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8/12/2019 06 Tuberas de Revestimiento
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6. Tuberas de Revestimiento
Secciecci
nTuberuberas de Revestimientos de Revestimiento
PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO ACELERADOROGRAMA DE ENTRENAMIENTO ACELERADOPARA INGENIEROS SUPERVISORES DE POZOARA INGENIEROS SUPERVISORES DE POZO
8/12/2019 06 Tuberas de Revestimiento
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6. Tuberas de Revestimiento
Contenido
1. Criterios para el diseo
2. Propsito de los tubulares
3. Tipos de revestimiento
4. Especificaciones
5. Propiedades mecnicas
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6. Tuberas de Revestimiento
6.1. Criterios del diseo
Resistencia al colapso
Resistencia al estallido
Resistencia a la tensin Esfuerzo triaxial
Desgaste
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4/934/93
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6. Tuberas de Revestimiento
6.2. Propsito de los Revestimientos
Reforzar el agujero Aislar formaciones inestables (subnormales, anormales, depletadas)
Prevenir la contaminacin de yacimientos de agua fresca
Proveer un sistema de control de presin Confinar y contener fluidos y slidos de perforacin o terminacin
Actuar como conducto para operaciones asociadas
Sostener el cabezal del pozo y revestimientos subsiguientes Sostener las BOPs y rbol de vlvulas
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5/935/93
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6. Tuberas de Revestimiento
2. H
3. O
4. N
5. D
6. A
6.3. Tipos de Revestimiento
Revestimiento conductor
Revestimiento de superficie Revestimiento intermedio
Revestimiento de produccin
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6/936/93
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6. Tuberas de Revestimiento
6.3. Tipos de Revestimiento
Revestimiento Conductor
Soporta y asla formaciones no consolidadas,
arenas de agua fresca y/o cualquier zona degas superficial.
Puede estar hincado o cementado hastasuperficie.
2. H
3. O
4. N
5. D
6. A
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7/937/93
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6. Tuberas de Revestimiento
2. H
3. O
4. N
5. D
6. A
6.3. Tipos de Revestimiento
Revestimiento de Superficie
Soporta el primer conjunto de preventoras
Permite la perforacin ms profunda
Soporte estructural para el cabezal del pozo
y revestimientos subsecuentes
Asla formaciones problemticas
Se cementa hasta la superficie o hasta el
interior del revestimiento conductor
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8/938/93
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6. Tuberas de Revestimiento
2. H
3. O
4. N
5. D
6. A
6.3. Tipos de Revestimiento
Revestimiento Intermedio
Se instala cuando para aislar posibles zonas de
influjo o perdida de circulacin La altura de cemento se disea para aislar la zona
problemtica mas somera
No es indispensable que el cemento ingrese alrevestimiento de superficie
Puede llegar hasta la superficie o ser un liner.
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9/939/93
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6. Tuberas de Revestimiento
Revestimiento de Produccin
Contiene la tubera de produccin Puede o no estar expuesto a fluidos del
yacimiento Puede ser extendida hasta superficie o ser un
liner Asla las zonas productoras y permite el control
del yacimiento, Acta como conducto seguro de transmisin dehidrocarburos a la superficie
Previene influjos de fluidos no deseados.
Rev. Conductor
Rev. Superficie
Rev. Intermedio
Rev. Produccin
6.3. Tipos de Revestimiento
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10/9310/93
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6. Tuberas de Revestimiento
6.3. Tipos de Revestimiento
Liner o revestimiento corto de perforacin
Provee una zapata mas profunda
Asla formaciones inestables Economiza tiempo y dinero
Mitiga limitaciones del equipo de
perforacin.
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6. Tuberas de Revestimiento
Liner o revestimiento corto de produccin
Completa un pozo a menos costo
Permite un conducto de produccin mas grande
Provee un mayor rango de eleccin para la
tuberas de produccin. Mitiga limitaciones del equipo
6.3. Tipos de Revestimiento
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Dimetro externo y Espesor de pared
Peso por unidad de longitud
Grado del acero Tipo de conexin
Longitud del tramo (Rango)
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Dimetro externo (D) y Espesor de pared (t) Hacen referencia al cuerpo de la tubera El dimetro de los coples determina el tamao mnimo de agujero El espesor de pared determina el dimetro interno y el peso de la tubera
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Dimetro externo y Espesor de pared
Tolerancia del dimetro y el espesor de pared
La siguiente tabla resume las recomendaciones
del API Spec. 5CT.
+ 0.79%< 4
+ 1.00, -0.50% D> 4
Tolerancia ( mm.)Dimetro Externo de la Tubera
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Dimetro externo y Espesor de pared
Tolerancia del PesoPara la tubera de revestimiento con refuerzo(upset), las tolerancias permitidas en el cuerpo 5
por debajo de refuerzo son (API Spec. 5CT):
+ 3.97, -0.75% D> 8 5/8 + 3.18, -0.0.75% Ddesde 5 hasta 8 5/8
Tolerancia ( mm.)Dimetro Externo de la Tubera
T R
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Dimetro externo y Espesor de pared
Tolerancia del Espesor de paredLa tolerancia permitida para la tubera sin refuerzo segn elAPI es de -12.5%.
T R
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Dimetro externo y Espesor de pared
Tolerancia del Espesor de paredLa tolerancia permitida para la tubera con refuerzo segn elAPI es de -12.5%.
6 T b d R i i
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Peso ajustado de los tubulares
El peso ajustado de la tubera de revestimiento se calculamediante la formula:
WL= ( Wpex L ) + ew
donde :WL = Peso ajustado (calculado) por longitud del tramo ,L, (lb.)Wpe = Peso del tubo con extremos lisos (lbs /pie.)L = Longitud total del tramo, incluyendo los extremos (pies)
ew = peso ganado o perdido por la rosca (lbs).
Todos estos valores podrn ser encontrados en la tabla 20 de la seccin8 del API Spec. 5CT.
6 T b d R ti i t
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19/93
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Frmula del API para el peso ajustado:
6 T b d R ti i t
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20/93
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6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento Peso ajustado de los tubulares
Tolerancia en el Peso
Las normas API 5CT especifican:
Para longitudes sencillas + 6.5% , -3.5%
Para cargas de 40,000 lbs. o ms -1.75%
Para cargas menores de 40,000 lbs. - 3.5%
6 Tuberas de Re esti iento
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento Grados del Acero Codificacin por colores segn API 5CT/ISO 11960
6 Tuberas de Revestimiento
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6. Tuberas de Revestimiento
Grados del Acero Codificacin por colores segn API 5CT/ISO 11960
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
6 Tuberas de Revestimiento
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Grados del Acero
El API define nueve grados de acero:
H40 J55 K55 C75 L80 N80 C95 P110 Q125
Propiedades mecnicas y fsicas definidas por :
Composicin qumica del acero Tratamiento de calor que recibe durante su
fabricacin
Nmero designaciones: esfuerzo de resistencia ocedencia, en miles de psi
Carta de designacin: tipo de acero y tratamientorecibido durante su fabricacin.
6 Tuberas de Revestimiento
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6. Tuberas de Revestimiento6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Grados del Acero
Niveles de servicio
Los tubulares usados en la industria se clasifican de acuerdo conlas condiciones de servicio
Nivel 1: Grados H-40, J-55, K-55 y N-80 Servicio Dulce o Cantidad Limitada de H2S Presiones < 5,000 psi
Nivel 2: Grados M65, L80, C90, C95 y T95 Presin >10M con contenido de H2S limitado Baja Presin y contenido de H2S elevado
6 Tuberas de Revestimiento
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6. Tuberas de Revestimiento6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Grados del Acero
Nivel 3: Grado P-110 Bajo contenido de H2S; Alta Temperatura /Alta Presin
Nivel 4: Grados por encima del nivel 3 como Q125 Aplicaciones HP con alto contenido de H2S
Los tramos de tubera pueden rastrearse muyfcilmente por el nmero de serie para todo el trabajo.
Niveles de servicio
6 Tuberas de Revestimiento
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Grados del Acero
El material de acero crudo que se usa para fabricarla tubera de revestimiento no tiene una microestructura definida.
La micro estructura del acero y las propiedadesmecnicas se pueden mejorar en gran medida conla adicin de aleaciones especiales y portratamiento trmico.
De esta forma, los diferentes grados de tubera derevestimiento se pueden fabricar para adaptarse alas diferentes situaciones de perforacin.
6 Tuberas de Revestimiento
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6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Grados del Acero
Las tablas 2 y 3 del API Spec. 5CT muestran la composicinmetalrgica y las propiedades mecnicos para cada uno de losgrados de acero.
6 Tuberas de Revestimiento
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6. Tuberas de Revestimiento
Las tablas 2 y 3 del API Spec. 5CT muestran los requerimientos qumicos ymecnicos para cada uno de los grados de tubera.
Grados del Acero
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
6 Tuberas de Revestimiento
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento Grados del Acero
6. Tuberas de Revestimiento
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Grados del AceroV150: No es un grado API.
Rango de cedencia 150,000 a 180,000 psi.Resistencia mnima a la tensin de160,000 psi.No se puede usar para H2S a ninguna temperatura.
6. Tuberas de Revestimiento
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de conexinConexiones API Conexiones Premium
Redonda Buttress Extremeline Lisosacoplados RecalcadosLisosFormados
6. Tuberas de Revestimiento
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6. Tuberas de Revestimiento
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de conexin
Conexiones API
Rosca Redonda STC (Corta) LTC (Larga) Rosca Buttress, BTC (BCN) Rosca Extremeline, XL (integral)
Conexiones Premium (del fabricante)
Hydril Manesman VAM
Etc.
6. Tuberas de Revestimiento
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6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de conexin Conexiones API
Rosca redonda
6. Tuberas de Revestimiento
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6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de Conexin
Conexiones API
Rosca redonda Caractersticas:
Ocho hilos o cuerdas redondas por pulgada
Perfil en forma de V con un ngulo de 60 grados Ahusamiento de la rosca de por pi de dimetro
Cresta y races truncados con un radio, proporcionando un
claro creciente de aproximadamente 0.003 pulgadas Presenta trayectoria de fuga
No recomendada para aplicaciones con gas
Longitud de enganche muy corta y perfil delicado.
6. Tuberas de Revestimiento
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6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de conexin
Conexiones API
Rosca redonda
6. Tuberas de Revestimiento
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6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de Conexin Conexiones API
Rosca Buttress Caractersticas:
Rosca de forma trapezoidal, con cinco hilos por pulgada
Ahusamiento:
para OD < 7 5/81 para OD > 7 5/8
La rosca trapezoidal tiene la capacidad de transmitircargas axiales mayores que la rosca redonda API 8.
6. Tuberas de Revestimiento
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Tipos de conexin Conexiones API
Rosca Buttress
6. Tuberas de Revestimiento
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Tipos de conexin
Conexiones API
Rosca Buttress
6. Tuberas de Revestimiento
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6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de Conexin
Conexiones API
Rosca Buttress Caractersticas
Mayor probabilidad de fuga que en la rosca redonda
Menor resistencia al estallido que en la redonda
Fuerte para cargas axiales o de flexin
Propensa a montarse o trabarse No funciona bien en compresin
Las roscas perfectas se ubican en la nariz del pin
6. Tuberas de Revestimiento
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6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de Conexin Conexiones API
Rosca Extremeline
6. Tuberas de Revestimiento
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6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de Conexin
Conexiones API
Rosca Extremeline Caractersticas
No presenta fugas siempre que la fuerza de friccin de enrosquesea mayor que la de presin interna
El sello est ubicado en la punta del pin
No pierde fuerza de sellado en compresin ni en flexin
Pin propenso al da por impacto No se monta o atasca al enroscarse debido a la tolerancia en los
hilos
6. Tuberas de Revestimiento
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6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de Conexin
Conexiones API Rosca Extremeline
6. Tuberas de Revestimiento
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de Conexin
Conexiones Premium
Roscas de alto desempeo Tolerancias dimensionales ms estrictas que las API Diferentes ngulos en los flancos de los hilos Mejor resistencia mecnica a la tensin, compresin y flexin
Hombro de torsin en los hilos que absorbe entre el 15% y el 85%del valor del apriete
Sello metal metal para asegurar hermeticidad bajo condicionesextremas
Requieren de la colocacin del apriete exacto para garantizar sello
6. Tuberas de Revestimiento
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
Tipos de Conexin
Conexiones premiunButtress mejorada
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
6. Tuberas de Revestimiento
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de Conexin
Conexiones premiun - Interpretacin del grfico de apriete
6. Tuberas de Revestimiento
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6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de Conexin
Conexiones premiun - Interpretacin del grfico de apriete
Grficas de apriete aceptables
6. Tuberas de Revestimiento6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
8/12/2019 06 Tuberas de Revestimiento
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento Tipos de Conexin
Conexiones premiun - Interpretacin del grfico de aprieteGrficas de apriete rechazadas
6. Tuberas de Revestimiento6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
8/12/2019 06 Tuberas de Revestimiento
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
p Tipos de Conexin
Conexiones premiun - Interpretacin del grfico de aprieteGrficas de apriete rechazadas
6. Tuberas de Revestimiento6 4 Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de Conexin Conexiones premiun - Tipos de roscas
Tubos Recalcados con acople integral (Up Set)Roscas maquinadas en tubo con mayor espesor en uno o ambos
extremosEjemplos: Tenaris PJD, XL, VAMFIT, VAMACEXS, HD533, RTS
Tubos Lisos Acoplados (Threaded and Coupled)
Roscas maquinadas sobre tubo liso unidas por un acople.Ejemplos: TenarisBlue, AMS, MVAM, VAM TOP, HD563,
6. Tuberas de Revestimiento6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
8/12/2019 06 Tuberas de Revestimiento
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de Conexin Conexiones premiun - Tipos de roscas
Tubos con conexin integral Lisa (Flush)Roscas maquinadas en los extremos lisos del tubo y
unidas sin utilizar acoples
Ejemplos: VAMFJL, HD511, STL, HDL
Tubo con conexin integral Formada (Near Flush)Roscas maquinadas en el tubo con el pin cerrado y la caja
expandida en fro
Ejemplos: TenarisBlue Near Flush, ANJO, HDSLX, SLIJII
6. Tuberas de Revestimiento
l
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Tipos de Conexin
La seleccin de una conexin adecuada debe
basarse en la aplicacin, el desempeo requerido yel costo.
La siguiente tabla puede servir de gua general para
saber si se deben usar roscas API o Premium.
Revestimiento de produccin
RoscasPremium
Roscas APIGas
RoscasPremiumRoscas APILiquidos
6. Tuberas de Revestimiento
E l T R
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Revestimientos de Superficie e Intermedio
Si la presin diferencial a travs de laconexin es > 7,500 psi, se recomienda utilizar
roscas premium Se pueden utilizar roscas API con diseo
mejorado pero el sellado no es muy confiable
La norma API 5C2 indica los valores deresistencia a fugas para las conexiones API
Tipos de Conexin
6. Tuberas de Revestimiento
6 4 E ifi i d l T b d R i i
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6.4. Especificaciones de la Tubera de Revestimiento
Longitud del tramo (Rango)
El API ha especificado tres rangos para la longitud de las
tuberas.
42> 343
3125 342
2216 251
LONGITUD PROM.
(pies)
LONGITUD
(pies)
RANGO
6. Tuberas de Revestimiento
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6.5. Propiedades Mecnicas
1. Resistencia a la Tensin
2. Resistencia al Estallido
3. Resistencia al Colapso
4. Resistencia a la Torsin
6. Tuberas de Revestimiento
6 5 P i d d M i
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6.5. Propiedades Mecnicas
Resistencia a la Tensin
Esfuerzo de Cedencia
Cuando un espcimen de acero se carga portensin, ocurre un incremento en su longitud
Una grfica tpica de la elongacin contra lacarga aplicada se muestra a continuacin
6. Tuberas de Revestimiento
6 5 Pro iedades Mecnicas
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Revisin de Equipos, Herramientas y Clculos de Perforacin
6.5. Propiedades Mecnicas
Esfuerzo de CedenciaCarga graficada contra elongacin (o contraccin)
CARGA
0
A
BPUNTO DE CEDENCIA
LMITE ELSTICO
RUPTURA
CRESISTENCIA FINAL A LATENSIN
ELONGACIN
6. Tuberas de Revestimiento
P i d d M i
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6.5. Propiedades Mecnicas
Esfuerzo de Cedencia
El API define el esfuerzo de cedencia como el esfuerzo de tensinque se requiere para producir una elongacin total de 0.5% por
unidad de longitud de un espcimen de prueba
Para los grados P- 105 y P- 110 la elongacin total de la longitud
es de 0.6%.
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6 5 Propiedades Mecnicas
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6.5. Propiedades Mecnicas
Esfuerzo de Cedencia del cuerpo del tubular
El API define el punto de cedencia como el producto del reatransversal por el valor de cedencia mnima para cada grado enparticular
Py = 0.7854 (D2 d2) Yp
donde:
Py = esfuerzo de cedencia del cuerpo del tubo (psi)Yp = esfuerzo mnimo de cedencia del tubo (psi)D = dimetro externo nominal (pulg.)d = dimetro interno nominal (pulg.)
6. Tuberas de Revestimiento6.5. Propiedades Mecnicas
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6.5. Propiedades Mecnicas
Valores de Cedencia para Tubulares API.Pruebas realizadas en un espcimen de rea seccional mayor de 0.75 in2
18.5105,00090,000C-90
15.0140,000110,000P-110
18.0110,00095,000C-95
18.5110,00080,000N-80
19.595,00080,000L-80
19.590,00075,000C-7519.580,00055,000K-55
24.080,00055,000J-55
29.580,00040,000H-40
MximoMnimo
(%) de elongacin mnima
para la ruptura
Resistencia a la Cedencia (psi)Grado
API
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6 5 Propiedades Mecnicas
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6.5. Propiedades Mecnicas
Resistencia al Estallido
La resistencia al estallido se definecomo el valor de la presin internaque se requiere para hacer que elacero ceda.
La falla por estallido se presenta porrompimiento del cuerpo de la tuberao por fugas en los acoples
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6 5 Propiedades Mecnicas
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6.5. Propiedades Mecnicas
Resistencia al Estallido
La presin interna de cedencia de la tubera de revestimiento secalcula usando la siguiente frmula :
P = presin mnima de cedencia interna (psi)
Yp = punto mnimo de cedencia del tubo (psi)t = espesor nominal de pared (pulg.)
D = dimetro nominal del tubo (pulg.)
El factor de 0.875 corresponde a la mxima tolerancia permitidaen el espesor de pared (12.5%).
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6 5 Propiedades Mecnicas
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6.5. Propiedades Mecnicas
Resistencia al Estallido - Ejercicio
Calcular la presin de estallido para un tubo de revestimientode 20, K-55 con un espesor nominal de pared de 0.635 y unpeso nominal de 133 lbf/pie.
Solucinel punto de cedencia mnima de K-55 es 55,000 psi
Pbr = 0.875 (2)(55,000)(0.635)/20 = 3,056 psi
Valor calculado para tubera sin contrapresin externa
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6 5 Propiedades Mecnicas
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6.5. Propiedades Mecnicas
2. Resistencia al Colapso
La resistencia al colapso se define
como la presin externa que serequiere para sumir un espcimen detubera de revestimiento.
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6.5. Propiedades Mecnicas
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6.5. Propiedades Mecnicas
Fallas por Colapso
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6.5. Propiedades Mecnicas
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6.5. Propiedades Mecnicas
Tipos de Colapso
Colapso por Cedencia
Colapso Plstico
Colapso de transicin
Colapso Elstico
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6.5. Propiedades Mecnicas
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6.5. Propiedades Mecnicas
Colapso por Cedencia
Presin externa que genera un punto de cedencia enla pared interna del tubo (lo contrario de estallido).
se define por la siguiente frmula
Se aplica para valores D/t que se interceptan con sussimilares para el colapso plstico.
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Colapso por Cedencia
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Colapso Plstico
Se basa en una curva de regresin ajustada a los datos de 2,488 pruebashechas en especmenes de revestimientos K-55, N-80 y P-110 en 1,963
Los valores A, B y C se midieron y extrapolaron para otras resistencias entuberas de revestimiento.
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Colapso Plstico
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6.5. Propiedades Mecnicas
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p
Colapso de Transicin Bsicamente un ajuste para llenar la brecha entre las formas de curva
plstica y de curva elstica. Es una medida totalmente emprica.
F y G son ajustes de curva de A, B y C
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Colapso de Transicin
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Colapso Elstico
Se deriva clsicamente de la teora elstica por Clinedinsten 1939
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Colapso Elstico
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Resistencia al colapso - Ejercicio
Calcular la presin de colapso para un tubo de revestimiento
de 20, K-55 con un espesor nominal de pared de 0.635 y unpeso nominal de 133 lbf/pie.
Solucin
Relacin (D/t) = 20/0.635 = 31.496de la tabla 4 podemos apreciar que la relacin cae dentrodel colapso de transicin, por tanto:
PT = 55,000 ((1.989/31.496)-0.036) = 1,493 psi.
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Propiedades de Resistencia de los Tubulares
El API especifica los requerimientos mnimos para la manufactura dela tubera de revestimiento.
Los fabricantes pueden producir tubera de revestimiento de acuerdo
con sus propias especificaciones siempre y cuando cumplan lasespecificaciones mnimas del API.
Los requerimientos del API para tuberas de revestimiento yproduccin estn dados en el boletn 5CT, para tubera de lnea en elBoletn 5L y para tubera de perforacin en el Boletn 5D
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6.5. Propiedades Mecnicas
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p
Propiedades de Resistencia de los Tubulares
Ejercicio
Calcular la resistencia al estallido, a la tensin y al colapso en elcuerpo del tubo para un revestimiento de 7 OD, 32#, L-80 para lastolerancias dimensionales promedio y nominal discutidasanteriormente, utilizando las frmulas de API
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6.5. Propiedades Mecnicas
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p
Propiedades de Resistencia
Solucin al ejercicio1. Resistencia al estallido
P = 0.875 (2Ypt/D) = 0.875 (2 x 80,000 x 0.453 / 7) = 9,060 psi.
2. Resistencia a la tensin
Py = 0.785 (D2 d2) Yp = 0.875 x (49 37.14) x 80,000 = 830,000 lbs.
3. Resistencia al colapso
D/t = 7/0.453 = 15.452 corresponde a colapso plstico
Pp = Yp (A/(D/t)-B) C = 80,000 x ((3.071/15.452) 0.0667) 1955 = 8600 psi
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Colapso Biaxial
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Interaccin de Fuerzas sobre el revestimiento
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Interaccin de Fuerzas sobre el revestimiento
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Reduccin de la Cedencia segn el API
El API usa la siguiente frmula para la reduccin
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Reduccin de Cedencia Biaxial
Ejercicio
Una sarta de 10,000 pies de revestimiento de 7 OD, 32#, L-80est suspendida en un pozo vertical lleno de aire. Calcular laresistencia nominal al colapso, en la parte superior, a 5,000pies y en el fondo.
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Reduccin de Cedencia Biaxial
Solucin
En la parte superior
= (1 - 0.75 x ((38.3x10,000)/661,000)2)0.5 (0.5(38.3x10,000)/661,000) =
YcorrYnom
= 0.57 => Ycorr = 0.57 x 80,000 = 46,000 psi
Pp = Yp (A/(D/t)-B) C = 46,000 x ((3.071/15.452) 0.0667) 1955 = 4,100 psi
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Reduccin de Cedencia Biaxial
Solucin
@ 5000 pies
= (1 - 0.75 x ((38.3x5,000)/661,000)2)0.5 (0.5(38.3x5,000)/661,000) =
YcorrYnom
= 0.792 => Ycorr = 0.792 x 80,000 = 63,300 psi
Pp = Yp (A/(D/t)-B) C = 63,300 x ((3.071/15.452) 0.0667) 1955 = 6,400 psi
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Reduccin de Cedencia Biaxial
Solucin
En el fondo
= (1 - 0.75 x ((38.3x0)/661,000)2)0.5 (0.5(38.3x0)/661,000) =
YcorrYnom
= 1 => Ycorr = 1 x 80,000 = 80,000 psi
Pp = Yp (A/(D/t)-B) C = 80,000 x ((3.071/15.452) 0.0667) 1955 = 8,600 psi
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Efectos de la Temperatura
Las altas temperaturas tienen el efecto de reducir el mdulo deelasticidad y a su vez el punto de cedencia de la tubera derevestimiento.
Diferentes grados de tubera de revestimiento se ven afectadosen forma distinta por los efectos de la alta temperatura.
A mayor grado del acero, mayor ser la reduccin en el puntode cedencia debido a las altas temperaturas.
Para algunos autores el Punto de Cedencia, Yp se reduce 0.3%por cada F por encima de 212 F
( corr) = 1 0.0003 (T 212)
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6.5. Propiedades Mecnicas
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Desgaste de la Tubera de Revestimiento
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6.5. Propiedades Mecnicas
D l T R
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Desgaste de la Tubera de Revestimiento Causas del desgaste
Contacto con la tubera de perforacin (rotando ocorriendo)
Arrastre de la barrena dentro del revestimiento
Contacto con herramientas corridas con cable Contacto con fluidos corrosivos
Abrasin de los slidos contenidos en los lodos de
perforacin (especialmente arena). Contacto con las paredes del pozo (patas de perro,
etc.)
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D l T R
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Desgaste de la Tubera de Revestimiento Mecanismos de desgaste
Desgaste por fatiga Concentracin de esfuerzos mayores a los
estipulados para el material
Desgaste abrasivo Causado por partculas slidas presentes enla zona de rozamiento
Desgaste erosivo Causado por una corriente de partculas
abrasivas
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D d l T b d R i i
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Desgaste de la Tubera de Revestimiento
Desgaste por corrosin Causado por la influencia del ambiente
circundante
Desgaste por frotacin Suma de las cuatro formas de desgaste anterior
Desgaste adhesivo Transferencia de material de una a otra
superficie durante su movimiento relativoespecialmente en soldaduras.
Mecanismos de desgaste
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Desgaste de la Tubera de Re esti iento
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Desgaste de la Tubera de Revestimiento Control del desgaste
Diseo del pozo Patas de perro, trayectoria direccional, Largas secciones de agujero descubierto
Tipo de lodo base agua, base aceite, alto contenido de
slidos, bajo peso. Tipo de acero del revestimiento
Tiempo de exposicin a ambientes agrios,fluidos salados, CO2,
Ayudas mecnicas Bujes de desgaste, protectores,
centralizadores.