ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS DE LA TIERRA
PERFORACIÒN TEMA: Estudio del efecto e!di!" # $uc%li!" e! l&s tu$e'(&s du'&!te l& )e'fo'&ci*! de )o+os ,e'tic&les- .o'i+o!t&les # des,i&dos
PARALELO: Nº 1
AUTOR/ES0: María Graciela Loja Sánchez Juan Carlos Carrera Palacios
TUTOR: Msc. Romel Erazo
Contenio !ntroucci"n.......................................................................................................................# Marco te"rico.....................................................................................................................$ E%ecto &enin'..................................................................................................................$ E%ecto &enin' (ara (ozos )erticales............................................................................$ Car'a e ise*o má+imo (ermisi,le..............................................................................E%ecto &enin' en (ozos es)iaos...............................................................................E%ecto &enin' (ara (ozos horizontales........................................................................... Conclusiones....................................................................................................................../ &i,lio'ra%ía......................................................................................................................../
I!t'oducci*! Los (ozos e esarrollo e alcance e+tenio se hacen caa )ez más lar'os 0 más secciones horizontales como )erticales 0 a la )ez es)iaas se (er%oran caa a*o. Como resultao e esto e,emos ace(tar el hecho e ue el (aneo (or com(resi"n en las secciones horizontales el a'ujero resulta en )i,raci"n la cual incrementa las (erias (or %ricci"n e incrementa la %ati'a so,re la tu,ería e (er%oraci"n 0 sus cone+iones. La e%iciencia e la (er%oraci"n rotatoria cae a meia ue las secciones e alto án'ulo el a'ujero se incrementan en lon'itu e,io al contacto e rozamiento con la (arte in%erior el a'ujero2 entonces la sarta e (er%oraci"n )a a necesitar %le+i,ilia (ara so(ortar el mo)imiento 0a se e %le+i"n o (aneo. Las tu,erías e (er%oraci"n cuentan con características torsionales 0 e tensi"n ue e+ceen auellas e los tu,ulares e (er%oraci"n estánar 0 utiliza cone+iones 3P! estánar e (unta a ca,o.
M&'co te*'ico Efecto e!di!"
4ace re%erencia a la ca(acia ue tiene la sarta e (er%oraci"n a su%rir una e%ormaci"n (or %le+i"n 0a sean (or %uerzas e tensi"n o com(resi"n. La %le+i"n es %unci"n e la tensi"n 0 com(resi"n la cual in)olucra la e%ormaci"n el material eri)ao e la se)eria (or la es)iaci"n el (ozo. 4a0 muchas maneras (or las cuales un tu,o se (uee o,lar en el raio reuerio. Las t5cnicas (rinci(ales meiante las cuales el tu,o (uee o,larse en la %orma eseaa son6 • • • •
7le+i"n e tu,o e estiramiento rotatorio Cur)ao e tu,o e com(resi"n Cur)ao e roillo 7le+i"n e estiramiento
8atos como 'raientes (orales 0 e %ractura2 'raientes e tem(eratura2 litolo'ía el terreno son reuerios tanto (ara el ise*o con)encional e una sarta como (ara el ise*o e un casin' (ara (er%orar. La 9nica 'ran i%erencia ue sur'e es la incor(oraci"n e tensiones aicionales (ro)enientes e e%ectos inámicos. El (rinci(al o,jeti)o es ienti%icar los es%uerzos com,inaos e tensi"n 0 com(resi"n en la (arte es)iaa. El cálculo e(ene irectamente e la
%luencia el material2
e%iciencia al &enin' 0 el iámetro nominal e la tu,ería.
Efecto e!di!" )&'& )o+os ,e'tic&les La ecuaci"n (ara calcular la ca(acia e %le+i"n e una tu,ería2 relaciona el m"ulo e elasticia2 el es%uerzo o resistencia el material2 el cam,io e %orma e este 0 la lon'itu es)iaci"n6
8one6 θ :
Má+imo án'ulo e es)iaci"n (or caa 1;; metros.
e
σ0
: Es%uerzo e ceencia2 (si.
σa
: Car'as a+iales (or tensi"n o com(resi"n2 (si.
<8 : 8iámetro e+terior e la tu,ería. Para (ozos )erticales se hace un estuio intenso e las car'as a+iales (ara eterminar el má+imo án'ulo e es)iaci"n ue (osee la tu,ería a usarse. Peso total so(ortao (or la junta su(erior e la tu,ería e (er%oraci"n cuano la ,arrena esta justo arri,a el %ono6 Tsurf =[ ( LdpxWdp + LdcxWdc ) ] xBF
BF
=
ρ m
1−
ρs
L(6 lon'itu e la tu,ería e (er%oraci"n =(6 (eso e la tu,ería e (er%oraci"n Lc6 lon'itu e la lastra ,arrenas =c6 (eso e la lastra ,arrenas
Si al tensionar la tu,ería al (er%orar un (ozo )ertical se alcanza su (unto e cenencia entonces6 •
>enrá una e%ormaci"n total ue es la suma e las e%ormaciones elástica 0 (lástica.
•
•
El estiramiento (ermanente se ueará en la tu,ería e (er%oraci"n. Sera i%ícil conser)ar la tu,ería recta.
C&'"& de dise1o 234i2o )e'2isi$le
Pa: ;.?+>0iel Pa6 car'a e ise*o má+ima (ermisi,le en tensi"n2 l,s. >0iel6 resistencia a la ceencia te"rica aa en las ta,las 3P!2 l,s. ;.?6 un límite (ro(orcional constante relacionao con el (unto e ceencia.
Efecto e!di!" e! )o+os des,i&dos
Para (er%orar un (ozo es)iao se e,e consierar siem(re la (ro%unia )ertical. >@8 Calcular la >@8 (ara a tu,ería e (er%oraci"n Calcular el (eso el &43 en un (ozo inclinao2 multi(licano su (eso en el aire (or el coseno el án'ulo. La %uerza e %le+i"n e,e consierarse (ara el ise*o e la tu,ería en (ozos es)iaos e,io al e%ecto e la cur)atura el (ozo 0 el án'ulo e inclinaci"n. La %uerza a+ial eui)alente e,ia a la %le+i"n se (uee encontrar consierano una )i'a sometia a cur)ao (uro6
8one6 A6 es el án'ulo e inclinaci"n ese la )ertical 86 es el iámetro e la tu,ería E6 es el m"ulo e elasticia e la tu,ería
7i'ura e un (ozo es)iao Fb=218 αAsD
7,6 es la %uerza a+ial e%ecti)a e,ia a la %le+i"n2 en l,s B %t 3s6 es el área e la secci"n trans)ersal e la tu,ería2 en in.#
Normalmente2 la cur)atura e la tu,ería con aco(lamientos es i%erente cuano está en contacto con la (are el (ozo. Consecuentemente2 la %uerza a+ial calculaa (uee ser una emostraci"n e la ecuaci"n ue Lu,insi ha utilizao (ara la teoría clásica e la %le+i"n (ara eucir la tensi"n a+ial má+ima como6
Si el es%uerzo a+ial incrementao causao (or %le+i"n se e+(resa como una %uerza a+ial eui)alente2 D 0 L tienen sus uniaes en %t. Para los cálculos anteriores2 la %uerza a+ial en la (orci"n es)iaa el (ozo se calcula e la si'uiente manera6
8one6 L6 lon'itu e la tu,ería 7,uo06 7uerza ,o0ante θ
6 n'ulo e inclinaci"n
Efecto e!di!" )&'& )o+os .o'i+o!t&les
El e%ecto e %le+i"n (ara tu,erías en (ozos horizontales resulta ser más ri'uroso e,io a ue la sarta e,e 'arantizar una ma0or %le+i,ilia (or el es'aste e la tu,ería e re)estimiento. Los tu,ulares e (er%oraci"n rotatorios (lantean un ries'o si'ni%icati)o (ara la inte'ria el (ozo. La e%iciencia e la (er%oraci"n rotatoria cae a meia ue las secciones e alto án'ulo 0 horizontales el a'ujero se incrementan en lon'itu e,io al contacto e rozamiento con la (arte in%erior el a'ujero. La tu,ería e (er%oraci"n cuenta con características torsionales 0 e tensi"n ue e+ceen auellas e los tu,ulares e (er%oraci"n estánar 0 utiliza cone+iones 3P! estánar e (unta a ca,o. 3l i'ual ue los (ozos es)iaos las tu,erías están e+(uestas a tensiones más altas (or el án'ulo e inclinaci"n ue tienen2 (ese a ue la tu,ería tiene (ro(ieaes torsionales la sarta e (er%oraci"n e,e estar e+(uesta a ma0or %le+i,ilia consierano siem(re a las car'as a+iales ue se somete.
L6 lon'itu e la tu,ería 7,uo06 7uerza ,o0ante θ
6 3n'ulo e inclinaci"n
Co!clusio!es •
Mientras e+iste más e%ecto e %le+i"n en las tu,erías2 la sarta e (er%oraci"n )a a estar sometia a ma0ores %uerzas a+iales lo cual (oría (ro,lemas al momento
•
e continuar con la o(eraci"n e (er%oraci"n. La resistencia a la tensi"n a+ial está i)iia (or el área e la secci"n trans)ersal e la (are e la tu,ería ,ajo la 9ltima rosca (er%ecta 0 es ma0or ue la
•
resistencia elástica mínima. Este en%oue se usa más com9nmente (ara cali%icar la resistencia e la %uerza e
•
tensi"n e un aco(lamiento sometio a %le+i"n. Se han esarrollao %"rmulas 3P! (ara la resistencia e la junta e la en)oltura e rosca reona sometia a %le+i"n.
i$lio"'&f(& 3F3R2 J. 1??HI. Drilling Enginering. 4<S>on0 Kuin. Maruez2 8. #;;I. Buckling o pandeo en las tuberías . <,tenio e htt(s6BBes.scri,.comBocB?1H/1;H1B&uclin'o(aneoenlastu,erias Moreno2 G. #;11I. PERFORACION DE POZO PE!RO"ERO . <,tenio e %ile6BBBC6BsersB3cerB8onloasBCasin'O#;8rillin'.(% Parai'ma. #/ e Enero e #;1$I. "enntec#. <,tenio e .(arai'm.eu