Prensaestopas

Función y principio de sellado

El prensaestopas sella la pequeña holgura anular entre la varilla pulida y la cabeza de pozo mientras la varilla se desplaza alternativamente. Es la barrera principal que impide que los fluidos y el gas del pozo escapen por la cabeza de pozo. El sellado se logra con una pila de anillos de empaque elastómeros comprimidos axialmente por una tuerca o un tornillo de seguimiento, que fuerza los anillos a entrar en contacto con la varilla pulida y con el diámetro interior del cuerpo. Con frecuencia se monta un lubricador, o salvador de aceite, por encima del empaque para poder introducir aceite que lubrique y enfríe el empaque, y una válvula de purga permite liberar la presión antes de ajustar o cambiar el empaque. Como el empaque es un artículo de desgaste, se espera apretarlo periódicamente y reemplazarlo a intervalos; la clave para una vida larga del empaque es mantener la superficie de la varilla pulida lisa, recta y sin rebabas, ya que una varilla rugosa cortará el empaque rápidamente.

Prensaestopas estándar y de alta presión

Los prensaestopas se seleccionan por la presión de cabeza de pozo y por la medida de la varilla pulida. Un cuerpo estándar se usa para pozos con baja presión de cabeza de pozo y servicio ordinario. Un prensaestopas de alta presión tiene un cuerpo más pesado, más anillos de empaque y a menudo un sello secundario o una función hidráulica, y se usa donde la presión de cabeza de pozo es alta, donde el pozo produce gas, o donde es posible un pico de presión inesperado. Una consideración relacionada es el servicio amargo: donde hay H2S, tanto el material del cuerpo como el empaque deben ser compatibles, ya que los compuestos de empaque estándar pueden degradarse y perder el sellado en condiciones amargas. Muchos operadores también especifican un prensaestopas con función antirrotación o autoalineante para absorber un ligero desalineamiento entre la varilla pulida y la cabeza de pozo, que es una causa común de falla prematura del empaque.

Prensaestopas: el sello y el límite de presión de la cabeza de pozo

El prensaestopas sella el anular entre la varilla pulida y la cabeza de pozo y es la pieza que más a menudo fuga en un pozo con bombeo de varillas. El diseño se deriva de la presión de cabeza de pozo y de si el pozo produce gas de casing, y el cuerpo tiene que coincidir con la medida de la varilla pulida y con la tee de bombeo sobre la que se asienta.

De qué depende realmente la elección del empaque

El material de empaque no se elige por preferencia; se elige por lo que el pozo produce y por la superficie de la varilla pulida contra la que corre. Tres datos lo deciden, y los tres vienen del programa del pozo antes que de un catálogo:

Dos modos de falla generan la mayoría de las intervenciones. Un empaque incompatible con el fluido producido se hincha o se endurece en días en lugar de desgastarse gradualmente, y un cuerpo que se aprieta para detener una fuga sobre una varilla pulida dañada simplemente traslada el desgaste a la varilla. Ambos los deciden los datos de arriba, no apretar más fuerte.

Qué enviar con una consulta de prensaestopas

• Diámetro de la varilla pulida, y la conexión de cabeza de pozo a la que el cuerpo tiene que armar.
• Presión de cabeza de pozo, y si el pozo produce gas de casing o está sujeto a producción o inyección intermitente.
• Si un cuerpo estándar es aceptable o se requiere uno de alta presión, y cuántos anillos de empaque tiene que llevar el cuerpo.
• Requisito de empaque: si el empaque se suministra montado, y los datos de fluido y temperatura a los que el material tiene que adaptarse.
• Si se necesita un sello secundario o de inyección, y si el pozo tiene que seguir en producción durante el recambio de empaque.
• Certificación, marcado y si una tercera parte inspecciona antes del embarque.

La selección de grado de empaque y de cuerpo se confirma contra los datos de pozo suministrados por el comprador. Donde no se dispone de datos de fluido o temperatura, el cuerpo se cotiza a la clase de presión y medida de varilla indicadas y el empaque se confirma antes del despacho.

Grados suministrados y propiedades mínimas

El grado fija la resistencia mínima y la química. La tabla de abajo da los requisitos que separan los grados de accesorio forjado que más se piden; la tabla completa de composición y propiedades mecánicas de cada grado está en su propia página.

La tabla completa de química y propiedades mecánicas de cada grado, con las notas que la califican, está en la página del grado individual – por ejemplo brida ASTM A105. El grado inoxidable tiene el requisito de tracción mayor pero el límite elástico mínimo menor, de modo que los dos no son intercambiables solo por la tabla de resistencia. El material del cuerpo tiene que adaptarse al fluido producido; el elemento de sellado se elige por separado del grado.

Fuente: límite elástico y resistencia a la tracción mínimos especificados para cada grado, según ASTM A105 / ASME SA105 y ASTM A182 / ASME SA182. La norma nombrada contra cada grado es el documento que rige.

• A105
• A350 LF2
• F316

Descargar ficha de datos del prensaestopas (PDF) Una página: gama de suministro, grados y medidas clave, qué indicar en la consulta, y los documentos de inspección que acompañan al pedido. La norma es el documento que rige.