La válvula de compuerta expansible reduce drásticamente el riesgo de averías provocadas por el hielo y el vapor
Se trataba de un problema generalizado en el sector que había causado graves dificultades a lo largo de los años: el líquido quedaba atrapado en una válvula y, a continuación, se congelaba y se expandía cuando las temperaturas en las regiones más frías —como las arenas bituminosas de Canadá— descendían muy por debajo de los 0 °C. Las consecuencias que a veces se producían debido a que la presión en el interior de la válvula superaba los límites nominales en la unión entre la tapa y el cuerpo solo podían calificarse de una forma: un fallo catastrófico.
«No hay nada en la Tierra que pueda contener hielo», afirmó recientemente Keith Farquharson, vicepresidente de Tecnología de Stream-Flo, encargado de supervisar el proyecto que, con el tiempo, daría con una solución al problema.
«Hicimos un montón de pruebas», afirma. «Enseguida empiezas a hacer pruebas en el laboratorio para reproducir este fallo».
El fallo al que se refiere Farquharson dio lugar a la emisión de una alerta de Enform. Se trataba de una alerta específica para aplicaciones de SAGD (drenaje por gravedad asistido por vapor). Estas aplicaciones son muy habituales en lugares donde se encuentran petróleo pesado y betún, como Fort McMurray.
«La mayor parte de nuestros equipos en Fort McMurray tienen una presión nominal de 2.000 psi», afirmó Farquharson. «Si coges una válvula llena de agua o grasa y empiezas a calentarla, cuando llegas a unos 400-500 °F, ya has superado con creces los 10.000 psi».
«Ahora bien, si lo llenas de agua y lo congelas, puedes alcanzar una presión de más de 30 000 psi, si eres capaz de contenerla».
Así pues, lo que hicieron Farquharson y el resto del equipo de Stream-Flo fue encontrar una forma de que el hielo y el vapor se liberaran en el interior de la tubería, en lugar de hacerlo en el cuerpo. En esencia, redirigieron la fuerza que se generaba debido a cualquiera de las dos temperaturas extremas para que tuviera un lugar al que dirigirse. Lo cual no fue tan sencillo como podría parecer.
La solución a un problema común en todo el sector. La válvula de compuerta modelo AV de Crown utiliza una compuerta expansible con ventilación para proporcionar un sellado mecánico eficaz que no se ve afectado por el calor, las variaciones de presión ni las vibraciones.
«Nos llevó varios años averiguar exactamente cómo hacerlo», afirmó Farquharson. «Para ello contamos con las aportaciones de los clientes, nuestro equipo de reparación de válvulas, nuestro personal de servicio técnico sobre el terreno, nuestro equipo de I+D y el departamento de ingeniería. Fue el ejemplo perfecto de un esfuerzo totalmente colectivo».
Una de las razones por las que el proyecto se alargó tanto es que no existía la opción de «empezar desde cero», debido a la gran cantidad de válvulas de este tipo que ya estaban instaladas sobre el terreno, explica Farquharson.
Eso significaba que tenían que encontrar una forma de aprovechar las válvulas, los cuerpos y las piezas que ya había en el mercado.
«Si un cliente tiene miles de estas válvulas afectadas instaladas sobre el terreno, no podemos decirle que tiene que comprar una válvula nueva», explicó Farquharson. «Tenemos que poder repararlas y adaptarlas a las normas actuales».
Uno de los departamentos clave en los que se recurrió desde el principio para colaborar en el proyecto fue la unidad de propiedad y reacondicionamiento de clientes de Stream-Flo, con el coordinador Dean Ternovoy al frente. Aprovechando los amplios conocimientos de Ternovoy sobre el reacondicionamiento de válvulas, Farquharson y su equipo le consultaban las posibles soluciones para comprobar si eran viables desde el punto de vista de la reparación.
Según Farquharson, una vez que se consideraba que algo era posible, había que incorporar la fabricación para garantizar la viabilidad económica de la solución. Todo ello sin dejar de escuchar a los clientes para asegurarse de que se sentían cómodos con el plan propuesto.
«Lo que queríamos era ofrecer a nuestros clientes la oportunidad de aprovechar la carcasa y la mayor parte de los componentes internos, y proporcionarles una vía de reparación para pasar a la nueva versión de la válvula».
Y eso es precisamente lo que hicieron Farquharson y el resto del equipo asignado al proyecto de la válvula de compuerta expansible al desarrollar el modelo AV. Con excelentes resultados, tal y como explica Geoff Gibson, director de operaciones de petróleo pesado de Stream-Flo —el encargado de la relación con los clientes sobre el terreno desde el inicio del proyecto—.
«Hasta la fecha, no nos han devuelto ni una sola válvula AV por no funcionar correctamente», afirma. «Obviamente, es un gran alivio. Además, el funcionamiento de la empaquetadura del vástago en estas válvulas hace que sean mucho más fáciles de manejar. Eso es muy importante desde el punto de vista práctico; los chicos que se encargan de accionar las manetas de las válvulas se alegraron mucho al verlo».
Tras el anuncio de la solución AV, Gibson afirmó que estaba ocupado poniendo al corriente a los clientes y a los operadores sobre la misma y sobre su capacidad para resolver el problema de larga data al que se habían enfrentado los usuarios finales de las arenas petrolíferas de Canadá.
Lo mismo ocurrió con Joel Colucci, representante técnico de ventas de Stream-Flo, quien presentó el nuevo diseño en 2019 en el Simposio sobre Integridad Térmica de Pozos y Producción de la Sociedad de Ingenieros del Petróleo, celebrado en Banff, tras haber completado la válvula con éxito un año de pruebas.
«Recuerdo que estaba en el escenario y las preguntas llovían sin cesar», recuerda Colucci. «Todo el mundo se mostraba muy interesado en este tema porque todos los clientes tenían los mismos problemas. A todos les intrigaban mucho los resultados y les interesaban mucho los productos que ofrecemos».
Esos productos, como la válvula de compuerta AV, solo son posibles gracias a la experiencia con la que cuenta Stream-Flo, añade Colucci.
«Eso es lo que nos diferencia de nuestros competidores», afirma. «Contamos con la capacidad de ingeniería y las instalaciones necesarias para llevar a cabo toda la I+D y las pruebas requeridas. Contamos con ingenieros especializados en válvulas que se dedican exclusivamente a ellas: fabricamos nuestras propias válvulas de compuerta Crown, mientras que la mayoría de nuestros competidores simplemente subcontratan su fabricación. Los clientes se enfrentan a estos problemas y nosotros disponemos de los recursos para ayudarles».
Tom Gust, director de ingeniería de válvulas de compuerta de Stream-Flo, es uno de esos recursos. Como parte fundamental del proyecto AV, se muestra modesto y afirma que simplemente «hacía su trabajo» cuando se le pregunta qué papel desempeñó en la solución.
«Realmente fue un esfuerzo conjunto entre el departamento de servicio, el de fabricación, el cliente y nosotros (ingeniería)», afirmó Gust. «Siempre se busca la forma de mejorar las cosas. No hay ningún diseño ni producto que se haya creado que no pueda mejorarse. Es simplemente un proceso continuo».
«Con cualquier evolución de un diseño, lo que se busca es mantener la mayor compatibilidad con versiones anteriores posible, para no dejar atrás ningún componente a medida que se avanza. En realidad, no se trata tanto de revolucionar el mundo como de hacerlo evolucionar, de dar el siguiente paso que beneficie a todo el mundo, y eso incluye las reparaciones sobre el terreno, de modo que si alguien tiene un modelo anterior, pueda adaptarlo y seguir utilizándolo».
Dado que muchos productores que utilizan la tecnología SAGD consideraban que este problema de larga data suponía un riesgo lo suficientemente importante como para justificar la sustitución o reparación de todas las válvulas que tenían actualmente en funcionamiento, la solución de reparación rentable diseñada por Stream-Flo ha ido cosechando grandes elogios y despertando un gran interés. Tanto es así que el nuevo reto al que se enfrenta Stream-Flo es el de dar abasto con la gestión de las solicitudes de modernización por parte de sus clientes del sector térmico.
«Apenas hemos empezado a rascar la superficie; hay válvulas de décadas anteriores por ahí», afirma Gibson. «Stream-Flo no inventó la válvula modelo A. Hacía mucho tiempo que no se realizaba ninguna mejora significativa en el diseño y creo que esta es importante. Es un gran paso en la dirección correcta, una primicia en el sector y algo que se convertirá en estándar».
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