CARRERA DE INGENIERÍA PETROLERA

Producción Petrolera I

Producción Petrolera I

Autor:EDWARD ENCINA JUSTINIANO

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CABEZAL DE POZO

El cabezal de pozo, es la base en la superficie sobre la cual se construye el

pozo durante las operaciones de perforación.

Se definen como los equipos conectados al tope superficial de las

cañerías y tuberías usados en un pozo.

Los sistemas de cabezal de pozo deben diseñarse para:

1. Soportar las sartas de cañería y tubería dentro del pozo.

2. Tener la capacidad de sellar a presión.3. AISLAR el pozo del ambiente exterior.• Permiten controlar la producción del pozo.

• Poseen dimensiones estandarizadas.

• Fabricados bajo la Especificación 6A de API.

Vida del Pozo•Perforación•Producción•Rehabilitación•Suspensión•Abandono

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• CABEZAL

LA NORMA API – 6 del Instituto Americano del Petróleo establece las siguientes especificaciones par a el cabezal de tubería de revestimiento.

• La presión de trabajo deberá ser igual o mayor que la presión superficial máxima que se espere manejar.

• Resistencia mecánica y capacidad de presión acordes a las bridas API y a la tubería en que se conecte.

• Resistencia a la flexión (pandeo) será igual o mayor que la TR en que se conecta.

• Resistencia a la compresión para soportar las siguientes TR´s

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CABEZALES DE POZO

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• CABEZALCubierta del Cabezal del Revestidor - Descripción

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CABEZALES DE POZO

Los cabezales por diseño puede ser roscable, soldable o bridado, además se utiliza como base para instalar el conjunto de preventores.

Las salidas laterales del cabezal, pueden utilizarse para instalar las líneas secundarias (auxiliares) de control y su uso deberá limitarse para casos de emergencia.

Nota: Las bridas con terminaciones roscadas pueden llegar a 5.000 psi; por encima de este valor hay que ponerle bridas a las conexiones o sujetarlas con grampas.

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• CABEZAL

Cabezal del Revestidor - Conexión Inferior

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CABEZALES DE POZO

El cabezal del revestidor se puede usar en conjunto con una placa base para una distribución más eficaz del peso.

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Cabezas de Tubería de Revestimiento Modelo WC-22

Las cabezas de tubería de revestimiento WC-22 poseen un alojamiento de diseño versátil, que acepta una variedad de colgadores de Casing del tipo de mordazas. con el agregado de pernos fijadores para un buje protector de desgaste.

Ventajas de Alojamiento Recto• Se evita la traba acuñada de colgadores y tapones de prueba, haciendo más fácil

su extracción.• Reduce el riesgo de daños durante la perforación.

Salidas

La familia de cabezas de tubería de revestimiento WC-22 ofrece tres tipos de salidas laterales:

1. Roscada API-LP

2. Esparragada

3. Bridada

En los últimos dos casos cuenta con una rosca interior para colocación del tapón para remoción de válvula.

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CABEZALES DE POZO

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Cabezas de Tubería de Revestimiento Modelo WC-22

Compatibilidad con Colgadores• Las cabezas WC-22 aceptan colgadores WC-22 del tipo de mordazas.• Las cabezas WC-22-BP, aceptan colgadores WC-22, del tipo de mordazas con los

pernos fijadores retraídos.

Conexión Inferior

Se ofrecen las siguientes variantes:

Rosca Casing Slip-On Slip Lock

Nota: Todas los carreteles cumplen con las Normas API-6A, para servicio general AA, ofreciéndose también con ranuras para anillo API con aporte de inoxidable y para servicios corrosivos.

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CABEZALES DE POZO

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• Cabezas de Tubería de Revestimiento Modelo WC-22

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CABEZALES DE POZO

Conexión Lateral

Brida Superior

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• Cabezas de Tubería de Revestimiento Modelo WC-22

Rango de Medidas

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CABEZALES DE POZO

Los pesos y dimensiones son aproximados ycorresponden a cabezas con salidas lateralesroscadas.

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CABEZALES DE POZO

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EMPAQUES DE BRIDA Y ANILLO

BRIDA

Las conexiones entre los componentes de alta presión se llevan a cabo

mediante bridas con empaques de anillo (o juntas de anillo).

Tipos de brida

BEl sellado se lleva acabo sólo a través del empaque de anillo (no entre las terminaciones

de la brida).

El apretar la tuerca causa una reacción en

el empaque de anillo sin poner las superficies de

la brida acoplada en contacto.

BX

El apretar la tuerca afecta la superficie de extensión de la brida.

Por esta razón las bridas de conexión 6BX

tienen que tener una superficie de extensión que permita el contacto

y el sellado.

1

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• En los dos tipos se obtiene el sellado con empaques de anillo y se acoplan las bridas apretando un juego de tuercas.

Para cada tipo hay un empaque de anillo apropiado de acuerdo con la siguiente tabla:

Dos tipos de Bridas API:

  BRIDA TIPO 6B

Para nivel de presión : 2000, 3000 y 5000 psi con tamaño nominal de hasta 11"

  BRIDA TIPO 6BX

Para nivel de presión : 2000 a 20,000 psi con tamaño nominal de 11 3/16 " a 26 3/4 "

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EMPAQUES DE BRIDA Y ANILLO

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• Los asientos de los empaques de anillo están diseñados sobre las terminaciones de la brida con un grado de acabado RMS (Raffined Measuring Surface) (Superficie de Medida Refinada) de:

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EMPAQUES DE BRIDA Y ANILLO

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EMPAQUES DE BRIDA Y ANILLO

EMPAQUES DE ANILLO

Los empaques de anillo están insertados en sus asientos sobre las

superficies de las bridas que coinciden, para asegurar el sellado.

Los empaques de anillo que generalmente se eligen son:

tipo RLos empaques de anillo tipo R

tienen una sección oval u octagonal y se

usan para bridas 6B con una presión de trabajo máxima

de 5000psi.

tipo RX

Los empaques de anillo tipo

RX tienen una sección

octagonal asimétrica y se

usan para bridas 6B con una presión máxima de trabajo de 5000 psi. Como el

asiento RX es como el R, son intercambiable

s.

tipo BXLos empaques de anillo tipo

BX tienen una sección

octagonal simétrica y se

usan para bridas 6BX con

presión de trabajo de 5000 psi y mayores.

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• El anillo se comprime con el ajuste de la tuerca de la brida hasta que se deforman creando un sellado de metal contra metal.

Sellado con Anillos Metálicos

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EMPAQUES DE BRIDA Y ANILLO

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EMPAQUES DE BRIDA Y ANILLO

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Función:• Suspende las sartas de revestimiento intermedia o de producción.• Centra la sarta del revestidor en la Cubierta del Cabezal o en el Carretel.

Dos tipos principales de colgadores del revestidor:– Colgador tipo cuña (cuñas envolventes alrededor del revestidor).– Colgador tipo mandril.

Colgador tipo cuña:• Cuñas envolventes alrededor del revestidor

sin capacidad de sello anular.

• Cuñas envolventes alrededor del revestidor

con capacidad de sello anular.

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COLGADORES DE CAÑERÍA

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Los colgadores o soportes a su vez se clasifican en:

• Colgadores o soportes rígidos: Para puntos libres de desplazamiento vertical.

• Amortiguadores de resorte: Puntos con desplazamientos menores a 2" (50.8 mm) en servicios no críticos.

• Colgadores o soportes de carga variable: Puntos con desplazamientos mayores a 2" (50.8 mm)

• Colgadores o soportes de carga constante: Puntos con desplazamiento vertical en servicios críticos.

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COLGADORES DE CAÑERÍA

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• Las restricciones se clasifican en:

• Anclajes: Para fijar completamente la tubería en ciertos puntos.

• Topes: Para prevenir el movimiento longitudinal de la tubería permitiéndole rotar.

• Guías: Para permitir desplazamientos en una dirección específica.

• Amortiguadores: Para limitar el movimiento de la tubería debido a fuerzas diferentes al peso y a la expansión térmica.

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COLGADORES DE CAÑERÍA Y TUBERÍA

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Colgadores de Casing Modelo WC-22 y WC-29

Los colgadores de mordaza para casing WC-22 y WC-29 son muy similares, pero tienen distintas capacidades de colgado.

Ventajas El sello obturador tipo compresión se acciona automáticamente con la carga de la

tubería. El empaque se produce con poco peso de tubería (importante para sartas cortas de tubería de revestimiento).

El colgador se puede bajar a través del BOP, antes o después que frague el cemento.

El pasador activado por el resorte se cierra automáticamente cuando el colgador se envuelve alrededor de la tubería.

Compatibilidad con Cabezas y Carreteles• El colgador WC-22 se ajusta a las cabezas y carreteles WC-22. • También sirve para cabezas y carreteles WC-29.• El colgador WC-29 se ajusta a las cabezas y carreteles WC-29.

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COLGADORES DE CAÑERÍA Y TUBERÍA

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Colgadores de Casing Modelo WC-22 y WC-29

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Colgador WC-22 Colgador WC-29

COLGADORES DE CAÑERÍA Y TUBERÍA

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Herramienta de Extracción Modelo WC-22

Se trata de una herramienta básica que se introduce al pozo en la

tubería de perforación.

Se traba en los bujes de desgaste, girándola un cuarto de vuelta. Disponible para todos los tamaños de buje de desgaste WC-22.

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Herramienta de Extracción:Modelo WC-22 y WC-29

COLGADORES DE CAÑERÍA Y TUBERÍA

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Buje de Desgaste Modelo WC-22 y WC-29

Diseñado para proteger el alojamiento del colgador WC-22 durante la

perforación.

Se fija por medio de pernos provistos en la cabeza o en el carretel. Es compatible con la cabezas WC-22-BP y carreteles WC-22-BP. Se proveen para alojamientos en brida de 11”, 13.5/8”, 16.3/4” y 20.3/4”.

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Buje de Desgaste:Modelo WC-22 y WC-29

COLGADORES DE CAÑERÍA Y TUBERÍA

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CABEZAL DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

Arbol de navidad

Seccion C

Seccion B

Seccion A

Equipo de suspension de tuberias (2)

Equipo de suspension de revestidor (1)

Equipo de Control de flujo (3/4/5)

Tercer elemento del Cabezal de Pozo

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CABEZAL DE TUBERÍA SECCIÓN “C” SECCIÓN “C” – CABEZAL DE TUBERÍA

• Conectado a la brida de la Sección “B”.• Usado para colgar la Tubería de producción (arreglo simple o doble).• Permite alojar la BPV o TWC en el tubing hanger.• Esta es la llamada sección superior del cabezal. Es la tercera parte, la cual

está formada por el adaptador y la válvula maestra

Sección “C”

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CABEZAL DE TUBERÍA SECCIÓN “C” El adaptador es el componente que sirve de enlace entre la brida superior del cabezal de la tubería y la brida inferior de la válvula maestra. Esta válvula sirve para controlar el flujo a través de la tubería, o cerrar el pozo. Es la válvula más importante del cabezal y de acuerdo con las características del pozo algunas veces se colocan dos válvulas maestras en serie como por ejemplo, en los pozos inyectores de gas.

Adaptador

Válvula maestra

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CABEZAL DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

Cabezal de producción (Cortesía Cía. Cameron).

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AL ORDENAR UN CARRETE DE TUBERÍA:

Especifique lo siguiente :

D. Salidas lateralesRoscadas, esparragadas, bridadas o de grapa de acopleTamañoPresión de trabajo

E. ServicioRegular o H2S

Nota: Disponible para cumplir con todos los requisitos pertinentes según el API-6A

CABEZAL DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

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Carreteles de Tubería de Producción Mod WR Los carreteles de tubería de producción WR permiten alojar colgadores

del tipo roscados y de apoyo en el recalque, modelo C. La brida superior posee pernos sujetores que permiten energizar

manualmente el sello anular. El diseño del empaque permite que sea más efectivo cuanto mayor sea el

peso de la sarta colgada.

Compatibilidad con ColgadoresLos carreteles de tubería de producción WR aceptan colgadores de

tubing del tipo roscado modelos: NC NCDE (de doble empaque en el cuello extendido) NCE (de cuello extendido para utilizar línea de control) C (de apoyo en el recalque)

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CABEZAL DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

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Carreteles de Tubería de Producción Mod WR

Salidas

La familia de carreteles de tubería de producción WR ofrece tres tipos de salidas:

Nota: En todos los casos cuenta con una rosca interior para colocación del tapón para remoción de válvula.

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CABEZAL DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

1. Roscada API - LP2. Esparragada3. Bridada

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Carreteles de Tubería de Producción Mod WR

Conexión Inferior se ofrecen las siguientes variantes:

En todos los casos se provee un orificio para el control de pérdida

entre la empaquetadura secundaria y el colgador, y un alojamiento

para la utilización de guía de trépano (en caso de ser necesario).

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CABEZAL DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

Empaque integral energizable P

Empaque energizable P

Empaque manual S

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Carreteles de Tubería de Producción Mod WR

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CABEZAL DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

Conexión Lateral

Brida Superior

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Carreteles de Tubería de Producción Mod WR

Rango de Medidas

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CABEZAL DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

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COLGADORES DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

Colgador de tuberia

Cabezal de tuberia Tipo carrete

Revistor de producción

Tubería de producción Cabezal de tuberia tipo Carrete

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Funciones:

• Suspende la tubería de producción/inyeccion

• Sella el espacio anular entre la tubería y el revestimiento

• Ofrece un asiento para una válvula de contrapresión (VCP) que se puede instalar temporalmente en el colgador permitiendo el retiro del arreglo de preventoras con presionen el pozo

• Ofrece un apoyo para el montaje del árbol de navidad

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COLGADORES DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

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Colgador de tubería tipo tapón con orificio de comunicación

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COLGADORES DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

Roscado de tuberia

0-Rings

Roscado BPV

Roscado de tubería

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Colgador FMC para tubería simple

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COLGADORES DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

Sello de espacio anular de compresión actuado mediante tornillos de retención

Adaptador con sello simple en el pasaje

Ensamblaje de linea de control

Cuello de sellado extendido

Modelo TC-1 A - ENS

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Colgadores de Apoyo en el Recalque Mod C

El colgador de tubing modelo C es un colgador que se monta abrazando la tubería de producción, y que se usa fundamentalmente en todos los casos en que sea necesario mover o rotar la tubería bajo presión.

El tubing se cuelga apoyando el recalque sobre el colgador. El empaquetado de la goma sobre la tubería de producción y

sobre el cuerpo del carretel, se produce por el peso de la propia tubería y por el ajuste de los tornillos.

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COLGADORES DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

Colgador Modelo C

Compatibilidad con CarretelesEstos colgadores se utilizan en carreteles de producción modelo WR.

MaterialPara servicio general, servicio corrosivo, o con dureza controlada para servicio ácido, según normas API 6.

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Colgadores de Producción Modelo HB

El niple colgador HB es versátil, ya que permite manipular el tubing por arriba y por debajo del punto del colgado final, con el pozo totalmente bajo control, mientras se realizan las operaciones de terminación, incluido el lavado del pozo y el fijado del Packer.

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COLGADORES DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

Compatibilidad con CarretelesEstos colgadores se utilizan en carreteles de producción modelo WR.

MaterialPara servicio general, servicio corrosivo, o con dureza controladapara servicio ácido, según normas API 6A

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Colgadores de Producción Mod NC, NCDE y NCE

• Los colgadores de producción modelo NC se proveen con alojamiento para válvula de contrapresión.

• La rosca inferior se provee según la sarta a colgar. El modelo NCDE posee un empaque adicional en el cuello extendido, y el NCE, posee conexión para línea de control.

• En todos los casos, el sellado anular se produce por el propio peso• de la tubería.

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COLGADORES DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

Colgador NC

Colgador NCDE Colgador NCE

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Colgadores de Producción Mod NC, NCDE y NCE

Compatibilidad con Carreteles Los colgadores de producción modelo NC, se utilizan en

carreteles modelo WR. Los colgadores modelo NCDE, en carreteles modelo WR y en

combinación con bridas adaptadoras modelo V o VE. Los colgadores de producción modelo NCE en carreteles WR con

bridas modelo V. Los colgadores de producción modelo HCE en carreteles WT con

bridas modelo V.

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COLGADORES DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

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Colgadores de Producción Duales Mod WCB

Están diseñados para ser alojados en carreteles de tubería de producción dual WCB. Realizados en dos mitades, poseen una rosca inferior de conexión según la tubería instalada y una rosca interna para alojar la válvula de contrapresión.

Después que ambas mitades quedan dentro del alojamiento, los sellos D son energizables por inyección de empaque plástico. Se utilizan en conjunto con bridas duales modelos VED.

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COLGADORES DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

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Colgador Dual VETCO

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COLGADORES DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

Placa de sellado

Colgador de tuberia (segunda sarta)

Clavijas de alineación

Anillo de soporte

Birlos de retencion

Placas de Colgador

Colgador de tuberia (primera sarta)

Tornillos de cizalla

Placas puente

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Colgadores de Prod. Universales Modelos WU, WUDE y WUE• Están diseñados para alojarse en carreteles de producción WCB,

y poder reemplazar un colgador dual modelo WCB por uno simple.

• Poseen una rosca interna para alojamiento de la válvula de contrapresión y una rosca inferior de conexión, según la tubería instalada.

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COLGADORES DE TUBERÍA SECCIÓN “C”

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Herramienta para Cambio de Válvula

Esta herramienta es utilizada cuando es necesario cambiar o reparar una válvula del árbol de surgencia, o de la salida lateral de una cabeza o carretel. La herramienta es instalada por medio de una brida de conexión, según corresponda el tamaño:

• 2.1/16” 3000 / 5000• 2.9/16” 3000 / 5000• 3.1/8” 3000• 3.1/8” 5000

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HERRAMIENTA PARA CAMBIO DE VÁLVULA

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Válvula de Contrapresión y Tapones

• La válvula de contrapresión es utilizada para sellar el pozo, mientras se retiran las BOP’s y se instala la armadura de surgencia. Tambien se utiliza para aislar temporalmente al árbol de la presión del pozo, para efectuar reparaciones sin ahogar el mismo.

• Los tapones son utilizados para sellar las salidas laterales de carreteles bajo presión, y poder retirar y reparar sus válvulas.

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HERRAMIENTA PARA CAMBIO DE VÁLVULA

Válvula de Contrapresión

Tapón para desmontar Válvulas bajo presión

Nota: Tanto la válvula de contrapresión como el tapón son instalados, utilizandola herramienta para cambio de válvula. 6

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