INGENIERIA PERFORACIONI y II PROBLEMAS RESUELTOS N= caballete porta poleas poleas D= motón viajero y gancho E= unión giratoria y vástago de perforar C= malacate A= motores I= bomba de lodo y transmisión por correas = !aranda vibratoria "= cuellos lastra barrena #= mesa rotativa "= tan$ue de lodo %= Niple campana y tubo conductor de lodo a la !aranda vibratoria &= mesa rotativa rotativa vástago de perforar
PRACTICAS CALIFICADAS EXAMENES PARCIALES EXAMENES FINALES EXAMENES SUSTITUTORIOS
PROBLEMAS RESUELTO POR: ING. JUAN C. ALIAGA R. DRILLING ENGINEER
EQUIPO DE PERFORACION ROTATIVA CAPITULO II CASTILLOS Y MASTILES PARTE PRÁCTICA ,A0ADA -.(0E E ,I-. 1 PROBLEMA 1:EN A 'A(A )*)+ ,E-. DE A '/(E0IA ,A0ADA CA0#A DE 2IEN'. DE (.E'IN A,I -'ANDA0D 3A -E ENC/EN'0A A -I#/IEN'E IN&.04ACI.N 'A4A5. DE CA-'I. 678
A'/0A DE CA-'I . 698
.N#I'/D DE A '/(E0IA 638
,E-. DE A '/(E0IA 6:8
"A; DE '/(E0IA EN ,IE -.(0E E ,I-. DE CA-'I. 6A0EA DE 2IEN'.8 6<8
A'/0A DE .- DED.- DE A ,A'A&.04A DE EN#0A,AD.0 68
N>7?
7)<@
7?@
7?*: lbBpie
:@+?@@ :@+?@@ @
?)@
DIA4E'0. DE A '/(E0IA 6)8
3 N>7
73@
7:@
99*: lbBpie
<@+@@ )@
?3@
:@@
Calcular para cada tamaFo de castillo lo siguienteG a8 b8 c8 d8
Hrea de aplicac aplicación ión de la carga carga del viento viento sobre sobre la tuberia tuberia en pie pie sobre el piso piso del castill castilloo Componente hori!ontal hori!ontal del peso de la tuberia tuberia Carga Carga del del vien viento to en en el pun punto to de de orige origenn Carga Carga combinada combinada en los los dedos dedos de la plataf plataforma orma del del engrapado engrapador r
-olución a8 Dado Dado el el area area de vie vient ntoo = 6<8 6<8 1 ft
•
-i scaneo
A N>7?= 6:@ ?J
•
-i scaneo
A N>7= 6<@ J8 )@ = ::? ft 9
12 pulg
8 @ = :7 ft 9
AN°18=1! "#$
AN°1%=8 "#$
1 2
@
b8 -caneo Ɵ = 9*:> K=638 6:8 Entonces K N>7? =7?7?*:= 7? lb K" N>7? =7?sen9*:> =7?sen9*:> =?7:*7:lb
K" = KsenƟ
&' N°18 =8($!)*
K N>7 =7:99*:=)): =7:99*:=)): lb K" N>7 =)): sen9*: = 7397*:3 &' N°1% =1+($! )* c8 ,ara la la altura altura del del castil castillo lo G 7)<@ 7)<@ ,= 77*< 77*< lbBft lbBft 9 9 &v N>7? = A N>7?, &v N>7? =:7ft 77*
7= A N>7, = ::? ft 9 99*: lbBft 9 = 79::: lb
F,N°18 = -!!! )* F,N°1%= 1$-! )*
d8 -i Ɵ=9*:> =9*:> pe$u pe$ueFo eFoLL se con consid sidera era scaneo L
M4= 0=
2
K"
L 2
&2 = h0
( Fv + W H ) L 2h
De 6<8 y 68 0 N>7?= 0 N>7=
( 6000 +8720 ) 90 2 × 83
( 12560 + 14720 ) 93 2 × 84
R N°18 N°18=(%8! )*
=?*9 =? lb = 7:77*3 =7:7 lb
R N°1% N°1%=11!! )*
libre 4arca Dreco modelo 47)77 47)77 PROBLEMA $:a #NC de la carga de un mástil de pedestal libre :( es de :L :L lbs conociendo $ueG
Nmero de lOneas hacia hacia abajo 7 ,eso del motón viajero :9 lb ,eso del gancho 7? lb ,eso de la unión giratoria 7: lb ,eso del caballeteporta poleas lb Anclaje de la lOnea muerta pie derecho del mástil frente al lado derecho del malacate Densidad del lodo 77*: lbBgln
-e pregunta a8 a capa capacid cidad ad de de la carga carga del del mást mástil il b8 ,eso de la sarta de perforación perforación fuera del po!o c8 Carga Carga en el pie derech derechoo del mástil mástil frente frente al lado lado i!$uierd i!$uierdoo del malacat malacatee -oluciónG
a8 Como Como Capaci Capacidad dad de de carga carga ddel el casti castillo llo CCC CCC =
( n +4 )
-i #NC= Kg
n
… … .. (∝ )
W ( n+ 2) + W ( 1 −0.02 n ) nFEC
cpp
Kg peso en el gancho incluyendo incluyendo la fricción
#NC = : lbs Kcpp = lb P de lOneas lOneas hacia abajo n9=7 n=? En 6∝8 G : = Kg
( 8+4 )
"allando &*E*C G Kg= ?'
8
Kg B3 = 9'
Carga total Carga centrada Carga en la *0
Kg= ))) )))*))) lbs
?'
CA0#A EN CB ,IE DE0EC". A ( C 9' 9' 9'
7'
*:'
*:'
Carga en la 7' *4 CA0#A 7' 9*:' 9*:' '.'A Carga e$uivalente = 3 carga máQima de un pie derecho uego &*E*C =
CARGATOTAL CARGAEQUIVALENTE =
10 T 4 × 3 T
7' )'
= *?))
W
Como Kg= ( 1 −0.02 n )
( n + 2)
CCC = Kg nFEC W CCC=
333333 333 333.33 .33 ( 8 + 2) 8 × 0.833
cpp
D 9'
CCC= !% $!! )*
9'
b8 -i Kg= 6K', lodo KC( lodo K/ # K4 2 gancho 7 lb8B67+*9n8 lb8B67+*9n8 K', lodo= K',6 7+*7: ρ
K/ #= 7: lb K4 2 = :9 lb ρ
8
m
= 77*: lbBgln
m
KC( lodo= KC(6 7+*7: ρ
K#= 7? lb Kg= 6K', 67+*7: ρ
8 KC( 6 7+*7: ρ
m
8
m
8 K/ # K4 2 gancho 7 lb8B
m
67+*9n8 0eempla!ando valores )))L)))*))= 66K', KC(8 6 7+*7: × 11.5 8 7: :9 :9 7? 7 lb8B67+ lb8B67+ *9 × 8 8 K', KC(= 9< 3?*< lb
&SP= $!- %! )*
c8 En el punto D Carga del pie derechoG carga de la lOnea muerta = 9 ' -i Kg= ?' '= Kg B? Carga en el pie derechoG 9Q K g B? C/0/ 23 2) 452 620279 = 8 . )*
PROBLEMA :Dada la siguiente condición de operaciónG ,rofundidad del po!oG 7@ 'uberOa de peroraciónG 3*:@@ DE )*?)@@ DI 7<*< lbBft Cuello lastra barrena < ' ? lbBft L <*9: DE L )@@ DI ,eso de la unión giratoriaG :: lb ,eso delgancho y motón integrado = 77< lb ,eso del caballete porta polea G 3: lb N de lOneas hacia abajoG 7 /bicación de la lOnea muertaG pie derecho del mástil ubicado a la i!$uierda frente al malacate Densidad del lodoG 7) lbBgln -e pregunta a8 Carga Carga sobre el pie pie derecho derecho del mástil mástil ubicado ubicado al lado lado derecho derecho frente frente al malacate malacate b8 Capacidad de carga del del mástil
c8 Capaci Capacidad dad brut brutaa de la la carga carga del del mást mástil il -olución a8
n9=7 n= ? -i Kg= ', ρ
6 7+*7: ρ
,
gancho 7 ',= 3@
8 C( ρ
m
6 7+*7: ρ
C(
8 K/# K4 2
m
lb8B67+*9n8
ρ =7<*< lbBft lbBft densidad lieal
ρ = ? lbB ft C(= <@ K/#=:: lb K4 2 g=77< lb ρ = 7) lbBgln m
Kg= 3@Q7<*<6 3@Q7<*<6 7+*7: Q7)8 <Q?6 7+*7:
13
8 :: 77< 7
lb8B67+*9Q?8 Kg = ))?
-eaG
Carga total Carga centrada Carga en la *0
?'
CA0#A EN CB ,IE DE0EC". A ( C 9' 9' 9'
7'
*:'
Carga en la *4
7'
D 9'
*:' 7'
CA0#A '.'A
7'
9*:'
9*:'
9'
)'
Kg= ?' Kg B3 = 9' ,or lo tanto G carga sobre el pie derecho del mastil ubicado al lado derecho frente al malacate G es en el punto c K@@C= 9' = 9Q KgB? K@@C= KB3 K@@C= ))? )
( n+ 2)
nFEC
W cpp
W cpp = 3: lb
CARGATOTAL 4 xCARGAEQUIVALENTE =
CCC = ))?
c8 -i #NC= Kg
(8 +2 ) 8 x 0.833
+ 9045 lb
10 T 4 × 3 T
= *?))
CCC= 1( (!! )*
( n +4 ) n
8+ 4 338968 (¿)
#NC= Kg
¿ ¿ ¿
GNC =!8+$ )*
PROBLEMA +:6eQ* ,arcial8 Demostrar $ue en todo mástil se verifican las siguientes relacionesG a8 Cuando la lOnea muerta está anclada a uno de los pies derechos del mástilL ubicados frente al malacateL la diferencia $ue eQiste entre la capacidad de carga del mástil y la capacidad nominal bruta de carga del mismo mástil es igual al peso del caballete portapoleas* b8 Cuando la lOnea muerta está anclada a uno de los pies derechos RRRRRRRRR** RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR y la capacidad nominal bruta de carga para el mismo mastil es igual al peso del caballete porta poleas mas el cociente $ue resulto de dividir al doble del peso de la carga suspendida entre el nmero de lOneas hacia arriba* -./CI.N
-ea n= P de lOneas hacia arriba K= peso de la lOnea suspendida K= n'
W 4
n
= T 4
/<
Carga total Carga centrada Carga en la *0
n'
CA0#A EN CB ,IE DE0EC". A ( C n'B3 n'B3 n'B3
7'
*:'
Carga en la *4 CA0#A '.'A
7'
-i la CCC= K
*:' 7'
6n98'
( n+ 2)
nFEC
EntoncesG &*E*C =
D n'B3
6n98'B3
W cpp
6n98'B3
6n38'B3
n'B3
W cpp =peso del caballete portapoleas
CARGATOTAL 4 xCARGAEQUIVALENTE =
( n + 2 )T 4 x ( n + 4 ) T / 4
&*E*C =
( n + 2) (n + 4 ) (n +2 ) uego CCC= K n ( n + 2 ) W cpp ( n +4 )
,ero #NC= K
( n +4 ) n
( n + 4 )
CCC= W
n
#NC= Capacidad nominal bruta
CCC = #NC W cpp CCC GNC = W 744l$$d
W cpp
*<
Carga total Carga centrada Carga en la *0
n'
CA0#A EN CB ,IE DE0EC". A ( C n'B3 n'B3 n'B3
7'
*:'
Carga en la *4 CA0#A '.'A
7'
D n'B3
*:' 7'
6n98'
6n98'B3
6n<8'B3
n'B3
n'B3
( n +2 ) T ( n + 2) Entonces &*E*C = 4 x ( n +6 ) T / 4 = ( n + 6 )
-i CCC= K
(n + 6 ) n
CCC= K
( n+ 2)
W cpp
nFEC
(n +2 ) CCC= K n ( n + 2 ) W cpp CCC= K ( n +6 )
W cpp
(n + 4 +2 )
Como#NC= K
CCC = #NC
n
W cpp
CCC= K
(n + 4 ) n
(2 W ) n
W cpp
( n +4 ) n
(2 W ) n
W cpp
CCC GNC =
W 744 >
(2 W ) n
)??6
PROBLEMA :/n e$uipo de perforar tiene ? lOneas $ue salen del motón viajero* EQiste en el gancho una carga de 93 lbs $ue se está levantando a una velocidad de : ftB min
Calcular A8 la velocidad de la linea $ue se está arrollando al tambor principal del malacate (8 la carga por tensión en la lOnea deltambor principal asumiendo una perdida por fricción del 9S por lOnea -olución a8
-ea n= P de lOneas hacia arriba T = espacio $ue recorre el gancho 2g= velocidad del gancho 2l= velocidad en la lOnea rápida E = espacio $ue recorre n -abemos $ue 2g = eBt T = 2g t t= QB 2g 'A4(IEN 2l=EBt t= EB 2l x E = luego Vg Vl
tG este mismo tiempo es el $ue se emplea en la lOnea del tambor pero E= nQ
x nx = Vg Vl
2 = n 2g
si 2g = : ftBmin 2l=? Q : ftBmin V) = +!! "#@53 b8 KBe = ?' ' = KB? * 7Be e= 7S + ? Q 9 S = ?3 S = *?3 '= 93 B? Q 7B *?3
T = (1+ . )*
PROBLEMA -:a capacidad nominal bruta de la carga de un mástil es de 3) lbs* as condiciones operativas son las siguientesG 'uberia de perforaciónG 3*:@@ deL 7<*< lbBft n> de cuellos lastrabarremas G 93 longitud G ) pesolineal 9 lbB ftL :*: de N> de lOneas armadas hacia abajoG 7 Densidad del lodoG 79 lbB gln ,eso del montón y gancho ? lb
,eso de la unión giratoria 3?) lb ,eso del caballete porta poleas 777: lbs U"asta $ue profundidad se podrá perforarV -oluciónG C(= 93Q )W ', =
#NC= 3) (-
ρ
= 7<*< lbB ft
,
ρ
= 9 (B&'
C(
K4 2 gancho =? (K/#= 3?) lbs KC,,= 777: lbs Xm= 79 lbsB gln n9 = 7 n= ? si#NC= Kg
( n +4 )
Kg= ', ρ
n
3)= Kg
6 7+*7: ρ
,
( 8 +4 )
Kg=9?< <<<*< (-
8
8 C( ρ
m
6 7+*7: ρ
C(
8 K/# K4 2 gancho 7
m
lb8B67+*9n8 9?< <<<*<= 6', 7<*< 9Q
92
¿ 6 7+*7: x 12 8 ? 3?) 7 lb8B67+*9Q?8
',= :9?*<<@ ,or lo tanto D = :9?*<< 9@ = :3?* << W
D= -!!!;
PROBLEMA (:a capacidad de carga de un mástil es de < lbs* as condiciones operativas son las siguientes 'uberia de perforaciónG 3*:@@ deL 7<*< lbBft N> de cuellos lastrabarremas G 9 longitud G ) pesolineal ? lbB ftL <*9: de N> de lOneas armadas hacia arribaG ? Densidad del lodoG 77 lbB gln ,eso del montón y gancho ? lb ,eso de la unión giratoria 3) lb
,eso del caballete porta poleas 79 lbs "asta $ue profundidad se podrá perforarV -oluciónG CCC = <
Xm= 77 lbsB gln
ρ
= 7<*< lbB ft ', =
,
C(= 9Q )W = < K4 2 gancho =? (K/#= 3) lbs KC,,= 79 lbs n= ? El anclaje de la lOnea muerta debe estar en el pie derecho del mástil frente a una de los lados del malacate para un aprovechamiento mas eficiente del diseFo del mástil -e calcula el &*E*C o tambiYn se cumple para las condiciones dadas CCC = #NC K cpp < = #NC 79 #NC= :?? (Como #NC=Kg
( n+4 )
:??= Kg
n
( 8 +4 ) 8
Kg= )) 9 (-
'ambiYn Kg= ', ρ
6 7+*7: ρ
,
8 C( ρ
m
6 7+*7: ρ
C(
8 K/# K4 2 gancho 7
m
lb8B67+*9n8 )) 9 = 6', 7<*< ?Q
600
¿ 6 7+*7: x 11 8 ? 3) 7 lb8B67+*9Q?8
',= 79:*9?@ ,rofundidadG 79:* 9?@ < = 7) ):*9?
D= 1!;
PROBLEMA 8G Dadas las siguientes condiciones de operación ,rofundidad del po!oG 7 'uberia de perforaciónG 3*: WWDE )*?9W@ DI 7<*< (B&' ,eso del cuellos lastrabarremasG ? lbB ft
,eso sobre la brocaG )3 lbs N> de lOneas armadas hacia abajoG 7 ,eso de la unión giratoria :: lb ,eso del montón y gancho 77 < lb ,eso del caballete porta poleas 3: lbs Densidad del lodoG 7) lbB gln /bicación de la lOnea muertaG pie derecho del mástil situado a la i!$uierda frente al malacate -e pregunta a8 Carga sobre el pie derecho del mástil ubicado al lado derecho frente al malacate b8 Capacidad de carga del mástil c8 Capacidad bruta de carga del mástil -oluciónG D= 7 W n9= 7 n=? Ksobre la broca= )3 ( K4 2 gancho =77< (K/#= :: lbs KC,,= 3: lbs Xm= 7) lbsB g El peso sobre la broca viene a ser el peso del cuello lastrabarrena KC(=)3 (-I KC( lodo =C( ρ
6 7+*7: ρ
C(
8
m
)3 = ? Q C( 67+*7: x 13 8 ,or lo tanto si D = ', C(
C(= :9* :@ 7 = ', :9*:@
',=39*:@
luego Kg= ', ρ
6 7+*7: ρ
,
lb8B67+*9n8
8 C( ρ
m
6 7+*7: ρ
C(
8 K/# K4 2 gancho 7
m
Kg= 39*: x 16.6 6 7+*7: x 13 8 ?Q :9*:6 7+*7: Q7)8 :: 77< 7 lb8B67+*9Q?8 Kg=)) :<:* 3? lbs Entonces Kg=?' KgB3=9'
/<
Carga total Carga centrada Carga en la *0
?'
CA0#A EN CB ,IE DE0EC". A ( C 9' 9' 9'
7'
*:'
D 9'
*:'
Carga en la 7' *4 CA0#A 7' 9*:' 9*:' 9' '.'A a carga sobre el pie derecho del mástil ubicado al lado derecho al lado derecho K pd C=9' = 9Q KgB? frente al malacate K pd C= KgB3 = )) :<:*3? B 3 = ?9 <37*) lbs &46 C= 8$ -+1 )*
7' )'
b8 Capacidad de carga del mastil CCC= K
(n+2 )
nFEC
W cpp
donde &*E*C =
(8 +2 )
CCC=)) :<:* 3? 8 x 0.833 c8 Capacidad bruta de carga del mastil
9045 lb
10 T 4 × 3 T
= *?))
= :: 7*< lb
CCC= !1!!LB
#NC=Kg
( n +4 ) n
#NC =)) :<:*3?
( 8 +4 ) 8
#NC = 3: ?3?*9 (- GNC= +%-
!!! )* PROBLEMA %G dada la siguiente información A'/0A DE CA-'I . 678
DIA4E'0 .N#I'/ . DE A D DE A '/(E0IA '/(E0IA 698 6)8
3@
7
,E-. DE A '/(E0IA 638
9@
<*: lbBpie
3:@
7?*: lbBpie )@+77@@ @
9 8 @ 799@ 3
1 2
"A; DE '/(E0IA EN ,IE -.(0E E ,I-. DE CA-'I . 6A0EA DE 2IEN'.8 6:8 )@+77@@ <@+
@@
A'/0A DE .- DED.DE A ,A'A&.04 A DE EN#0A,AD. 0 6<8
:@ ?)@
Calcular para cada altura del mástilG a8 Area de aplicación de la carga del viento sobre la tuberia de perforación en $ue sobre el piso del mástil b8 Componente hori!ontal del peso de la tuberia c8 Carga del viento en el punto de origen d8 Carga combinada en los dedos de la plataforma del engrapador -oluciónG a8 De la columna 6:8 A7= 6)@ 77J
1 ft 12 pulg
8 6<@
1 ft ¿ 12 pulg
A7= )*7< pies Q <*: pie = 9<3* )) pies 9A1=$-+ 452 $ A9= 6)@ 77J
1 ft 12 pulg
8 @= ):9*: pies 9 A$=$. 452$
b8 K= 6)8Q638 K"= K senƟ K"7= 9@Q<*:sen9*:> = 9<?*3lb
K" 7=9<?lb K" 9 =3:@Q7?*:sen9*:>= )<)7*)7 lb &' $ =-+!)* c8 ,ara la altura del Castillo ≤ 7)<@ , = 77*< (B&'9 para la columna 678 &v= A, &v7= A7,= 9<3) ft9Q 77*< lbBft 9 &v7= )7?*7 lb F,1= 11! )* &v9= A9,= ):9*: Q 77*< lbBft9 &v9= 373:*3 lb F,$= +1! )* d8 -i Ɵ=9*:> L se
L
M4= 0=
2
K"
L 2
&2 = h0
( Fv + W H ) L 2h
De 6:8 y 6<8 0 7= 0 9=
( 2600 + 3110) 67.5
=)9<<*) =)9 lb
R 1=$(! )*
= 399)*3 lb= 399 lb
R $=+$$! )*
2 × 59
( 3640 + 4150 ) 90 2 × 83
PROBLEMA 1!: a capacidad de carga de un mástil es de :< lbs las condiciones operativas son las siguientes 'uberia de perforacionG 3*:@@ deL 7<*< lbBft Cuellos lastrabarremasG <@ de ?3 lbB ftL <*9: deL 9*: d*i N> de poleas del moton viajeroG : Nmero de lOneas = máQimo $ue se pueda obtener de las condiciones operativas Densidad del lodoG 77 lbB gln ,eso del montón y gancho 7:9< lb ,eso de la unión giratoria 3 lb
,eso del caballete porta poleas 73: lbs* UCuál es la máQima profundidad hasta la cual se puede perforarV -oluciónG -i por cBpolea son 9 lineas n= :Q9 = 7 maQimo numero de lOneas hacia arriba a lOnea muerta debe estar colocado al frente del malacate para ser mas eficiente W cpp= K g
-e cumple CCC= #NC
( 10 + 4 )
:< = K#
Kg= ', ρ
10
73:(-
C( ρ
,
)?<39*?<= ',
16.6
( n +4 ) n
W cpp
K#= )? <39*?< (
6 7+*7: ρ
C(
8 K/# K4 2 gancho 7 lb8B67+*9n8
m
< Q?3 6 7+*7:Q778 3 7:9< 7 lb8B67+*9Q78
',=7?)*:@ D= 77)?)*:@ D=11+!!;
PROBLEMA 11: 7:@de tuberia de perforación de :@@ D*E y 99*: lbB ft $ue se encuentran parados sobre la subestructura de un e$uipo de perforación forman un angulo de 9*:> de inclinación con la vertical y presenta una superficie al viento de <@Q)@* -i la altura del mástil con respecto a la subestructura es de 73@ y la distancia del soporte para las barras o tramas en la plataforma del engrapador a la subestructura es de ?3@ se pregunta UCuál es la carga resultante en dicho soporteV -oluciónG L
∝=9*:>
K"= Ksen9*:>
K= L
',
=7: @ ρ
',
Q ρ
K"= )):Q sen9*:
K"=7397*:
,ara la altura del mastil 73@ ¿ 7)<@ ,=99*: lbB ft 9 A= < Q ) = ::? pies 9
= 7: @ Q 99*:
,
K= )): (-
= 99*: lb
,
&2=AQ,=::? pies9Q99*: lbB ft 9
&2=79 ::: (-
EntoncesG
M4= 0=
L 2
K"
L 2
&2 = h0
( Fv + W H ) L 2h
-I = )@ h=?3@ 0=
( 12555 +14721.5 ) 93 2 × 84
=7:*3
R= 11!! LBS
PROBLEMA 1$:-e re$uiere calcular la capacidad de carga de un mastil cuya limea muerta esta en el pie derecho del mástil frente al lado i!$uierdo del malacateL asi como la magnitud de la carga en dicho pie* las condiciones operativas son las siguientes -arta de perforacionG 7: 'uberia de perforación 3*:@@ deL 7<*< lbBft Cuellos lastrabarremas G@ de ? (B &'L <*: DEL 9*: D*I Nmero de lOneas armadas hacia abajo G 79 Densidad del lodoG 7 lbB gln ,eso del montón y gancho 7: lb ,eso de la unión giratoria )? lb ,eso del caballete porta poleas : lbs -oluciónG -e tieneG
n9= 7 n=7 Kg=7' KgB3=9*:' Carga total Carga centrada Carga en la *0
7'
CA0#A EN CB ,IE DE0EC". A ( C 9*:' 9*:' 9*:'
7'
*:'
Carga en la *4 CA0#A '.'A
7'
7'
79'
3'
D 9*:'
*:'
)'
9*:'
9*:'
(n +2 )
-i CCC= K# nFEC W cpp R**6∝8 "allando &EC 12 T
&EC=
4 × 4 T
= *:RR678
"allando K# Como -,= ', C(7:= ',
',= 73)@
,or lo tanto KC,,= : lbs K4 2 gancho =7: (K/#= )? lbs RRRRRRRRRRKsobre la broca= )3 ( X',= 7<*< lbsB &' XC(= ? (B&' C(= @ ρ
m
= 7 lbBgln
-i Kg= ', ρ
C( ρ
,
6 7+*7: ρ
C(
m
8 K/# K4 2 gancho 7 lb8B67+*9n8
10
Kg=7<*< Q73) Q ?6 7+*7:
8 )? 7: 7 lb8B67+*9Q7 8
Kg=3<7 9?: lbs RRR698 678 1 698 en 6∝8
( 10 +2 )
9500
CCC=3<7 9?: 10 x 0.75 CCC= 3 ::< lbs
a carga en el pie dercho donde esta la linea muerta es 3' KA= 3Q3<79?:B7
&A= 18+ 1+ LBS
PROBLEMA 1: 6eQ* ,arcial8 con un lodo cuya densidad es de 7 lbBgln se puede perforar hasta pies con 7 lOneas armadas hacia arriba* -i se incrementa hasta 79 lbsBgln y a 79 lOneas hacia arriba se puede perforar hasta 77@ UZue profundidad máQima se puede perforar con 73 lineas hacia arriba y con una densidad de lodo de 73lbsB glnV Dadas las siguientes condicionesG ,eso lineal de la tuberia de perforación 7< lbsBft ,eso del motón viajeroG : lbs ,eso del gancho ): lbs peso de la unión giratoria 97 lbs -oluciónG
ρ
m7
= 7 lbBgln
ρ
m9
= 79 lbBgln
n7= 7 lineas
n9= 79 lineas
D7= @
D9= 77@
X',= 7<*< lbsB &' K4 2 = : (-
ρ
m)
= 73 lbBgln
n)= 73 lineas D)=V
Kgancho =): (K/#= )? lbs Como #NC7= #NC9 = #NC) para dicho mástil o castillo -i #NC7= #NC9 K7
( n +4 ) n
= K9
( n +4 ) n
K7
( 10 + 4 ) 10
= K9
( 12 + 4 ) 12
97 K7#=9K9#
-e sabe $ueG ',7 C(7= @',9 C(9= 77@ -i se incremente solo las tuberOas de perforación C(7= C(9= C( ',9 + ',7= 9@ ',9 =',7 9@RRR**678 ',) = ',7 D
RRR*698
'ambiYn K7g= ', ρ
C( ρ
,
6 7+*7: ρ
C(
m
8 K/# K4 2 gancho 7 lb8B67+*9n8R*
6)8 K9g= [6',7 98 ρ
C( ρ
,
\6 7+*7: ρ
C(
m
8 K/# K4 2 gancho 7 lb8B
67+*9n8R638 0eempla!ando en 6 ∝8G ) y 3
( LT ρ L + LCL! ρ CL!(1 −0.015 ρ ")+ W UG + W # V + g$n%h& + 100000 lb ) 97 ( 1− 0.02 n 1 )
= 9
LT 1 + 2000
¿ ρ L + L CL! ρ CL! ¿(1−0.015 ρ " 2)+ W UG + W # V + g$n%h& + 100000 lb ¿/( 1−0.02 n 2)
¿
( 1− 0.02 n 1 )
( LT ρ L + LCL! ρCL! (1 −0.015 x 10 )+ 5000 + 3500 + 2100 + 100000 lb) ¿ ¿ 97 (1− 0.02 n 1 )
= 9
1−0.02 x 12
¿ ¿/¿ ¿ ¿
', ρ
'
¿
99*)76', ρ
C( ρ
,
C(
,
ρ
C(
C(
8 9)9:= 97*:?6 ',7
ρ
,7
C(
ρ
8 )<7:9*<)
C(
= ::?3 lbs RRR**6 ' 8 peso de la sarta de perforacion fuera del po!o
8 en 6)8
K7g= ::?36 7+*7: x 10 8 : ): 97 7 lb8B67+*9Q78 K7g=77:) ??*)? lb Dado #NC7= #NC) K7
K)g
( n +4 ) n
= K)
¿ K7
196 180
( n +4 ) n
¿
K)g
K7 196 180
( 10 + 4 ) 10
( 14 + 4 )
= K9
14
67 7:) ??*)? 8 K)g= 7 9:< 3::*7:
uegoG de 698 K)g= [6',7 D8 ρ
C( ρ
,
\6 7+*7: ρ
C(
8 K/# K4 2 gancho 7 lb8B67+
m)
*9n)8 7 9:< 3::*7: =',7 ρ
,7
C(
ρ
C(
\6 7+*7: Q
14
8 DQ7< 67+*7: Q
14
8 : ): 97 7
lb8B67+*9Q738
7 9:< 3::*7:Q *9= :: ?3Q * 79*<3 D 77 <
D = )<*?:
,or lotanto @ D) = ',7 ',9 D = @ )<*?:
D = 1$!(-.8;
P09*)2/ 1+: 6eQ* ,arcial8 la capacidad bruta de carga de un mástil es de < lbs as condiciones operativas son las siguientes
'uberia de perforación 3*:@@ DEL 7<*< (B&' Cuellos lastrabarrenas G <@ de 7 (B &'L <*9: DEL 9*9: D*I ,eso del monton y gancho 73?: lb ,eso de la unión giratoria 3< lb Nmero de lOneas armadas hacia abajo G 79 -in cambiar las condiciones operativas seFaladasL $ue no eQiste ninguna posibilidad de pYrdida de circulación y $ue la densidaden ese momento es de 79 lbBgln* UZuY se deberá hacer cuantitativamente para llegar a 7: ft de profundidad sin $ue el mástil se aplasteV -./CI.NG ,or lo tanto permanecen fijos ρ
#NCG < (- C(= <@
C(=
=7 (B&' X',= 7<*< lbsB &'
K4 2 #ANC". = 73?: K/#= 3< lbs n9 = 79 n=7 Entonces pra llegar a 7: @ de profundidad se debera cambiar la densidad del lodo D= 7: = ', C(= -i #NC=Kg Kg= 6', ρ
( n +4 ) n
C( ρ
,
', <
m
= *<?
< lbs = Kg 6 7+*7: ρ
C(
ρ
m
=V
',= 733@
( 10 + 4 ) 10
m
Kg= 39? :7* 3) lbs
88 K/# K4 2 gancho 7 lb8B67+*9n8
39? :7* 3)= 7<*
ρ
88 73?: 3< 7 lb8B67+*9Q78
m
=1- )*@)3
PROBLEMA 1 G a capacidad de carga de un mástil es de : lbs* as condiciones opertivas son las siguientesG 'uberia de perforación 3*:@@ DEL 7<*< (B&' cuellos lastrabarremas G 9@ de < (B &'L < DEL 9*: D*I
Numero de lOneas armadas hacia abajo G 79 ,eso del monton :: lb ,eso del gancho <7 lb ,eso de la unión giratoria :? lb ,eso del caballete porta poleas 3 lbs /bicación de la lOnea muertaG pie derecho del mástil situado frente al lado i!$uierdo del malacate -e preguntaG a8 Carga sobre el pie derecho del mástil situado frente al lado derecho del malacate b8 4áQima profundidad $ue se podrOa perforar c8 Capacidad bruta de carga del mástil -oluciónG se tiene X',= 7<*< lbsB &' K/#= :? lbs ρ
XC(= ? (B&'CCC= : lbs
K4 2=:: lbs
KC,,= 3 lbs
Kgancho =<7 (-
=7 (-B#N
m
( n +2)
CCC= Kg nxFEC W cpp RR 6∝8
&*E*C =
CARGATOTAL x 100 ' 8 R**6 4 xCARGAEQUIVALENTE
"allando &EC
Kg= n' = 7 ' Carga total
'=
Wg 10
RR*6
( ¿
Wg 4
=
10 T Wg 4 4
= 9*: '
CA0#A EN CB ,IE DE0EC". A ( C
D
Carga centrada Carga en la *0
7'
9*:'
9*:'
7'
*:'
*:'
Carga en la *4 CA0#A '.'A
7' )'
12 T x 100 4 × 3.5 T
EN ¿ 8 &EC=
(10 + 2 )
en 6∝8 : = Kg
9*:'
7'
79'
'
9*:'
10 x 0.867
)'
= ?:*S
9*:'
)*:'
&EC=*?:
3
Kg= ): ) lbs
a8 K pie derecho C= 9*: ' = 9*: Q ):) KC= ?< b8 -i Kg= ', ρ , C( ρ C(6 7+*7: ρ m8 K/# K4 2 gancho 7 lb8B 67+*9n8 ): ) = 6', x 16.6
D= ?@
c8 Capacidad bruta de carga del mástil #NC #NC=Kg
( n +4 ) n
#NC=): )
( 10 + 4 ) 10
GNC= +%!18 LBS
PROBLEMA 1-: El gancho de un e$uipo de perforacion esta levantado una carga de 3: lbs a ubna velocidad de 9 piesBmin con ? lineas hacia arriba* si se tuviera 7 lineas armadas hacia arriba* cual deberia ser la velocidad en la linea rapida -./CI.NG -I 2=n2g
2= velocidad en la lOnea rápida
2g= velocidad en el gancho n= nmero de lOneas hacia arriba n= ?
2g= 9 pies B min 2?=n 2g?= ? Q 9 2?=:< ftBmin Como la velocidad en cada linea son iguales 27= 2? VL1!= (- "#@ 53
CAPITULO III CABLES DE ACERO
PARTE PRÁCTICA
PROBLEMA 1:El gancho de un e$uipo de perforación sostiene una carga de 979* as condiciones operativas son las siguientes &actor de seguridadG ) Numero de poleas de caballete portapoleas G < 0esistencia nominal a la ruptura del cable de perforación 7) lbs (ajo estas condiciones se pregunta a8 Cuantas vueltas deberán armarse entre las poleas del moton viajero y las del caballete portapoleasV b8 ,ara aumentar el factor de seguridad a )*: manteniendo constantes las demás condiciones operativas $ue se tendrá $ue hacerV -olución Dado $ue G &*-=
RNR T
Wg
1
'= 1 −0.02 n x n
&*-=&AC'.0 DE -E#/0IDAD '= &/E0;A A A '0ACCI.N 0N0= 0E-I-'ENCIA N.4INA A A 0/,'/0A a8 &*-=) Kg= 979 (0N0= 7) lbs
)=
130000 ) n ( 1 −0.02 n) 291200
1 * 0.68 0.04
RNR )n ( 1−0.02 n ) &*-= RRRR*678 Wg
*9 n + n <*9 = 9
n=
1 * √ 1 −4 × 0.02 ) ( 6.72) 2 × 0.02
=
n7= 39 n9= ?
D2*203 /0/02 23#02 )/ 49)2/ 62) 9#93 ,5/209 y 2) CPP : 8 )532/ b8 0N0 1 Kg son constantes -e tendrá $ue determinar cuantas lOneas deberán armarse entre las poleas del 42 y las de C,, para dicho &*EntoncesG &*-=)*: 0N0= 7) lbs Kg= 979 (En 678
)*:=
n=
( −0.02 n)
130 000 ) n 1
*9 n9+ n *?3 =
291200
1 * √ 1 −4 × 0.02 ) (7.84 ) 2 × 0.02
=
1 * 0.61 0.04
n7= 3*9: n9= *:= 7
D2*203 /0/02 23#02 )/ 49)2/ 62) MV y )/ 62) CPP : 1! )532/
PROBLEMA $:El mástil de un e$uipo de perforación rotativa tiene ? lOneas armadas entre el motón viajero y el caballete porta poleas* Conociendo $ueG 1
El cable de acero es de 7
8
@@
∅
I,-K0C0 y su resistencia a la ruptura es de 7) lbs
&actor de seguridad G : 0esistencia efectiva es el ? S de la resistencia a la ruptura a resistencia del cable debe reducirse por defecto del doblamiento en las poleas del moton y del caballete en 73S a aceleración en el cable es de : piesB seg9 -e pregunta U cual será su factor de seguridad en esta situaciónV -oluciónG
RNR Wg Wg &*-= = n
M&1= ma
nRNR F ) + RR678
?'@+Kg=
Wg x$ g
Wg =
'@=
W 1
−0.02 n
nRNR $ (1 + ) nF+ g
RNR $ 1+ ) ( '@= F+ g
-I &-@ = 0N0@B '@ D.NDEG 0N0@ debido a su resistencia efectiva del ? S de 0N0 y luego debido a una reducción en 73 S por efecto del doblamiento y friccion en las poleasL se tiene G
0N0@= 67+*738 6*? 0N08 0N0@=*?< Q *? 0N0 0N0@=*
,or lo tanto $ &-@ = *
1
+
5 32
¿
= 9*8
F.S;= $.%(
PROBLEMA :al llegar a la profundidad de 79@ de un po!o $ue se esta perforando con broca de :B?@@ se decide tomar un nucleo convencional 6core8 con broca de ? ] @* Como durante la perforación de este po!o se ha encontrado una sección de ?@ a ?:@ $ue continuamente se esta derrumbandoL se hace un viaje corto para lo cual se levanta la broca hasta ?@ y luego se la baja hasta el fondo del po!o circulándose lodo durante una hora y entonces se eQtrae la broca de perforar para bajar la broca de RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR** hasta el momento $ue se reinicia la perforación nuevamente al profundidad de 793@ V as condiciones operativas son las siguientesG 'uberia de perforación 3*:@@ DEL 7<*< (B&' Cuellos lastrabarremas cuando se perfora con broca de :B?@@ G :3@ de 799 lbB ftL ] @ deL cuellos lastrabarremas cuando se toma testigosG :@L < 7B9 @ DEL ? (B ,IE ,eso del monton )< lb ,eso del gancho :9: lb ,eso de la unión giratoria <7 lb ,E-. elevadora y bra!os G 7< lbs Densidad del lodoG 79 lbsB gln ongitud promedio de un tramo o barraG @ -oluciónG
Entonces 678 viaje corto de 79+?+79 '7='79+'? 698 -acar la broca de :B? @ 1 2
'9=
∅
de 79+
'79
6)8 (ajar la broca de sacar testigos de ? ] @ de +79@ 1 2
')=
'@79
638 sacar testigo con broca ? ] @ de 79+793 '3= 96'@793+'@798 6:8 -acar la broca de tomar testigos de 793@+ 1 2
':=
'@793
6<8 bajar la broca de :B? @ de + 79@@ 1 2
'<=
'793
68 6R*8 '4'.'A= '7 '9 ') '3 ':'<' -e sabe $ueG '4=
W" ( L, + - ) - + 2 C- + 4 -# 10 560 000
Km= W
67+*7: ρ
',
m
8
Km= 7<*< 67+*7:Q 798 Km=7) *<79 s= pies D= profundidad 4= K42K# KEED.0 (0A;.4=)< :9: 7< 4=7:< lbs C= C(6KC(+K',8 67+*7: ρ
m
8
,ara broca de perforacion C= :36799+7<*<8 67+*7: x 12 8
C= 3< <7*79 lbs
,ara broca de sacar testigos C@= :6?+7<*<8 67+*7: x 12 8
C= 9? ?<3 lbs
entonces
(
13 .612 90
'79=
+ 12000 ) 12000 + 2 x 46671.12 x 12000 + 4 x 12000 x 15760 10560 000
= )<3*)?
ton+milla
(
13 .612 90
'?=
+ 7800 ) 7800 + 2 x 46671.12 x 7800 + 4 x 7800 x 15760 10 560 000
(
13 .612 90
'793=
+ 12040 ) 12000 + 2 x 46671.12 x 12040 + 4 x 12040 x 15760 10560 000
(
13 .612 90
'@79=
+ 12000 ) 12000 + 2 x 28864 x 12000 + 4 x 12000 x 15760 10560 000
(
13 .612 90
'@793=
= 73*:
+ 12000 ) 12000 + 2 x 28864 x 12000 + 4 x 12000 x 15760 10560 000
= )<<*73)
=)9)*?)
= )9:*:)
,or lo tanto '7=)<3*)? +73*: = 7<*3 '9=
1 2
)<3*)? = 7?9*7:
')=
1 2
)9)*?)= 7<7*
'3= 96)9:*:)+)9)*?)8= )*3 ':=
1 2
)9:*:)=7<9*?
1
'<= 2 )<3*)?=7?9*7:= 7?9*9
'=)6)<<*73)+ )<3*)? 8= :*: = < ''= 7<*37?9*7: 7<7*)*37<9*?7?9*9<
TT=8-8.$ TONMILLA
PROBLEMA +:as poleas del caballete de un mástil y las poleas del moton viajero de un e$uipo de perforación han sido reancladas para usar cable de acero de 7 7B? @L
.
-I #NC=
W g ( n + 4 ) n ( 1−0.02 n ) R678
.
W g n ( 1 −0.02 n ) n
&-=
.
W g n ( 1 −0.02 n )
R*698
'=
.
GNC n ( 1−0.02 n ) = n + 4 W g
De 678
Entonces &-= : =
en 698 &*-=
130000 ( n + 4 )
RNR GNC n +4
n=79*:3
430 000
GNCn ( 1 −0.02 n) uego K^ g= n+ 4
K^ g=
n=73 osea poleas
430000 x 14 ( 1−0.02 x 14 ) 14 + 4
K^ g=93 ? lbs ,or lo tanto a8 ,ara las operaciones de perforacion K= K^ g+7 lbs Considerando &-=: 6optimo8L &-=) 6minimo8 RNR
130 000
.
&-= W g −100 000 n ( 1 −0.02 n)
n=
1 * √ 1
:=
−4 × 0.02 ) (5.42) 2 × 0.02
−100000 *9n9+n:*39= n ( 1− 0.02 n )
240800
=
1 * 0.75 0.04
n7= 3)* n9= <*9:
n=? lineas 6si n=< el cable no resistirael peso del gancho8 D2*20 #2320 +y 49)2/ 2) 9#93 ,5/209 y 2) CABALLETE 02427#5,/23#2 b8 -i n=?
Kg=
Kg=
GNCn (n +4 )
430000 x 8 n Wg 8 ( 8 +4 )
Kg=incluido los 7 y la friccion
= 3) B79= ): ?))*))
uego el factor de seguridad de dicho cable para la RNR &-= Wg = n
130000
W n8
operación de pesca seráG
130000
= 35 833.33 FS=.-
PROBLEMA : El mastil de un e$uipo rotativo tiene ? lOneas entre el motón viajero y el caballete* el cable de acero es de 7 7B?@@
∅
ipsi_rcllrl y su resistencia a la ruptura es de 7)
lbsL el factor de seguridad es de :* si debido al uso la resistencia efectiva es el ?SL adicionalmente la resistencia del cable debe reducirse por efecto del doblamiento y fricción* si la aceleración es de : piesBseg9* se pregunta Ucuál sera su factor de seguridad en esta situaciónV
-./CI.N 0N0= 7) (- 6INICI.8
&-= :n=?
debido al usoG la resistencia efectiva es el ?S de 0N0
0N0@=*?0N0
Adicionalmente la resistencia debe reducirse 67+*9n8 0N0@@= 67+*9Q?8 0N0@
0N0@@= 67+*7<8*?0N0
a=: piesBseg9
∑ F
Inicialmente
RNR &-= T
'=
Wg 8
'=
Wg 8
Wg =ma ?'@@+Kg= g
a
'@@=
Wg 8
$ 6 7 g 8
( 1−0.016) 0.8 RNR
RNR . . &-@@= T
/E#. &-@@=
?'+Kg=
RNR = F+
∑ F
En servicio
=
&-@@=
0.84 x 0.8 xF+
+ /
1 5 32
RNR $ (1 + ) F+ g
g= )9ftBseg9
&-@@=9*
PROBLEMA -: -e desea bajar hasta la profundidad <:@ una sarta combinada de tuberia de revestimiento compuesta de la siguiente manera*
DIA4E'0.
IN'E02A.
6RR*8
.N#I'/D
6RR*8
DE-C0I,CI.N
6RR*8
6RR*8
N. -E 2E
,eso del motón gancho elevador y bra!os= : lbs Densidad de lodo= 77*: lbsBgln ongitud de la tuberia de revestimientoG )@ -e pregunta cuantas ton milla de trabajo reali!arael cable de perforaciónV
-oluciónG como se trata de sarta combinada sc= long* De la tuberia de revestimiento Kmi= peso efectivo de la tub* De revestimiento `iJ i= long* De la sección `iJ D= 79 El trabajo total del cable será ' '='7'9
Como "7=
'7=
L,% 2
2 -#
RR*6 / ¿
10 560000
L 1
W 0 " 1 L 1 H 1 10560 000
2
W 0 " 1 L 1 ( L,% + L 1 )/ 2
=
Kmi= KWmi67+*7:Q
10560000
ρ" ¿
'7=
40 x 3050 x ( 30 + 3050 )/ 2 x ( 1−0.015 x 11.5 ) 10560 000
Como "9=
'9=
L,% 2
7
L 2 2
=
W" 2 ( 1− 0.015 x ρ" ) L 2 H 2 10 560000
30 2
= 73*9 ton milla
3700
):
2
= 37: pies
( −0.015 x 11.5 ) 3700 x 4915
43.5 1
'9=
10 560 000
2 -#
W"v + Wg + W1l1v
¿ 2 ( L 1 + L 2 ) ¿ ¿
10560000
=
2 -# 10560000
=*:? ton+milla
=<7*? ton+milla
(
)
2 3050 x 3700 7500
=
=
10560 000
uego ''=73*9 <7*?*:? = ?<*9? ton+milla
TT=8-. #935))/
PROBLEMA (: /n cable sellado de
Carga en el gancho Carga en la lOnea rápida Carga en la lOnea muerta Carga sobre el castillo
-olución -i ,=
Wg
❑
,= carga en la lOnea rápida &= &actor de eficiencia $ue depende de `nJ W0g
E=7+*9n dado por el profesor
RNR 'ambiYn se sabe $ue &-= =
RNR W0 g
,= n ( 1−0.02 n )
W0 g
n ( 1 −0.02 n )
a8 Como n9=7 n=? &-=: 0N0= 3:*ton Q
=
2000 lb, 1 t&n
n ( 1−0.02 n ) RNR F+
=7? lbs
W 0 g =
( −0.02 x 8 ) 91800
8 1
5
=79) )*9 lbs
%$2g$1n1lg$n% h & = 79) )*9 lbs
b8 Carga en la linea rapida `,J W0g
123379.2
,= n ( 1−0.02 n ) = ,= 8 ( 1−0.02 x 8 ) =7?)< lbs Carga en la linea rápidaG 7?)< lbs c8 Carga en la lOnea muerta `,@ ` W0 g ,@= = n
123379.2 8
= 7: 399* 3 lbs
d8 Carga sobre el castilloG `KcJ Kc= W 0 g ,,W = 79) )*9 7?)< 7: 399* 3 = 7: 7<7*< lbs
C/0/ 9*02 2) 7/#5))9: 1( 1-1.- )* PROBLEMA 8Ga sarta combinada de tuberOa de revestimiento $ue se bajara en un po!o de )< pies de profundidad está compuesta de la siguiente maneraG ∅
'/(E0IA
,E-. DE '/(E0IA
IN'E02A.
.N#I'/D
678 7) )B?@@
<7 (B,IE
+7:@
7:@RRA
698 7) )B?@@
7:+ )<W
9::@RR*(
as condiciones operativas son las siguientesG ongitud de cBtubo= )@ ,eso del ganchoG 3: lbs ,eso del moton viajeroG 77 lbs ,eso del e$uipo diversoG 9: lbs ,eso del caballete porta poleasG 79 lbs ρ
G 79 lbsBgln
m
Cuando se han bajado 9::@ de dicha sarta de tuberia debido al sucesivo atascamiento de esta es necesario sacar del po!o W de la referida sarta para luego bajarla hasta el fondo del po!o* -e pregunta
Cuál es el total de tonelada milla de trabajo hecho por el cable* -olución
Como se trata de tuberia de revestimientoL se tieneG 1
'4=
2
(
W" ( L, + - ) -W% + 4 -# 10560 000
) RR** / L, G longitude de un tubo)@ W% = peso
efec* De la tub* '4= trabajo del cable hecho al bajar la tub* de revest* -arta combinada '4='A'(
W" Lb
'(=
2 -# 10560 000
(
1 2 L,%
RR '
+ L$ + 1 / 2 Lb
Donde 'A=
W" L$ ( 1 / 2 L,% + 1 / 2 L$ ) 10 560 000
)
10560000
Donde D= A( Del grafico 6I8 7*+ 'onelada milla al bajar la tuberia de revestimiento 698 de hasta 9::@ '7='9:: 9*+ tonelada milla de la tuberia de revestivimiento 698 de 9:: hasta 7<: '7='9::+'7<: )*+ tonelada milla de 7<: hasta )< de la tuberia de revestimiento 698
'7=')<+ '7<: 3*+ tonelada milla de la tuberia de revestimiento desde hasta 7:@ '7='7: uego ''= '7 '9 ') '3 ''= '9::6 '9::+'7<:86 ')<+ '7<:8 '7: ''= '7: ')<96'9::+'7<:8RRRR 3 Del grafico 6II8 a8 b8 c8 d8
'a='9::@ ' b= 6'9::+'7<:8Q9 'c=')<+ '9:: 'c= '7:
''= 'a ' b 'c 'd ''= '9::96'9::+'7<:8 ')<+ '9:: '7: ''= ')< '7:96'9::+'7<:8 Entonces ρ
=79 lbBgl
4= K42 K#KED= 3: 779:= 7?
m
-I K'07=<7 (B,IE Km7= <76 7+*7:Q798 Km7=:*9 lbBpie K'09=
'7:=
2
(
8
1 ( 30 + 1050 ) 1050 x 50.02+ 41050 x 18000 ( ) 2 10560000
')<= ')< '7:= 1
∝
1 ( 30 + 3600 ) 3600 x 55.76 + 4 3600 x 18000 ( ) 2 10560000
( 30 +1050 ) 1050 x 55.76 + 41050 x 18000
')<=3<*+ <*:
10560000
')<=3*9 ton+milla
)
+
1
'9::=
2
1
'7<:@=
2
(
( 30 + 2550 ) 2550 x 55.76 + 4 2550 x 18000 10560 000
)
( 30 + 1650 ) 1650 x 55.76 + 4 1650 x 18000
(
10 560 000
= 9<*< ton+milla
) = 79*3 '.N+4IA
,.0 . 'AN'. EN 3 ''=<*9<3*9969<*<+79*38 = 9* '.N+ 4IA 'A4(IENL A,ICAND. A EC/ACI.N6 ' ¿ D.NDE 3=7: (=9::
9
7
68' )<' 7:=
(
30 2
+ 2550 + 1050 2
)
2550 x 55.76
(
30 2
10560000
+ 255050.02 2
)
1050 x 50.02
10560 000
'9)<'77:= )3*7 '.N+ 4IA
68 9['
9 9 9:: 7<:
'
(
\=9[
30 2
+
2550 2
+ 1050
)
2550 x 55.76
+ 2 x 2550 x 18000
10560 000
(
30 2
+
1650 2
+ 1050
)
+
2550 x 55.76 2 x 1650 x 18000 10 560 000
9['99::'97<:\=9[9<*<+79*3\= 9<*93 ton+ milla 68
2 -# 10560000
=
2 x 3600 x 18000 10560 000
= 79*9 ton+milla reali!ado por el 42L#L EE2+
(0A;.- al reali!ar ' 9)< '77: ,or lo tanto 9
7
''= ' )<' 7: 9['
9 9 9:: 7<:
'
''=)3*79<*9379*9= 9*
\
2 -# 10 560000
' '=9* '.N+ milla
PROBLEMA %G un cable de 7 7B?@@ ipsi_rcpfrlrlL tiene una resistencia nominal a la ruptura de 7? lbs y el factor de servicio con $ue esta trabajando es de )L el factor de seguridad de acuerdo a especificaciones era :* si debido al uso su resistencia nominal a la ruptura a disminuido en 9 S adicionalmente al efecto de la friccionL en el doblamiento del cable sobre las poleas 6entre el moton viajero y el caballete porta poleas y hay 79 lineas armadas hacia abajoL se preguntaG UCual sera la maQima aceleracion a la $ue la polea pueda ser sometida este cable de perforacionV -./CI.NG -I 0N0=7) (&-@@=) n9=79
n=7
&-= : debido al uso reduccion del 9S 0N0@=*? 0N0 reduccion por efecto del doblamiento 67+*9n8 0N0@@= 67+*9n8 *? 0N0
Inicialmente &-=:
RNR &-= T
0N0@@= 6*?8 8 *? 0N0
∑ F =0
Wg
n'+ Kg= 7'+ Kg=
10
='
RNR '= R+ R**6 / 8
En servicio&-@@=)
∑ F ="$
7'@@+ Kg= ma 7'+ Kg=
Wg g a
Wg
'@@= 10
$ 67 g 8
( 0.8 ) &-@@= RNR } over {T &-@@=
6 / 8 EN 6 ' ¿ -i g=)9 ftBseg9
¿ 0.8 RNR
¿
$ R*6 ' ¿ ( 1 + ) g 10
Wg
F+ } a= g 6 F+
¿
F+ } a= g 6 F+ Q *?Q *?+78
¿
a= )96 :B) Q *?Q *?+78
/=$.1 "#@2$
PROBLEMA 1!:despuYs de haberse perforado ): pies se da por terminada la perforación de un po!o a la profundidad de 77: pies y se saca la broca* as condiciones operativas son las siguientes Diámetro de la broca B?J 'uberia de perforar 3 ] @ de diámetro eQterior 7<*< lbsBft Cuellos lastra barrenas 9@L <@@ DEL < (-B&' ,eso del moton viajero )? lbs ,eso del gancho :9? lbs peso de la union giratoria <7 lbs ,eso de la elevadora y bra!os 7< lbs ρ
=?*: lbsBft)
m
ongitud promedio de un tubo de perforar o de un cuello lastra barrenG )@ -e pregunta UCuántas toneladas milla ha hecho el cable de perforaciónV -oluciónG
678 ,erforando con la broca de B? @ de 77 7:@ 77 :@ '7= )6'77:+'777:8 698 -acar la broca de B?@@ de 77 :@+@ '9=7B9' 77: uegoG '4'.'A= '7'9 '4'.'A= )6'77:+ '777:8 7B9'77:RRRR**6 / 8
-E -A(E Z/E '=
W" ( L, + - ) + 2 C- + 4 -# 10560000
RRRR*6 ' 8
DA'.C(= 9@L < (B&' ',=77:@+ 9@= 7?@ ρ @ =?*: lbsBft )Q 7bblB39 gln Q :*<7:ft )B7bbl= 7*: lbBgln m
68 W" =K',67+*9 ρ @ m8
W" =7<*<67+*9 78.5 8
(B&' 68 C= C(6KC(+K',867+*9 ρ @ m8 C= 96<+7<*<8 67+*9 78.5 8 C= ) :*? K42= )? (-
K#= :9? (-
KEE2 1 (0A;.-=7< (-
4=)? :9? 7<= 7:9 (,.0 . 'AN'.G EN
'77:=
'
¿ 8
14 ( 90 + 11500 ) 11500 + 2 x 30590.78 x 11500 x 15720
'77:=)77*?7 ton+ milla
10560 000
W" = 73
(
14 90
'777:=
+ 11150 ) 11150 + 2 x 30590.78 x 11150 x 15720 10560 000
'777:= 9*7: tn+milla uego en 6 / 8 '4=)6)77*?7+ 9*7:8 ]6)77*?78 '4=7*??: 'N+4IA
TM= $!! TNMILLA
PROBLEMA 11G6EQ* sust8 un cable de acero esta siendo usado como linea de levantamiento en un e$uipo de perforacion rotativa* as condiciones operativas son las siguientes ,rofundidadG @ diámetro de la brocaG ? ]@@ ,eso de la union giratoriaG 3 lbs 'uberia de perforarG 3 ]@@ DEL 7<*< lbsBft ,eso del gancho y moton viajeroG 77< lbs Cuellos lastrabarrenasG < ]@@ DEL 9 (-B&' carac* Del cableG 7 7B?@@ de diametro de poleas del moton viajeroG: N> de poleas del caballete portapoleasG < ,eso sobre la brocaG <: lbsBpulg ρ
= 77(-B#N
m
Desviación= )> -e pregunta a8 $ue es lo $ue se debera hacer para llegar a 79@ de profundidad con un factor de seguridad $ue no disminuya en mas de uno al factor inicial b8 cual sera el valor de dicho factor de seguridad
c8 cual sera el factor de seguridad para las operaciones de pesca del segundo caso -./CI.N a8 -I K.(= K.(@ ∅ (0.CA= &QK C( Q C(6 7+*7: ρ K.(@= <: lbs ∅ (0.CA= ?*: pulg
8 cos /
m
F ==*S ρ
= 77 (-B#N
m
/ =)> W
=9 (-B&'
C(
- = ,IEI
<:Q?*:= *T9 C(67+*7:Q778 cos 30 C(=99*:9pies 9lbBft ',=+99*:9 ',=?*93? ,IE- 7<*< (B&' /E#. Kg@=6K', ', K C( C(8 6 7+*7: ρ
8 K/#K#42
m
Kg@=67<*< Q?*93? 9Q99*:98 6 7+*7: x 11 8 377< Kg@= 7 )33*:3 lbs RNR = &-=
RNR Wg4 n ( 1−0.012 n )
RNRxn ( 1−0.02 n ) &-= Wg4
0N0= 7) (-
(1−0.02 x 8 ) ¿ &-inicial= 130000 x 8 ¿ ¿
n=?lineas
&-i=3*)?
,or lo tanto 68 D&INA = 79 ,IE- C(= 99*:9@
', = 79+ 99*:9
', =77*93? (-
68 &*- &INA 5 &- +7
&-f 5 3*)?+7
&*-= )*)?
68 Kg@=67<*< Q77*93? 9Q99*:98 6 7+*7: x 11 8 377< Kg@= 93 9*:3 lbs 68nf = V
(1−0.02 xnf ) RNRxnf ( 1−0.02 nf ) ¿ 5 <*9<3 &-f = RR6 xnf ¿ nf67+*9nf8 130000 Wgf 4 / ¿¿ ,or lo tanto N < ? 79
n67+*9n8 :*9? <*9 ?
<*9 5 <*9<3 nf =? tiene ? lineas hacia arriba
Kg@G no se considera friccionL ni los 7 lbs b8 &-f =V EN6 / ¿ G &-=
130000 x 8 ( 1−0.02 x 8 ) 240927.54
= )*<9:
&-&= )*<)
c8 ,A0A A- .,E0ACI.NE- DE ,E-CA G -E C.N-IDE0A .- 7 (&-=
RNRxn ( 1 −0.02 n) Wg 4 + 100000 L!+
&-=
130000 x 8 ( 1−0.02 x 8 ) 240927.54 + 100000
= 9*:<9
FS=$.PROBLEMA 1$:a sarta combinada de tuberia de revestimiento $ue se va a bajar a un po!o de )?@ de profundidad está compuesta de la sgte maneraG ∅
'/(E0IA
,E-. DE '/(E0IA
IN'E02A.
.N#I'/D
678 7) )B?@@
<7 (B,IE
+7:@
7:@RR7
698 7) )B?@@
7:+ )?W
9:@RR*9
las condicioones operativas son las siguientesG long de cada tuberiaG )@
peso del moton viajero 77 lbs peso del gancho 3: lbs peso del e$uipo diverso 9: lbs peso del caballete portapoleas 79 lbs ρ
=*: lbsB#N
m
Cuando se han bajado 9:@ de dicha sarta de tuberia de revestimiento de esta es necesario sacar del po!o @ de la re$uerida sarta para luego bajarla al fondo* &inalmente para los efectos de la cementación de la sarta de la tuberia de revestimientoL es necesario levantarla )@ y bajarla los ) pies levantados 6reciprocanting8 79 veces se pregunta Ucuál es el total de ton+ milla $ue ha hecho el cable de perforaciónV
-oluciónG AnálisisG
tonelada milla del cable reali!ado por m 6moton viajeroL ganchoL elevador bra!os8 al levantar la tuberia de revestimiento de la tarima y bajarlo al po!o es de G 9 '0 4B9Q:9? i= 678L 698 1 1 2 2 2000 x 5280
W" 1 L$ ( L,% + L$ )
'A=
1
1
tonelada milla del cable reali!ado por la '*0 678
1
W" 2 Lb ( L,% + L$ + Lb )
'(=
2 2 2000 x 5280
2
tonelada milla del cable reali!ado po la '*0 698
tonelada milla del cable reli!ado por m solamente al levantar o bajar la tub* de revestimiento es de G '0 i4B9Q:9?
'4 al colocar las tub* de revestimiento en el po!oG '4 '4= 6'A9'07486'(9'0948 '4='A'(96'07'0984 ,E0. '07'09= D profundidad del po!o '4= 'A'( 9D4 W" 1 L$ + W" 2 Lb + #
'4reciprocar =
¿ ln
¿
2000 x 5280
= longitud de reciprocar
recip*
,roblema 7)
Del grafico se obtiene '07= 7:@ '09=9:@ 7*+ 'onelada milla al bajar la tuberia de revestimiento 698 de hasta 9:@
n= 9 n> veces
'7='9:
'7=
(
)
1 1 L,% + L ( 2750 ) L ( 2750 ) x W" 2 + 2 L ( 2750 ) # 2 2
=
2000 x 5280
9*+ tonelada milla al levantar la tuberia de revestivimiento 698 de 9: hasta 7?: '9='9:+'7?: '9=
(
1 2
)
1
(
L,% + L ( 2750 ) L ( 2750 ) x W" 2 + L ( 2750 ) # − 2
1 2
)
1
L,% + L ( 1850 ) L ( 1850 ) x W" 2+ L ( 1850 ) # 2
2000 x 5280
)*+ tonelada millaal despla!ar de 7?: hasta )? de la tuberia de revestimiento 698 ')=')?+ '7?: ')=
(
1 2
)
1
L,% + L ( 1050 ) + L (2750 ) L ( 2750 ) x W" 2 + L (3800 ) # − 2
(
1 2
1
)
L,% + L ( 1850 ) L ( 1850 ) x W" 2 + L ( 1850 ) # 2
2000 x 5280
3*+ tonelada milla de la tuberia de revestimiento desde hasta 7:@ '3='7:
'3=
(
)
1 1 L,% + L ( 1050 ) L ( 1050 ) x W" 1 + 2 L ( 1050 ) # 2 2 2000 x 5280
:*+ tonelada milla al reciprocar una longitude de )@ la sarta de tuberia de revestimiento desde el fondo del po!o ':= '4 0ECI,0.CA0 W" 1 L ( 1050 )+ W" 2 L ( 2750 )+ #
':=
¿ 30 n
¿
2000 x 5280
uego ''= '7 '9 ') '3 ':RRRRRR6 / ¿
DA'. ρ
=*: lbsB#N
= ) n>veces recip*= 79
m
Kmv= 77 lbs Kg= 3: lbs Calculos Km=K'0 67+*7: ρ
m
K e$* divers= 9: lbs K '07= <7 (B,IE K'09=
Km7=<767+*7: x 9.5 8
Km7= :9*)7 lbsBft
Km9=
Km9= :?*)7 lbBft
4= Kmv QKgQ K e$* divers= 4= 77 3: 9: 4= 7? (n= 9Q79= 93 entonces
'7=
1 ( 30 +2750 ) 2750 x 58.31 +2 x 2750 x 18000 2 ( ) 2000 x 5280
'9=
1 ( 30 +2750 ) 2750 x 58.31 +2750 x 18000 2 ( ) 2000 x 5280
'7=)*3? tn+milla
+
1 ( 30 +1850 ) 1850 x 58.31 + 1850 x 18000 2 ( ) 2000 x 5280
'9=7)*3 tn+milla
')=
(
1 2
+
30 1050
+
1 2
)
+
2750 2750 x 58.31 3800 x 18000 2000 x 5280
1 ( 30 +1850 ) 1850 x 58.31 + 1850 x 18000 2 ( ) 2000 x 5280
¿
+
')=)* tn+milla
'3=
1 ( 30 +1050 ) 1050 x 52.31 +1850 x 18000 2 ( ) 2000 x 5280
':= (
52.31 x 1050 + 2750 x 58.31+ 18000 ) 2000 x 5280
'3= <*) 'N+4IA
':= 7:* ton+milla
&inalmente reempla!ando los ' i en 6 / 8 ''=)*3? 7)*3 )* <*) 7:* = <*:? tn+milla TT=%( #3 5))/ .bser* 0esolviendo el problema ? con este procedimiento mas claroL se tiene como RRR*
PERFORACION ROTATIVA CAPITULO IV DISEO DE SARTA DE PERFORAR PARTE PRACTICA
PROBLEMA 1G Al llegar a pies de profundidad se ha alcan!ado la máQima capacidad de carga del mástil de un e$uipo de perforación* as condiciones de operación son las siguientes Diámetro del po!oG ? ] @ 'uberia de perforacionG @L 3 ] @ d*eL 7<*< lbsBpie Cuellos lastra barrenasG @L < @@ d*eL ? lbsBpie DesviaciónG 9:> ,eso sobre la brocaG : lbsBpulg Densidad del lodoG 79 lbsBgln -i se desea llegar a 77:@ con la sata de perforación mas adecuadaL se pregunta U como deberá estar compuesta la sarta de perforaciónL si se dispone de tuberia de perforación de ) ]@@ de 7)*) lbsBpieV -./CI.NG
Ksp peso efectivo de la sarta de perforacion G Ksp= 6 ',K ', C(KC(867+*7: ρ m8 Ksp7= 6Q7<*<Q?867+*7: ρ m8 W,p 1 + W"v +WG + Wug +100000 lb, uego Kg7= 1−0.02 n
CCC7=
Wg 1 ( n + 2 ) Kcpp maQ capacidad de carga del castillo FECn
K.(@G ,E-. -.(0E A (0.CA= : (-B,/# / =AN#/. DE DE-2IACI.N DE ,.;. = 9:> ∅
(0.CA
=
∅
= ? ]@@ = ?*: ,/#
,.;.
&= &AC'.0 DE -E#/0IDAD DE C( ?:+S K.(= K.(@ Q
∅
(0.CA
K.(= & K 67+*7: ρ
8 cos /
4
:Q?*: lb= * @C( Q? 67+*7: Q 798 cos 9:> @C(= 3*9<@ uegoG
Ksp9= 6J',K ', @',K@ ', C(KC(867+*7: ρ m8
Ksp9= 6J',Q7<*< @',Q7)*) 3*9<@Q?867+*7: ρ m8RR**9 uegoG
W,p 2 + W"v + WG + Wug + 100000 lb, Kg7= RR ' 1−0.02 n
Wg 2 ( n + 2 ) CCC9= Kcpp FECn
Como se trata del mismo Castillo CCC 7= CCC9 y n=cte Wg 1 ( n + 2 ) Kcpp= FECn
Wg 2 ( n + 2 ) Kcpp FECn
Wg 1 = Wg 2
De
/6'
W,p 1 + W"v + WG + Wug + 100000 lb, W,p 2 + W"v + WG + Wug + 100000 lb, = 1− 0.02 n 1−0.02 n
W,p 1 =
De 7 y 9
W,p 2
6Q7<*<Q?867+*7: ρ m8= 67<*< Q J', 7)*) @', 3*9
ρ m8
9973 lbs= 7<*< Q J ', 7)*) @', <):3*? 7<*< Q J', 7)*) @',= 7: ?:*9RRRRR**6)8 'ambien J', @', @C(= 77: J', @',3*9<= 77: J', @',= 7 :*3 R*638
/E#. 6)8 7<*< Q J', 7)*) @',= 7:?:*9 +7)*) 638
+7)*) Q J', + 7)*) @',= +739 )?<* )39 )*) J',= 7: 39*?:?
J',= 3
@',=<7@
C.4. @C(= 3*9<@=:@ -E .('IENE J',=3<*? = 3<7@
L
@',=<)3*= <):@
/E#.G
L;CLB=(%; - ; LTP=+-(1; + H ; DE 1-.- LB@PIE L;TP=-!;
H;; DE 1. LB@PIE
,0.(E4A 9G -e va a continuar la perforación de un po!o con broca de ? ] @ y : lbsBpulg de carga sobre esta hasta la profundidad de 7 @ para luego bajar tuberia de revestimiento de @@ de D*E $ue tienen cuellos de *<:<@@* si el ángulo de desviación es de 9:> y se dispone de los siguientes cuellos lastra barrenasG
DIA4E'0. ET'E0I.0 < ] @ < @ @ @
DIA4E'0. IN'E0I.0 9 @ ) 9 @ )
,eso cuello lastrabarrena 9 lbs ? lbs 777 lbs 79 lbs
Densidad del lodoG 79 lbsB gln -e pregunta cuantos cuellos lastra barrenas del menor diámetro interior -oluciónG ∅
(roca= ? ] @ = ?*: pulg
∅
EQterior de los acoplamientos de las tuberia revYs= *<:<@@
,or la formula de 0obert hoch
∅
∅
∅
eQt* min de los C(
=9
+
eQt* min de los C(
= 9Q *<:<+?*:=<*? pulg
ET'*DE AC.,A4IEN'. DE A '/(E0IA DE 0E2E-*
∅
(0.CA
De la tabla adjuntaG < @ ¿ <*?@@ ¿ @@
∅
eQt* min de los C(
= pulg Kclb= 777 lbsBpie
-i sabe $ueG K.(= K.(@
∅
(0.CA
R*7
K.(= : (-B,/#
C(= lC( nC( / = 9:>
ρ m= 7 lbsBgln
y K.(= & lC( nC( KC( 67+*7: ρ m 8C.- / :Q ?*:= & ) nC(Q77767+*7: 10 8C.- 9: > nC(&= 7*7) ,A0A &= *?: nC(*?:= 7*7)
nC(=9*9
,A0A &= * nC(*= 7*7)
nC(=7*?
S2 32725#/0/ 1% 7)* 62 !; 7@ 793 3 "/7#90 (;;62 y $ K ;65 y 3 "/7#90 62 2056/6 62) %! PROBLEMA : as condiciones operativas de un po!oG Diámetro de la brocaG ? ] @ ,eso sobre la brocaG : lbsBpulg 'uberia de perforación 3 ] @ DE 7<*< (-B,IE Cuello lastra barrenas < ]@@ D*EL ) @ DIL ? (-B ,IE Densidad del lodo 79 (B#N ,rofundidad ?3:@ desviación )> -e re$uiere perforar hasta 7 @ pero como el peso del mastil del e$uipo de perforacion ha llegado a su maQima capacidad es necesario cambiar las condiciones operativas a las siguientesG peso sobre la brocaG 3 lbsB pulg
tuberia de perforacion combinadaG 3 ]@@ deL 7<*< lbsBpie cuellos lastra barrenasG < ] @ de L ) di L ?) lbsBpie densidad del lodoG 79 lbsBgln -e preguntaG UComo estará constituida la nueva sarta de perforaciónV -olución G Condición inicial ∅
(0.CA
= ?*:@@
D@= ?3:@ / = )>
K.(@= : lbBpulg ρ
m= 79 lbsBgln
K',= 7<*< lbsBft 3 ] @ D*E
-E 'IENE :Q?*:= * C( Q ? 67+*7:Q 798 cos )> C(= <3*3:W= <3?@ uegoG D@= ', C( ?3:= ', <3?
',= ?9@
,or lo tanto Ksp7= ',K ', C(KC( Ksp7= 7<*
= ?*: pulg / = )>
broca
K.(@= 3 ρ
m= 79 lbsBgln
D= 7 @
Ktp= 7<*< lbsBpie K@tp= 7)*) lbsBpie KC(=? lbsBpie
KC(= ? (B&'
3Q ?*: = *Q @C( Q ? 67+*7:Q798 cos )> clb= :7?*)
clb=:7?W
,or lo tanto Ksp&= 6@',K ', @@',K@ ', @ C(KC(8 Ksp&= 7<*< @', Q 7)*) @@tp ?)Q :7? 7<*< @', Q 7)*) @@tp Q3<79 = Ksp9 ,ero Kspi= Ksp f 7?L 7?:*9= 7<*< @', Q 7)*) @@tp Q3<79 7<*< @',7)*) @@tp = 737 ?)* 9 RR678 ADE4AD= @', @@tp @clb= 7 @ @', @@tp= 3?9 +7)*) tp + 7)*) tp = +79< 77*
tp=3:)* 7: = 3:)
En 678 G @@tp= 333*? = 33:@ uegoG
L;7)*=18; - H DE ;; DI 8% LBS@PIE L;TP= +(; + H ; DE 1-.- LBS @ PIE L;;#4= +%+; H ; DE 1. LBS@PIE
BROCAS DE PERFORACION CAPITULO V PARTE PRÁCTICA
PROBLEMA 1: Dadas las siguientes condiciones operativas de un po!oG Costo por pie perforadoG )*< &ormaciónG anhidrita Costo de la brocaG 73 Costo del e$uipo de perforaciónG 79Bdia Diámetro de la broca G ? ] @ ,eso sobre la broca G :) lbsBpulg Intervalo perforadoG 93: pies 2elocidad promedio de la perforaciónG 99 piesBhr 'iempo por viaje redondoG *: hora B7 pies -e preguntaG Ucuál es la profundidad del po!oV -oluciónG -e tieneG C= )*< (= 73 Cr= 79 Bdia * 7 dia B 93 hr= :B hr ,= 99 ,IE-B "0
F
F
,= t
t= =
245 . 22 p71,
/ h 2 = 77*7)< hrs t= 77 hrs
&= 93: ,IE'= 6 *: "0-B 7 ,IE-8*D -i C=
! + C2 ( T + t ) F
0.5 h2, 1000 .
D=
'=
37.6 x 245 500
CF − ! C2
+ t
+ 77= 3*<93 D=
4.624 x 1 000 0.5
D= %$+8;
PROBLEMA $:calcular el costo por pie de una broca de B? @ $ue ha estado bajo las siguientes condiciones operativasG
,rofundidadG : &ormaciónG cali!as compactas Costo de la brocaG ) Costo diario del e$uipo de perforacioG 79 ,eso sobre la broca G 3: lbsB pulg DesviaciónG 9:> Densidad del lodoG 7 lbsBgln Cuellos lastrabarrenasG <@@ DE L < (-B ,IE 'uberia de perforacionG 3 ]@@ deL 7<*< lbsBpie ongitud de cada cuello lastra barrenaG 'iempo de viaje redondoG *: hrs *7))hrsBbarra de cuello lastrabarrena *: hrsB7@ de tuberia de perforacion 'otal de pies perforadosG 9?? -./CI.NG -E 'IENE (= ) Cr= 79 Bdia Q 7diaB93 hr = : Bhr ,= 79 ,IE- B".0A '= *: "0 *7))"0B(A00A C( *:B 7@ ', &= 9?? ,IE F
/E#. t= =
288 12
t= 93 hrs
n barras clb= V N.'A G n barras clb
8 n clb
',= V D= : ,IE-KC(= K@C( 67+*7: ρ K.(@= 3: (-B,/# ∅
(0.CA
= B?@@ = *?: pulg
8 lC(= )W
m
K.(= K.(@ ∅(0.CA C(= n(A00A- C(= )nC(
l barra C(= ) lC(
/ = 9:>
ρ ρ
K.(= * C( KC(C.- /
m= 7 lbsBgln
K.(@
∅
(0.CA
=*Q n barra C(K@C(67+*7:
8 C.- /
m
K@C(= < (B&' 3:Q *?:= * Q n barra C( < 67+*7: x 10 8 C.n barra C(= *3
C(= Q *3
/E#.G ',=D+ C(= :+ <9*)@
25 9
C(= = <9*)@ G ',=3)9*@
EN ( 3 ) '= *: "0 *7))"0 Q *3 *:B 7@ ',Q 3)9* '= )* ".0A-
EntoncesG C=
! + C2 ( T + t ) C= F
3000
+ 500 ( 3.7 + 24 ) 288
= :?*:
C= 8.1@PIE
P09*)2/ : Dadas las siguientes condiciones ,rofundidadG Costo de la brocaG ) Costo diario del e$uipo de perforaciónG 79BDIA tiempo de viaje redondoG *: "0- *7))"0-B(A00A DE C/E. A-'0A(A00ENA *: "0-B7@ DE '/(E0IA DE ,E0&.0ACI.N ongitud de cada cuello lastra barrenaG @ ,eso sobre la brocaG :? lbsB pulg diámetro de la brocaG ? )B3 @ 2elocidad de la mesa rotativaG 7 rpm Densidad del lodoG 79 lbsBgln Cuellos lastrabarrenasG ?< (-B ,IE 'uberia de perforacionG 7<*< (-B,IE 'IE4,. 0.'AND. 6"0-8 : 7 79 73 7< 7? ,E0&.0AND. 6,IE-8 7) 9: 9?? )99 ):9 )? -e pregunta U a $ue hora deberia haberse sacado la brocaV
9 3
99 39
93 3)
-./CI.N -E 'IENE D= ,IE-
l barra= @
K.(@= :? (-B,/# ∅
(0.CA
= ? )B3@@ = ?*: pulg
/ = >
C(= n(A00A- C( ρ m= 7 lbsBgln
K@C(= ?: (B&' -I K.(@
∅
(0.CA
=* C(K@C( 67+*7: ρ
m
8 C.- /
:?Q?*:=*Q n barra C(?:67+*7:Q798 C.n barra C(= ?*? =
0
n barra C(=
luego C(= Q = ?7@ ',=D+ C(= + ?7
G ',=?7@
'ambien se tieneG (= 93 Cr= 79 Bdia Q 7diaB93 hr = : Bhr '= *: "0 *7))"0B(A00A C( *:B 7@ ', '= *: "0 *7))"0Q *:B 7@ 6?7&8 '= :*?9 *:& EN'.NCE-
'= :*? *:&
RRR**698
C=
! + C2 ( T + t ) C= F
2400 + 500 ( 5.8 + 0.0005 F + t )
F
RRR*678
0eempla!ando los valores de la tabla en 7 en 9 se tiene '
& : 7 79 73 7< 7? 9 99 93
' 7) 9: 9?? )99 ):9 )? 3 39 3)
C :*?< :*9: :*33 :*<7 :*< :*? <* <*7 <*7:
:*7?3 37*3: )*3?< )?*33 )?*)3 )?*?7 )?*: )*< 3*3?)
60.000 55.000 50.000 45.000 40.000 35.000 5
10 12 14 16 18 20 22 24
P09*)2/ 40942#9: se ha terminado de perforar un po!o lass ) ultimas brocas empleadasL están detalladas a continuaciónG a sarta de perforación al final de la perforación ha consistido de G 'uberia de perforarG <@ Cuello lastrabarrenaG < ,eso del e$uipo elevadorG 4= 7: (-
-E ,0E#/N'A a8 -i el costo del e$uipo es de 3? por dia P
'I,.
C.-'. DE-DE "A-'A K.(
0,4
7 9
A'+7 A'+ 77 A'+ 7)
7: 3
7
): :
79 ?
,IE-B".0 ' viaje A 37* < hrs 9: ? hrs
:
7
79
<
<
7
)
hrs
a sarta de perforación al final de la perforación ha consistido deG 'uberia de perforarG <@ 3 ] @ DE 7<*< lbBft Cuellos lastrabarrenasG <@ @@ DE 77*: (-B&' ,eso del e$uipo elevadorG 4=7: (-e preguntaG a8 si el costo del e$uipo es de 3? por dia calcular los costos en dolaresBpie correspondientes a cada broca b8 se estuvo usando lodo de 7*9 lbBgln hasta los 7 ftsL done se cambia de peso a 77 lbBgln para perforar una !ona de alta presion* evaluar las ton+millas en el cable desde $ue se empe!o a perforar ha piesL hasta $ue se saco la tuberia a 7 9 pies para correr registros elctricos* la longitud de un stand de tuberia es pies
FUERA MOTRI CAP VI< PARTE PRÁCTICA P09*)2/ 1:El malacate de un e$uipo de perforación esta accionado por tres grupos de motoresL cada uno con su respectiva transmisiónL bajo carga de la cadena de impulsión del malacate* as condiciones operativas son las siguientesG ,otencia total de los motoresG ", •
• • • • • • • •
Nmero de lOneas armadas entre las poleas del montón viajero y las poleas del caballete porta poleasG ? 'uberOa de perforaciónG 3 ]J D*E**I*&* 7<*< lbsBpie Cuellos lastra barrenasG < ]J D*E L ? lbsBpie ,eso del caballete porta poleasG 79L lbs ,eso del montón viajero y ganchoL integradosG 77L< lbs ,eso de la unión giratoriaG 3L< lbs Densidad del ladoG 79 lbsBgln Desviación del po!oG 9:> Diámetro de la brocaG ? ]J
-e preguntaG a8 UCuál deberá ser la longitud de la tuberOa de perforar y la longitud de los cuellos lastra barrenasL $ue permitirá colocar el mayor peso sobre la broca con la máQima capacidad de los motores del malacateL para llegar a 79L? pies de profundidadV b8 UCuál será el mayor peso $ue se podrá colocar sobre la brocaV -oluciónG ρ =79 D= 79? ,IE- P 4.'.0E-= ) a8 ",motor= 6'.'A8 n=? K ', =7<*< KC(=? K42#=77< lbs K/#=3< lbs -i n=? -?= piesBmin
Kg=
33000 x 648.18 90
= 9) <<< (-RRR 3
ii8 por otro lado Kg= 6K ', ', KC(C(86 7+*7: ρ
m
8 K/ # K4 2 gancho
Kg= 67<*<', ?C(86 7+*7: x 12 8 77< 3<= 9) <<< 7<*<', ?C(= 9<*RR*678 Iii8 si D= 79? ', C( = 79?RR*698 DE 678 7<*< ', ?C(= 9<* 698Q +7<*< +7<*< ', +7<*<C(= +979 3? 9*3 = : 3* clb= 3* pies En 698G ',= 79?@ 3* = 79:* ,IEC(= :@ ',= 79:@ -I C(= :@ Kclb= ? lbBpie / =9:> ρ
=79
K.(= * KC(C(67+*7: ρ 8C.- / K.(= * ?Q:67+*7:Q798C.- 25 9 K.(= 3)93*? lbs &OB= +($ )*
P09*)2/ $:Calcular la eficiencia tYrmica al freno de un motor $ue usa 7: ltrs de combustible en una horaL mientras desarrolla ?: caballos al freno* El poder calorOfico del combustible es de :3 %g+CalBltr* Asi mismoL una %gr+Cal es igual a 39<* %g+m* -./CI.NG -I e b=
Wb Q Q 7
Z=:3%g+calBlts )<segBhr
Q
7:ltsBhr=:<g+calBhr
Q39<*g+mB7g+cal
Q7cvB6:g+mtBsegQ
Z=773*< cv Kb= ?: cv e b=
850 %v 1194.76 %v
Q 7= 7*73S
2*=(1.1+
P09*)2/ :"asta $ue profundidad se podrá perforar con un e$uipo de perforación $ue tiene un malacate $ue es impulsado por dos grupos de motores de 3 ", cada uno con sus respectivas transmisiones* as condiciones de operación son las siguientesG
• • • • • • • • •
Diámetro del po!oG ? ]J 'uberOa de perforaciónG 3 ]J DE* I&* 7<*< lbsBpie Cuellos lastra barrenasGRRRR** DesviaciónG 9:> ,eso sobre la brocaG 39: lbsBpulg ineas armadas entre las poleas del moton viajero y las poleas del caballeteG ? ,eso del montón viajero y ganchoG ? lbs ,eso de la unión giratoriaG)3: lbs Densidad del lodoG 7 lbsB gln
-oluciónG -e tiene ",4.'.0E-= 3 ", ∅
(0.CA
=
∅
= ?*:@@
,.;.
K.(= 39 : (-
KC(=? lbsBpie
K /#= ):
/ = 9:>
K',= 7<*< lbsBpie
n=?
ρ =79 (-B#N
K42#= ?
P motoresG9
C( =) n C( -I K.(=* C(KC( 67+*7: ρ
m
8 C.- /
39:=*Q)nC(Q ?:67+*7:Q798 C.s nC(= 9)*?
25
nC(=93
luego C(= )Q93=9@ ",g= ",motor emmemg
emm=*:
",g=9Q 3 6*:9867+*9Q?8 ",g=<<*3? 'ambienG ",g= Wx 90
<<*3?= 33000
W+ 33000
-?= ,IE-B4IN
K=999 )< lbsRR**678
Como Kg= 67<*<', ?Q9 86 7+*7: x 12 8 K/ # K4 2 gancho 999)<= 67<*<', ?C(86 7+*7: xρ 8 ? ): ', = 77<)7*< ', = 77<)@ D= ', C( = 77<) 9 = 79):@
D= 1$!;
P09*)2/ +:-e re$uiere perforar un po!o a 79@ de profundidad as condiciones operativas son las siguientesG • • • • • • • • • •
Diámetro del po!oG B?J 'uberOa de perforaciónG 3 ]J DE* I&* 7<*< lbsBpie Cuellos lastra barrenasG Nmero de lOneas hacia abajoG 79 Densidad del lodoG 7 lbsB gln ,eso del montón viajero y ganchoG 7)7 lbs ,eso de la unión giratoriaG 3: lbs ,eso del caballete porta poleasG 7L lbs
-e preguntaG UCuál será la potencia $ue se necesitara en el malacate para levantar la carga en el ganchoV* -./CI.NG ∅
(0.CA
=
∅
K.(= K.(@
= *?:@@
,.;.
∅
(0.CA
K.(@= : lbsBpulg KC(=< lbsBpie
K /#= 3:
/ = 3>
K',= 7<*< lbsBpie
n9=79
ρ =7 (-B#N
K42#= 7)7
D=79@
K.(@
∅
(0.CA
=* )nC( KC( lodoC.- /
39:=*Q)nC( Q < 67+*7:Q78 cos nC(= 99*<)
nC(=9)
4
n=7
luego C(= )Q9)=<@ ', = D+ C( ', =79+ < ', =77)7@ uego Kg= 67<*
'ambienG ",malacate emg = 33000 -i 2? = 27 = n 2gi ?Q = 7 -7
n?-?= n7 -7
emg= 67+*9n8 -?= piesBmin
-7= 9 piesBmin
EntoncesG ",malacate67+*9Q78 =
221758 x 72 33000
",malacate=<3*? 'P/)/7/#2= -!;
PROBLEMA G /n e$uipo de perforación tiene un malacate National <7 mecánico $ue es accionado por dos grupos de motores cada uno de los cuales tiene una potencia de ): hp* as condiciones de operación sonG • • • • • • • • •
,eso de la unión giratoriaG 9 lbs ,eso del ganchoG 7:9< lbs ,eso del motonG )? lbs ,eso del caballete porta poleas con sus poleasG 3: lbs Nmero de lOneas armadas hacia arribaG 7 'uberOa de perforaciónG 3*:J DE Q 7<*< lbsBpie Cuellos lastra barrenasG < J Q ? lbsBpie ongitud de cada cuello lastra barrenas o tubo de perforaciónG )@ Diámetro de la brocaG B?J
• • •
Desviación del po!oG 9> ,eso sobre la brocaG :: lbsBpulg Densidad del lodoG 77 lbsB gln
-e preguntaG ,rofundidad hasta la cual se podrá perforar* -oluciónG D=V
",4.'.0 = ):
lclb=)@ =ltp
",4.'.0 = ):@
K',= 7<*< (-B,IE
KC(= ?lbsB,IE
n=7
ρ = 77 lbsBgln ∅
=*?:
broca
pulg K/#= 9 lbs
/ = 9@@
K#= 7:9< lbs
(-B,/# C(= lC( nC( = ) nC( K.(= K.(@
∅
= S K@ C( .D. cos9>
broca
::Q*?:= *Q ? Q ) n C( 67+*7:Q 778 cos9 nC(= 9:*:: = 9< C(=) Q 9< = ?@ Kg= 67<*
n?-?= n7 -7
-?= piesBmin
-7= 9 piesBmin
",g= 9 ",4.'.0 6:S8967+*9n8 ",g=9Q ):6*:8967+*9Q78 ",g=:37*: W+
",g = 33000 /E#. 678=698
:37*:=
Wx 72 33000
K= 93?7?*: (-RR*698
K.(@=::
7)*?< ', ?) 33 =93?7?*: (7)*?< Q) nC( ?) 33 =93?7?*: (En 6)8
tp= 77?:@
,ero
ltp6barra8= )Q)@ = @ tp= ncsp
tp= ltp ntp = ) ntp nC(=)3*=): tp de )@
7)*?< Q ncC( ?) 33 =93?7?*: (ncC(= 7)7*<< = 7)9 tub de @ tp=Q 7)9= 77??@ D= tp clb= 77?? ? = 79<<@
D= 1$--!;
P09*)2/ -2. S#5<: el tamaFo del tambor de un malacate es de 99@@Q 3<@@ 6diámetroG99@@y anchoG3<@@8* as condiciones operativas son las siguientesG • • • • • • • • • • •
Diámetro del po!oG B? @ ,eso sobre la brocaG :: lbsBpulg ,eso de la unión giratoriaG )) lbs ,eso del gancho y el motónG ?)?: lbs ,eso del caballete porta poleas 9<: lbs Cuellos lastra barrenasG < J Q ?3 lbsBpie 'uberOa de perforaciónG 77:@ 3*:J DE Q 7<*< lbsBpie Densidad del lodoG *: lbsB gln Desviación del po!oG 99> Nmero de lOneas armadas hacia arribaG 7 'ransmisiónG ) cadenas y ) ejes -e preguntaG UCual deberá ser la potencia total de los motores $ue accionan el malacateV
-./CI.N ∅
=
broca
∅
=*?: pulg ", 4.'.0 = ):
,.;.
n=99 ρ =
',=77:@
*:
lbsBgln K42#= ?)?: lbs (-B,/# K/#= )) lbs
K',= 7<*< (-B,IE / = 99@@
-=,IE-B4IN
KC(= ?3lbsB,IE ∅
K.(@=::
=99@@
4AACA'E
0=77@@
Vl R =
N=
nVg R =
8 x 90 11 / 12
=
720 x 12 11
radBmin Q 7revolucionB9
: rad
N=
4320 11 :
0,4R**6)8
&= K#B 6n67+*9n8RRRR638 Kg= 67<*<', ?Qclb 86 7+*7: x 9.5 8 K/ # K4 2 ganchoRRRR**6 ' ¿ "allandoG clb= K.(=K.(@=
∅
broca
=*Q ?3 C(67+*7:Q ρ
8cos /
m
::Q*?:= *Q ?3 C(67+*7:Q*:8cos 22 9 C(= 9*< fts En '
Kg= 67<*
Kg=99 9?<*:
1
;g 2.2 lb, =7))79* gr
En 678 RRRRRRRRR ",4AACA'E=
/
15373.8 x 2 :x 11 x 0.0254 x 43 11 : 4500
",4AACA'E=3*: hp ",4AACA'E=: hp En /
3*:= ",4otor 6*?8))
motorG )cadenasL ) ejes
'PM9#90= 8+-.+ 4
P09*)2/ (:6eQ* -usti8 el malacate de un e$uipo de perforación es accionado por tres grupos de motores cada uno de los cuales tiene una potencia de ) ",* El sistema de combinación de los motores tiene ) ejes y ) cadenas baja carga de la cadena de impulsión al tambor del malacate* as condiciones operativas sonG • • •
Diámetro del tambor del malacateG99@@ Ancho del tambor del malacateG 3<@@ 2elocidad del gancho con carga máQimaG 9 piesBmin
• • • • • • • • • • •
Nmero de lOneas armadas hacia abajoG 79 Diámetro de la brocaG ? 7B9 @ ,eso sobre la brocaG :: lbsBpulg Desviación del po!oG 9:> Cuellos lastra barrenasG < ] J Q ? lbsBpie 'uberOa de perforaciónG 3*:J DE Q 7<*< lbsBpie ,eso de la unión giratoriaG 3: lbs ,eso del moton viajeroG 77 lbs ,eso del ganchoG 3: lbs ,eso del caballete porta poleas lbs Densidad del lodoG 79 lbsB gln
-e preguntaG UCuál será la máQima pronfudidad $ue se podrá perforarV -olucionG ∅
(roca=?*:@@
K.(@=: (B,/#
K C(= ? (NB,IE
/ = 9:>
(-B#N C(=V
K.(@
∅
broca = * @C(Q KC(67+*7:T ρ 8 C.- 9:
?*:T := * C(Q?67+*7:T798 C.- 9: C(= 7)*:pies ",4AACA'E= V
",#= ",4.'.0 emme m+g ",motor = ) ",
N> de motores= )
) ejesL ) cadenas emm= *? ",4AACA'E=",4.'.0 emm
",4AACA'E=)Q)Q6*?8))
",4AACA'E=*9<
Kg=V Kg= 67<*<', ?Q clb 86 7+*7: x 9.5 8 K/ # K4 2 gancho Kug= 3: lb Kmv= 77 lb Kg= 3: lbs Kg= 67<*<', ?Q 7)*:86 7+*7: x 12 8 77 3: 3: Kg=7)*9 ', 973*R*678
KG lb
ρ =79
-e sabe $ueG
< = &Q 0=
4500 H 2 :n
", 4AACA'E=
Fx 2 :n R 4500
R**9 N= 0,4 &= %g
0=mt 0=V
C.4.
∅
'A4(.0 4AACA'E
= 99,/#
0= 77 ,/#Q*9:3 4'B,/# 0= *93
4' N=Vn9=79 n=7 2g= 9 piesBmin
K=N=
Vl R =
nVg R =
10 x 72 p71,
/ "7n
pulgx 1 ft 12 pulg
11
= ?:*: radBmin
N=?:*: radBmin Q 7 revolucionB9 : 2 ad N== 79: 0,4 uego en 698 ?:*:=
Fx 2 : 0.2794 x 125 4500
&= 7< )3*9 %grQ 9*9 lbsB gr
Wg
&=):
( −0.02 x 10 )
10 1
Wg = 9? 3:*9 lbsR**6)8
678=6)8 7)*9 ', 973*=9? 3:*9 lbs
',= 7: ?39@
,or lo tantoG ,rofundidad maQ* D= tpC( D= 7: ?39 7)*:= 7<:::*:
D=1--;
P09*)2/ 8 : El malacate de un e$uipo de perforación esta impulsando por 9 grupos de motoresL cada uno de los cuales tiene ):< ",* as condiciones operativas son las siguientesG • • • •
Diámetro de la brocaG ? 7B9 @ ,eso sobre la brocaG :: lbsBpulg 'uberOa de perforaciónG 3*:J DE Q 7<*< lbsBpie Cuellos lastra barrenasG < ] J Q ? lbsBpie
• • • • • •
ongitud de cada tubo de perforación o Cuellos lastra barrenasG )@ Densidad del lodoG 7lbsB gln ,eso de la unión giratoriaG 3 lbs ,eso del moton viajero y el ganchoG 77 < lbs ,eso del caballete porta poleas 793? lbs Desviación del po!oG 9>
Con estas condiciones operativasL la capacidad de perforación de este e$uipo de perforar es de 79@* -e preguntaG Cuantas poleas deberá tener el moton viajero para $ue la sarta de perforación puedea eQtraerse a < piesBmin -./CI.N ∅
broca=?*:@@
K.(@=:: (B,/#
K C(= 9 (NB,IE
/ = 9>
(-B#N C(=V
?*:T ::= * C(Q967+*7:T78 C.- 9
C(= <*??@ -I D = ', C( = ',<*??@ ',= 77 )*79@ -= < ,IE-B4IN 6DA'.8 K',= 7<*< (NB,IE
Kug= 3 lb Kmv#= 77 < lb
Kg= 67<*<', 9Q clb 86 7+*7: x 9.5 8 K/ # K4 2 gancho Kg= 67<*
/E#.G ",g= 33000 =
241000.94 = 60 33000
",g= ",4.'.0 T emmemg ",g=9Q ):< Q 6*:89 67+*9n8R*698 7=9 3)?*7?= 9Q):
n=7:*
n= 7<
",g=3)?*7? RR678
ρ =7
P90 )9 #/3#9 2) 3209 62 49)2/ 2 5/) = 1-@$=8 49)2/ P09*)2/%: el malacate de un e$uipo de perforación es accionado por 9 grupos de motores $ue tienen una potencia total de hp y cuyo sistema de combinación esta formado por 9 ejes y 9 cadenas bajo carga de la cadena de impulsión del tambor del malacate as condiciones son las siguientesG • • • • • • • • • • •
Diámetro del po!oG ? 7B? @ ,eso sobre la brocaG :: lbsBpulg ,eso de la unión giratoriaG 3: lbs ,eso del gancho y el motonG 7)7 lbs ,eso del caballete porta poleas 3: lbs Cuellos lastra barrenasG ?:L < ] J Q 9 lbsBpie 'uberOa de perforaciónG 777)@ 3*:J DE Q 7<*< lbsBpie Densidad del lodo no mayor de G 77 lbsB gln Desviación del po!oG 9?> Nmero de lOneas armadas hacia abajoG 79 4alacate G 9@@ Q 3< @@
-i se re$uiere perforar 97 pies adicionales y se desea sacar la broca del po!o a la mayor velocidad posible* Cuando se haya llegado a la nueva medidaRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR -oluciónG -i
∅
broca=?*:@@
K.(@=:: (B,/#
K C(= 9 (NB,IE
(-B#N C(=V
?*:T ::= * @C(Q967+*7:T778 C.- 9?
C(= <:*?)
C(=<< ,IE-
-i tp=777)@
-I n9= 79
n=7
clb=?:@ D= 77 7) ?:= 77 ?@
,ero se re$uiere perforar 97@ adicionales D@= D 97= 77? 97= 77 ?@ @tp= D@ + @clb= 7)+<<
@tp=7) 993 ,IE-
Ktp= 7<*< lbsBpie
Kug= 3: lb
Kclb= 9 lbsBpie
Kmvg= 7) 7 lbs
Kg= 67<*
/ = 9?>
ρ =77
Wg
uego
118064.54 ;g2
&= 10 (1−0.02 x 10 ) = 10 ( 1−0.02 x 10 )
&= 73 :? gr
0= 9B9 = 7 pulg Q *9:3 pulgB7 pulg *9:3mt= 0 ",4AACA'E=",4.'.0 emm
n=7 P motores = 9
9 ejes 9 cadenas e mm= *?
",4.'.0 = hp ",4AACA'E= Q 6 *?83 ",4AACA'E= ?) hp uego ",4AACA'E=
?)=
Fx 2 :n R 4500
14 758 x 2 : 0.254 N 4500
N=7:?*:? 0,4Q9 : radB7 revolucion
N= <*)? 0adBmin = 2lB0 2l= N 0 2l=n2g =<*)?Q 7 pulgB79 = ?)* )9 piesBmin n2g= ?)*)9
2g= ?)*)9 B 7
V= 8 452@53
CAPITULO VII BOMBAS DE LODO PARTE PRÁCTICA PROBLEMA !1G /na bomba de lodo National L doble L doble actuanteL tipo %+:+A L de @Q 7:@@ está impulsada por motores $ue desarrollan una potencia total de :7) ", L cuando dicha bomba a cpm* -e pregunta* UCuál será la máQima presión de descarga en la lOnea de salida del lodo de la bombaV NotaG diámetro varilla pistón = 9 ]@@ -oluciónG -i se tiene la bomba de lodo @Q 7:@@ D=*9:@@ Diametro eQterior de la camisa
-=7: @ longitud de la carrera
d= 9*:@@diámetro de la varrilla
",=:7) potencia total impulsada por motores
N= C,4 revoluciones por minuto del cigeFal ,ara una bomba dobleL doble actuante $=*<69D9+d98-Nev
ev=
$=*<[96*9:@@8 9+69*:89\Q7:QQ * $=<)3*3 gmp "",G CA(Aaje hidraulico Q
"",= 1714 = emev", Hx 1714 ,= emev >
,=
513 x 0.85 = 0.901714 634.4
P=1!-! LBS@PULG$
PROBLEMA !$G /na bomba de lodo national %+:+A L de @Q 7:@@ L doble L doble actuante L está e$uipada con camisas de < ]@@ y es impulsada por motores $ue tienen una potencia total de : ", * -i la varilla del pistón es de 9 :B?@@ de diámetro y la presión en la lOnea de descarga de la bomba de lodo es de 7): lbsBpulg 9 L se preguntaG UA cuántas carreras completas por minutoL del pistón deberá trabajar la bomba el máQimo caudalV -./CI.N (omba de lodo @Q 7:@@ E-'a EZ/I,ADA con camisas de < ] @ D=<*:@@ G diámetro de la camisa N=V
-= 7:@@ G .N#I'/D DE A CA4I-A
d=9*<9:@@G diamtro de la varilla ,= 7): psi presión de descarga
(omba dobleL doble actuante $=*<[96<*:@@8 9+69*<9:89\Q7:QNQ * $=*77N ,E0. Q
"",=emev",= 1714
:T*?:T *=
1350 = 7.11 N 1714
N=(8 74
PROBLEMA !: /na bomba de lodoL dobleL doble actuante < @ Q 7<@@ es accionada por motores $ue tienen una potencia de <",* -i el diámetro eQterior de la tuberOa de perforar es de 3 ]@@ y la velocidad de flujo $ue se desea tener en el espacio anular es de 7? piesBminutosL se desea conocerL Ucuál será la máQima presión $ue se tendrá en le lOnea de descarga de lodo de dicha bombaV Diámetro de la broca es de ? pulg*
-olución
∅
=3*:@@
',
∅
=?@@
,.;.
:
C.4. Z= A*2A= 4 [
∅
" ∈¿ Z=)3*)< pulg9Q 7? p71, Q
¿
?
= 7? piesBmin ",=< hp
fea
9 ,.;.
+
∅
12 pulg 1 p71
9
:
\= 4 [?9+3*:9\
',
Q
A=)3*)< )3*)< pulg9
1 gln 231 pulg 3
Z=)97*9 glnBmin Q
uegoG ",emev= 1714
Hx 1714 ,= emev ,= Q
600 x 0.85 = 0.901714 321.29
,=93:(-B,/#9
PROBLEMA !+G /na bomba de lodo de < @@ Q ? ]@@ tripleQ national ?+ ,+?L está e$uipada con camisas de <@@L varillas de pistón de 9 ]@@ y está trabajando a 73 carreras por minutoL se preguntaG a8 2olumen de lodo $ue podrá despla!ar esta bomba en ) min* b8 -i la bomba estaW impulsada por motores $ue tienen una potencia total de 9 ",L UCuál será la máQima presión de bombeo de dicha bombaV -./CI.NG a8 -I la bomba de lodo < @Q ? 7B9@@ esta e$uipada con camisas de < @
D=<@@ G diámetro de la camisa -= ?*:@@ Glongitud de la camisa N=73 cpm
d=9*<9:@@G diámetro de la varilla
,= 7): psi presión de descarga
,ara (omba tripleQ :
1 3 1 231
9
$= 4 D - N
$=*79Q6<89Q?*:Q73 Como $=
1
v
v
=7S
$= 3)<*
v v =$t t
t=) min
v =3)<*
v =)79 bbl
b8 -i ",=9 ", Q
",emev= 1714
Hx 1714 ,= emev >
,=
720 x 0.85 = 1.0 1714 436.968
P=$+!!LBS@PULG$
P09*)2/: una bomba de lodo dobleL doble actuanteG
d= 9*:@@
$d=*<69D9+d98-d Nd ev
Nd=<cpm ev= S
,ara la bomba de lodo tripleQ < 7B9@@ Q 79@@ Dt= < ]@@
-t=79@@
Nt=V
$t=*79QD9'Q -'Q N' Q evev=7S por la condicion del problema $ d=$t *<[96<@@8 9+69*:89\Q7
Nt=: cpm
P09*)2/ -: /n po!o se esta perforando con brocas de ? ]@@ y tuberia de 3 ]@@ de diámetro eQterno* a bomba de lodo es NA'I.NA '0I,ET 'I,. ?+,+? < @@ 1 ? ]@@ 2./4EN DE .D. ?: bbls *si se re$uiere mantener una velocidad de circulación de 7? piesBmin en el espacio anular* El diámetro del piston es de <@@ y el diámetro de la varilla es )@@ a8 Cual será el numero de carreras por minuto de los pistonesV b8 'iempo necesario para $ue el lodo de 9 vueltas al sistemaV -oluciónG a8 ,ara el espacio anular ∅
,.;.
∅
=?*:@@
:
A= 4 [
∅
9
,.;.
? = 7? piesBmin
=3*:@@
',
+
∅
9 ',
:
\= 4 [?*:9+3*:9\
A=3*?3 pulg 9
luego Z= A*2 12 pulg p71, Z=3*?3 pulg Q 7? "7n Q 1 p71 Q 9
1 gln 231 pulg 3
Z=)?7*?? gpm
$ea=)?7*?? gpmRRRR678 ,ara la bomba trileQ de <7B3@@ Q ? ]@@ con diametro de piston de <@@ D=<@@ -=?*:@@ $t=*79QD9 Q -' Q N'
$t=)*7979 N'RR698
-ea $ea=$t 678=698
)?7*??=)*7979 N '
N'= 79) cpm
b8 si 2lodo = ?: bblQ 39glnB7bbl= ): glns como $=
v t t=
v >
t=
35700 381.88
=)*3?min
#=%.+853
PROBLEMA 07 :
se esta perforando un pozo con una broca de 7 7/8’’ tuber!a de perforac"#n de 4 $’’ %&. or razones de cacarter operat"(o se neces"ta tener en e) espac"o anu)ar una (e)oc"dad de 175 p"es/*"n.se pre+unta a, -ua) ser ser e) cauda) de sa)"da de )a bo*ba
b, " se neces"ta una pres"#n de c"rcu)ac"#n en e) s"ste*a de) )odo de 1200 )bs/pu)+2 ua) ser )a potenc"a tota) de )os *otores ue "*pu)san )a bo*ba de )odo dob)e dob)e actuante c, " )a bo*ba fuera tr"p)e tr"p)e, cua) deber!a ser )a potenc"a tota) de )os *otores ue "*pu)sar!an d"ca bo*ba
-oluciónG a8 -i
∅
∅
=*?:@@
,.;.
:
A= 4 [
∅
9
+
,.;.
∅
9
? = 7: piesBmin
=3*:@@
',
:
\= 4 [*?:9+3*:9\
',
A=)9*? pulg 9
12 pulg p71, Z=)9*? pulg Q 7: "7n Q 1 p71 Q
Z= A*2
9
1 gln 231 pulg 3
Q=$%8
4 b8 -i ,=79 ,-I (.4(A DE .D. D.(E AC'/AN'E G e m=*?: ev=7* Q
",emev= 1714
",=
1200 x 298 1714 x 0.85 x 1.0
'P= $+4
n eu"po de perforac"#n rotat"(a t"ene 2 bo*bas de )odo una de e))as es de 7 $’’ 16’’ &%&% 9 1000. p"ston 2 5/8’’ e) n;*ero de carreras co*p)etas por *"nuto con ue esta traba ?’’ nat"ona) >991000 @ABC&D ue esta eu"pada con p"stones de 5 $’’ (ar"))as de p"ston de 2 E’’ Problema 08:
-olucionG (.4(A DE .D. D.(E AC'/AN'EG ]@@ Q 7<@@ con pistones de <@@ DD= <@@ -D=7<@@
dD= 9*:B?=9*<9:@@
$D=*<69D9+d98-D ND ev $D=*<696<89+9*<9:987< ) *
ND=)cpm
ev= S
$D=7*? #,4RRRR678 bomba de lodo tripleQ tripleQ < )B3@@ Q 7B3@@C.N 7B3@@C.N ,I-'.NE- DE : ] @ D'= :]@@
-'=*9:@@
$t=*79QD9'Q -' Q N' Q ev
N'=V ev=7S
$t=*79Q:*:9'Q *9: Q N ' Q ev $t=9*?:N'RRRR698 -EA $d=$t 7=9 7*?=9*?:N '
NT=-(CPM
FLUIDOS DE PERFORACION CAPITULO VII PARTE PRÁCTICA PROBLEMA 1: na
bo*ba de )odo dob)e dob)e actuando de 8’’ 16’’ esta operando a 50 carreras por *"nuto. &) s"ste*a de )odo cont"ene 1500 )bs de barro de 11 )bs/+)n. e desea a+re+ar suFc"ente a+ua para a)"+erar este )odo a 10 )bs/+)n. &) d"*etro de )a (ar"))a de) p"ston es de 2 pu)+. e pre+unta: G, Hue (o)u*en (o)u*en de) barro barro or"+"na) or"+"na) deber (ac"arse (ac"arse para tener tener e) *"s*o (o)u*en Fna) en e) s"ste*a I, G ue (e)oc"dad un"for*e deber deber a+re+arse e) a+ua para co*p)etar co*p)etar )a operac"#n en 2 c"c)os de) s"ste*a
-./CI.N a8 -EA -EA `QJ `QJ bbl bbl de agua agua -i 2lodo=7: bbls =cte `QJ será tambiYn la cantidad $ue tenemos $ue sacardel lodo de 77lbsBgl EntoncesG
ρ
=densidad =densidad del lodo final
lf
ρ=
=?*))lbsBgln
"9.
Klf =K =KliK"9. ρ 7:= ρ lf 7:= 10
ρ
W V
67:+Q8 ρ
li
*7:=7767:+Q8?*))Q *7:=7767:+Q8?*))Q
x = :<7*? bbl
b8 (omba doble actuante actuante ?@@Q7<@@ ?@@Q7<@@ D= ?@@ ?@@ -=7<@@ -=7<@@ d= 9@@ N=:cpm N=:cpm
Q
"9.
=densidad del lodo inicial
li
ρ
$D=*<69D9+d98- Nev $D=*<696?89+998*7< : 6*8 $D=<<*9 #,4
ev= S
hallando el tiempoBciclo $ue recorre el lodo en el sistema $=
v t t=
vl&@& >
t=
1500 x 42 gln 606.2
=7)* minBciclo
para 9 ciclos t@= 7)*minBciclo 7)*minBciclo Q9 ciclos t@=9*?min luego Z= Z=
. x 42 gln Vh 20 > ,1 $g21g$ $g21g$ = 207.8 t .
561.8 x 42 207.8
gpm= 77)*:3
Z= 77)*: glnBmin Problema 2:
G >000 p"es de profund"dad se debe encontrar una for*ac"#n ue cont"ene petr#)eo a 4275 )bs/pu)+ 2. Hue dens"dad deber tener e) )odo para perforar esta for*ac"#n con un *ar+en de se+ur"dad de 500 )bs/pu)+ 2.
-olucion
,ara perforar la formacion con un margen de error de seguridad de : lbsBpulg 9 a @ ,@&.04ACI.N=39::=3: =39::=3: ,-I /E#. ,=*:9 ρ mD DG ,rofundidad ,mG Densidad del lodo ,G ,resion estatica $ue ejerce la columna de lodo ,= ,@&.04ACI.N *:9 ρ mQ = 3:
ρ
= 1!.$ )*@)3
P09*)2/: n )odo a base de a+ua fresca cont"ene 8.5 J en (o)u*en de so)"do de ba
-oluciónG -i Klodo=KsolidosK"9. ρ
ρ
2 = ρ
lf lodo
ρ m=
-
li
V, V"
ρ
ρ
0.85 100
v
"9. "9.
V, ρ Vl&@&
V, Dato G V" =
,ero
2- ρ
h9
V h2& Vl&@& RRR678
= *?:
Vh 2 & V" =7
=?*)) #*E-= ?*))Q 9*:
-
Vh 2 & V" = 7+*?:=*7: ρ
=9*?9:lbsBgln
-
= ?*)) lbsBgln
h9
uego en 678G
ρ
Problema 4: G)
= 20.825 x 0.085
m
8.33 x 0.915
ρ
=%.+ )*@)3
tratar de ba )bs /+)n a 15 )bs/+)n pues a 13450’ se deber encontrar otra arena pero de *aor prec"s"#n de pozos. G )os 12750’ se (o)("# a atascar )a sarta de perforac"#n )o+rndose )"berar)a nue(a*ente pero con >0000 )bs de tenc"#n sobre e) peso prop"o de )a c"tada sarta. " )a arena probab)e*ente se encuentra a 11500’ se pre+unta: -u) es )a pres"#n de pozos de )a arena prob)e*a
-olución
De la fig678 ,a= ,0E-I.N DE .- ,.0.- DE A A0ENA ,0.(E4A ,a ,'0ACCI.N= ,&/ID.
,'0ACCI.N =,fluido+ ,a
F% ,ero la ,'0ACCI.N=,C= A%
De la fig6a8
&c7= <: lbs
De la fig6b8
&c9= lbs
,fluido+ ,a= ,m+ ,a
&c7=6 ,m7+ ,a 8Ac RRR**6 / 8 &c9=6 ,m9+ ,a 8AcRRR*6 ' 8
F% 1 " 1− $ = F% 2 " 2− $
/ 8B6 ' 8
&c=6 ,m+ ,a 8Ac
,a6&c9+&c78= &c9 ,m7+ &c7 ,m9
F% 2 " 1− F% 1 " 2 ,a= F% 2− F% 1
Como ,m=*:9 ρ
D
m
D=77:@
F% 2 0.052 ρ " 1 - − F% 1 0.052 ρ " 2 ,a= F% 2− F% 1
,a=
90000 x 0.05213.9 x 11500 65000 x 0.052 x 15 x 11500 90000−65000
,a=<<7*9
lbsBpulg9 PROBLEMA 5: -Hue
cant"dad de benton"ta de 25 de +ra(edad espec!Fca debe *ezc)arse con a+ua para preparar 15 )ts de )odo de 11 de +ra(edad espec!Fca.
-oluciónG -iG 2m=2lodo= 7*: lts 2m= 7: cm ) ρ
= ρ
m
Q #*Em=7Q 7*7grBcc= 7*7grBcc
h9o
ρ
=7grBcc
h9o
ρ
= ρ = ρ
bentonita
Q #*Es=7grBcc Q9*:
h9o
ρ
s
= 9*: grBcc
uego Klodo=KsolidosK"9. ρ
2lodo= ρ s2- ρ
Como 2m=2s2"9. ρ
EN 678
v
lodo
"9. "9.
2"9.=7:+ 2s
2lodo= ρ s2- ρ
lodo
"9.
67:+ 2s8
2s=7cm )
7*7Q 7:=9*: 2s 767:+2s8 ,ero ρ
W, s= V,
Ks=9: gr*
Ks= ρ sQ 2s
1 ;g2 1000 g2
*
2.2 lb, 1 ;g2
Ks=9*:grBcc Q 7 cc
=*:: lbs &*23#935#/= !. )*
PROBLEMA 6:
uando se est perforando a )a profund"dad de 14000’ se p"erde )a c"rcu)ac"#n de) )odo. Cas cond"c"ones operat"(as son: 9 %"*etro de) pozo: 7 7/8’’ 9 Gs"ento de )a tuber!a de re(est"*"ento: 10500’ 9 %ens"dad )odo: 142 )bs/+)n 9 @uber!a de re(est"*"ento: > 5/8’’ %& 8535’’ %B 9 @uber!a de perforac"#n: 4 $’’ %& 16:6 )bs/
-olucion ∅
=*?:@@
po!o
=3*:@@DE
'*,
∅
=*<9:@@DE
'0
∅
=?*:):@@DI
'*0
∅
D=73@
-I K&=KiK"9. ρ
∅
"'0 =7:@
2 = ρ
mf mf
C(
=<@@ DE2 "9. =9 ((-
Km&=KmiK"9. 2mi ρ
mi
Dato 2 7=9 ((:
v
"9. "9.RRRRRRR
2 7=9 ((-Q
9
9
9
,eroG 2 7= 4 [6?*:):8 +63*:8 \pulg Q
/
5.615 ft 3 1 bbl 1 p71 2 144 pulg 2
= 7:7*<: ft)RR**678
*h7
2 7=*9?h7 6ft)8R698 678=698
*9?h7 = 7:7*<:
h 7= :9?*9@
-i "= h7 h9 =7:@ h9=7:+:9?*9=7*?@ h) <:= 73+7:
h )=9?:@
/E#. 2mi=29 2) 23 2mi=A9 anular ',+'0 h9 A) anular ',+,.;. h) A 3 AN/A0 C(+,.;. h3
:
1 p71 2 4 144 pulg 2
2mi= :
)
1 p71 2
)
9
9
[6?*:):8 +63*:8 \7*?@
:
1 p71 2 4 144 pulg 2
)
[6*?:89+63*:89\9?:@
[6*?:89+6<89\<:@
4 144 pulg 2
2mi=)<7* &' )Q 7bblB:*<7:ft ) 2mi=<37*: bbl En / ρ
ρ"7 641.5 x 42 + ρ H 2 O 27 x 42 ( lb ) = mf = 641.5 x 42 + 27 x 42 ( gln ) ρ
7)*< lbBgln
+ 641.5 + 27
14.2641 .5 8.33 x 27
=73 lbBgln
mf
NotaG se puede hallar ρ
6tambiYn8 con presionesG
mf
ρ
,73= *3))h7 *:9
673+h78
mi
,73=*3))Q:9?*9 *:9Q73*3673+:9?*98 ,73= 7 7<*9? lbsBpulg 9 ,73=*:9
ρ
D
mf
ρ
7 7<*9? lbs=*:9
ρ
73
mf
= 1+ )*@)3
"
PROBLEMA 7: ua)
ser )a dens"dad Fna) de un )odo de e*u)s"#n co*puesto de 20J en (o)u*en de d"ese) un barro a base de a+ua de 10 )bs/+)n. M.&. d"ese)N 075.
-oluciónG ρ
ρ
=7 (-B#N
47
vdieselB 2m9=9S -i ρ
2m9= ρ
m9
=?*))Q *:=<*93:lbsBgln
DIE-E
2m7B2m9 =*? 2m7 ρ
m7
v
diesel diesel
ρ
m9
=V
ρ
ρ
=
m9
ρ
uego
2m7B2m9 ρ
v
m7
10 x 0.8
=
m9
B 2m9
diesel diesel
6.2475 x 0.2
ρ
= %.$ )*@)3
$
PROBLEMA 8:
G 500 bb/s de un )odo de a+ua fresca arc"))a ue t"ene una dens"dad de > )bs/+)n se )e a+re+a bar"t"na asta au*entar )a dens"dad a 12 )bs/+)n se pre+unta: a, J de so)"do en peso de) )odo de 12 )bs/+)n. b, J de so)"do en (o)u*en de) )odo de 12 )bs/ +)n. c, acos de bar"t"na ue debern a+re+arse a) )odo de > )bs/+)n para ue )a dens"dad de) )odo au*ente a 12 )bs/+)n. M.&.
arc"))a
N 25
M.&.
bar"t"na
N 43
eso de un saco de bar"t"naN 100 )bs.
-oluciónG
ρ
b
ρ
= #E b Q ?*))= 3*) Q ?*))
=):*?7 lbsBgln
b
a8 -ea 2 b6bbls8 de baritina $ue se agrega al lodo de lbsBgln -iG ρ
ρ ρ
6 ρ
K m9=K m7K b 2 m9 =2m72 b 2m9= ρ
m7
2m7 ρ
2m9= ρ
m7
62m9+2 b8 ρ b2 b
2m9= ρ
m7
2m9+ ρ
m9
m9
m9
ρ m9 +
2
b b
2 ρ
m7 b
ρ m7 82m9= 2 b6
ρ b +
2
b b
8
m7
( ρ " 2 − ρ " 1 ) S 2 b = ( ρb − ρ " 1 ) Q 7 RR* /
,eso 2 b = W b / ρ b L
V "2
( ρ " 2 − ρ " 1 ) Vb = V "2 ( ρb − ρ " 1 )
W "2 ρ" 2
=
ρb ( ρ " 2− ρ " 1) Wb = W "2 ρ" 2 ( ρ b− ρ " 1)
RRRRR** RRRRRR** S K b = ))*7 S a8 EN
b8 -I ρ ρ
12 −9
/ G S2 = b
35.819 −9
2m9= ρ
2m7 ρ
m9
m7
62m7+2 b8 = 2 b ρ
m9
ρ
2m7+ ρ
m9
+ ρ
b
2m7 ρ
Q7= 77*7?< 2
b b m7
2 8 = 2 b ρ
b
2m7 ρ
8= 2 b6 ρ
b
+ ρ
m9 b
2m7 6 ρ
m9
2 b= 2m7
( ρ " 2 − ρ " 1 ) ( ρb − ρ " 1 )
m7
−9 2 b= : 35.819 −12
S2 b=77*7S
m7
8
m9
12
= <9* =<) bblQ 39 glnB7bbl
2 b=9<3< gln -i ρ
b
=
Wb Vb
Kb= ρ bQ 2b= ):*?7 Q 9<3<
Kb=3*3 lbs N> sacos baritina=3*3 lbsB7 = 3*
N° /79 */05#53/=%+(.(( e) (o)u*en de )odo ue a en un s"ste*a de c"rcu)ac"#n es de 600 bb) s" )a dens"dad de) )odo es de 16)bs/+)n e) J en (o)u*en de so)"do es de 34. e pre+unta: PROBLEMA 9:
a, J en (o)u*en de )os s#)"dos en ba
-oluciónG
ρ
=?*))lbsBgln
"9.
ρ s7= 9*:Q?*))= 9*?9:lbsBgln
-i K m =K s7 K s9Kh9o ρ
2m= ρ
ρ
2s7 ρ
m
s7
ρ m=
V ,1 V"
p12&
s7
En 678
S2 s7 S2s9=)3S*678 2s9 ρ
s9
ρ
s9
2"9.
"9.
V ,2 ρ V "
V "2
"9.
V h2& V " RRR*678 V h2& =1 −0.34 =0.66 V"
V , 1 V , 2 V h 2 & + + =1 V" V" V"
,eso 2 b = W b / ρ b L
ρ s9= 3*)Q ?*))=):*?7lbsBgln
=
W "2 ρ" 2
V ,1 V ,2 7<=9*?9: V " ):*?7 V " ?*))Q *<< V ,1
V ,2
a8 9*?9: V " ):*?7 V " = 7*:99RRRR** /
De 698
V ,1 V"
V ,2 V " =*)3
V ,1 V ,2 +):*?7 V " +):*?7 V " = +79*7?:RRRRRR* '
b8 S V , 1 =77*7S
S V , 1 =77+7?S
En 698 S V , 2 =)3+77*7S PROBLEMA 10: Cas
9
S V , 2 =99*?9
s"+u"entes son )as cond"c"ones operat"(as de un pozo:
%"*etro: 12 ?’’
9 9 9 9
Oe)oc"dad de perforac"#n: 300 p"es /ora Mra(edad espec"Fca de )os cortes N 25 %ens"dad de) )odo ue entra a) pozo: >5 )bs/+)n Oe)oc"dad de) )odo en e) espac"o anu)ar pozo/tuber!a de 4 $’’ N 150 p"es/*"n
e pre+unta: -u) ser )a dens"dad de) )odo en e) anu )ar
-olución
ρ
-i #*EC.0'E-=9*: ρ
2m9= ρ
m9
m7
=
C.0'E-
ρ
ρ
= ?*)) Q 9*:
-
=9*?9:lbsBgln
-
2m7 ρ s2s
,ara t=7 min ρ ρ
v
2m9Bt= ρ
m9
Zm9= ρ
m9
2m7 Bt ρ s2sBt
m7
m7
Zm7 ρ sZsRRRRR**7
=) piesBhr Q 7hrB< min=: piesBmin
s
Z= v ) A = V / t :
Z-= : piesB min Q 4 [79*9:pulg\9 79 pulgB7ft * 7 glnB9)7 pulg 9 Z-= )*< glnBmin Zm9= v
AAN/A0
m9
v
= 7: ,IE-B4IN
m9
Zm9=7: ,IE-B4IN
: 4
[79*9:9 3*:9\79,/#B7,IE Q 7glnB9)7 pulg )
Zm9=3*3 glnBmin Entonces Zm7= Zm9 + Zm7= 3*3 )*<
Zm7=<)*? glnBmin
uego en 7G ρ
=
m9
9.5 x 763.8 + 20.825 x 30.6 763.8 + 30.6
= *3 lbBgln
ρ
=1! )*@)3
$
PROBLEMA 11: &n
e) s"ste*a de c"rcu)ac"#n de) )odo se t"ene 1000 b/s de 10 )bs/+)n de dens"dad. e desea au*entar esta dens"dad a 16 )bs/+)n. e pre+unta: a, uantos sacos de bar"t"na de 100 )bs cada uno se deben a+re+ar a) )odo b, u) ser e) tota) de I/s de) )odo de) )odo ue es necesar"o (ac"ar de )os tanues para ue cuando se a+re+ue )a bar"t"na se ten+a e) *"s*o (o)u*en Fna) M.&.N45 so)uc"on
ρ
ρ
2m9= ρ
m9
m7
2m7 ρ
62m72 b8 = 2 b ρ
m9
b
b
2 b
2m7 ρ
2m72 b= 2m9 m7
7<67 2 b8= 7 Q 7 )*3?: 2 b 7< 7<2 b= 7 )*3?: 2 b 2 b= 9*9< bbls* 39glnB 7 bbl 2 b= 77 9?* 9 gln uego K b= ρ
b
2 b =)*3?:T779?*9 = 3) <:?*: lbs
Wb
N> -AC.- DE (A0I'INA=
439658.57
=
100
100
= 3)<*:?
N> -AC.- DE (A0I'INA=3)
b8
-ea `QJ bbls de baritina $ue se agrega -i 2= 7 (- permanece constante +Q ((- -E0AN .- (A00IE- DE .D. Z/E -E ET'0AI#A DE 'ANZ/E ρ ρ
2m9= ρ
m9
m7
7= ρ
m9
2m7 ρ m7
b
2 b
67+Q8 ρ
s
T
7
X= $18. BBL
PROBLEMA 12 :
n barro de perforac"#n t"ene una dens"dad de 15 )bs/+)n s" e) conten"do de so)"do es de 38J en (o)u*en )a +ra(edad espec"Fca de )os s#)"dos de ba
-./CI.N
K m =K s7 K s9Kh9o ρ
2m= ρ
2s7 ρ
m
V ,1 V"
RR*7 2s9 ρ
s7
s9
2"9.RRRR9
"9.
V ,2 V " =*)? V ,1 V ,2 V h2& V h 2 & + + =1 =1 −0.38 =0.62 RRRR / V" V" V" V"
DE )
ρ
De 9
ρ m=
/ en ' = ρ
-i ρ
V ,1 V"
s7
ρ m=
=?*))lbsBgln
h9o
s7
ρ V ,1 V"
s9
V ,2 ρ V "
ρ
s9
"9.
V h2& ' V " RRR
V ,2 ρ V "
ρ s7= 9*3Q?*))=7*9lbsBgln
"9.
x *<9RRR6)8
ρ s9= 3*9:Q ?*))=):*39:lbsBgln=
):*3 B
En
7:= 9
V ,1 V ,2 V " ):*3 V " ?*)) Q *<9
9
V ,1 V " ):*3
V ,2 V " = *?3 V ,1 V ,1 [ ] 0.38− V " ):*3 V " = *?3
9
V ,1 V , 1 = 9)*3: V " = *9)3: S
S V , 1 =9)*:
Entonces
V ,2 V " = *)?+ *9):= *73:
PROBLEMA 13: Cas
9 9 9
V , 2 =1+.
cond"c"ones operat"(as son:
Gs"ento de )a tuber!a superFc"a) de re(est"*"ento: 2500’ %ens"dad de) )odo: 10 )bs/+)n Mrad"ente de fractura deba
" e) pozo co*"enza a sop)ar de una for*ac"#n a 10000’ de profund"dad se pre+unta: -u) ser )a *"*a +rad"ente "dru)"ca per*"s"b)e para ue no se ro*pa )a for*ac"#n sobre )a cua) est sentada )a tuber!a de re(est"*"ento epresada en )bs/+)*
-olucionG
ρ
=7 lbsBgln ,m= *:9 ρ D
m
,ara D7= 9: ,formacion7= *)lbBpulg 9Bpie Q 9:@= 7?9: lbBpulg 9 ,m7=*:9 Q 7 Q 9:@ = 7) lbBpulg 9 , = ,formacion + ,m 7 7 7 , =7?9:+ 7) 7
, =:9: lbBpulg 9 7
,ara D9= 7 @ ,formacion9= grad9Q 7 = 7 #rad9 ,m9= *:9Q7 Q7 = :9 , = ,formacion + ,m 9 9 9 , =7 #rad + :9 9 9
uego para $ue no se rompa la formación sobre la cual esta sentada la tub* De revest* , = , 7 9
7 #rad9+ :9=:9: #rad9= *:9: lbBpulg 9Bft #rad9=*:9:lbBpulg9Qft Q 7ftB79 pulg Q 9)7pulg )B7gln= 77*9 lbBgln PROBLEMA 14: Cas
#rad9=77 lbsBgln
cond"c"ones operat"(as de un pozo ue se est perforando
son )as s"+u"entes: 9 9 9 9 9
%"*etro de) pozo: 12 ?’’ Oe)oc"dad de perforac"#n: 20 p"es/*"n %ens"dad de )os s#)"dos: 20.8 )bs/+)n %ens"dad de) )odo: > )bs/+)n Oe)oc"dad de c"rcu)ac"#n de) )odo: 600 +)n/*"n
e pre+unta: -u) es )a dens"dad de) )odo en e) espac"o anu)ar
-olucion
ρ
2@m9= ρ
m9
2@m7 ρ
m7
s
2@sRRRRRRR*678
2@m7= < glnBmin -i 2C= 9 ,IE-B4IN
2@C=9 ,IE-B4IN Q
: 4
679*9:,/#89Q 79pulgB7 pie Q 7 glnB 9)7 pulg )
2@C=2@s = 799*3: glnBmin 2@m9=2@m7 2@s= < 799*3: 2@m9=99*3: glnBmin En 7G ρ ρ
= 6Q< 9*? Q 799*3:8B99*3: = 77 lbBgln
m9
=77 lbsBgln
m9
PROBLEMA 15: or
razones de carcter operat"(o de un pozo se )e u"ere ba
rofund"dad de )a for*ac"#n product"(a: 8275’ res"#n de )a for*ac"#n product"(a 6250 ps" res"#n ue puede soportar )as rocasN82J de )a prec"s"#n te#r"ca de sobrecar+a
e pre+unta -asta uK profund"dad por )o *enos se deber ba
-olucionG
,ara D= ?9:@ ,formacion9= <9: lbBpulg 9 ,m9= *:9Q 7)Q ?9:@= ::)*= ::3 lbBpulg , = <9:+ ::3 9 , =<:< lbBpulg 9 9
,ara "=V ,formacion7= ?9S , de sobrecarga " ,formacion7= *?9@* 7 lbBpulg9B pie * " ,formacion7= *?9 " ,m7= *:9Q 7)Q "@= *<<"= ::3 lbBpulg , = *?9 " *<<" 7
, =*733 " 7
/E#.
, = 9
, 7
*733 "= <:< lbBpulg 9
'=+-;
"= 3:::*:<@
na for*ac"#n t"ene una pres"#n 3764 )b/pu)+ 2 a 7>80 p"es. e reu"ere perforar esta for*ac"#n con a+ua sa)ada co*o Lu"do de "necc"#n con un *ar+en de se+ur"dad de 500 )bs/pu)+ 2. PROBLEMA 16 :
e pre+unta: -cuntas tone)adas de sa) se neces"taran para preparar 750 bb) de a+ua sa)ada " M.&. N 2.16
-./CI.N
,h= presión estatica ,f= presión de formación ρ
=densidad del lodo 6agua sal8
m
-i ,h=*:9 ρ
m
D
Dato G ,h= ,f : *:9 ρ ρ
Q ?= )?3 :
m
= 7* )93 lbBgln
m
AdemasG Klodo= Ksal K agua ρ m2m = ρ sal2sal ρ h9o 2h9o
1
2m = 2sal2h9o
Dato G 2m = : bbl 2h9o= :+ 2sal
K= ρ 2
ρ sal= ?*)) #*E sal =?*)) Q 9*7<
ρ sal=7* lbsBgln
ρ m2m = ρ sal2sal ρ h9o 6:+ 2sal 8
7*)93 Q := 7* 2sal ?*)) 6:+ 2sal8 2sal=6 7*)93Q : ?*)) Q :8 B 67*+?*))8= 7:3*< bbl ,ero
W,$l = ρ sal2sal
W,$l =¿ 7* lbsBgln Q 7:3*< bbl Q 39 glnB7bbl Q 7 '.NB 9 lbs W,$l =¿ 8.+( TN PROBLEMA 17: Ca
+rad"ente nor*a) de pres"#n de un rea es de 0465 )bs/pu)+ /st. " a 15800’ de profund"dad se encuentra una arena de +as ue t"ene un espesor de 2450 p"es se pre+unta: 2
u) ser )a +rad"ente de pres"#n en e) tope de )a arena de +as cua) deber ser )a dens"dad de) )odo para eu")"brar esta pres"#n Mrad
N0 1 ps"/st
+as
M.&.+as N 0554
-./CI.NG
-I ,f= #rad* D ,ara D= 7:? 93: ,IE,f = *3<:Q 67:? 93:@8
