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  • Diseo de Sarta de

    Perforacin

    En Forma Simple

  • Articulo: Diseo de Sarta de Perforacin, En Forma Simple Marzo/13 Elaboro: Ing. P.J.P.S.

    En este mundo globalizado, se busca

    reducir procedimientos para mejorar

    en todos los mbitos tcnicos y

    administrativos, principalmente en las

    actividades de campo.

    Introduccin:

  • Articulo: Diseo de Sarta de Perforacin, En Forma Simple Marzo/13 Elaboro: Ing. P.J.P.S.

    En este artculo se presenta una recomendacin para disear sartas

    de perforacin cuando se est preparando el programa de

    perforacin en buro, en campo cuando sabemos que no llego la

    tubera de perforacin programada.

    El instituto Americano del Petrleo edito un boletn sobre diseo de

    Tuberas, revisando el boletn:

    API BUL 5C3, Oct/94

    Donde se muestra unas frmulas y clculos para Tubera de

    Revestimiento, de Produccin, de Perforacin y de Lnea, as mismo

    extraemos unas frmulas para calcular en base a los datos de

    Tubera de Perforacin sus tres valores mecnicos, para el cuerpo

    del tubo sin costura:

    Presin de Colapso.

    Presin Interna.

    Resistencia a la Tensin.

    Introduccin:

  • Articulo: Diseo de Sarta de Perforacin, En Forma Simple Marzo/13 Elaboro: Ing. P.J.P.S.

    Descripcin General de la Tubera de Perforacin.

    Las tuberas de perforacin, son los elementos tubulares

    utilizados para llevar a cabo los trabajos durante la operacin de

    perforacin.

    Generalmente se les conoce como tubera de trabajo, porque

    estn expuesta a mltiples esfuerzos durante las operaciones de

    perforacin en el cuerpo del tubo sin costura, tales como:

    Tensin

    Compresin

    Presin Interna y Externa

    Doblez

    Fatiga

    Torsin

    Abrasin

    Erosin

    Corrosin

  • Articulo: Diseo de Sarta de Perforacin, En Forma Simple Marzo/13 Elaboro: Ing. P.J.P.S.

    Descripcin General de la Tubera de Perforacin.

    La accin independiente o combinada de dichos esfuerzos

    puede causar problemas mecnicos durante la perforacin

    del pozo en el cuerpo del tubo sin costura, tales como:

    Desprendimientos

    Pegaduras por presin diferencial

    Derrumbes de pozo.

    Arrastres

    Cerramiento de agujero

    Fugas en los elementos tubulares

  • Articulo: Diseo de Sarta de Perforacin, En Forma Simple Marzo/13 Elaboro: Ing. P.J.P.S.

    Descripcin General de la Tubera de Perforacin.

    Al Incrementarse estos problemas mecnicos durante la

    perforacin son causa de altos costos y prdidas de tiempo

    en la perforacin, hasta prdida de lo perforado o perder el

    pozo.

    Consecuentemente, un adecuado diseo de la sarta de

    perforacin es el complemento fundamental para el xito.

    Por lo tanto, debe tomarse en cuenta que un sobre diseo,

    que exija componentes con resistencias mayores (tuberas

    con mayor dimetro en el cuerpo y junta), tambin incrementa

    el costo de la perforacin, a la vez pueden daar la integridad

    de las Tuberas de Revestimiento, que se deben de cuidar al

    mximo.

  • Articulo: Diseo de Sarta de Perforacin, En Forma Simple Marzo/13 Elaboro: Ing. P.J.P.S.

    Descripcin General de la Tubera de Perforacin.

    Los datos principales que deben conocerse sobre las

    Tuberas de Perforacin son los siguientes:

    Dimetro Nominal

    Peso Nominal

    Grado de Tubera

    Clase, API, divide las tuberas en Clase I (Tubera

    Nueva), Premium, Clase II (Usada en 75%), Clase III

    (Usada en exceso), los porcentajes son

    recomendaciones.

    Dimetro Interior

    Tipo de Conexin

    Tamsa es la compaa productora de tubera sin costura, en

    Mxico.

  • Articulo: Diseo de Sarta de Perforacin, En Forma Simple Marzo/13 Elaboro: Ing. P.J.P.S.

    Resistencia a la Tensin.

    La Resistencia a la Tensin, es una

    condicin mecnica de una tubera

    que puede ocasionar la falla o

    fractura de la misma. Se origina por

    la accin de cargas axiales que

    actan perpendicularmente sobre el

    rea de seccin transversal del

    cuerpo del tubo sin costura. Las

    cargas dominantes en esta condicin

    mecnica son los efectos

    gravitacionales, flotacin, flexin y

    esfuerzo por deformacin del

    material.

  • Articulo: Diseo de Sarta de Perforacin, En Forma Simple Marzo/13 Elaboro: Ing. P.J.P.S.

    Resistencia a la Tensin.

    La nomenclatura recomendada por el API para

    identificar los diferentes tipos de aceros se define

    como:

    S-135

    Donde el valor numrico especifica la magnitud de la

    Cedencia o Fluencia del material expresado en

    miles de libras por pulgada cuadrada, PSI, como lo

    anterior S-135, tiene una cedencia o fluencia de

    135,000 psi.

  • Articulo: Diseo de Sarta de Perforacin, En Forma Simple Marzo/13 Elaboro: Ing. P.J.P.S.

    Resistencia a la Tensin.

    Porqu nos aplicamos con mayor atencin a la Resistencia de la

    Tensin en las sartas de perforacin?

    Porque la sarta de perforacin siempre estar en tensin

    En los momentos de perforacin siempre se encontrara con fluido de

    perforacin interior y exterior, por lo tanto se encontrara la sarta en

    diferentes momentos de tensin

    Cuando se encuentra perforando suspendida del Kelly o si se

    cuenta con Top Drive

    Cuando se encuentra en cuas

    Cuando se encuentra colgada del elevador de TP de 18, en el

    momento que se est sacando o metiendo la sarta de perforacin

    Cuando se est perforando, solo perder el peso de los DC que se

    cargue a la barrena moviendo su punto neutro, en esta condicin la

    sarta de perforacin sigue en tensin

    En un ltimo de los casos cuando se encuentre afectado por un

    problema mecnico del pozo, atrapada la sarta de perforacin.

  • Articulo: Diseo de Sarta de Perforacin, En Forma Simple Marzo/13 Elaboro: Ing. P.J.P.S.

    Resistencia a la Tensin.

    Hay que recordar que la sarta de perforacin es el primer contacto

    con la formacin, por lo tanto debemos de tener suficiente valor de

    Resistencia a la Tensin en el cuerpo del tubo sin costura.

    En el API Bull 5C3, oct/94, presenta las frmulas de Resistencia al

    Colapso, Presin Interna, Resistencia a la Tensin, para el cuerpo

    del tubo sin costura y para las conexiones.

    La formula que aplica Resistencia a la Tensin para el cuerpo de

    tubo sin costura es la siguiente:

    Con esta frmula determinamos los valores de resistencia a la

    tensin en el cuerpo del tubo sin costura que nos muestran las

    tablas de los fabricantes, pudiendo aplicar los factores de diseo,

    para las diferentes clases de tubera.

    ) ( 4

    2 2 d D Rt - = d

    p

    pgs terior DiametroIn d

    pgs terior DiametroEx D

    PSI uencia ModulodeFl

    Lbs laTensin sistenciaa Rt

    ,

    . ;

    ,

    , Re

    =

    =

    =

    =

    d

  • Articulo: Diseo de Sarta de Perforacin, En Forma Simple Marzo/13 Elaboro: Ing. P.J.P.S.

    Replanteamiento del Diseo de Sarta de Perforacin.

    Un diseo ideal de sarta de perforacin sera en este orden

    descendente:

    Tubera Perforacin Grado

    TP S-135

    TP G-105

    TP X-95

    TP E-75

    Pero hay que recordar que todas las tuberas tienen su peso

    especfico dado en Lb/p o Kg/m.

    Por lo tanto al disear, aparte de analizar las etapas a perforar,

    se consideran las longitudes de sarta de perforacin, con sus

    dimetros, pesos, grados de TP y juntas de perforacin.

  • Articulo: Diseo de Sarta de Perforacin, En Forma Simple Marzo/13 Elaboro: Ing. P.J.P.S.

    Replanteamiento del Diseo de Sarta de Perforacin.

    Contamos con unas frmulas para determinar las longitudes de

    tubera de perforacin:

    L1= Longitud de TP de la primera seccin de menor grado o resistencia, mts.

    Rt1 = Resistencia a la tens