PCPRod
®
Tecnología en el producto. Innovación en el Servicio.
Tenaris
Tenaris incluye a ocho plantas productoras de tubos de ace-ro: AlgomaTubes en Canadá, Confab en Brasil, Dalmine en Italia, NKKTubes en Japón, Siat y Siderca en Argentina, Tamsa en México, y Tavsa en Venezuela. Con una capaci-dad de producción anual combinada de tres millones de toneladas de tubos de
ace-ro sin costura y 850 mil tone-ladas de tubos de acero solda-dos, ventas anuales por U$S 3,2 mil millones de dólares y 14.000 empleados, Tenaris es el proveedor líder de pro-ductos sin costura OCTG comercializados a nivel mundial, con una participa-ción de mercado de aproxi-madamente 30%.
Las plantas de Tenaris produ-cen tubos de acero sin costura con las mismas normas de ca-lidad en cuatro continentes. A través de nuestra red de centros de servicio Tenaris, que comprende más de 20 países, contamos con una vas-ta experiencia operativa en las principales regiones de petró-leo y gas en todo el mundo.
Varillas huecas para accionamiento de bombeo de cavidades progresivas.
PCPRod
®
En el sistema de Bombeo por Cavidades Progresivas o PCP, se utiliza una bomba del tipo
tornillo rotativo y el
movi-miento de rotación es trans-mitido desde la superficie ha-cia la bomba a través de una sarta de varillas de bombeo. Estas varillas son fabricadas conforme a la norma API 11B, cuyas especificaciones y diseño fueron definidos para trabajar unicamente bajo car-gas de tracción. Dicha especi-ficación prevee que las vari-llas sean utilizadas en otro sistema de bombeo artificial: El bombeo mecánico alterna-tivo o bombeo por balancín. Con el tiempo, se implemen-tó el uso de estas varillas co-mo estándar para el acciona-miento de los sistemas PCP, pero el progreso y avance tec-nológico de las bombas, fue-ron incrementando las pro-fundidades y caudales posi-bles de extraer, lo que se tra-dujo en mayores requerimien-tos sobre las varillas. Sin du-da, este aumento de las exi-gencias operativas implicó un
aumento en las roturas pre-maturas de las varillas, gene-rando mayores costos opera-tivos del sistema o limitando su campo de aplicación. Durante mucho tiempo, la industria esperó el desarrollo de un producto especialmen-te diseñado para resistir al-tas cargas de torsión. Aho-ra, Tenaris, a través del Cen-tro de Investigación y Desa-rrollo de la Organización Techint, desarrolló PC-PRod®, una evolución
tecno-lógica que no sólo aumenta a la confiabilidad del bom-beo PCP, sino que también reduce los costos operativos. A modo de ejemplo podemos mencionar la posibilidad de inyectar en PCPRod®un
dilu-yente para el bombeo de cru-do pesacru-do y extra pesacru-do, mejorando así la eficiencia de la inyección y reduciendo en gran medida la complejidad de las instalaciones gracias a la eliminación de tubería y capilares de inyección.
Desarrollo
Muchos factores fueron considerados en la creación de la conexión premium y la tubería PCPRod®y el
de-sarrollo de tubos, incluyen-do: experiencia previa de los clientes, usuarios de sis-temas PCP, fabricantes de bombas, recopilación de fa-llas en varifa-llas convenciona-les, y el apoyo de consulto-res externos de reconocida trayectoria en sistemas PCP. Toda esta información fue combinada para alcanzar una serie de requerimientos previos y para desarrollar un modelo de cálculo que per-mitiera determinar los reque-rimientos de la unión en dife-rentes condiciones de traba-jo. El proyecto de desarrollo incluyó las siguientes etapas: • Recolección de datos de
experiencias de campo. • Desarrollo de un modelo
de cálculo para el diseño de la unión. • Modelado y optimización de la geometría de la unión. • Construcción de probetas y realización de ensayos de laboratorio destructivos de tracción, torsión y torqueado de la unión. • Ensayos de fatiga a plena escala (se construyó una máquina especial para ensayar la fatiga de flexo-torsión simultáneamente con una carga axial constante). • Ensayos de campo en pozos
Ø INT. MÍN. DE UNIÓN PESO MÉTRICO
TORQUE MÁX. DE TRABAJO * Ø EXT. DEL RECALQUE
GROSOR DEL TUBO Ø EXT. DEL TUBO
PCPRod® 1000 48 mm 6,7 mm Sin recalque 1.000 libras/pies 6,0 Kg/m 18 mm
PCPRod® 1500 42 mm 5,0 mm 50 mm 1.500 libras/pies 4,9 Kg/m 18 mm
Otras Características
• Unión external flush.
• Rosca cónica PCPRod®con diente trapezoidal de 8 hpp y conicidad diferenciada entre pin/box.
• Unión con hombro de torque.
• Posibilidad de inyectar diluyentes, inhibidores de corrosión u otros fluídos, a través de una unión hueca. • Posibilidad de introducir los sensores de temperatura
y presión.
• Tubo sin costura, laminado en caliente, de acero aleado de alta dureza con una resistencia máxima a la tracción de 140.000 psi.
Principales
Características
de PCPRod
®
Un producto especial fue desarrollado para
trabajar bajo cargas rotativas en PCP capaz de
resistir vida infinita a la fatiga. El resultado es
un tubo box-box en sus extremos y un
manguito de conexión que posibilita una unión
external flush, es decir, sin resaltos en la zona
de la unión, minimizando turbulencias y
pérdidas de cargas locales por incremento de la
velocidad del flujo.
La conexión flush reduce notablemente el
rozamiento entre el tubing y la sarta de varillas,
y consecuentemente genera ahorros gracias a la
reducción de fallas y la disminución en el
consumo de tubing y varillas.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
Esquema de Instalación
Manipuleo e Instalación
Para el manipuleo y transporte de PCPRod®se deberán
ob-servar las mismas especificaciones que para tubulares o vari-llas de bombeo convencionales.
La instalación en el pozo es simple dado que no se requieren accesorios especiales, tales como guías de emboque. La ba-jada de 1000 metros de PCPRod®demanda
aproximadamen-te tres horas.
• Elevadores: los elevadores de varillas de bombeo conven-cionales son utilizados con un trozo de maniobra de 1" x 2 pies y un crossover para ajustar el extremo de PCPRod®en
el momento de la elevación.
• Torque: se recomienda el uso de llaves hidráulicas estándar para tubos con mordazas adaptadas para OD 1,66" o 1,9". El torque de instalación para cada diámetro de tubo se en-cuentra indicado en la “Tabla de torque para varillas hue-cas”. No se requieren herramientas especiales. Para un me-jor rendimiento, se recomienda un dispositivo de control electrónico de torque.
• Cuñas colgadoras: las cuñas neumáticas generalmente utili-zadas para tubos convencionales adaptadas a OD 1,66" o 1,9".
TABLA DE TORQUE PARA VARILLAS HUECAS
PRODUCTO TORQUE MÍN. libras/pies TORQUE ÓPTIMO libras/pies TORQUE MÁX. libras/pies PCPRod 1000 890 950 980 PCPRod 1500 1400 1440 1480 PCPRod 2500 2200 2300 2400
ESQUEMA DE UNIÓN
PCPROD
®1500/2500
ESQUEMA DE UNIÓN PCPROD
®1000 UNION EXTERNAL FLUSH
SIN RECALQUE
Ventajas Comparativas del
Uso de PCPRod
®• Permite operar bombas de alto caudal (superior a 100 m3d-600 bpd) en forma confiable a altas profundidades (más de 1.200 m/3.600 ft).
• Reduce 30-50% los costos de instalación iniciales para extraer idénticos caudales en sistemas de bombeo mecánicos o electro-sumergibles.
• Reduce los costos de instalación y operativos para la inyección de diluyentes en la producción de crudos pesados y extra pesados.
• Disminuye la velocidad de flujo: se reducen las pérdidas de carga y la abrasión/erosión por sólidos disueltos, al tiempo que aumenta la efectividad en la inhibición de corrosión.
• Reduce las fallas prematuras de pin causadas por sobretorque. • Reduce la fricción varillas/tubing: la unión flush disminuye las posibilidades de fricción entre las varillas y el tubing. Con las varillas de bombeo convencionales, la fricción producida causa pérdidas importantes debido a las perforaciones en los tubos y a la reducción del espesor de las paredes del tubing.
• Reduce los problemas de manipuleo: PCPRod®no requiere
herramientas especiales de montaje y se puede instalar rápidamente (una sarta de 1.000 m requiere 3 horas aproximadamente).
• Reduce el efecto del backspin (giro inverso de la bomba al detenerse). Esto facilita el redimensionamiento del cabezal de superficie, con la consecuente economía.
Por ejemplo, una sarta de 1.000 m de varillas de bombeo de 11/8" acumula 41 giros en deformación elástica (la columna actúa como un “resorte” y cuando la bomba se detiene, gira en la dirección inversa hasta liberar esa energía).
Una PCPRod®de 48 mm acumula sólo 8 giros de deformación
Accesorios
Tenaris desarrolla y ofrece una línea completa de accesorios:
• Pup joints para ajustar la longitud de la sarta. • Crossover de combinación entre la rosca convencional
API de vástago pulido y a la rosca PCPRod®.
• Vástagos huecos pulidos y cromados. • Juntas para la inyección de diluyentes.
• PCPRods®perforados (permiten la inyección de
fluídos dentro del tubing).
• Empaquetaduras y cabezales para utilizar vástagos pulidos hasta OD 1,9".
Servicio Técnico
Tenaris brinda soporte total a través de su Servicio Técnico, que lo ayudará a elegir la mejor configuración y diseño de columna para las condiciones de su pozo. Además, presta asistencia en la terminación del pozo.
En caso de requerir información adicional, para verificar la disponibilidad de las nuevas aplicaciones o solicitar la ver-sión completa de nuestra guía de Prácticas de Manejo y Tor-que Recomendado, no dude en contactarnos.
Tenaris y sus compañías miembro han elaborado el presente folleto sólo para fines informativos generales. Tenaris no asume ninguna responsabilidad ni obligación por pérdidas, daños o lesiones emergentes del uso de la información y los datos contenidos en este folleto. Las garantías, indemnizaciones y cualquier otra obligación resultarán sólo de los contactos de licencia o venta respectivos, según corresponda. Favor contactar a un representante de Tenaris para información más detallada.
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Santa Cruz de la Sierra Richard Mariaca [email protected] (591) 3 92 32779 tel (591) 3 92 32775 fax BRASIL Sao Paulo José Rey Mendez
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