tuberias de revestimiento y criterios

8/18/2019 tuberias de revestimiento y criterios

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Universidad Autónoma Del CarmenDES Ciencias Química y Petrolera

Ingeniería Petrolera

Ingeniería De Perforación

Diseño de Tuberías de

Revestimiento

Lamoni Giovanni Bolón Tello

Jaina Pech BozziereFelipe de Jesús Jiménez Sánchez

Saraisis Heredia Gutiérrez

Luis era !cu"a

#sa$el Gómez Se%uraJosé !rmando &ano 'art(nez

Presentado por:


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Tubería de Revestimiento

Introducción al criterio triax

Diseño de tuberíaconductora

Diseño de tuberíasupercial

Diseño de tuberíaintermedia

Criterios de diseños de tube

Diseño niaxialDiseño !iaxial

Propiedades de las tubería

"rado#sfuer$o de

cedencia

Presión decolapso % presión

interna


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&on tuberías especiales 'ue se introducen la perforación % 'ue luego s

para lograr la protección del (o%o % permitir posteriormente el )u*o d

el %acimiento (asta supercie+ Tambi,n son conocidas como Revestid

. Casing+

Tubería de Revestimiento

Funciones

#vitar derrumbes en el po$o durante la perforación+#vitar contaminaciones de aguas superciales+&uministrar un control de las presiones de formación+ Prevenir la contaminación de las $onas productoras con )u

extraños+/l cementarlo- se puede aislar la comunicación de las forma

inter,s+Connar la roducción del o$o a determinados intervalos+


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/l ser colocada dentro de

un po$o- la tubería de

revestimiento esta su*eta a

tres fuer$as:

Presión externa

1colapso2

Presión interna

Carga axial %longitudinal 1tensión %

compresión2

Clasifcación d

Conductora

&upercial

Intermedia

#xplotación


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Propiedades de las tuberías de revestimi

• Di3metro exterior

la pared Tamaño

• Peso por unidad dPeso

• Resistencia a la te"rado del acero

• Diseño geom,trroscas o acople

Tipo de conexión

• 4ongitud de la *unRango


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Diámetro exterior y grosor de la pa

El grosor de la

Determina el di3metr

tubería % por lo tan

m3ximo de la barre

ser corrida a trav,s de

El diámetro exterior&e reere al cuerpo de la tubería-

determina el tamaño mínimo del

agu*ero en el 'ue puede ser corrida la

tubería de revestimiento


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#s utili$ado principalmente para identicar la tubería de revestimie

ordenado+ 4os pesos nominales no son exactos % est3n basados en

calculado de una tubería con roscas % acoples- de 56 pies de longitud+

Peso por unidad de longitud o peso no


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Grado del ace

4as propiedades me

físicas de la tu

revestimiento depende

composición 'uímica de

tratamiento de calor

durante su fabricación+nueve grados de a

tubería de revestimient

"!! C#! $%0 &%0

*)+!,


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Grados del -cero .Codifcación por coloresseg/n -( !CT123 ))'0


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Grados del -cero .Codifcación por colores seg/-( !CT123 ))'0,4


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Tipo de conexión

9o% en día existen mltiples tipos de

conexiones disponibles en el Aercado+

4a selección de una conexión adecuada

debe ser basada en la intención de

aplicación- el desempeño re'uerido % el

costo+

#n tuberías de revestimientos-

supercial e intermedia si la presión

diferencial a trav,s de la conexión es

J-=66 psi- la opción preferente es la de

Conexion Rosca Redonda

4TC 14arga2 Rosca !uttress- Rosca #xtreme

1integral2


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Rango

4os tramos o *untas de revestimiento no

son fabricados en longitudes exactas+

/PI (a especicado tres rangos entre los

cuales debe encontrarse la longitud de

las tuberías+

4os estudios % conexiones 'ue el /PI- (a

generado una gran cantidad de

referencia % especicaciones- 'ue en

muc(os casos se aplican en cada una de

las etapas en 'ue se utili$a las tuberías+


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&e dene como el punto en el cual

el material sufre una deformación

pl3stica- es decir- el material pasa a

la deformación el3stica % 'ueda

deformado permanentemente+

#sfuer$o de cedencia


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Presión deColapso N

Presión Interna


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#s la presión externa'ue se re'uiere paraaplastar una tubería-ma%or a la presióninterna+

Presión de Colapso


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),5 Colapso por cedencia6

Presión externa 'ue generaun punto de cedencia en la

pared interna del tubo+

Tipos de Colapso

PcO Presión de colaps pO Aínimo esfuer$o DO Di3metro exterior TO #spesor del tubo 1p


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+,5 Colapso elástico6

&e deriva mediante la teoríacl3sica de la elasticidad

desarrollada por +.+Clinedinst- en su artículo K/Rational #xpression for t(eCritical Collapsing Pressure ofpipe nder #xternal PressureL-presentada en la reunión anual

del /PI en C(icago- en 8E+

Tipos de Colapso

#OAodulo de oung acero1psi2OE6x86SBORelación de Poisso

P

E

D

t

D

t

c

=−

÷

2

1

1

2 ν


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7,5 Colapso plástico6

&e presenta posteriormente a laetapa de colapso el3stico-

obedece a la naturale$a propiade deformación del tubo en laetapa de plasticidad o posteriora la cedencia+

Tipos de Colapso

4os valores /- ! % C seextrapolaron para otrasen tuberías de revestimie


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4,5 Colapso de transición6

!3sicamente un a*uste parallenar la brec(a entre las formas

de curva pl3stica % de curvael3stica+

Tipos de Colapso

0 % " son a*ustes de cur


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Presión de colapso

E8ercicio

Calcular la presión de colapso para un tubo de revestimie56L- >== con un espesor nominal de pared de 6+BE=L % unominal de 8EE lbfGpie+

&olución:

Relación 1DGt2 O 56LG6+BE= O E8+;B

de la tabla ; podemos apreciar 'ue la relación cae dencolapso de transición- por tanto:

O O


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Colapso por imperfecciones

4a ovalidad se dene como el m3ximo di3metro exterior-

mínimo di3metro exterior dado en una sección plana- divel di3metro exterior nominal+


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Colapso por imperfecciones

4a excentricidad se dene como la imperfección por efec

cambios de espesor en el cuerpo del tubo+

t nom.

t ma*)

δ

SECC

DE

EXCE

Donde:

e =excentricidadδ = tmax –tmin

tmax = m3ximoespesortmin = mínimoespesort O espesor nominal

t

δ =e


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Resistencia al estallido

&e dene como el valor de la presión interna 'ue se re'u

(acer 'ue el acero ceda+

R i i l llid


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#*ercicio

Calcular la presión de estallido para un tuborevestimiento de 56L- >== con un espesor nominapared de 6+BE=L % un peso nominal de 8EE lbfGpie+

&olución

#l punto de cedencia mínima de >== es ==-666 psi

P O 6+?J= 1521==-666216+BE=2G56 O E-6=B psi

R i t i l t ió


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Resistencia a la tensión

&e dene como el esfuer$o al cual est3 sometida la tubería orig

propio peso+

R i t i l t llid


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#*ercicio

Calcular la resistencia a la tensión para un tubrevestimiento de JL- 4?6 con un di3metro internB+6;L % un peso nominal de E5 lbfGpie+

&olución

+ P%O 6+J?= 1D5Ud52 p O 6+J?= x 1; UEJ+8;2 x ?6-666J;;-?6? lbs+


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Criterios dediseño detuberías

Di ñ í i l


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Diseño níaxial

#n el diseño uníaxial la falla delmaterial sucede ba*o la in)uencia deuna acción de un esfuer$o 'ue actaen un solo plano material+

7o toma en cuenta la acción de otrosesfuer$os actuantes en el cuerpo delmaterial+

#sfuer$o !iaxial


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#sfuer$o !iaxial

4os esfuer$os biaxiales se denen como el cam

comportamiento de sus propiedades mec3nicas 'uetubulares cuando son sometidos a las combinaesfuer$os+

Tensión

Compresión

Comportamiento del modelo !iax


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Comportamiento del modelo !iax

#sta gr3ca mucomportamientodisminución resistencia al para tuberías sun esfuer$o axiaa cero 1tenscuarto cuadrante


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Introducción alcriterio Triaxial

ntroducción


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4as tuberías de revestimiento est3n su*etas a

diferente cargas durante las etapas de corridas-

perforación- cementación % producción+ 4as cargas

mas importantes son : Tensión

Colapso

#stallido

$as cargas triaxiales

#l diseño de las cargas triaxiales deben

entenderse como un medio para estimar la

capacidad de resistencia % valorar r3pidamente la

condición de traba*o de la tubería+

Condiciones re'uerida para determi


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' pel esfuer$o triaxial

#l esfuer$o triaxial se determinautili$ando softVare especiali$adopara el diseño de tubería derevestimiento- este debe serreali$ado cuando las siguientescondiciones se presenten:

Presencia de 95&.DGt@8= Presión de poro esperada

85+666psi Temperatura @ 5=6Wf

T 9 d H : ;


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Teor9a de Henc:y .;on


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' pde 9encX% on Aises

-xial#l esfuer$o axial en un tubo

es e'uivalente a la fuer$aaxial 'ue acta sobre lapie$a dividida entre el 3reatransversal del tubo+

Radial

4os esfuer$os radiales 'ue

se producen en lassupercies internas %externas del cilindró son demagnitud e'uivalente a lapresión % las cargas decompresión


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#sfuer$o Tangencial

4os esfuer$ostangenciales se calcula a

partir de la ecuación delame para cilindros deparedes gruesas+

Di3metros internola tubería:


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#l enunciado matem3tico para el calculo del e'uivalente - segn la teoría 9encX% U on Aises cilindro se expresa de la siguiente manera:

#cuación de 9encX% U on Aises

Representación on Aises con fac


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de seguridad


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Diseño detubería

conductora

b í d


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Tubería Conductora

#s la primera 'ue secementa al iniciar laperforación del po$o+

4a profundidad deasentamiento varía de56m a 5=6m+

Permite continuarperforando (asta alcan$arla profundidad paraasentar la tubería derevestimiento supercial+

# i l

Proporcionarde )u*o elev


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#vitar 'ue lasformaciones somerasno consolidadas sederrumben dentro del(o%o+

de )u*o elev'ue el )perforación (asta los econtrol de s

los tan'usupercie

Proteger fode aguasupercialescontaminaci)uido de per

Permite la instalaciónde un sistemadesviador de )u*o %de un impidereventón anular+

&us principales funciones son,


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Diseño detubería

&upercial

T b í & i l


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Tubería &upercial

Cu=rir y protegerde acu9>eros,

Cu=rir ?onasd@=iles deposi=les=rotes máspro>undos,

2oportar el pesode las demás

sartas dereAestimiento,

2e instalan lospreAentores,


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Diseño detubería

Intermedia


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Característicasde unRevestimiento

Intermedio

/sentamiento


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/sentamiento

#n la perforación delagu*ero en donde seintroducen las tuberíasintermedias- tambi,n seemplean )uidos decontrol de ba*a

densidad- del orden de8+;6 grGcmE- debido a'ue se atraviesan $onasd,biles pococonsistentes+


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Tubería Corta14iners2

0unciones Del 4iner


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0unciones Del 4iner


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Diseño detubería de

#xplotación

Características de un Revestimien#xplotación


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#xplotación


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Rev+ Conductor

Rev+ &upercie

Rev+ Intermedio

Rev+ Producción

&elección de TR


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&elección de TR


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