Download - DISEÑO DE SARTA DE PERFORACION
DISEÑO DE SARTA DE
PERFORACIONMARCO DE DIOS MENDOZA
JASPESERGIO EDGARDO BARBOSA
VARGASESCUELA DE INGENIERIA DE
PETROLEOS
AGENDA
INTRODUCCION
PARTES DE LA SARTA DE PERFORACION
CARACTERISTICAS DE LA FORMACION
FACTORES QUE GENERAN FALLAS EN LA SARTA DE PERFORACION
RECOMENDACIONES PREVIAS AL DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION
PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION
METODO COMBINADO DRILCO – API PARA DISEÑO DE BOTELLAS Y TUBERIA
BIBLIOGRAFIA
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
INTRODUCCION
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
CARACTERISTICAS DE LA FORMACION
CARACTERISTICAS DE LA FORMACION
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
CLASIFICACION DEL INTERVALO DE
HUECO A PERFORAR SEGUN TENDENCIA A
LA DESVIACION
• ALTA• MEDIA• LIGERA
CLASIFICACION DE LAS
FORMACIONES
• DURAS• SEMIDURAS• BLANDAS• ABRASIVAS• NO ABRASIVAS
TENDENCIA DE LA SARTA A DESVIARSE
• BUZAMIENTO• FALLAS GEOLOGICAS• FRACTURAMIENTO• DUREZA• PERFORABILIDAD
CURVATURAS SEVERAS (DOGLEGS)
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Una curvatura severa puede ser formada cuando hay un cambio significativo en la
inclinación o en la dirección del hueco.
OJOS DE LLAVE (KEYSEAT)
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
El ojo de llave generalmente se produce con la acción de trabajo
continua de la tubería en la curvatura severa.
DOGLEG Y KEYSEAT
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SARTA TIPO PENDULAR
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La técnica del conjunto pendular se basa en el aprovechamiento de las fuerzas gravitacionales para ayudar en el control y/o corrección de la desviación.
SARTA TIPO EMPACADA
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Su objetivo es dominar las tendencias del pozo a la desviación y forzar a la broca a perforar en la misma dirección mediante el uso
de un número suficiente de estabilizadores inmediatamente
sobre la broca.
PARTES DE LA SARTA DE PERFORACION
BHA (BOTTOM HOLE ASSEMBLY)
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Es la sección inferior de la sarta de perforación, y
cuenta con los siguientes elementos:BROCA (DB)
BOTELLAS DE PERFORACION (DC)
ESTABILIZADORES O RIMADORES
TUBERIA DE PERFORACION PESADA (HWDP)
SELECCIÓN DE CONEXIONES PARA BHA
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Se realiza a partir de la resistencia a la flexión (BSR)
de la siguiente manera: Para perforaciones poco profundas con
poca experiencia de fallas BSR entre 2.0 y 3.0.
Para perforaciones mas severas o con experiencia de fallas BSR entre 2.25 y 2.75.
Utilizar una BSR en el límite superior para diámetros mayores a 8”.
Utilizar una BSR en el límite inferior para diámetros de 5” o menos.
CONFIGURACION DEL BHA TIPO 1
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CONFIGURACION DEL BHA TIPO 2
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
CONFIGURACION DEL BHA TIPO 3
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BOTELLAS DE PERFORACION (DC)
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Son tubos de acero, pesados, de paredes gruesas, con conexiones
de rosca en ambos extremos y una longitud promedio de 30
pies.
BOTELLAS DE PERFORACION (DC)
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Tamaño del Hueco, Pulg.
Revestimiento a Correr, Pulg.
Rango Ideal de las botellas de Perforación Tamaños disponibles según API,
Pulg.Min. Max.
6 1/86 1/46 3/4
4 1/24 1/24 1/2
3.8753.7503.250
4.7504.8755.125
4 1/8, 4 3/44 1/8, 4 3/4
3 1/2, 4 1/8, 4 3/4, 5
7 7/8 4 1/25 1/2
2.1254.225
6.1256.125
3 1/8, 3 1/2, 4 1/8, 4 3/4, 5, 64 3/4, 5, 6
8 3/8 5 1/26 5/8
3.7256.405
6.5006.500
6 1/2, 6 3/46 3/4
8 1/2 6 5/87
6.280*6.812
6.7506.750
6 1/2, 6 3/46 3/4
8 3/4 6 5/87
6.0306.562
7.1257.125
6 1/4, 6 1/2, 6 3/4, 76 3/4, 7
9 1/2 77 5/8
6.8127.500
7.6257.625
6, 6 1/4, 6 1/2, 7, 7 1/4**7 5/8
9 7/8 77 5/8
5.4377.125
8.0008.000
6, 6 1/4, 6 1/2, 6 3/4, 7, 7 1/4, 7 3/4, 8 7 1/4, 7 3/4, 8
10 5/8 7 5/88 5/8
6.375*8.624
8.5008.500
6 1/2, 6 3/4, 7, 7 1/4, 7 3/4, 8, 8 1/48 1/4
11 8 5/8 8.250 9.625 8 ¼, 9, 9 1/212 1/4 9 5/8
10 3/49.000
*11.25010.123510.125
9, 9 1/2, 9 3/4, 1010
13 3/414 3/417 1/2
202426
10 3/411 3/413 3/4
1618 5/8
20
9.7508.750
11.25014.00015.50016.000
11.25012.00013.37514.75016.75019.500
9 3/4, 10, 119, 9 1/2, 9 3/4, 10, 11, ***12
**12**14**16**16
BOTELLAS DE PERFORACION (DC)
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DE (pulg) Junta Diámetro interior (pulg)
1 – ½” 2 2 ¼” 2 13/16” 3
3 – 1/8 API 23 2600
3 – ¾ 2 – 3/8 IF 4700
4 – 1/8 2 – 7/8 IF 6800 7300
4 – ¾ 3 – ½ IF
9900 9900
5 13800 12800
6 – ¼ 4 – ½ IF
22800
6 – ½ 29500
7 – ¼ 5 – ½ REG 36000
7 – ¾
6 – 5/8 REG
50000
7 – ½ 46000 46000
8 53000 50000
9
7 – 5/8 REG
83000
9 – ½ 88000
8 – ½ 60000
11 8 – 5/8 REG 124000
4 – ½
NC – 35
8900 6900
4 – ¾ 10800 9200
5 10800 9200
6 – ¼ 4 IF
28000 22200 20200
6 – ½ 28000 22200 20200
CALCULO DE LONGITUD DE BOTELLAS DE PERFORACION (DC)
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
) Dit - - Dit + Deb ( D * 0.0408 - W
)] Dit - ( * L * D * [0.0408 + F * PSB = L
2222Lb
22Ls
b
Det
Det
Lb: Longitud de botellas requeridas (pies)PSB: Peso sobre la broca (libras)PBA: Peso disponible de las botellas (libras)DL: Densidad del lodo (libras/galón)L: Longitud vertical total del pozo (pies)Wb: Peso nominal de botellas (libras/pie)Det: Diámetro externo de la tubería (pulg)Deb: Diámetro externo de botellas (pulg)Dit: Diámetro interno de la tubería (pulg)Dib: Diámetro interno de botellas (pulg)Fs: Factor de seguridad.
CALCULO DE LONGITUD DE BOTELLAS DE PERFORACION (DC)
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
) Dit - - Dit + Deb ( D * 0.0408 - W
)] Dit - ( * L * D * [0.0408 + F * PSB = L
2222Lb
22Ls
b
Det
Det
Lb1: Longitud de botellas de mayor diámetro (pies)Lb2: Longitud de botellas de menor diámetro (pies)Pb1: Peso total de las botellas de mayor diámetro (lb)Deb1: Diámetro externo de las botellas de mayor diámetro (pulg)Deb2: Diámetro externo de las botellas de menor diámetro (pulg)Dib2: Diámetro externo de las botellas de menor diámetro (pulg)
TUBERIA PESADA DE PERFORACION (HW)
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Tubería de peso intermedio entre las botellas y la tubería de perforación
que se caracteriza por tener el diámetro externo similar al de la
tubería de perforación y el interno similar al de las botellas, paredes
gruesas y una unión de conexión extra larga.
TUBERIA PESADA DE PERFORACION (HW)
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ESPECIFICACIONES DE LA TUBERÍA PESADA DE PERFORACIÓN
TAMAÑO NOMINAL
pulg.
CUERPO UNIÓN DE CONEXIÓN PESO
Dimensiones nominales del
cuerpoSección upset
Propiedad del cuerpo
Tamaño
DE.
DI
Propiedades mecánicas
Torquede
conexión
Peso incluyendo cuerpo y conexión
DI
Espesor de la paredPulg.
ÁreaPulg.
Centro pulg.
Terminaciones pulg.
Esfuerzo tensión
lbs
Esfuerzo torsión pie-lb Esfuerzo
tensión lbs
Esfuerzo torsión pie-lb
lb-pie
Tubo de 30
pies
½ 2 0.718 6.280 4 3 345.400 19.535 NC38 4 2 782.000 9.500 9.900 26 810
4 2 0.718 7.410 4 4 407.550 28.745 NC40 5 2 735.000 25.000 13.250 28 870
4 ½ 2 0.875 9.965 5 4 548.075 40.625 NC46 6 2 996.000 42.800 21.800 42 1290
5 3 100012.56
75 5 691.185 56.365 NC50 6 3 1.300.000 45.500 29.400 50 1550
ESTABILIZADORES O RIMADORES
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Se encargan de reducir los esfuerzos de la conexión al restringir el
movimiento de vaivén del BHA, además de mantener centrada la sarta y evitar pegas contra las formaciones
atravesadas.
TUBERIA DE PERFORACION (DP)
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Es la parte de la sarta que transmite la potencia rotacional a la broca y conduce el fluido de
perforación al fondo del hueco.
TUBERIA DE PERFORACION (DP)
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
NUEVA
Nunca ha sido utilizada.
PREMIUM
Desgaste uniforme
y 80% del espesor original.
CLASE 2
Espesor mínimo permisible de 65% del original y 80% del diámetro original.
CLASE 3
Espesor mínimo
permisible de 55%
del original.
TUBERIA DE PERFORACION (DP)
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Tp(pulg)
PesoLbs / pie Grado
Junta Torque (lbs / pie)
Tipo D.E (pulg) D.I(pulg) Nueva Premium Clase 2
3 – ½
13.30
E
NC – 38IF
4 - ¾ 2 – 11/16 9100 7300 5800
X – 95 5 2 – 9/16 10200 8800 7300
G – 105 5 2 – 7/16 11100 9900 8300
S - 135 5 2 - 1/8 13300 12600 10400
S - 135 NC – 40FH 5 - 3/8 2 – 7/16 15000 7800 10200
15.50
E
NC - 38
5 2 – 9/16 10200 7800 6800
X – 95 5 2 – 7/16 11100 9900 8300
G - 105 5 2 - 1/8 13300 10900 9300
S - 135 NC – 40FH 5 – ½ 2 – ¼ 16500 14400 11400
TUBERIA DE PERFORACION (DP)
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TENSIÓN Y TORSIÓN PARA TUBERÍA CLASE PREMIUM
DiámetroExterno(pulg)
Peso Nominal
con Acople (lb/pie)
Esfuerzo por torsión basado en desgaste uniforme
(pie – libras)
Datos por tensión basados en desgaste uniforme a un esfuerzo mínimo de
tensión(libras)
E 95 105 135 E 95 105 135
2 3/8 4.856.65
37254811
47196093
52156735
67058659
76893.107616
97398136313
107650.150662
138407193709
2 1/8 8.85.10.40.
83328858
862011220
886512401
1139715945
***166535
135465210945
****233149
192503299764
3 ½9.50
13.3015.50
110941436116146
140521819120452
155312010622605
199682585029063
152979212150250620
193774268723317452
214171297010350868
275363381870451115
TUBERIA DE PERFORACION (DP)
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FACTORES QUE GENERAN FALLAS EN LA SARTA DE PERFORACION
ESFUERZO AL DOBLAMIENTO
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El rango de comportamiento para el esfuerzo a la curvatura ha sido estandarizado entre los valores
de 2.25 a 2.75 por los fabricantes de tubería. Estos valores son la relación entre la rigidez de la caja y del pin, comúnmente conocido como el balance de
conexión.
RESISTENCIA A TORSION
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Es la resistencia que presentan las conexiones a un torque determinado, la cual al ser
sobrepasada en operaciones de apriete o por efecto del
sistema de rotación produce desgaste y daños en dichas
conexiones.
(H90) 56200 o (API) 62500
tensión la a mínimo esfuerzo x orecomendad torque = ) pie - Lb. ( torque al aResistenci
RESISTENCIA A TORSION
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
RESISTENCIA A TORSION
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
RESISTENCIA A TORSION
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
DEFORMACION PLASTICA
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Una de las formas como se presenta esta falla es al
descargar el pin de la parada de botellas a conectar sobre la rosca de la caja que está en la
mesa rotaria, lo cual podría generar un alisamiento en el
tope de las roscas o desviación del ángulo del hilo.
RASPADURAS O ASPEREZAS
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Se presentan con mayor frecuencia en los hombros de
las botellas y son causados por la falta de lubricación entre las
partes en contacto bajo la acción de grandes esfuerzos o por golpes directamente sobre
ellos.
FATIGA
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Es la acumulación de esfuerzos que actúan sobre el metal y debilitan a éste. Cuando dicha acumulación
llega a sobrepasar los límites de resistencia del
metal, se causan rompimientos del tubo sin causa externa aparente.
CORROSION
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Es la alteración o degradación química del material por causas del medio que lo
rodea, tal como: los gases con sulfuro de hidrógeno, el oxígeno, el bióxido de
carbono, las sales disueltas formando ácidos en el fluido
de perforación (Ph bajo), etc.
exposicion horas* ) pulg ( Area
2.781* perdidos miligramos = ]
año
pullb/[ K
2
2
VIBRACIONES
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Las vibraciones que pueden ocurrir en la sarta de
perforación son del tipo nodal, que ocurre al vibrar la tubería
entre las uniones, similar a una cuerda de violín. Otro tipo
común puede ser el pendular. Ambas producen esfuerzos de curvatura, desgaste excesivo,
etc.
)d + D( l
10 x 4.76 = RPM 22
2
6
L10 x 2.58
= RPM5
RPM: Velocidad crítica (RPM)D: Diámetro externo tubería
(pulg)d: Diámetro interno tubería
(pulg) l: Longitud de un tubo (pulg.)
L: Longitud total de la sarta (pies)
SEVERIDAD EN AL CURVATURA DEL HUECO
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Como resultado de la fatiga producida por la rotación, en
secciones del hueco con cambios severos en la dirección o con
dogleg se producen daños en la tubería.
KL ED
(KL) tanghip b 432000 = C
2
)33500 - t( ])(670
(0.6)[ - t )
67
10( - 19500 = b 2
2
A
T = f
C: Máxima curvatura permisible (grados/100 pies)E: Módulo de Young, 30 x 106 lppc (acero)D: Diámetro externo tubería (pulgadas)L: Punto medio entre las uniones (pulgadas) (180 pulgadas para tubería rango 2)T: Tensión bajo la curvatura forzada (libras)b: Máximo esfuerzo de doblamiento permisible (lppc)A: Área seccional de la tubería (pulgadas2)f: Esfuerzo de tensión flotando (lppc)
COLAPSO
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Es la resistencia del tubo a cualquier fuerza que trate de unir sus paredes. Es crítica cuando se tiene la tubería completamente vacía, por ejemplo, en una prueba de formación o cuando baja la
tubería con la broca tapada. Se recomienda un factor de
seguridad del 15% al 20%.
ESTALLIDO
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
El estallido ocurre cuando la presión dentro de la tubería de
perforación excede su resistencia de estallido. Para una misma presión interna, el
peor caso es cuando se tiene el anular vacío, por ejemplo en
una pérdida total de circulación.
DATOS DE PRESIÓN INTERNA Y DE COLAPSO PARA TUBERÍA USADA API CLASE PREMIUM
Diám.Ext.
(pulg.)
Presión nomimal
incluyendo rosca y cople
(lb/pie)
Valores mínimos de la presión de colapso (lppc)
Valores mínimos de la presión de estallido a la mínima
resistencia a la elongación (lppc)
E 95 105 135 E 95 105 135
2 3/8 4.856.65
8522.13378.
10161.16945.
10912.18729.
12891.24080.
9600.14147.
12160.17920.
13440.19806.
17280.25465.
2 1/8 6.8510.40
7640.14223.
9017.18016.
9633.19912.
11186.25602.
9057.15110.
11473.19139.
12680.21153.
16303.27197.
RECOMENDACIONES PREVIAS AL DISEÑO DE
LA SARTA DE PERFORACION
RECOMENDACIONES PREVIAS AL DISEÑO
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Nunca se debe reducir el diámetro más de dos pulgadas de una sección a otra de la sarta.
Deben evitarse componentes con soldaduras puesto que modifican las propiedades de las piezas originales.
El radio de rigidez entre las secciones adyacentes de botellas y tubería, no debe exceder a 5.5 para reducir las fallas por fatiga.
tubo del externo radio
inercia de momento =rigidez de Radio
RECOMENDACIONES PREVIAS AL DISEÑO
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
La torsión máxima de operación no debe exceder la torsión de apriete de la unión.
Colocar el torque recomendado por el API o el fabricante.
Colocar las cuñas para botellas y la grapa, dejar aproximadamente de 2 a 3 pies sobre la mesa para la conexión.
Evitar ajustes excesivos o defectivos o roscas montadas, que pueden producir aplanamiento en las crestas de las roscas o cambiar el ángulo del hilo.
RECOMENDACIONES PREVIAS AL DISEÑO
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Utilizar la grasa indicada; las grasas API contienen entre un 40 - 60 % por peso de zinc metálico finamente pulverizado o un 60% por peso de grafito fino metálico y un máximo de 0.3% de sulfuro.
El equipo de trabajo, tal como llaves, cuñas y torquímetros debe estar calibrado y en buen estado.
El enrosque inicial debe ser suave, para luego obtener el torque deseado con firmeza y así evitar un posible daño prematuro en las roscas.
PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO DE LA SARTA
DE PERFORACION
PARAMETROS DE DISEÑO
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Profundidad total del pozo o de la sección a diseñar
Tamaño del hueco Máxima densidad esperada del
lodo Margen de sobretensión (MOP) =
50.000 a 150.000 Lbs Factor de seguridad por tensión =
1.5 Factor de seguridad por colapso =
1.15 Factor de seguridad por estallido =
1.25 Longitud, diámetro externo e
interno y peso en libras por pie de las botellas y HW.
Tamaños disponibles y existentes de tubería de perforación junto con sus propiedades mecánicas.
Profundidad y diámetro de la última tubería de revestimiento
DISEÑO POR TENSION
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Se efectúa con base en la carga estática soportada en el tope de cada clase o sección de tubería,
teniendo en cuenta el peso flotado de la tubería, botellas, etc., inmediatamente por debajo.
1. El valor del mínimo esfuerzo por tensión se divide por el factor de seguridad y al resultado se le resta: la tensión extra asumida, el peso flotado de las botellas, la tubería pesada y las tuberías seleccionadas para la parte inferior.
2. El peso real del tubo (nominal más la unión), se multiplica por el factor de flotación.
DISEÑO POR TENSION
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
3. El resultado obtenido en el numeral 1., se divide por el obtenido en 2., para hallar la máxima longitud permisible por tensión que se puede bajar de la tubería seleccionada.
4. El peso total flotado de la longitud hallada se usa para diseñar la siguiente sección de tubería de mayor resistencia.
lb/gal) (65.5
(lb/gal) actual lodo densidad - 1 = FF
DISEÑO POR COLAPSO
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Se revisa la resistencia de la tubería por colapso en la base de cada sección, dividiendo la resistencia al colapso del tubo inferior corregida por tensión entre la presión hidrostática
externa máxima que soportará y asegurándose que el resultado
(factor de seguridad al colapso), sea igual o mayor de 1.15.
Pc = Pa – Pdp + H(a - dp)
CALCULO DE RESISTENCIA AL COLAPSO CORREGIDO POR TENSION
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Tubería Premium, 5"-19.5# - E.
Tubería vacía con lodo de 15
lpg en el anular y último tubo
tensionado con 50000 lb.
Esfuerzo de cedencia de la
grado E = 85000 lb.
Resistencia al colapso de la
tubería = 7041 psi.
CALCULO DE RESISTENCIA AL COLAPSO CORREGIDO POR TENSION
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
1. Hallar la reducción de diámetro
para la clase Premium con respecto
a la nueva.
2. Calcular el área seccional
remanente así.
3. Calcular la presión equivalente
a la tensión.
4. Hallar el porcentaje del
esfuerzo de cedencia que
representa la carga anterior.
RTA: 6477 psi.
CALCULO DE RESISTENCIA AL COLAPSO CORREGIDO POR TENSION
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
DISEÑO POR TORQUE
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
El torque aplicado durante cualquier tipo de operación no
debe exceder el torque recomendado para ajustar la conexión; el API RP 7G en su sección quinta presenta una
fórmula para aproximar un valor de torque durante la
perforación, de tal forma que pueda controlar las revoluciones
para no exceder el torque máximo.
RPM
5250 * HP = T
DISEÑO POR ESTALLIDO
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Ocasionalmente la tubería puede
estar sometida a alta presión
interna, por lo tanto se puede
revisar para determinar un
factor de seguridad,
recomendable mayor o igual a
1.25. Se obtiene dividiendo la
resistencia al estallido de la
tubería, entre la presión total
interna que se prevé soportará.
DISEÑO POR APLASTAMIENTO DE CUÑAS
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Ejercen una compresión radial
sobre la tubería de perforación,
la cual puede llegar a deformar
el tubo.
La longitud de la cuña, su
coeficiente de fricción, el
diámetro de la tubería y otros
determinan la constante de
aplastamiento por cuña (SH/St).
DISEÑO POR APLASTAMIENTO DE CUÑAS
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
DISEÑO POR APLASTAMIENTO DE CUÑAS
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Asumiendo que el tubo no está
atascado, la tensión máxima
ejercida por las cuñas es la de
trabajo (PW).
Pw(Sh/St) ≤ PA
MOP≥(Sh/St – 1)
METODO COMBINADO DRILCO – API PARA
DISEÑO DE BOTELLAS Y TUBERIA
PARAMETROS DE DISEÑO DEL EJEMPLO
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
Profundidad vertical del pozo (L): 10.000 pies.
Peso sobre la broca (PSB): 40.000 lb. Botellas disponibles: 8" * 2 13/16" - 150
lb/pie. Longitud promedio: 30 pies. Peso del lodo (DL): 10 lpg. Tubería de perforación: 5"- 19.5 lb/pie.
Grado G105, Premium. Unión 6 3/8" XH * 3 1/2".
Peso total de la tubería (Wt): 21.09 lb/pie.
Resistencia al colapso: 8760 lppc. Resistencia al estallido: 12160 lppc. Resistencia a la tensión: 436150 lb. Resistencia al torque: 45200 lb-pie. Torque recomendado para la unión:
23400 lb-pie. Tensión extra: 150.000 lb. Configuración BHA Tipo 1. Tensión en último tubo para corrección
del colapso: 100,000 lbs
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1. Hallar el peso y la longitud de las botellas para el peso sobre la broca requerido:
Pb = (PSB * FS) / FF
Pb = (40000 * 1.3) / 0.847 = 61400 lb.
Lb = 61400 lb./ (150 lb/pie) = 409 pies.
Cantidad de botellas = 409 pies / (30 pie/botella) = 13.6 botellas.
El peso real será: 15 * 30 * 150 = 67500 lb y la longitud= 450 pies.
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2. Determinar la resistencia a la tensión de las tres formas siguientes:
a. R1 = (máx.resistencia a la tensión * 0.9) / C
R1 = (436150 * 0.9) / 1.42 = 276400 lb.
OD de tubería = C: 2 1/2" = 1.18, 2 7/8" = 1.22, 3 1/2" = 1.28, 4 1/2" = 1.37, 5" = 1.42, 5 1/2" = 1.47, 6 5/8" = 1.59.
b. R2 = (máx.resistencia a la tensión * 0.9) - Tensión Extra.
R2 = (436150 * 0.9) - 150.000 = 242.000 lb.
c. R3 = (máx.resistencia a la tensión * 0.9) / 1.3
R3 = (436150 * 0.9) / 1.3 = 301.950 lb.
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3. Hallar la longitud de tubería permisible a bajar:
Lt = (Rt - Pb * FF) / Wt * FF
Lt = (242.000 - 67500 * 0.847) / 21.09 * 0.847 = 10346 pies.
Número de juntas: 10346 pies / 31 = 334 juntas.
Cantidad necesaria: Prof. del pozo - Lb
Cantidad necesaria: 10.000 pies - 450 pies = 9550 pies.
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4. Probar por colapso:
FSC = RC / PhExt
FSC = 8760 lppc / (0.052 * 10 * 10346) = 1.62 (cumple)
FSC = 7533 lppc / (0.052 * 10 * 10346) = 1.40 (continua cumpliendo hasta la profundidad calculada)
Cuando se presenta el caso de que el factor de seguridad no cumple (menor de 1.15), se toma el factor de seguridad de 1.15 y se calcula la profundidad permitida con la presión de colapso corregida (PCC), así:
Lt = (PCC) /(0.052 * DL * 1.15)
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5. Probar por estallido:
FSE = RE / PhInt
Suponemos una presión interna adicional de 3000 lppc. (P.e. para destapar boquillas).
FSE = 12160 lppc./ (5380 + 3000) = 1.45 (cumple)
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6. Probar por torque:
T = (600 HP * 5250)/200T = 15750 lb - pieFST = 23400 / 15750 = 1.48
Esto significa que si se tiene una capacidad de 600 HP por la rotaria, no se puede colocar más de 200 RPM ya que se puede reducir el factor de seguridad y estaría el diseño en el límite máximo.
BIBLIOGRAFIA
BIBLIOGRAFIA
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
MANUAL DE OPERACIONES DE PERFORACION. CAPITULO X. DISEÑO DE SARTA. Vicepresidencia Ejecutiva de Exploración y Producción – Gerencia Técnica y de Desarrollo de Exploración y Producción. ECOPETROL S.A. 9 de Septiembre de 2008.
GRAC AS