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UMSA, INGENIERÍA PETROLERA PET-201 DISEÑO DE CAÑERIAS POR LA APLICACIÓN DEL METODO DE CARGA MÁXIMA 1. INTRODUCCIÓN. En la construcción y durante la vida de un pozo petrolero, las tuberías de revestimiento son preponderantes para lograr el objetivo del pozo. Es de suma importancia la selección apropiada de las profundidades de asentamiento de las tuberías de revestimiento, ya que muchos pozos presentan fallas de tipo económico e ingenieriles ya sea porque el programa de revestimiento especifica profundidades muy someras o muy profundas. De igual manera la determinación de la profundidad de asentamiento está en función de las condiciones geológicas a perforar. El criterio de selección de la profundidad de asentamiento varía de acuerdo a la función específica de cada sarta de tubería de revestimiento. 2. OBJETIVOS. Realizar un diseño de cañerías aplicando el método de carga máxima. 3. FUNDAMENTO TEÓRICO. ING. MARCO A. MONTESINOS M. Página 1

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UMSA, INGENIERÍA PETROLERA PET-201

DISEÑO DE CAÑERIAS POR LA APLICACIÓN DEL

METODO DE CARGA MÁXIMA

1. INTRODUCCIÓN.

En la construcción y durante la vida de un pozo petrolero, las tuberías de

revestimiento son preponderantes para lograr el objetivo del pozo.

Es de suma importancia la selección apropiada de las profundidades de

asentamiento de las tuberías de revestimiento, ya que muchos pozos presentan

fallas de tipo económico e ingenieriles ya sea porque el programa de

revestimiento especifica profundidades muy someras o muy profundas.

De igual manera la determinación de la profundidad de asentamiento está en

función de las condiciones geológicas a perforar. El criterio de selección de la

profundidad de asentamiento varía de acuerdo a la función específica de cada

sarta de tubería de revestimiento.

2. OBJETIVOS.

Realizar un diseño de cañerías aplicando el método de carga máxima.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO.

CARACTERÍSTICAS DE LAS TUBERÍAS DE REVESTIMIENTO.

El Instituto Americano del Petróleo (API) ha desarrollado estándares para los

revestido res que han sido aceptadas internacionalmente por la industria petrolera,

y así ha definido sus características de la siguiente forma: Diámetro nominal,

longitud, peso nominal (WN) en Lbs/ pie o Kgr, diámetro mínimo interno (“Drift

Diameter”), conexiones, grados de acero, ambiente corrosivo y punto neutro.

DIÁMETRO NOMINAL: Los revestidores están definidos como tuberías cuyos

diámetros externos varían entre   4-1/2” a 20”. La API recomienda solamente 14

diferentes tamaños (diámetros exteriores de revestidores) que son los siguientes:

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4-1/2”, 5”, 5-1/2”, 6-5/8”, 7”, 7-5/8”, 8-5/8”, 9-5/8”, 10-3/4”, 11-3/4”, 13-3/8”, 16”, 18-

5/8” y 20”. Los más comunes son: 4-1/2”, 7”, 9-5/8”, 10-3/4” y  20”. Para cumplir

con las especificaciones de la API, el diámetro exterior de los revestidores debe

mantenerse dentro de una tolerancia de  0,75%. Ver tabla # 4

Tabla # 4.- Diámetro  de la Tubería de acuerdo a la profundidad de los pozos

Diámetr

o

Hasta 10.000’ 10.000’-13.000’ Más de 13.000’

20” 20”-94 lb/pie J-55

(E)

13-3/8” 61 lb/pie J-55 (T) 68 lb/pie J-55 (T) 68 lb/pie N-80 (T)

9-5/8” 43,5 lb/pie N-80 (P) 47 lb/pie N-80 (P) 47 lb/pie P-110 (P)

7” 26 lb/pie N-80 (P) 29 lb/pie N-80

32 lb/pie N-80 (P)

29 lb/pie P-110

32 lb/pie P-110 (P)

4-1/2” 11,60 lb/pie N-80

(P)

13,5 lb/pie N-80 13,50 lb/pie P-110

(P)

Fuente: Manual de Diseño de Revestidores PDVSA CIED (1998, pág. 29)

LONGITUD DE LOS REVESTIDORES: Los tubos de revestidores son fabricados

exactamente en la misma longitud. Sin embargo, para facilitar su manejo en el

campo, la API especifica los rangos en que deben construirse como sigue: ver

tabla # 5.

Tabla #5.- Rangos de Longitudes de la Tubería de Revestimiento

Rango Longitud Total

del Rango

Longitud Promedio

(pies)

1 (R-1) 16 – 25 22

2 (R-2) 25 – 34 31

3 (R-3) 34 – 48 42

Fuente: Manual de Diseño de Revestidores PDVSA CIED (1998, pág. 30)

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PESO NOMINAL (WN) API EN LBS/PIE, se usa en conexión con la tubería de

revestimiento que tiene acabado los extremos tal como roscas y acoples,

reforzamiento en los extremos, entre otros, El peso nominal es aproximadamente

igual al peso teórico calculado por pie de una longitud de tubería con roscas y

acople de 20 pies (6.1 m), basado en las dimensiones de la junta en uso para la

clase de producto, cuando el diámetro particular y el espesor de la pared es

utilizado”.

DIÁMETRO MÍNIMO INTERNO (DRIFT DIAMETER): El mínimo diámetro interno

es controlado por un diámetro específico (“drift diameter”), que no es más que el

máximo diámetro de un mandril que debe pasar libremente (sin sufrir obstrucción)

con su propio peso, por el interior de la tubería. La longitud de estos mandriles

varía con el diámetro de la tubería, ver tabla # 6.

Tabla # 6.- Revestidores de Diámetro Libre Especial

11-7/8 71.80 0.582 - 10.625

13-3/8 72.00

86.00

0.514

0.625

12.191

11.969

12.250

12.000

13-1/2 81.40 0.580 - 12.250

13-5/8 88.20 0.625 - 12.250

Fuente: Manual de Diseño de Revestidores PDVSA CIED (1998, pág. 33

 CONEXIONES PARA LOS TUBULARES: Según informe técnico P.D.V.S.A.

sobre diseño para tubulares de revestimiento (1998) la conexión o junta es el

dispositivo mecánico que se utiliza para unir tramos de tuberías, equipos de fondo

y/o accesorios para formar una sarta de tubería de características geométricas y

funciones específicas.

En general, las conexiones son clasificadas en dos grandes grupos en función de

la geometría:

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Conexiones API.

Conexiones Patentadas. 

Hay varias características genéricas  que permiten clasificar las juntas en

diferentes categorías. La primera es si la junta es acoplada o integral, es decir, si

la caja (hembra) se construye de un tubo aparte o es parte de la misma tubería, tal

como se muestra en la figura # 7.

Fig. 7. Junta Acoplada Vs Junta Integral

Fuente: Informe Técnico P.D.V.S.A. Diseño para Tubulares de Revestimiento

(1998, pág. 27)

La junta integral tiene una ventaja con respecto a la acoplada en el sentido de que

hay una sola rosca por junta, mientras que en la acoplada hay dos. 

GRADO DEL ACERO DE LOS REVESTIDORES: Según el Manual de Diseño de

Revestidores P.D.V.S.A C.I.E.D (1998), los grados de tubería definen las

características. Consiste en una letra seguida por un número, que es el punto

cedente mínimo del material en niveles de lbs/pulg2. Se entiende por resistencia

cedente al esfuerzo de tensión requerido para producir elongación total de 0,005

pulg/pie de longitud sobre una prueba normal de muestra. En la tabla # 7 se

especifican los valores de resistencia cadencia máxima y mínima, la resistencia

final mínima a la tensión y a la elongación mínima por unidad de longitud, al

momento de la falla.

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El API define tres grupos de grados de revestidores: para servicio general, de alta

resistencia y de alta resistencia con rango de cadencia controlada.

Tabla # 7.- Grados de Revestidores Recomendados por el API

Grados

API

Resistencia

Mínima

(Lcp)

Cedencia

Máxima

(Lcp)

Resistencia Final

Mínima de Tensión

(Lcp)

Elongación

Mínima

(%)

H-40 40.000 80.000 60.000 29,5

J-55 55.000 80.000 75.000 24,0

K-55 55.000 80.000 95.000 19,5

C-75 75.000 90.000 95.000 19,5

L-80 80.000 95.000 95.000 19,5

N-80 80.000 110.000 100.000 18,5

C-90 90.000 105.000 100.000 18,5

C-95 95.000 110.000 105.000 18,5

P-110 110.000 140.000 125.000 15,0

Fuente: Manual de Diseño de Revestidores PDVSA CIED (1998, pág. 44)

Tabla # 8.- Grados de Revestidores de Alta Resistencia

Grado Resistencia

Mínima

Lbs/pulg2

Cedencia Máxima

Lbs/pulg2

Resistencia a la

Tensión Mínima

Lbs/pulg2

P-110 110.000 140.000 125.000

Q-125 125.00 155.000 135.000

V-150 150.00 180.000 160.000

Fuente: Manual Diseño De Revestidores PDVSA CIED (1998, pág. 44)

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PROCEDIMIENTO GENERAL PARA DISEÑAR UNA TUBERÍA DE

REVESTIMIENTO.

Según el Informe Técnico Diseño para Tubulares de Revestimiento PDVSA

(1998), para diseñar la sarta de revestidores de un pozo hay que conocer una

serie de datos del mismo, como las presiones de poro y de fractura hasta la

profundidad final del mismo, la distribución de temperaturas, las funciones del

mismo, actuales y futuras es decir, si posteriormente se utilizará métodos

artificiales de levantamiento, entre otros. Seguidamente se seleccionan los

diámetros más apropiados de las diferentes secciones de la sarta, lo cual depende

principalmente del caudal de petróleo que se piensa extraer. Finalmente se

procede al diseño propiamente dicho de la sarta, es decir, la selección de los

materiales y espesores requeridos para obtener, como se dijo anteriormente, una

sarta segura a un costo razonable.

DETERMINACIÓN DE LA PROFUNDIDAD DE ASENTAMIENTO.

Las profundidades a las cuales se asienta la tubería de revestimiento deben

adaptarse a las condiciones geológicas y la función que debe cumplir el revestidor.

En los pozos profundos, generalmente la consideración primordial es controlar la

acumulación de presiones anormales en la formación y evitar que alcancen y

afecten zonas someras más débiles. De modo que la planificación de la colocación

correcta del revestidor comienza por la identificación de las condiciones

geológicas, presiones de la formación y gradientes de fractura.

El método convencional de selección de la profundidad de asentamiento de la

tubería de revestimiento comienza por la identificación del gradiente de presión

intersticial o presión de poro y del gradiente de fractura. El primero se refiere a la

presión que ejercen los fluidos de la formación (la presión que se mediría si se

colocara un manómetro a esa profundidad), mientras que el gradiente de fractura

se refiere a la presión que es capaz de romper la formación.

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Ahora bien, como la presión absoluta aumenta con la profundidad, tal como se

muestra en la parte (a) de la figura # 8 este aumento de  presión puede

caracterizarse a través de la pendiente o gradiente, de forma tal que el gradiente

de presión se define como:

Al representar el gradiente de presión como función de la profundidad de un hoyo

lleno con un fluido, se obtiene una línea recta vertical, tal como se muestra en la

parte (a) de la figura # 8. Sin embargo si las presiones no aumentan en forma

lineal, sino que hay cambios debido a la presencia de condiciones geológicas

extraordinarias, entonces los diagramas de presión vs. profundidad y gradiente de

presión vs. profundidad se transforman en lo que se muestra en la parte (b) de la

figura # 8.

Fig. 8. Diagramas Esquemáticos de Presión Vs. Profundidad  y Gradiente de

Presión Vs. Profundidad

Fuente: Informe Técnico P.D.V.S.A. Diseño para Tubulares de Revestimiento

(1998, pág. 46)

Entonces, para la selección de la profundidad de asentamiento de la tubería de

revestimiento se utiliza un gráfico donde se muestren: el gradiente de presión de

poro y el gradiente de fractura, tal como el que se muestra en el ejemplo

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simplificado que se ilustra en la figura # 9. Evidentemente el gradiente de fractura

es superior al de presión de poro.

Por razones de seguridad, se trabaja entonces con una presión ligeramente

superior o sobre balance a la presión de poro, generalmente entre 0,5 y 1,0 lb/gal.

Igual se hace con la presión de fractura a la que se le sustrae un valor similar

(margen de arremetida) por seguridad.

Así finalmente, el proceso de selección de la profundidades de asentamiento se

inicia en el fondo, proyectando la densidad del lodo a la profundidad total (presión

intersticial más sobre balance) hasta el punto en que intercepta el gradiente de

fractura menos un margen de arremetida (segmento a-b). Se asienta el revestidor

en ese punto y da inicio al proceso otra vez (segmento c-d).

4. APLICACIÓN.

MÉTODO DE CARGA MÁXIMA .

Este método fue discutido en el 44° encuentro anual de la Sociedad de Ingenieros

de AIME (Septiembre 1969), tiene por finalidad el diseño de columnas de cañerías

para condiciones de máxima carga a un costo mínimo. Con el incremento de la

perforación en zonas de pérdida de circulación, presiones anormales, derrumbes y

problemas de presiones diferenciales, se hace necesario y mejorar el diseño de

cañerías principalmente por situaciones de amago de reventón o descontrol.

Es un método básicamente grafico, recomienda efectuar una representación de

las cargas para el diseño a reventamiento, colapso y tensión. La consideración del

gradiente de fractura y formación influye limitando al esfuerzo de reventamiento en

el fondo del pozo. La flotación es considerada como resultado de las fuerzas

originadas por la presión hidrostática que actúan sobre áreas expuestas de la

cañería.

Para realizar los cálculos correspondientes en primer lugar se realiza el diseño al

reventamiento, diseño al colapso, una vez encontrados los pesos, grados y

longitud de las secciones se efectúa el diseño a la tensión determinándose los

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diferentes tipos de cuplas. Posteriormente se verifica la reducción de resistencia al

reventamiento y al colapso debido a la carga por tensión, si esta reducción

muestra que una parte de la sección ha perdido su resistencia potencial la sección

es recalculada.

DISEÑO DE LA CAÑERIA INTERMEDIA.

Una de las funciones principales de la cañería intermedia es de servir como medio

de seguridad del pozo, esto es acertado por los diversos problemas encontrados

en el agujero abierto por debajo del zapato de esta cañería.

Generalmente las formaciones atravesadas por debajo del zapato de esta cañería

contienen zonas de presión anormal, perdida de circulación, derrumbes, presiones

diferenciales, etc., que originan esfuerzos a los que la cañería estará sometida.

Estas consideraciones han hecho que se modifiquen ciertos criterios para su

diseño diferenciándose de los criterios utilizados por los métodos tradicionales,

que consideraban su diseño bajo las mismas condiciones que para una cañería de

producción.

1. REVENTAMIENTO.

Primero se determinan los valores limites de reventamiento en superficie y en el

fondo del pozo. La presión límite en la superficie es igual a la presión de trabajo

del equipo usado en el cabezal, y la presión límite de fondo es igual a la presión

máxima de inyección calculada en función de la gradiente de fractura, por debajo

del zapato de la cañería.

El máximo esfuerzo ocurrirá cuando se tenga las condiciones de un amago de

reventamiento. Una característica del esfuerzo de reventón es la existencia de dos

fluidos en el agujero, el lodo con el que se perfora y el fluido de invasión. Como la

consideración se da solo para el esfuerzo máximo, los fluidos considerados serán

el lodo programado a usarse por gas como único fluido de invasión por presentar

la situación de mayor riesgo.

Calculo de las longitudes de las columnas de lodo y gas:

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X+Y=D

PS+X Gm+YGG=Presi ónde Inyecci ón=0.052 (GF+FS )D

Donde:

X= Longitud de la columna de lodo [ft]

Y= Longitud de la columna de Gas [ft]

D= Profundidad de asentamiento de la cañería [ft]

PS=presion superficial [psi]

Gm= Gradiente de lodo a usarse [psi/pie]

¿=Gradiente de Gas (0.115 [psi/pie])

GF= Gradiente de fractura [LPG]

FS= Factor de Seguridad (1.0 [LPG])

Debido a un equilibrio de presiones detrás de la cañería en contacto con las

formaciones y manteniendo el concepto de máximo esfuerzo se asumirá que el

fluido de contrapresión esta dado por una columna igual en densidad a la del agua

salada de 8000 ppm de Cloruro de Sodio o gradiente = 0.465 [psi/pie].

Gráficamente esta línea de contrapresión y restándola de la línea de esfuerzo de

reventamiento, se tiene que la línea resultante de diseño de reventamiento (FIG.

3). Se considera un factor de diseño = 1.1 que es aplicado en la línea de

reventamiento resultante para obtener la línea final de diseño (FIG. 4).

Para encontrar las diferentes cañerías que estén dentro de las condiciones de

reventamiento mínimo admisible, encontrándose los pesos y grados más

económicos de las cañerías que satisfacen estas condiciones. El tramo de cada

sección se determina por la intersección con la línea de diseño. El número de

secciones está en función del costo y seguridad en el manipuleo evitando un

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excesivo cambio de grados y pesos de cañerías que en su caso podrían llevar a

errores de selección de los diferentes tramos durante la bajada de cañería.

Este diseño tentativo queda pendiente de la evaluación de diseño al colapso.

2. COLAPSO.

La carga de colapso es producido por la presión del lodo en el espacio anular, que

actúa exteriormente sobre la cañería. El máximo esfuerzo de colapso ocurrirá

cuando el nivel de lodo baje dentro la cañería por perdidas de circulación. Este

método considera que en el zapato de la cañería intermedia es improbable que la

columna reducida de lodo sea menor que la ejercida por una columna de agua

salada (FIG. 5). La experiencia con el diseño de máximo esfuerzo indica que solo

las partes inferiores de la columna de cañería serán afectados por

consideraciones de colapso, de ahí que sea valido el uso de una columna llena de

agua salada como fluido de contrapresión trazándose la línea de contrapresión y

sustrayéndosela de la línea de carga puede definirse una línea resultante de

colapso (FIG. 6).

Se aplica un factor de diseño de 1.1 para la construcción de la línea de diseño al

colapso (FIG. 7).

En la representa con grafica del diseño al colapso las resistencias al colapso de

las secciones definidas por las consideraciones de reventamiento deben ser

ajustados. Si la representación al colapso de la cañería está por debajo de la línea

de diseño, la sección será recalculada, generalmente la línea de diseño al colapso

muestra valores de presión demasiado bajos, que en muchos casos no excede la

resistencia al colapso de la cañería por lo que se tiene factores de diseño al

colapso demasiado altos pudiendo concluir que en la generalidad de los casos

toda cañería que satisface diseño de reventamiento, también satisface el diseño

de colapso.

3. TENSION.

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Conociendo los pesos, grados y tramos basados en el diseño de reventamiento y

colapso, se puede evaluar las cargas por tensión.

El esfuerzo de flotación esta comúnmente aceptado con la reducción en el peso

de la columna de cañería cuando se baja en el lodo, comparada con el peso de la

columna en el aire. La flotación o reducción de peso de la columna de cañería es

la resultante de las fuerzas que actúan en todas las aéreas dispuestas de la

columna. Las fuerzas son iguales en las presiones hidrostáticas multiplicadas por

las aéreas compuestas, y estén definidas como negativo si actúan hacia arriba y,

como positiva hacia abajo.

Las aéreas retenidas son las de los extremos de la cañería y los puntos de

cambio de peso de la cañería. La (FIG. 8), muestra las fuerzas retenidas actuando

en cada área expuesta de una columna de cañería con un esfuerzo resultante

indicando como tensión negativa (compresión).

Una vez que se determina la magnitud o ubicación de las fuerzas, se puede

construir gráficamente la línea de tensión (FIG. 9). Es de hacer notar que más de

una sección de cañería puede estar sometido a esfuerzo de compresión. Para

obtener una línea de diseño para la tensión

Recomienda el uso de un factor de diseño incluyendo un valor mínimo condicional

de sobrecarga. El factor de diseño recomendado para la tensión es de 1.6 y /o

5000 lbs. de exceso de sobrecarga. La representación grafica de esta

combinación de factores de diseño se muestra en la (FIG 10), designada con la

línea de tensión.

Se considera que la parte más débil de una columna de cañería de tensión es la

cupla, por esto es que la línea de diseño de tensión se usa para la determinación

del tipo de cuplas mas baratas que satisfagan el diseño (FIG 11).

Después de la columna ha sido diseñado al reventamiento, colapso y tensión se

revisa las reducciones en las residencias de reventamiento y colapso de la cañería

causadas por la carga de tensión. La línea de tensión (FIG 9) se usa para evaluar

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el efecto de la carga de tensión, diferenciando las magnitudes positivas (Tensión),

o negativas (Compresión) en el tope y en la base de cada sección.

EL MODELO BIAXIAL.

Este modelo se ha probado con experimentos en los cuales las cargas en tuberías

de revestimiento debidas a presión externa y peso soportado que se ejercen en un

punto, reducen la resistencia efectiva al aplastamiento, siendo la magnitud de esta

reducción muy considerable en la mayoría de los casos.

El sitio de partida para diseñar una columna de tubería de revestimiento de

diferentes diámetros es el fondo del pozo. En las tablas de propiedades de T.R. el

grado del menor peso y menor costo se selecciona para que resista sin colapsar

con el peso de lodo usado durante la perforación aplicando un factor de seguridad.

Este peso y grado de la tuberías se lleva hacia arriba del pozo hasta un punto

seguro donde la siguiente tubería de revestimiento de diferente diámetro y la

menos costosa resista la presión de colapso. Este punto puede ser determinado

por una serie de cálculos o por medio de una elipse de esfuerzos de tensión

biaxial.

ING. MARCO A. MONTESINOS M. Página 13

Page 14: Metodo de Carga Maxima

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Fuente:http://blog.utp.edu.co/metalografia/2012/07/31/2-

propiedadesmecanicas-de-los-materiales/.

El resultado nos dará un punto seguro máximo de instalación que toma en cuenta

la reducción de la resistencia al colapso causada por el peso de las secciones

inferiores de tubería de revestimiento suspendidas del punto que se está

considerando.

VARIACIONES DE PROCEDIMIENTO:

Se mencionó previamente que solo el diseño de la cañería intermedia sigue el

proceso descrito anteriormente. A continuación se verá las condiciones que rigen

el diseño de las diferentes columnas de cañerías de revestimientos.

ING. MARCO A. MONTESINOS M. Página 14

Page 15: Metodo de Carga Maxima

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DISEÑO DE LA CAÑERIA SUPERFICIAL.

1. REVENTAMIENTO.

En este diseño las presiones de inyección son relativamente bajas por lo que

recomiendan despreciar un límite de presión superficial.

Para el diseño al reventamiento, se calcula la presión de inyección en el zapato de

la cañería y se asume una columna de gas que va hasta la superficie (FIG 12). Así

la presión en superficie será igual a la presión de inyección menos la presión de

una columna de gas.

2. COLAPSO.

La presión de colapso es ejercida por4 una columna de lodo de una determinada

densidad que actúa exteriormente sobre la columna de cañería.

A causa de una posibilidad de una perdida de circulación permitiendo que el nivel

de fluido caiga por debajo del zapato de esta cañería, no se considera ningún

fluido de contra presión, porque la experiencia demuestra que en las perdidas

severas la columna de lodo desciende por debajo del zapato de este tramo.

CAÑERIA INTERMEDIA CON LINER.

Como una variación del método de carga máxima se considera el diseño de la

cañería intermedia con liner. El liner es una opción que permite ahorros

importantes en costos por cañerías y su función es similar al de una cañería que

empieza desde la superficie, en el mayor de los casos el liner es utilizado en

profundizaciones del pozo, esto con la finalidad de probar tramos supuestamente

potenciales que no hayan sido programadas inicialmente.

Para el diseño de la cañería intermedia con liner se supone que el liner es parte de

la cañería intermedia, por tanto los esfuerzos a los que el liner estará sometido

serán los mismos que para una cañería intermedia sin liner.

1. REVENTAMIENTO COLAPSO Y TENSION.

ING. MARCO A. MONTESINOS M. Página 15

Page 16: Metodo de Carga Maxima

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Se dijo anteriormente que para el diseño de la cañería intermedia con liner se

supone que el liner es parte de la columna de la cañería intermedia, por lo que se

utilizara para el diseño la densidad de lodo programado para el tramo del liner,

además se considerara la presión de inyección en el zapato del liner. El

procedimiento de diseño será el mismo que para una cañería intermedia sin liner.

El fluido de contrapresión seguirá siendo el agua salada pudiendo aplicarse a la

resultante un factor de diseño igual a 1.1 (FIG 13).

El diseño al colapso y a la tensión es el mismo que el de una cañería intermedia

sin liner. En el diseño a la tensión se considera separadamente. La cañería

intermedia y el liner, para la determinación de los diferentes cuplas.

ING. MARCO A. MONTESINOS M. Página 16

Page 17: Metodo de Carga Maxima

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TRAMO INTERMEDIO CON LINER

CAÑERIA DE PRODUCCION.

La cañería de producción tiene por finalidad el de aislar los tramos de interés, así

mismo facilita los trabajos requeridos para que el pozo entre en su etapa de

productiva.

Los métodos tradicionales consideraban de importancia su diseño para lo cual

utilizaron diversos criterios tales como: que la presión de reventamiento tiene

como límite la resistencia de los equipos utilizados en superficie o que el limite

esta dado por la presión desarrolladla por una columna de lodo en el fondo del

pozo, así mismo consideraban que el anillo de cemento serbia como refuerzo a la

resistencia de colapso de la cañería o simplemente algunos métodos no lo

consideraban por la posibilidad de grietas en las mismas.

El diseño de la cañería de producción y los criterios utilizados por el método de

carga máxima son descritos a continuación.

1. REVENTAMIENTO:

El diseño al reventamiento para la cañería de producción envuelve algunas

imposiciones que merecen discusión. Una de ellas es que el fluido de cementación

usado es igual en densidad al peso del lodo en el espacio anular.

El resultado de esta suposición es que el efecto de esfuerzo y la contrapresión de

fluidos se anulan en este punto, por lo tanto la cañería no tiene esfuerzo de

reventamiento la segunda suposición es que existe una rotura en la tubería de

producción, próximo al packer y si el pozo fuese gasífero esta presión se

transmitirá desde el fondo hasta la superficie, siendo considerado como un

esfuerzo de reventamiento uniforme sobre la longitud total de la cañería de

producción, esta presión de fondo es igual a la presión de formación y puede ser

calculada mediante la gradiente de formación pudiendo aplicarse, si el caso lo

requiere, un factor de diseño igual a 1.1 a la carga resultante (FIG 14).

Obteniéndose una línea final de diseño.

ING. MARCO A. MONTESINOS M. Página 17

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2. COLAPSO

Debido a la posibilidad de quiebres en la tubería de producción, recuperación

artificial, baleos taponeados, etc. El diseño al colapso para la cañería de

producción no considera fluido de contrapresión, la columna se diseña vacía por

dentro. La carga de colapso es suministrada por la presión del lodo más pesado

en el que se va a bajar la cañería y el factor de diseño se aplica directamente al

esfuerzo. La línea de diseño resultante es usada como en .los anteriores diseños

para adecuar y ajustar como sea necesario el diseño de reventamiento. La tensión

y la reducción por efecto de tensión son evaluadas como se describió

previamente.

ING. MARCO A. MONTESINOS M. Página 18

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DISTRIBUCIÓN DE TUBERÍAS DE REVESTIMIENTO

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4. BIBLIOGRAFÌA

- Fuente:http://blog.utp.edu.co/metalografia/

2012/07/31/2propiedadesmecancas-de-los-materiales/.

- Diseño de Cañerías, Método de Carga Máxima; Arnez Hernan.

- http://www.monografias.com

- http://www.wikipedia.org

ING. MARCO A. MONTESINOS M. Página 20