad de experiencia.

El vástago básicamente sirve para agregar peso a la sarta de herramientas. El peso puede ser necesario para superar la presión del pozo. Algunas variaciones del vástago, llamadas vástago de rodillo, pueden tener ruedas incorporadas en la herramienta para permitir que la sarta de herramientas se deslice más fácilmente por pozos moderadamente desviados. El vástago proporciona la acción de martilleo a la sarta de herramientas, lo que a su vez permite que los tijeretas transmitan la fuerza dada por el movimiento de las barras del vástago. Dependiendo de las condiciones del pozo, se utilizan vástagos de diámetro exterior extra pequeño o extra grande. El rango puede ser de 0,75" a 3,50" de diámetro exterior y los vástagos normalmente vienen en longitudes de 2 pies, 3 pies o 5 pies. La conexión al zócalo de la cuerda u otras herramientas puede ser una conexión roscada o un sistema QLS (conexión rápida).

Estas son herramientas diseñadas para pescar otros componentes de la línea de cable que se han caído o colocado en el fondo del pozo. Todas las herramientas de línea de cable están diseñadas con "cuellos de pesca" en su lado superior, destinados a ser fácilmente agarrados por herramientas de tracción con un "ID" coincidente con el "OD" del cuello de pesca. Las herramientas de tracción también se utilizan para recuperar componentes asentados, como las clavijas de los tapones. Casi todas las herramientas de tracción están equipadas con una función de seguridad (pasador de corte) para que puedan liberar una herramienta atascada y permitir que la sarta de herramientas sea llevada a la superficie para cambiar los componentes (tijeras hidráulicas, por ejemplo).

Un cortador de calibre es una herramienta con un fondo redondo y abierto que se fresa a un tamaño preciso. Las aberturas grandes sobre el fondo de la herramienta permiten el desvío de fluido mientras se trabaja en el pozo. La mayoría de las veces, un anillo de calibre será la primera herramienta que se utilice en una operación de línea de acero. Un anillo de calibre que sea apenas más pequeño permitirá al operador asegurar que el tubo esté limpio hasta la profundidad de trabajo proyectada más profunda; por ejemplo, un tubo de 2 7/8" que contenga perfiles de 2,313" requeriría un anillo de calibre entre 2,25" y 2,30". Un anillo de calibre también se puede utilizar para eliminar la parafina ligera que se pueda haber acumulado en el tubo. A menudo, se utilizarán una variedad de calibres y/o raspadores de diferentes tamaños para eliminar la parafina poco a poco. El cortador de calibre también se puede utilizar para las corridas de deriva.

Si se encuentra una obstrucción en el fondo del pozo, se puede colocar un bloque de impresión de plomo para ayudar a determinar su naturaleza. El bloque de impresión de plomo tiene una base de plomo maleable en la que la obstrucción puede dejar una impresión cuando se encuentran. El bloque de impresión de plomo se llama cámara de cable debido a su función de marcar cualquier objeto en el fondo del pozo. A veces también se los llama bloques de "confusión" porque solo brindan una vista bidimensional del objeto en el fondo del pozo, lo que dificulta que una persona sin experiencia determine qué objeto tridimensional se encuentra en el pozo.

Los achicadores son herramientas para pozos que generalmente son largas y tienen forma tubular y se utilizan tanto para obtener muestras de sólidos del pozo (arena, sarro, asfaltenos, óxido, caucho y escombros de las operaciones de mantenimiento del pozo) como para "achicar" los sólidos no deseados del pozo. Los achicadores se conectan a la sarta de herramientas del cable mediante una conexión roscada o una herramienta desprendible para pozos y el operador del cable los manipula desde la superficie. Los achicadores suelen tener una base intercambiable (la zapata) que también alberga un control para evitar que los sólidos se caigan o se salgan del fondo.

Un achicador de muestras es un tubo hueco (el barril), generalmente de alrededor de un metro de largo, alrededor de 40 mm de diámetro, con una "válvula de retención de bola" (una especie de válvula antirretorno) en la parte inferior y una abertura en la parte superior. Esta herramienta se golpea hacia abajo en la obstrucción utilizando los martillos mecánicos y el peso por encima de la sarta de herramientas de cable. Generalmente, después de una serie de "golpes", con la esperanza de permitir que una muestra utilizable de sólidos entre en el barril, la herramienta se tira hacia arriba y la muestra en el barril debería asentar la válvula de retención de bola en su asiento, lo que mantendrá los sólidos en el barril durante el viaje de regreso a la superficie, donde la muestra puede inspeccionarse para determinar la composición de la obstrucción. El éxito de esto depende de la facilidad con la que el sólido fue aceptado en el barril y si la válvula de retención de bola se asentó correctamente en el viaje de regreso a la superficie. Si la bola de retención no está colocada (a veces, un trozo grande y duro de un sólido se asienta entre la bola y el asiento), los fluidos del fondo del pozo tienden a arrastrar la muestra hasta que se deslice hacia afuera del fondo del achicador de muestras, lo que deja a los inspectores en la superficie con la incertidumbre de si la herramienta realmente recolectó una muestra. Es posible que se deba repetir el procedimiento hasta que se recupere una muestra con éxito.

Un achicador de carrera funciona como una "bomba de agua china" y se utiliza para recolectar sólidos no deseados del pozo. Un achicador de carrera es largo y de aspecto tubular, con una varilla más pequeña que se extiende desde la parte superior, un orificio en la parte inferior y generalmente tiene alrededor de 7 metros de largo, pero la longitud depende de cuánta sección de barril se agregue al achicador. El barril "flota libremente" en la varilla de carrera, que está unida a la sarta de herramientas de cable. La herramienta generalmente se "perfora" en el sólido del fondo del pozo, luego se tira de la sarta de herramientas de cable hacia arriba, lo que a su vez tira del achicador hacia arriba a través del barril. Idealmente, esto atrae el sólido del fondo del pozo a través de la "zapata" inferior de la herramienta, más allá del control y dentro del barril para su recolección. Generalmente, se hace pasar la herramienta una cantidad predeterminada de veces o hasta que parezca que no está funcionando, lo que puede significar que está llena o atascada.

Un achicador hidrostático funciona como una "aspiradora" y se utiliza para succionar sólidos no deseados del pozo. Un achicador hidrostático mide generalmente alrededor de 2,5 metros de largo y tiene un aspecto tubular, con dos orificios de 10 mm en lados opuestos en la parte superior de la herramienta y un orificio en la parte inferior. Un achicador hidrostático utiliza un tapón con pasador y sellos de junta tórica en la parte inferior y un tapón en la parte superior para mantener la presión de superficie a la que se ensambló (nominalmente alrededor de 100 kPa) hasta el fondo del pozo, donde se introduce en los sólidos del fondo del pozo, lo que idealmente empuja la zapata hacia el tapón inferior, que corta el pasador en el tapón inferior. La presión de un pozo de petróleo o gas en el fondo del pozo siempre es mayor que la presión atmosférica en la superficie, debido a la presión de formación y una combinación de profundidad y peso hidrostático de los fluidos del pozo. A veces se añade fluido al pozo para ayudar a achicar aumentando la presión y también lubricando el sólido del fondo del pozo. Debido a que la presión dentro del achicador es mucho menor que la presión del fondo del pozo, cualquier sólido que esté lo suficientemente suelto es "succionado" por el vacío que se forma cuando se corta el tapón inferior y se desplaza hacia arriba a través del barril, seguido por los sólidos. Al mismo tiempo, debido al cambio de presión negativa a presión positiva, el tapón superior se sale (y queda atrapado por la parte superior de la herramienta) y el exceso de flujo se dirige hacia afuera a través de los puertos de 10 mm en los lados de la parte superior de la herramienta. Estos puertos permiten que el barril se llene más fácilmente. Luego, el achicador se devuelve a la superficie, donde se desarma, se vacían los sólidos y se limpia y se le realiza el mantenimiento con nuevos sellos de junta tórica. Se debe tener cuidado al desmontar la herramienta en la superficie, ya que puede estar cargada con la presión del fondo del pozo (posiblemente muchas decenas de miles de kPa) y puede "explotar" al desenroscarla si no se purga primero.

Estas herramientas se utilizan principalmente para "colocar" tapones en perfiles de bloqueo (niples) ubicados en la tubería; sin embargo, el término "herramienta de funcionamiento" se refiere a una herramienta de fondo de pozo conectada a la sarta de herramientas de cable que se utiliza para "hacer funcionar" otra herramienta que se debe dejar en el fondo del pozo cuando la sarta de herramientas regresa a la superficie. En general, una herramienta de funcionamiento está conectada a una "herramienta de bloqueo" de fondo de pozo que se ubica y se bloquea en el perfil de fondo de pozo seleccionado (niple). La "herramienta de bloqueo", o "bloqueo" para abreviar, se puede conectar a través de una conexión roscada a la parte superior de una variedad de herramientas diferentes, que incluyen, entre otras, estranguladores de fondo de pozo (restrictores de caudal dimensionados de acuerdo con un cálculo predeterminado), válvulas de retención unidireccionales (tapones estilo TKX), colgadores de instrumentos y, más comúnmente, tapones de tubería. El bloqueo se coloca en la herramienta de perforación y se fija mediante pasadores de corte hechos de latón o acero. Cuando se alcanza el perfil objetivo, el bloqueo se puede ajustar asentando el bloqueo en el perfil mediante tijerales mecánicos (spangs) hasta que las llaves de bloqueo hayan bloqueado el bloqueo en el perfil, momento en el que el operador generalmente realiza una "prueba de tracción" del bloqueo para dar una indicación de que está correctamente "ajustado", luego corta los pasadores de corte con sus tijerales mecánicos o hidráulicos para permitir que la "cadena de herramientas" regrese a la superficie. Hay muchos tipos diferentes de herramientas de perforación; algunas son mecánicamente complejas y se pueden hacer "selectivas" para pasar a través de perfiles con el fin de alcanzar uno del mismo tamaño pero de una profundidad diferente; algunas son relativamente simples, como una herramienta de perforación con tope de collar en "F", que es esencialmente una varilla de metal que encaja dentro de la herramienta de fondo de pozo con tope de collar que se fija en su lugar.