As chances de fluxo descontrolado na cabeça do poço são muito altas, então uma válvula subterrânea é usada para evitar esse problema e pode evitar danos na cabeça do poço. As válvulas subterrâneas são do tipo válvula de esfera ou do tipo flapper e podem ser recuperáveis por tubulação ou por cabo de aço. Estas válvulas devem ser instaladas adequadamente para proteger as cabeças dos poços. Estas válvulas fechariam automaticamente o poço em caso de qualquer problema com o equipamento de superfície. As válvulas subterrâneas podem impedir o fluxo descontrolado de hidrocarbonetos para a superfície. As válvulas de segurança subterrâneas controladas pela superfície são controladas a partir da superfície, aplicando e liberando pressão hidráulica na válvula.
Quase todos os poços possuem uma válvula de segurança de superfície e uma válvula de segurança subterrânea controlada pela superfície. O principal meio de fechamento do poço é a válvula de segurança de superfície e o meio secundário será a válvula de segurança subterrânea controlada pela superfície.
Quais tipos de poços requerem válvula de segurança subterrânea?
Poços de produção de petróleo e gás offshore
Poços de produção e injeção de gás onshore
Poços em zona propensa a terremotos
Deve ser instalado em poços offshore e poços de injeção de gás
Poços de petróleo/gás ácido com fluxo em terra
Onde devemos instalar uma válvula de segurança subterrânea em uma cabeça de poço e como instalar uma válvula subterrânea?
Estas válvulas devem ser instaladas em todas as instalações de tubulação abertas para a zona de suporte de hidrocarbonetos
Deve ser instalado em todas as instalações de tubulação que sejam capazes de fluxo natural
As válvulas de segurança subterrâneas podem ser instaladas e recuperadas por meio de cabo fixo ou método de bombeamento. O tipo mais comum é o wireline recuperável e é colocado em um niple de pouso ou em um dispositivo de travamento deslizante. A válvula de segurança subterrânea será fixada a um mandril localizado, travado e vedado dentro do bocal de assentamento. Um acoplamento de fluxo deve se estender pelo menos um metro acima e abaixo do bocal de pouso. Principalmente este tipo de válvula opera se houver um aumento na queda de pressão através do calço ou diminuição da pressão da tubulação e isso faria com que a válvula fechasse. As válvulas de segurança subterrâneas são configuradas para fechar em velocidades superiores às taxas normais de produção e isso é conseguido através da instalação de espaçadores e estranguladores na válvula. Se espaçadores ou indutores inadequados forem instalados, a válvula não fechará na velocidade necessária. A profundidade em que as válvulas de segurança são instaladas está relacionada ao poço, ao ambiente como offshore ou onshore, às características de produção e também às características da válvula de segurança.
Quais são os requisitos para uma válvula de segurança de superfície?
A barreira de fluxo da tubulação deve ser feita quando for necessário
Deve ser capaz de fazer o fechamento à prova de falhas de acordo com o comando
Deve ser capaz de suportar a pressão máxima do reservatório na posição fechada
A queda de pressão deve ser menor durante a produção
Na posição fechada, capacidade de bombeamento
Como funciona a válvula de segurança subterrânea e quais são seus tipos?
Uma válvula de segurança subterrânea funcionaria se houvesse uma mudança nas condições de operação da válvula para executar o mecanismo de fechamento. Essas válvulas são, em sua maioria, válvulas de lingueta unidirecionais e são direcionadas de forma que a lingueta se abra para baixo se a pressão for aplicada na direção ascendente. A aba só pode abrir na direção descendente em uma válvula de segurança; ela pode permanecer fechada e isso torna a válvula subterrânea à prova de falhas. Para abrir a válvula um sinal hidráulico é enviado do painel de controle de superfície, a pressão hidráulica abriria as abas desta válvula e a válvula fecharia se não houvesse pressão hidráulica. Existem dois modelos de válvula de segurança subterrânea.
Tipo de velocidade
A válvula de segurança subterrânea do tipo velocidade possui um orifício interno e este será dimensionado especialmente para as características de vazão do poço. Portanto, este tipo de válvula de segurança estaria normalmente aberta e será fechada se houver um aumento na vazão através do orifício. Portanto, neste caso, haverá uma queda de pressão ou pressão diferencial na válvula que faz com que ela feche. Esta válvula reabriria se a pressão fosse equalizada através da válvula.
Válvula de baixa pressão
Existe outro tipo de válvula subterrânea que é chamada de válvula carregada com gás ou válvula de baixa pressão. Estas válvulas são normalmente fechadas e a pressão do fundo do poço deve ser superior ao valor de pressão predefinido para que a válvula permaneça aberta. Se a vazão do poço ficar muito alta e a pressão do furo inferior cair abaixo do valor predefinido da válvula, a válvula fechará automaticamente. A válvula pode ser aberta aplicando pressão à coluna de tubulação. Portanto, a válvula subterrânea só funcionaria corretamente se o poço fosse capaz de fluir a taxas suficientes para fechar a válvula.
O que é uma válvula de segurança subterrânea controlada por superfície?
Este tipo de válvula de segurança é controlada hidraulicamente a partir da superfície e fecha automaticamente o poço em caso de falha ou dano ao equipamento da cabeça do poço, às instalações de produção ou às linhas de fluxo. Essas válvulas são projetadas de forma que possam fornecer uma ampla gama de proteção e não sejam afetadas pelas mudanças nas vazões. Essas válvulas são controladas apenas pelas variáveis que o sistema está monitorando, principalmente pilotos são instalados para verificar todas as condições variáveis em caso de algum desastre ou evento fora dos limites pré-determinados e assim o poço é fechado automaticamente.
Quais são os tipos de válvula de segurança controlada por superfície?
Válvula recuperável de cabo fixo
O funcionamento desta válvula é feito através da pressão hidráulica da superfície, haverá uma linha de controle que vai até a profundidade da válvula de segurança. A perda de pressão hidráulica resultará no fechamento da válvula. Haverá alguns dispositivos de monitoramento que estão ligados ao sistema de segurança subterrânea. Cada um desses dispositivos de monitoramento estará vinculado ao sistema de segurança subterrânea. Esses dispositivos de monitoramento serão configurados para monitorar vários parâmetros de fluxo e fechamento e fecharão a válvula se houver alguma situação perigosa.
Como o nome indica, esta válvula funciona em cabo fixo e é instalada em um niple especial de assentamento da válvula de segurança. O bocal de assentamento da válvula especial é composto por uma parte da coluna de completação. Uma linha de controle conectada à coluna de completação por braçadeiras fornecerá pressão hidráulica para abrir a válvula.
Válvula recuperável de tubulação
A maioria dos poços de gás usa válvulas recuperáveis de tubulação e seu diâmetro interno é igual ao diâmetro da tubulação. Este tipo de válvula de segurança é mais robusta e possui um bom diâmetro de vazão interno, devido a isso a turbulência será diminuída e a capacidade de produção poderá ser aumentada. Para abrir a válvula é utilizada pressão hidráulica que será aplicada à válvula por meio de uma linha de controle e a linha de controle será fixada na coluna de completação por meio de uma braçadeira especial. O principal benefício desta válvula é que ela fornece fluxo total irrestrito através da chapeleta ou da válvula esférica.
Quais são os fatores que podem causar a falha das válvulas de segurança subterrâneas?
Falha do pistão e vazamento dentro das válvulas
Esmagamento da linha de controle
Falha na emenda da linha de controle
Danos na válvula
Quais são as vantagens de uma válvula de segurança subterrânea?
Pode ser usado para evitar explosão
Fornecerá proteção para ativos ambientais e pessoal
Pode evitar danos em poços
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