Operaciones de exploración y producción de petróleo y gas – Protección de cabezales de pozo

Desafío

Cuatro cabezales de pozo alimentan crudo con un API medio hacia un separador. Durante la extracción, podría haber coagulación de parafinas, particularmente durante los meses más fríos. Esto ocasionaría obstrucciones en la medición de la presión hidráulica y en el sistema de parada de emergencia de seguridad del cabezal del pozo, dando como resultado valores falsos en la medición de presión y la incapacidad de cerrar la válvula de parada de emergencia de seguridad (SSV, por sus siglas en inglés) del cabezal de pozo en cuestión. Si se detectara esta condición anormal en el separador de prueba, la válvula principal que recibe el flujo proveniente de los cuatro cabezales que la alimentan entraría en fase de seguridad y detendría todo el proceso, incluso si otros cabezales se encontraran operando según lo previsto. En consecuencia, esto resultaría en considerable tiempo de inactividad del proceso, e incluso el riesgo potencial de daños a los equipos, en cuyo caso sería necesaria una exhaustiva inspección de los cabezales para determinar cuál de ellos es el cabezal problemático.

Solución

En cada cabezal de pozo se instalaron transmisores One Series™ de seguridad en campo con la función de puerto obstruido habilitada. Esta función permitió que los operadores establecieran los valores de tiempo y el porcentaje de cambio del proceso, indicando una desviación de las condiciones normales de operación. En caso de que el flujo de presión se viera restringido debido a alguna obstrucción, el One Series iniciaría una parada directa de emergencia de seguridad en ese cabezal de pozo, mientras los otros cabezales continuarían en funcionamiento. De manera remota, los operadores recibieron la alerta del evento cuando el relé de seguridad se abrió en error (fácil-open), y la salida de 4-20 mA se redujo a 3,6 mA, indicando una falla (según las normas NAMUR). Localmente, las palabras “puerto obstruido” (plugged port) se desplazaban a lo largo de la pantalla digital.  Utilizando un sistema autónomo por cada cabezal, se identificó con facilidad el cabezal problemático, de modo que hubo una mejora sustancial en el tiempo de respuesta de mantenimiento como una notable reducción del tiempo de inactividad. Las líneas de flujo bloqueadas se asociaron al cabezal de pozo problemático en lugar de a la totalidad del proceso. Asimismo, se logró reducir la complejidad del diseño del sistema, sin necesidad de cambiar el sistema anfitrión. El transmisor autónomo One Series de seguridad en campo con certificación SIL-2 integró el sensor, solucionador lógico y relé de seguridad, eliminando así componentes y conexiones adicionales.