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Un Acumulador (Tambien llamado KOOMEY) es una Unidad usada para operar
de manera Hidráulica los componentes de la BOP: Arietes, Preventor
Anular, HCR y algunos equipos hidráulicos. Existen diversos cilindros de
altas presiones que almacenan gas y fluidos hidráulicos o agua
presurizada para sistemas activados hidraulicamente.
El principal propòsito de estas unidad es la de suplir fuerza hidráulica
a la BOP con el fin de Abrir / Cerrar las válvulas de prevención tanto
en operaciones normales como en situaciones de emergencia. La hidráulica
almacenada en el sistema provee de fuerza para el cierre de la BOP en
operaciones de control de pozos. Por lo tanto, el volumen de influjo se
reduce. El acumulador debería tener suficiente volumen para cerrar /
abrir todas las preventoras y la presión del equipo debe mantenerse todo
el tiempo. De acuerdo con la norma API RP53, el tanque de reserva debe
tener por lo menos un volumen total del doble del requerido para cerrar
todo el conjunto de Válvulas Preventoras
Basandonos
en una Presión en el equipo de superficie de 3000 lppc, lo que se tiene
que chequear en el Panel Remoto de la BOP y en la Unidad de Presion es
la siguiente:
• PRESION EN MANIFOLD +/- 1,500 psi
• PRESION EN ACUMULADOR+/- 3,000 psi
• PREVENTOR ANULAR a +/- 500 – 1,500 psi
• AIRE DEL TALADRO +/- 100 – 130 psi
Los siguientes son los 4 principales componentes del Koomey:
• Acumuladores
• Sistema de Bombeo (Bombas Eléctricos y Neumáticos)
•Sistema de Manifold
• Tanque de Reserva.
Según la API RP 53, tiene que haber 2 o 3 fuentes de energía independientes que deben estar disponibles para cada unidad de cierre. Normalmente son de los siguientes tipos:
• Hidraulica con Presion cargada en las Botellas
• Neumáticas
• Electricas
• PRESION EN MANIFOLD +/- 1,500 psi
• PRESION EN ACUMULADOR+/- 3,000 psi
• PREVENTOR ANULAR a +/- 500 – 1,500 psi
• AIRE DEL TALADRO +/- 100 – 130 psi
Los siguientes son los 4 principales componentes del Koomey:
• Acumuladores
• Sistema de Bombeo (Bombas Eléctricos y Neumáticos)
•Sistema de Manifold
• Tanque de Reserva.
Según la API RP 53, tiene que haber 2 o 3 fuentes de energía independientes que deben estar disponibles para cada unidad de cierre. Normalmente son de los siguientes tipos:
• Hidraulica con Presion cargada en las Botellas
• Neumáticas
• Electricas
A: Regulador de Presión para mantener el Preventor anular de 500-1500 psi
B: Regulador de Presión para mantener la presión del Manifold @ 1,500 psi
Linea azul para abrir los equipos: VBR’s, Arietes , Anular, HCR
Linea roja para cerrar los equipos: VBR’s, Arietes , Anular, HCR
Este artículo describe la forma en la que el acumulador (también conocido como Unidad de Koomey) opera. Primeramente iniciaremos hablando de las botellas del acumulador. Estas se usan para almacenar presión hidráulica para cerrar/abrir todas las Válvulas Preventoras. Cada Botella posee una especie de vejiga de goma y tiene un volumen de almacenamiento de 10 galones. La vejiga de goma interna esta precargada a 1000 lppc de presión con Nitrógeno (N2). Cada Botella debe estar presurizada a 200 lppc por encima de la presión de carga.
En esta etapa, se usa 1,7 galones de fluido hidráulico con el propósito de comprimir el N2 al sistema de presión mínima de 1200 psi (200 lppc por encima de la presión de pre carga), también llamada "Presión Mínima de Operación). Se bombea aceite Hidáulico hacia la botella hasta que la presión en la vejiga alcance los 3000 lppc (a esta presión se le llama PRESION OPERACIONAL). El volumen de fluido hidráulico usado para elevar la presión desde 1200 lppc hasta 3000 lppc (conocido como Fluido Requerido), es igual a 5 galones.
Nota: Se demostrará como aplicar la ley de Boyle para determinar luego el Fluido Requerido.
SISTEMA DE CARGA DE PRESION EN EL ACUMULADOR
En una unidad de Acumulador como la que se muestra en la figura, debe haber una bomba eléctrica y dos bombas neumáticas, las cuales deberan bombear automaticamente fluido hidráulico, almacenado en un tanque de reserva cuando la presión en las botellas es menor a la presión de ajuste con el propósito de mantener la presión en la botella a 3000 lppc. La bomba eléctrica es usada principalmente para conservar la presión. Las bombas neumáticas se usarán en caso de que la bomba eléctrica falle y/o para ayudar a la bomba electrica a incrementar la presion de la botella más rápido.
1. La primera es usada para controlr un Preventor Anular. El fluido con 3000 lppc de presión en las botellas pasa a un Regulador de Presión (en la figura es el Regulador A), con la finalidad de regular la presión desde 3000 lppc a 500-1500 lppc para operar el preventor anular. La presión empleada para operar el Preventor Anular ha de ser menor que la empleada para operar los ranes, porque una alta presión puede dañar un sello de goma dentro del preventor anular.
2. La otra via es la usada para controlar los arietes preventores (ciegos, de tubería, de corte) y la válvula HCR. El fluido hidráulico que se encuentra en las botellas a 3000 lppc de presion, pasa por un Regulador (B en la figura) con el fin de que se le reduzca la presión desde 3000 a 1500 lppc para la operación de los preventores de arietes y la válvula HCR. Una vez regulado a 1500 lppc, el fluido hidráulico se dirige a un manifold que se ua para dividir la presion hidráulica hacia diferentes vías para operar el equipo. Eso es lo que genralmente se conoce como Manifold de Presión.
Todo equipo que se activa por medio de presión (como el Preventor anular, los arietes y la HCR), tienen dos puertos de fluido hidráulico. Uno es para abrir y el otro es para cerrar el equipo. Se puede operar las VIR´s a traves de interruptores remotos o manuales de la unidad de acumulador. En el caso que se desee abrir el equipo, el fluido hidráulico presurizado será transmitido para abrir el puerto y la fuerza hidráulica operará un mecanismo interno dentro del equipo para que este se abra. Para el cierre de los equipos, el fluido será empujado hacia afuera y devuelto de regreso al tanque de reserva.
Acumuladores de Presión para Equipos de Control de Pozos
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Un acumulador es un dispositivo instalado en sistemas hidráulicos principalmente para almacenar energía que puede liberarse rápidamente y transmitirse al resto del sistema siempre que esta energía sea necesaria para realizar operaciones.
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Además del almacenamiento de energía, los acumuladores también sirven como amortiguadores para fluctuaciones de presión, lo que es una ocurrencia común con las bombas de desplazamiento positivo.
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El acumulador puede ser un recipiente lleno de fluido hidráulico y una tapa de gas a presión o puede ser de tipo pistón.
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Los acumuladores hidroneumáticos (los que tienen fluido hidráulico y tapa de gas a presión) son los más comunes en las instalaciones de petróleo y gas.
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El gas en los acumuladores hidroneumáticos suele ser un gas inerte con una alta compresibilidad como el nitrógeno.
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El fluido hidráulico (podría ser aceite liviano) normalmente no es tan compresible como el gas, pero tiene el potencial de transmitir energía casi instantáneamente cada vez que se activa el acumulador.
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El gas se expande y empuja el fluido hidráulico que, a su vez, recorre el sistema para abrir o cerrar los brazos del dispositivo de prevención de soplado (BOP).
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Este es un aspecto crítico de un sistema de perforación. Los botes del acumulador hidroneumático siempre deben revisarse para detectar fugas de fluido y cumplimiento de presión. Está tan cargado que solo una reducción del 2% del volumen total en los recipientes puede reducir drásticamente la presión.
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Por lo tanto, el acumulador puede actuar como una fuente de alimentación auxiliar siempre que falle la fuente de alimentación principal.
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