Una válvula de seguridad de fondo de pozo se refiere a un componente en un pozo de petróleo y gas , que actúa como un mecanismo de seguridad para evitar la liberación incontrolada de fluidos del yacimiento en caso de que se produzca un desastre en la superficie en el peor de los casos. Casi siempre se instala como un componente vital en la terminación .
Estas válvulas son comúnmente válvulas de aleta unidireccionales que se abren hacia abajo de manera que el flujo de fluidos del pozo intenta cerrarlas, mientras que la presión de la superficie las abre. Esto significa que cuando esté cerrado, aislará los fluidos del yacimiento de la superficie.
La mayoría de las válvulas de seguridad de fondo de pozo se controlan hidráulicamente desde la superficie, lo que significa que se abren mediante una conexión hidráulica conectada directamente a un panel de control del pozo. Cuando se aplica presión hidráulica a lo largo de una línea de control, la presión hidráulica fuerza a un manguito dentro de la válvula a deslizarse hacia abajo. Este movimiento comprime un resorte grande y empuja la aleta hacia abajo para abrir la válvula. Cuando se elimina la presión hidráulica, el resorte empuja el manguito hacia arriba y hace que la aleta se cierre. De esta manera, es a prueba de fallos y aislará el pozo en caso de pérdida de la boca del pozo . La designación completa de una válvula típica es "válvula de seguridad subterránea controlada en superficie, recuperable por tubería", abreviada como TR-SCSSV.
La ubicación de la válvula de seguridad de fondo de pozo dentro de la terminación es un parámetro determinado con precisión destinado a optimizar la seguridad. Hay argumentos en contra de que sea demasiado alta o demasiado baja en el pozo , por lo que la profundidad final es un compromiso de todos los factores. Las regulaciones de MMS establecen que la válvula debe colocarse a no menos de 30 m (100 pies) por debajo de la línea de lodo .
Cuanto más abajo se encuentre el DHSV en el pozo , mayor será el inventario potencial de hidrocarburos encima de él cuando esté cerrado. Esto significa que en caso de pérdida de contención en la superficie, se puede derramar más líquido causando daños ambientales o, en el peor de los casos, más combustible para un incendio. Por lo tanto, colocar la válvula más arriba limita este peligro.
Otra razón se relaciona con la línea de control hidráulico. Se requiere presión hidráulica para mantener la válvula abierta como parte del diseño a prueba de fallas . Sin embargo, si la válvula está demasiado profunda en el pozo , entonces el peso del fluido hidráulico por sí solo puede aplicar suficiente presión para mantener la válvula abierta, incluso con la pérdida de presurización de la superficie.
Como parte de la función de la DHSV de aislar la superficie de los fluidos del pozo, es necesario que la válvula se coloque lejos del pozo, donde podría sufrir daños. Esto implica que debe colocarse bajo la superficie en todas las circunstancias, es decir, en pozos marinos, no sobre el lecho marino. También existe el riesgo de que se formen cráteres en caso de una pérdida catastrófica de la instalación superior. La válvula se coloca específicamente por debajo de la profundidad máxima donde se espera que exista riesgo de formación de cráteres.
Si existe el riesgo de que se formen tapones de hidrato de metano (clatrato) a medida que la presión cambia a través de la válvula debido al enfriamiento de Joule-Thomson , entonces esta es una razón para mantenerla baja, donde la roca está más caliente que una temperatura calculada adecuadamente.
La mayoría de las válvulas de seguridad de fondo de pozo instaladas como parte del diseño de terminación se clasifican como "tubing recuperable". Esto significa que se instalan como un componente de la cadena de finalización y se ejecutan durante la finalización. Recuperar la válvula, en caso de que funcione mal, requiere una reparación . El nombre completo de este tipo más común de válvula de seguridad de fondo de pozo es Válvula de subsuelo controlada en superficie recuperable por tubería, abreviada en los diagramas de terminación a TRSCSSV.
Si falla una válvula recuperable con tubería, en lugar de gastar en una reparación, se puede usar una válvula "recuperable con cable". Este tipo de válvula puede caber dentro de la tubería de producción y se despliega en el cable después de que la válvula antigua se haya abierto.
La importancia de los DHSV es indiscutible. Las imágenes gráficas de pozos de petróleo en Kuwait incendiados después de la Primera Guerra del Golfo después de que se les quitaron las cabezas de pozo , demuestran los peligros de no usar los componentes (en ese momento, se consideraron innecesarios porque eran pozos en tierra). Sin embargo, en muchos lugares no es un requisito legal directo. En el Reino Unido , ninguna ley exige el uso de DHSV. Sin embargo, la Ley de Salud y Seguridad en el Trabajo de 1974 exige que se tomen medidas para garantizar que se evite la liberación incontrolada de fluidos del pozo incluso en el peor de los casos. Lo brillante de la ley es que no emite pautas prescriptivas sobre cómo lograr el objetivo de salud y seguridad, sino que simplemente establece el requisito de que se logre el objetivo. Depende de las compañías petroleras decidir cómo lograrlo y los DHSV son un componente importante de esa decisión. Como tal, aunque no es un requisito legal, es una política empresarial para muchos operadores en el UKCS .
Si bien la DHSV aísla la tubería de producción , una pérdida de integridad podría permitir que el fluido del pozo pase por alto la válvula y escape a la superficie a través del espacio anular . Para los pozos que utilizan elevación por gas , puede ser necesario instalar una válvula de seguridad en el anillo 'A' del pozo para garantizar que la superficie esté protegida contra una pérdida de contención del anillo. Sin embargo, estas válvulas no son tan comunes y no necesariamente están instaladas en la misma posición en el pozo, lo que significa que es posible que los fluidos se abran camino alrededor de las válvulas hacia la superficie.