Los Preventores vienen en dos tipos básicos, ram y anular. Ambos se utilizan a menudo juntos en pilas de BOP de equipos de perforación, generalmente con al menos un BOP anular que cubre una pila de varios BOP de ariete.
Preventor de reventones de ariete
Un dibujo de patente del dispositivo de prevención de reventones tipo ariete original, de Cameron Iron Works (1922).
Diagrama de prevención de reventones que muestra diferentes tipos de arietes. (a) ariete ciego (b) ariete de tubo y (c) ariete de cizalla.
El ram BOP fue inventado por James Smither Abercrombie y Harry S. Cameron en 1922, y fue comercializado en 1924 por Cameron Iron Works. [3]
Un BOP tipo ariete es similar en funcionamiento a una válvula de compuerta, pero utiliza un par de pistones de acero opuestos, arietes. Los arietes se extienden hacia el centro del pozo para restringir el flujo o se retraen para permitir el flujo. Las caras interior y superior de los arietes están equipadas con empacadores (sellos elastoméricos) que se presionan entre sí, contra el pozo y alrededor de la tubería que atraviesa el pozo. Las salidas a los lados de la carcasa (cuerpo) del BOP se utilizan para la conexión para estrangular y matar líneas o válvulas.
Los arietes, o bloques de ariete, son de cuatro tipos comunes: tubo, ciego, cizalla y cizalla ciega.
Los cilindros de tubería se cierran alrededor de una tubería de perforación, lo que restringe el flujo en el espacio anular (espacio en forma de anillo entre los objetos concéntricos) entre el exterior de la tubería de perforación y el pozo, pero no obstruyen el flujo dentro de la tubería de perforación. Los arietes de tubería de diámetro variable pueden acomodar tuberías en una gama más amplia de diámetros exteriores que los arietes de tubería estándar, pero por lo general con cierta pérdida de capacidad de presión y longevidad. Un pistón de tubería no debe cerrarse si no hay tubería en el agujero.
Los arietes ciegos (también conocidos como arietes de sellado), que no tienen aberturas para la tubería, pueden cerrar el pozo cuando el pozo no contiene una sarta de perforación u otra tubería, y sellarlo.
Dibujo de patente de una pila Varco Shaffer Ram BOP. Un pistón de cizalla BOP ha cortado la sarta de perforación y un pistón de tubería la ha colgado.
Vista esquemática de las cuchillas de corte de cierre
Los cilindros de corte están diseñados para cortar la tubería en el pozo y sellar el pozo simultáneamente. Tiene cuchillas de acero para cortar la tubería y sellos para sellar el anillo después de cortar la tubería.
Los arietes de corte ciegos (también conocidos como arietes de sello de corte o arietes de corte de sellado) están destinados a sellar un pozo, incluso cuando el orificio está ocupado por una sarta de perforación, cortando a través de la sarta de perforación cuando los arietes cierran el pozo. La parte superior de la sarta de perforación cortada se libera del ariete, mientras que la parte inferior puede doblarse y la "cola de pez" capturada para colgar la sarta de perforación del BOP.
Además de las funciones de ariete estándar, los arietes de tubería de diámetro variable se utilizan con frecuencia como arietes de prueba en un dispositivo de prevención de reventones modificado conocido como válvula de prueba de chimenea. Las válvulas de prueba de la pila se colocan en la parte inferior de una pila BOP y resisten la presión hacia abajo (a diferencia de las BOP, que resisten las presiones hacia arriba). Al cerrar el ariete de prueba y un ariete BOP alrededor de la sarta de perforación y presurizar el anillo, se prueba la presión del BOP para que funcione correctamente.
Los BOP de RAM originales de la década de 1920 eran dispositivos manuales simples y resistentes con piezas mínimas. La carcasa del BOP (cuerpo) tenía un orificio de pozo vertical y una cavidad de ariete horizontal (cámara de guía de ariete). Arietes opuestos (émbolos) en la cavidad del ariete trasladados horizontalmente, accionados por ejes de ariete roscados (vástagos de pistón) a la manera de un gato de tornillo. El par de giro de los ejes del pistón con una llave o un volante se convirtió en movimiento lineal y los pistones, acoplados a los extremos internos de los ejes del pistón, abrieron y cerraron el pozo. Tal operación de tipo gato de tornillo proporcionó suficiente ventaja mecánica para que los cilindros superen las presiones de fondo de pozo y sellan el anillo del pozo.
Los cilindros hidráulicos BOP estaban en uso en la década de 1940. Los dispositivos de prevención de reventones accionados hidráulicamente tenían muchas ventajas potenciales. La presión podría igualarse en los cilindros hidráulicos opuestos haciendo que los cilindros funcionen al unísono. Se facilitó la actuación relativamente rápida y el control remoto, y los cilindros hidráulicos se adaptaron bien a los pozos de alta presión.
Debido a que se depende de los BOP por su seguridad y confiabilidad, aún se realizan esfuerzos para minimizar la complejidad de los dispositivos para garantizar la longevidad. Como resultado, a pesar de las crecientes demandas que se les imponen, los BOP de ram de vanguardia son conceptualmente los mismos que los primeros modelos efectivos y se parecen a esas unidades en muchos aspectos.
Los Ram BOP para uso en aplicaciones de aguas profundas emplean universalmente accionamiento hidráulico. Los ejes roscados a menudo todavía se incorporan en los BOP del ariete hidráulico como barras de bloqueo que mantienen el ariete en su posición después de la actuación hidráulica. Al utilizar un mecanismo de bloqueo de ariete mecánico, no es necesario mantener una presión hidráulica constante. Las varillas de bloqueo se pueden acoplar a ejes de ariete o no, según el fabricante. También se utilizan otros tipos de cerraduras de ariete, como las cerraduras de cuña.
Los conjuntos de actuador de ariete típicos (sistemas de operador) están asegurados a la carcasa del BOP mediante bonetes extraíbles. Desatornillar los capós de la carcasa permite el mantenimiento del BOP y facilita la sustitución de los arietes. De esa forma, por ejemplo, una pipa
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