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Mejorar la Eficiencia Operativa en Instalaciones Upstream con Racores Óptimos para Petróleo y Gas
Los operadores actuales de petróleo y gas en alta mar se enfrentan a retos nuevos y cambiantes. Los pozos más profundos hacen necesario recurrir a conexiones submarinas más largas y se utilizan con técnicas innovadoras de perforación/producción para maximizar el rendimiento de la inversión. Todos los equipos de a bordo deben estar cuidadosamente especificados para contribuir a un funcionamiento seguro y fiable en los duros entornos de alta mar durante toda la vida útil del activo. Incluso cuando trabajan en medios ambientes muy corrosivos y a temperaturas de operación cada vez más elevadas, los propietarios y operadores prevén una vida útil de 20 a 30 años para sus equipos.
Mientras tanto, la volatilidad de los mercados y las normativas medioambientales cada vez más estrictas han aumentado la necesidad de que los operadores reduzcan sus gastos de mantenimiento, aumenten la velocidad de producción del primer petróleo, disminuyan su impacto ambiental y mejoren la seguridad general de sus operaciones. Conseguir un rendimiento tan fiable de los activos no siempre es fácil, pero es posible. Y con frecuencia se empieza por hacer cambios pequeños, pero contundentes.
Los sistemas de fluidos a presión de pequeño diámetro desempeñan un papel fundamental en muchas instalaciones marinas y terrestres. Se confía en ellos para ofrecer un servicio fiable y estanco en muchas de las aplicaciones, incluyendo:
Unidades de Energía Hidráulica (HPUs, por sus siglas en inglés, de Hydraulic Power Units)
Las HPU suministran energía a la cubierta, la torreta y los sistemas de producción submarinos. Las paradas de las HPU pueden hacer que estos sistemas dejen de funcionar y provocar importantes pérdidas económicas cada día. Las HPU son equipos complejos, y unos racores para petróleo y gas en los que se pueda confiar desempeñan un papel esencial para que el sistema funcione con fiabilidad. Ver más información sobre la construcción de HPUs en este artículo.
Unidades de Inyección Química (CI por sus siglas en inglés, de Chemical Injection)
Las unidades de inyección química deben mantener una dosificación de productos químicos muy precisa y consistente en el pozo de producción. El rendimiento sin fugas es esencial para proteger al personal y al medio ambiente, y cualquier forma de parada puede suponer importantes pérdidas de producción. Las unidades de inyección química típicas pueden requerir cientos de conexiones individuales hechas con racores para petróleo y gas. Cada una de ellas es un punto de fuga potencial.
Unidades de Terminación Umbilical en Cubierta (TUTU por sus siglas en inglés, de Topside Umbilical Termination Units)
Las unidades TUTU, la conexión umbilical asociada y los paneles de aislamiento deben ofrecer una conexión estanca, así como un punto de aislamiento entre la cubierta y el equipo submarino, asegurando al mismo tiempo un aislamiento seguro para las actividades de mantenimiento. Estos sistemas requieren componentes para sistemas de fluidos de alta calidad y fiabilidad para desempeñar sus funciones críticas. Los fallos pueden causar pérdidas de contención o incidentes de seguridad, lo que puede provocar paradas y pérdidas de producción.
En cada una de estas aplicaciones, los racores Swagelok® serie FK de media presión representan una solución ideal para conseguir un rendimiento fiable, un mantenimiento mínimo y una seguridad excepcional. A diferencia del racor Swagelok estándar®, los racores serie FK están diseñados para satisfacer estas necesidades y son ideales para aplicaciones de petróleo y gas hasta 1551 bar (22.500 psi).
Vea cómo estamos aplicando décadas de experiencia apoyando la industria del petróleo y gas en beneficio de las empresas que operan en todo el mundo.
¿Qué son los Racores de Media Presión Serie FK?
Instalados correctamente, los racores serie FK ofrecen un rendimiento fiable y duradero en aplicaciones críticas de petróleo y gas gracias a sus características de diseño únicas. Su rendimiento sin fugas puede ayudar tanto a mejorar la eficiencia general del sistema como a disminuir su posible impacto en el medio ambiente al reducir las emisiones potenciales.
Esta imagen seccionada muestra cómo se puede conseguir un contacto óptimo del cierre con la tecnología de racor de dos férulas.
Racores Anti-Vibración
La acción de flexión con collarín de sujeción de la serie FK permite un ligero movimiento en el racor (denominado «efecto muelle») a la vez que mantiene el agarre y la fuerza, creando una extraordinaria resistencia a las vibraciones. Estos racores antivibración mejoran la fiabilidad en las aplicaciones que experimentan habitualmente vibraciones durante la operación. El efecto muelle también ayuda a que las conexiones de los racores resistan los cambios térmicos que pueden hacer que las aleaciones metálicas se dilaten y contraigan, lo que puede comprometer el rendimiento. El diseño también puede ser útil para reducir las fugas relacionadas con el cabeceo y balanceo de los buques que viajan hacia y desde los campos petrolíferos.
Cierre Estanco con Gas
Los racores serie FK incorporan dos zonas de contacto a través de superficies de cierre más amplias—una a lo largo del tubo y otra a lo largo del racor. Estas superficies de contacto están ligeramente inclinadas, lo que ofrece niveles de tensión optimizados para mantener un cierre impecable. Los racores serie FK consiguen este sellado con sus dos férulas—la férula delantera crea un extenso plano de contacto mientras que la férula trasera se agarra eficazmente al propio tubo y crea su propio cierre superficial. Las superficies largas y mecanizadas con precisión de la férula delantera contribuyen además a un cierre estanco con gas de gran fiabilidad.
Fuerza de Sujeción Ideal
Los racores serie FK se caracterizan por su sujeción mecánica mediante dos férulas—un diseño ideal para que un racor cree una sujeción robusta. La férula delantera con endurecimiento superficial permite que el racor penetre físicamente en el tubo, creando una presión nominal muy alta. Estas férulas endurecidas superficialmente ofrecen una fuerza de sujeción excepcional para las aplicaciones más exigentes.
Tamaño Optimizado
Los racores serie FK están disponibles en tamaños de hasta 1 pulgada, ideales para las profundidades extremas de los métodos de perforación actuales. Los tamaños más grandes permiten a las plataformas conseguir caudales elevados a mayores profundidades, creando eficiencias que otros racores para petróleo y gas no pueden conseguir.
Capacidad de Reutilización
La serie FK se diferencia por utilizar un cuerpo de racor hembra, una tuerca macho y férulas preorientadas. Este diseño crea una deformación dinámica única. La deformación dinámica permite hacer reutilizaciones por par de apriete y ofrece la posibilidad de utilizar galgas de inspección tanto en la instalación inicial como en las reutilizaciones del racor para tubo. El diseño de dos férulas crea una sujeción más robusta en el tubo, consiguiendo un cierre estanco con gas en la instalación inicial y en cada reutilización.
Las conexiones finales serie FK ofrecen ventajas en aplicaciones de petróleo y gas no sólo en forma de racor, sino también cuando se integran en válvulas de bola Trunnion de media presión. (Swagelok Serie FKB). Estas válvulas ofrecen un cierre consistente en aplicaciones de hasta 1378 bar (20.000 psig) y tienen un diseño avanzado que reduce el desgaste del cierre, ofreciendo la fiabilidad que necesitan los operarios en los exigentes entornos de alta mar.
Escuche cómo un fabricante de equipos de petróleo y gas está encontrando valor al utilizar válvulas de la serie FKB con conexiones finales serie FK en las HPU.
Una Comparación: Los Racores Serie FK Frente a los Accesorios con Cono y Rosca
Los accesorios con cono y rosca han sido preferidos tradicionalmente en las aplicaciones críticas de petróleo y gas por sus altas presiones. Sin embargo, la tecnología de cono y rosca tiene algunos inconvenientes en comparación con los racores serie FK que pueden contribuir a la ineficacia y a necesidades adicionales de mantenimiento.
Montaje
El ensamblaje de conos y roscas requiere conocimientos y experiencia específicos, y el proceso de ensamblaje puede requerir mucho trabajo y tiempo. Los accesorios con cono y rosca también requieren herramientas y materiales especializados para completar correctamente una instalación, incluyendo herramientas de mecanizado y roscado, junto con lubricante de corte para reducir la fricción durante el proceso. Por el contrario, un racor serie FK puede instalarse correctamente con una llave y un tornillo de banco de uso común. Los racores serie FK permiten a los montadores completar las instalaciones aproximadamente cinco veces más rápido que los accesorios con cono y rosca equiparables, ofreciendo un cierre estanco en la primera instalación.
Mantenimiento
Al conseguir un cierre estanco tras una correcta instalación inicial, los racores serie FK minimizan la necesidad de reparaciones tras la entrega del activo y reducen significativamente el coste global de mantenimiento. Con el paso del tiempo, los accesorios con cono y rosca acabarán aflojándose de forma natural, requiriendo atención adicional. Se estima que una instalación típica en cubierta requerirá que alrededor del 20% de las conexiones conificadas y roscadas tengan que ser reparadas durante el ensamblaje inicial y la prueba de presión. Por el contrario, los racores serie FK instalados correctamente no deberían requerir casi ninguna reparación debido a su sencillo procedimiento de instalación y a la posibilidad de verificar la instalación utilizando una galga de inspección de montaje.
Complejidad
Los accesorios con cono y rosca requieren componentes antivibración adicionales en sistemas que experimentan habitualmente sacudidas o vibraciones. Si se instalan sin manguitos antivibración o por un técnico que no esté íntimamente familiarizado con el proceso de preparación y ensamblaje, los accesorios con cono y rosca pueden tener fugas mucho antes de lo previsto por el operador. Los racores serie FK están diseñados para resistir las vibraciones y ayudar a evitar este problema sin componentes adicionales.
Ejemplo de Caso Práctico: Ahorro de Tiempo que Suma
La elección de los racores para petróleo y gas serie FK en lugar de los accesorios con cono y rosca puede suponer un ahorro de tiempo considerable, lo que es especialmente importante cuando el tiempo de fabricación se reduce para cumplir los plazos en constante movimiento de paquetes y proyectos. Piense en la fabricación de un conjunto de skids de media presión para una aplicación de cubierta en alta mar. Digamos que el skid utilizará tubo y racores de acero inoxidable 316, y que un solo instalador formado hará cada una de las 500 conexiones en los skids.
El tiempo necesario para completar la instalación de cualquiera de los dos tipos de racor para petróleo y gas dependerá del diámetro del tubo, el tipo de material y el nivel de habilidad del instalador.
Es razonable suponer que el racor serie FK se instala en aproximadamente un minuto, de principio a fin. Un accesorio con cono y rosca típico puede necesitar 5 minutos (lo que es cinco veces más).
El tiempo total para completar las 500 conexiones de racores del skid con racores serie FK es de aproximadamente 2.000 minutos (33,3 horas), frente a los 10.000 minutos (166,7 horas) de los accesorios con cono y rosca.
Vea una demostración de instalación en paralelo para comprobar por sí mismo el ahorro de tiempo.
Lea más sobre las diferencias entre los accesorios con cono y rosca y los racores para petróleo y gas serie FK en este artículo.
Consideraciones sobre la Selección de Materiales
Dado que las plataformas de petróleo y gas operan en entornos difíciles en los que la corrosión es una preocupación constante, la selección de materiales a la hora de especificar todo tipo de componentes críticos es importante. (sobre la que puede leer más en este artículo). Para proteger mejor sus activos de los problemas relacionados con la corrosión, los racores serie FK están disponibles en varias opciones de materiales, como la aleación 2507, la aleación 625 y el acero inoxidable 316.
Concretamente, la aleación 2507 ofrece nuestros niveles más altos de resistencia a la corrosión en las aplicaciones con alto contenido de cloruros, lo que ayuda a evitar problemas en las plataformas marinas. Su composición incluye níquel, molibdeno, cromo, nitrógeno y manganeso, ofreciendo una excelente resistencia a la corrosión general, a la corrosión por picaduras, a la corrosión intersticial y al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC), al tiempo que mantiene la soldabilidad. Además, la aleación 2507 tiene un mayor límite elástico y resistencia a la tracción para aumentar la capacidad de presión, lo que permite que los accesorios FK consigan altas presiones con un menor espesor de pared, favoreciendo un mayor índice de caudal.
Los especialistas Swagelok en la ciencia de los materiales están disponibles para ayudarle a seleccionar la combinación óptima de materiales que mejor se adapte a sus necesidades de la forma más rentable, basándose en un amplio conocimiento de los factores que contribuyen a la corrosión, así como de las propiedades de los materiales que ayudan a combatirla.
Vea cómo identificar y contrarrestar los distintos tipos de corrosión que suelen aparecer en las operaciones de petróleo y gas en nuestra Guía de Selección de Materiales.
Una Opción Sólida para las Aplicaciones de Petróleo y Gas de Hoy
Los retos a los que se enfrentan hoy en día los operadores de petróleo y gas, apuntan a la necesidad de contar con componentes fiables y de alta calidad que puedan ofrecer altos niveles de rendimiento en las aplicaciones más duras. Esto incluye racores para petróleo y gas optimizados para una operación eficaz en medios ambientes exigentes.
Los racores Swagelok serie FK ofrecen una vía para reducir los costes de mantenimiento, aumentar la velocidad de producción, mitigar el impacto medioambiental mediante la reducción de fugas y mejorar la seguridad operativa general. Su diseño robusto, su proceso de instalación simplificado y su disponibilidad en aleaciones de alto rendimiento hacen que los racores serie FK sean una opción óptima para la exigente naturaleza de la industria actual del petróleo y el gas. Además, los racores serie FK están respaldados por nuestra completa oferta de servicios, que incluye formación especializada, evaluaciones en planta, servicios de diseño y ensamblaje, y mucho más.
Contacte con los especialistas en sistemas de fluidos de petróleo y gas para iniciar una conversación sobre cómo puede conseguir instalaciones más eficientes y una mayor fiabilidad de las aplicaciones gracias a la avanzada tecnología de racores.
