Sistemas Submarinos Ipn 21 Marzo 2014

®

PROGRAMA DE EXPLOTACIÓN

DE CAMPOS EN AGUAS PROFUNDAS

Sistemas Submarinos de Producción

P r e s e n t a

M.I. Ana Bertha González Moreno

® Sistemas Submarinos de Producción (SSP)

CONTENIDO1. Introducción

2. Definición de un SSP

3. Ventajas del uso de SSP

4. Equipo submarino

5. Sistema de control submarino

6. Aseguramiento de flujo

7. Procesamiento submarino

8. Arquitectura submarina

9. Récords mundiales de aplicaciones submarinas

®

ROVDuctos flexibles de producción

Pozos

Umbilical Principal

Jumper (Líneas de Flujo)

Manifold

PLEM

Líneas de producción

Sistema de Anclaje

Árbol Submarino

Barco FPSO

Infraestructura de Producción para Aguas Profundas

Plataforma TLP

1. Introducción

®

día de mes de año Dirección _____ 4

Es el conjunto de equipos, conexiones y tuberías, instalados

sobre el lecho marino que tienen la finalidad de transportar y

conducir los fluidos producidos desde el yacimiento hasta la

superficie (Plataformas de producción o tierra).

IMP-PECAP-SS-2012-001

2. Definición de un SSP

®


Clasificación de los SSP

Sistemas Submarinos de Producción

Recolectores de Producción

Manifold

Plantilla de producción submarina

Ductos y riserde producción

Jumper

PLET/FLET

Ductos

Riser

Sistemas de control

Submarinos

Superficiales

Instrumentos de Medición

Presión

Temperatura

Flujo

Producción de arena

Equipo de procesamiento

Separadores

Bombeo

Compresión

Pozo

Árboles Submarinos

Cabezales Submarinos

Terminación submarina

+ Herramientas de Instalación


Bombeo Electrocentrifugo

Estructuras de conexión

SLED/PLEM

Jumper

®

• Permite producción temprana de

campos con las siguientes

características:

aguas profundas

localización remota

campos marginales

extremos inalcanzables para

la perforación direccional

desde plataformas existente.

• Permite desarrollo de varios

campos pequeños desde un solo

centro de proceso

• Permite el uso de ROVs en lugar

de buzos para las actividades de

instalación y mantenimiento,

incrementando el nivel de

seguridad del sistema.

3. Ventajas del uso de SSP

®

1. Árbol submarino

PRINCIPALES COMPONENTES:

4. Equipo submarino

®


Árboles Submarinos

Porcentaje de ventas de árboles submarinos de

los fabricantes más importantes en el mercado


E & P Magazine, Febrero 2012.

Se tienen órdenes de compra de 3,200 árboles submarinos para el 2015.

El periodo de fabricación un árbol submarino estándar se ha extendido de los 12 o 14 meses promedio a 16 o 18 meses para los próximos 4 o 5 años.

3%

38%

32%

14%

13%

®

día de mes de año Dirección _____

Componentes Principales

9

• Válvula maestra de producción

• Válvula de producción lateral

• Válvula de cruce


®



10

• Válvula maestra de producción

• Válvula de producción lateral

• Válvula de cruce

• Válvula de circulación en espacio anular

• Válvula anular de liberación 1

• Válvula lateral de espacio anular

• Válvula anular de liberación 2

• Válvula maestra de espacio anular


®



11

Válvulas de

Inyección


®



12

Sensores de P y T


®



13

INSTRUMENTACIÓN DE FONDO

• Válvula de Tormenta 1

• Válvula de Tormenta 2

• Válvula de inyección de químicos en el fondo 1

• Válvula de inyección de químicos en el fondo 2

• Requerimientos de la terminación 1



• Sensor de presión y Temperatura de fondo


®

Wellhead

Tree Body

Tubing Hanger

Tree Cap

Debris Cap

Wireline Plug

Isolation Sleeve

Tapa Exterior

Tapa del

Árbol

Tapones

Retenedor de

la tubería de

Producción

Cuerpo del

Árbol

Cabezal

Válvula de Aislamiento

Horizontal

Tipos de Árboles Submarinos


Vertical

®

día de mes de año Dirección _____15

Cabezales de recolección de producción

MANIFOLD Plantilla Submarina

Recolecta el flujo de:

• 4 pozos• 6 pozos• 8 pozos

Contiene a los pozos de producción y recolecta los hidrocarburos a través de tuberías (similar a un manifold)


®

La función de un MANIFOLD es recolectar el flujo de

varios pozos o distribuir la producción

El arreglo de tuberías interno del manifold es útil para:

• Realizar corridas de diablo: Mantenimiento y monitoreo de las tuberías.

• Manejar pozos de diferentes presiones, realizar mediciones de producción.

• Realizar la inyección de inhibidores, : Formación de hidratos.

Los componentes principales:

• Cimentación• Estructura del manifold• Loop de corrida de diablos• Conectores• Tubería de trabajo• Válvulas• Medidores de flujo• Módulo de control


®


MANIFOLD

®

La plantilla de producción submarina es una

estructura encargada de recolectar la producción y

alojar a los árboles submarinos

Características importantes:

• No requiere de jumpers externos a la plantilla.

• La conexión entre arboles y manifold es a través de tuberías internos.

• El equipo de medición y control esta incluido en el sistema.

• Desventaja por el peso de la estructura. (instalación)


®


Los ductos y risers, se encargan de transportar los

hidrocarburos

Conector entre equipos, ya sea Árbol-Manifold, PLET-Manifold, etc.

Para incorporar la producción al ducto.

Conectores

Ductos flexibles o

rigidos

Jumper

FLET/PLET

In line SLED

Ductos

Risers

Incorpora la producción de dos pozos o corrientes.

Ductos rígidos que transportan la producción para su proceso.

Ducto flexible que transporta el flujo sobre el lecho marino hacia un barco o semisumergible.


Para incorporar la producción al ducto.

PLEM

®

El jumper es un tramo de tubería rígida o flexible encargada

de conectar el flujo entre diferentes equipos submarinos

Diseño del jumper rígido: horizontal, vertical, “U” o “M”.

• Contener las presiones de trabajo.

• Amortiguar conexiones debido a la contracción térmica.


®

FLET/PLET

Función:

Es un equipo que conecta a través de los jumpers a otro equipo o auna tubería de producción: Manifold-Ducto, Árbol-FLET-Manifold.

• FLET “Flowline End Termination” para unir la producción dentro de campo

• PLET “Pipe Line End Temination”, para unir la producción entre dos campos


® El PLEM por sus siglas en inglés “Pipe Line End Manifold”

es un equipo de recolección y distribución submarina.

FUNCIÓN Unir el flujo de dos pozos o corrientes, mediante unconjunto de válvulas, tuberías y puntos de conexión.

DISEÑO Tiene dos o tres entradas y una salida que se conectadirectamente a una línea de producción.

Por lo general se emplea en campos pequeños.


®

El “IN LINE SLED” es un equipo conectado sobre el ducto

de producción y empleado para la extensión de campos o pozos

aislados

Se puede instalar las veces que seanecesario dependiendo deldesarrollo del campo y el númerode pozos que se desee incorporar

Es un equipo que va sobre el ductode producción principal y permitela incorporación de la producciónun pozo.


®

Los ductos flexibles denominados risers, son tuberías flexibles

que se encargan de transportar los hidrocarburos desde el

lecho marino hacia las plataformas flotantes o barcos

procesamiento y almacenamiento

Riser de Catenaria en Acero

Es una tubería de acerocolgada desde la plataformaen forma de catenaria.

Riser flexible

Se reduce el peso y las

cargas mediante el uso

de boyas.

Riser Rígido Tensionado

Constituido de tuberías

concéntricas, TR sencilla y

una TP interna.

Riser Hibrido

Constituidos de ductos rígidos y risers flexibles, con

flotadores para disminuir las fuerzas ejercidas por el

movimiento (axial, transversal), oleaje y corrientes.


®


HPU

EPU

TUTA

SUTA SDU

MANIFOLD

CIU

ARBOLES SUBMARINOS

ÁRBOL SUBMARINOUMBILICALES

CABLES DE CONEXIÓN HIDRÁHULICOS Y ELECTRICOS

UMBILICAL

CABLES DE

CONEXIÓN

MCS

Eq

uip

os

Sup

erfi

cial

es

Eq

uip

os

Sub

mar

ino

s


5. Sistemas de control submarino

®

COMPONENTES TÍPICOS DE UN UMBILICAL

2

2

5

5

5

6

6

6

11

11

3 3

3

4

4

4

4

4

44

4

4

4

4

44

41. Dos líneas de HP y dos líneas

de LP para redundancia

hidráulica.

2. Una línea para el espacio

anular y una más disponible.

3. Líneas para inyección de

metanol.

4. Líneas para inyección de

inhibidores de incrustaciones,

corrosión, asfáltenos y

parafinas.

5. Tres cables de energía para A

y B, y uno más disponible.

6. Tres cables de comunicación

para A y B, y uno más

disponible.

Umbilical

®

Umbilicales y Cables de Conexión

(flying leads)


® Módulo de Control Submarino


®

30

Unidad de Ensamble de Terminación del Umbilical Submarino (SUTA)/ Unidad de Distribución Submarina (SDU)

Umbilical. Conducto compuesto de tubosensamblados que permite transportar los fluidoshidráulicos e inyección de químicos, conducir lasseñales eléctricas y de comunicación desde lasuperficie hasta los equipos submarinos para elcontrol de la operación y viceversa.Unidad de Distribución Submarina (SDU). Equipoestructural compuesto de tubos que provee ladistribución de fluidos hidráulicos, químicos yenergía eléctrica, recibidos a través del umbilicalde control a la SUTA.

Unidad de Ensamble de Terminación delUmbilical Submarino (SUTA). La SUTA es unequipo compuesto de tubos conjuntamenteensamblados en el punto final del umbilical, conel fin de suministrar, distribuir y controlar lasfunciones hidráulicas, químicas, eléctricas, através del SDU y flying leads al módulo de controlsubmarino.

®

Hidratos, Parafinas, Asfaltenos e Incrustaciones)

Parámetros que influyen:

• Bajas temperaturas

• Altas caídas de presión

• Pérdidas de temperatura

• Operabilidad

• Diámetros y longitudes de las

líneas de flujo

• Gastos de fluido

• Altos costos de intervención

Técnicas de Remediación:

• Aislamiento térmico

• Tubo en tubo

• Sistema de calentamiento

• Inyección de químicos

• Corrida de diablos

6. Aseguramiento de flujo

®

día de mes de año Dirección _____ 3232IMP-PECAP-SS-2012-002

7. Procesamiento submarino

®

1. Campo Troll “C” Pilot en Noruega. - Separación de 3 fases, bombeo e

inyección de agua, manejo de sólidos

2. Campo Tordis en el Mar del Norte. - Separación de 3 fases, bombeo e

inyección de agua y con sistema de desarenador.

3. Campo Perdido en el Golfo de México.- Separación de gas y bombeo

eléctrico sumergible de líquido.

4. BC-10 (Parque Das Conchas) en Brasil.- Separación de gas y bombeo

eléctrico sumergible de líquido, bombeo multifásico eléctrico sumergible.

5. Campo Pazflor en África.- Separación vertical de 3 fases, bombeo de

líquido helico-axial.

Actualmente son 5 campos operando con

separación submarina

®

Diseño de los equipos en forma modular

Separación submarina en Campo Tordis

®

Campo Perdido

Campo Pazflor

®

Campos con separación submarina que no están operando:

• Marimba (separación de 3 fases)

• Campo Marlim (Separación en línea 3 fases)

Campos en manufactura y pruebas de calificación de tecnología:

• Campo Congro, Mahado, Corvina (VASPS, Separador

Vertical Anular)

• Campo Canapu (Separador supersónico de tornado para

gas y condesado)

Tecnología de compresión de gas completamente nueva que será

aplicada a los campos del mar del Norte:

• Campo Ormen Lange

• Campo Snovit

• Campo Asgard

Sistemas de Procesamiento

®

Compresión de Gas Campo Ormen Lange

® Compresión de Gas Campo Asgard (Noruega)

® Compresión de Gas Campo Asgard

®

Factores críticos en la definición de la

arquitectura submarina:

Características del Yacimiento

Aseguramiento de Flujo

Estrategias de Desarrollo de Campos

Condiciones de Suelo

Instalación del equipo submarino

8. Arquitecturas submarinas

® Arquitecturas Submarinas

Template (Within a Structure)

Cluster Cluster Daisy Chain

Single - Satellite Daisy Chain (Wells)

Two Wells PLEM

®

CASCADE SEMI-SUBMERSIBLE DEVELOPMENT SCHEME

Deep Blue Sea Engineering,

Inc.

®

DEEPWATER FIELD DEVELOPMENT & PLANNING

®

2012 DEEPWATER SOLUTIONS & RECORDS FOR CONCEPT SELECTION. Offshore Magazine.

Petrobras

9. Récords mundiales de aplicaciones submarinas

2600 m

BW Pionner

Brasil

®


GRACIAS POR SU

ATENCIÓN

P R E S E N T Ó

M.I. Ana Bertha González Moreno

[email protected]

45IMP-PECAP-SS-2012-002

Sistemas Submarinos Ipn 21 Marzo 2014

Documents

Transcript of Sistemas Submarinos Ipn 21 Marzo 2014