Clase Sartas de Perforaciondos

HERREMIENTAS DE PERFORACION

789 8

7

456

7

34

65

4

3

2

12 1

Objetivo: El alumno ser capaz de identificar los diferentes componentes y tipos detuberas que conforman una sarta de perforacin, los tipos de roscas utilizados, tipos debarrenas sabr disear una sarta de perforacin y elaborar un programa de barrenasbarrenas, sabr disear una sarta de perforacin y elaborar un programa de barrenas.

I. Sartas de perforacin

a. Objetivo de la sarta de perforacinj p

b. Componentes de la sarta de perforacin

c. Qu es una tubera de acero?

d Proceso de fabricacin de las tuberas de acerod. Proceso de fabricacin de las tuberas de acero

e. Propiedades de las tuberas de acero

f. Tuberas utilizadas en la industria petrolera

g. Objetivo de las tuberas de revestimiento

h. Tubera pesada y lastra barrenas

i. Conexiones o roscar en la tubera de perforacinp

j. Diseo de sartas de perforacin

Objetivo: El alumno ser capaz de identificar los diferentes componentes y tipos detuberas que conforman una sarta de perforacin, los tipos de roscas utilizados, tipos debarrenas sabr disear una sarta de perforacin y elaborar un programa de barrenasbarrenas, sabr disear una sarta de perforacin y elaborar un programa de barrenas.

a. Definicin

II. Barrenas

b. Principio de operacin

c. Clasificacin de las barrenas

d Barrenas tricnicasd. Barrenas tricnicas

e. Barrenas de cortadores fijos (de diamante)

f. Seleccin de barrenas

g. Seleccin del dimetro de la barrena

h. Factores que afectan el desgaste de la barrena

i. Determinacin del tiempo optimo para el cambio de la barrenap p p

La sarta de perforacin es una parte importante en el proceso de perforacin rotatorio, su

a. Objetivo de la sarta de perforacinI. Sartas de perforacin

diseo y seleccin requieren de un anlisis cuidadoso para la obtencin de resultadossatisfactorios. Dentro de los objetivos ms importantes de una sarta de perforacin seincluyen:

Transmitir el movimiento rotatorio a la barrena. Servir de conducto de circulacin. Dar peso a la barrena. Sacar y meter la barrena. Efectuar pruebas de formacin 4 Efectuar pruebas de formacin. Colocar tapones de cemento. Cementar las tuberas de revestimiento.

23

1

Los componentes de una sarta de perforacin son muy variados y cada uno tiene unobjetivo especfico a continuacin se mencionan los componentes ms comunes:

b. ComponentesI. Sartas de perforacin

objetivo especfico, a continuacin se mencionan los componentes ms comunes:

Barrena.Porta barrena (liso o estabilizador).Motor de fondo (opcional) TUBERIA PESADA

TUBERIA DE PERF.Tubera de perf

Motor de fondo (opcional) Doble caja.Vlvulas de seguridad. Lastra barrenas (Drill Collar).

COMBINACION

MARTILLO HDCO

15( ) Junta de seguridad. Rimas. Estabilizadores.

LASTRABARRENAS

D. C. DE MONEL

ESTABILIZADOR

15

Aparejo de fondo

Martillos. Tubera pesada (Heavy Weight).Canastas colectoras. Tubera de perforacin

DC

ESTABILIZADOR

VALVULA SEG

1 Tubera de perforacin. Sustituto de la flecha. Hules protectores. BNA.

PORTABARRENA

La distribucin de los componentes de una sarta de perforacin tiene que ver con el objetivode la misma, como se muestra en las siguientes figuras:

b. ComponentesI. Sartas de perforacin

, g g

Aparejo para incrementar el ngulo

Aparejo para mantener elngulo

Aparejo para disminuir elngulo

Como se puede observar, a excepcin de los hules limpiadores, todos los componentes de

c. Qu es una tubera?I. Sartas de perforacin

una sarta de perforacin son segmentos tubulares o tuberas.

Que es una tubera?

Es un segmento cilndrico hueco compuesto generalmente de acero con una geometraEs un segmento cilndrico hueco compuesto generalmente de acero con una geometra

definida por el dimetro y el espesor del cuerpo. El acero es un metal refinado que se

obtiene a partir de la fundicin de un lingote de hierro combinado con otros elementos

qumicos. Los aceros se clasifican de acuerdo a su composicin en:

Aceros ordinarios.- Cuyos componentes principales son hierro, carbono y manganeso, el

carbono y el manganeso reunidos no representan mas del 1.5% del total del metal.

Aceros especiales.- Se hacen como los ordinarios pero se les agrega nquel,

cromo, cobre, molibdeno, vanadio y tungsteno.

La tubera utilizada en la industria petrolera debe cumplir con ciertas caractersticasgeomtricas y mecnicas como son:

c. Qu es una tubera?I. Sartas de perforacin

geomtricas y mecnicas como son:

Dimetro exterior

ClaseGradoResistencia a la tensin

Dimetro interiorEspesor

Resistencia a la tensinResistencia a la presin internaResistencia al colapsoResistencia a la torsin

MecnicasGeomtricas

La clase en una tubera se refiere al grado de usabilidad que ha tenido dicha tubera.

El grado en una tubera nos indica el tipo de acero con que fue construido.

Debido a la importancia que tiene la tubera de acero en la industria petrolera, la

f b i i d b t t ti d lid d t d l f

d. Proceso de fabricacinI. Sartas de perforacin

fabricacin debe contar con caractersticas de calidad extrema, acordes a los esfuerzos y

riesgos potenciales a los que estar sometida. Existen tres procesos de fabricacin de

tuberas:

1. Construccin sin costura2. Construccin con soldadura elctrica3. Construccin con soldadura elctrica instantnea (flash)

El proceso mas utilizado dentro del mbito de perforacin en tuberas con dimetros

exteriores de 20 y menores es sin duda la fabricacin de tubera sin costura. El proceso

de construccin consta de los siguientes pasos:de construccin consta de los siguientes pasos:

1. Materia prima2. Acera3 C l d ti

FusinVaciado Acera

3. Colada continua4. Laminado

Afinacin

1.- Materia prima La materia prima utilizada en la fabricacin de tubera es bsicamente,30% d fi j (fi t l) 70% d h t


un 30% de fierro esponja (fierro natural) y un 70% de chatarra.

2.- Acera Es un proceso que consta de tres etapas fusin, vaciado y afinacin, y suobjetivo es la fabricacin de los tochos (barras de acero).

Fusin.- La materia y fierro, las aleaciones se calientan hasta alcanzar una temperaturacercana a los 1620C, en ese punto el acero se encuentra en estado liquido, la inyeccin

de gas argon se realiza por la parte inferior de la olla de fusin, con la finalidad de

homogeneizar la composicin qumica del acero.

Vaciado.- Posteriormente, el acero de la olla de afinacin es llevado y vaciadoal un distribuidor para obtener la colada continua.

Afinacin.- Despus de realizar el vaciado de la olla de fusin a la olla de afinacin, conprecisin, se realiza la afinacin del acero mediante la adicin de aleaciones (carbono,

cromo, manganeso, nquel, etc.) y as se obtiene el grado del acero requerido., g , q , ) y g q

3.- Colada continua El distribuidor de la colada continua ha sido deseado con deflectoresi l it l t b l i l it d bt b d i


especiales que evitan la turbulencia, con el propsito de obtener barras de seccinredonda que finalmente son cortadas en secciones dependiendo del dimetro, estaseccin es comnmente llamada tocho.4 Laminado El tocho entra al horno giratorio que contiene nueve zonas de calentamiento4.- Laminado El tocho entra al horno giratorio que contiene nueve zonas de calentamientoalcanzando 1200C en forma gradual. Despus pasa al desescamador para eliminar laoxidacin que sufre al contacto con la atmsfera y se proce a perforarlo.

d. Proceso de fabricacinI. Sartas de perforacinAcera

Fusin Vaciado Afinacin Colada Continua

Distribuidor

Olla Torretad. Proceso de fabricacinI. Sartas de perforacin

Molde

Distribuidor

Mquina de

Mquinas Extractoras-Enderezadoras

Mquina de corte


Fusin Vaciado Afinacin Colada continua

Tratamiento trmico.- Existen tres tipos de tratamientos trmicos temple, revenido ynormalizado. Los dos primeros son para aceros C75, L80, N80, TRC95, P110, TAC140, TAC 110


y Q125.

Temple.- El tubo es llevado a un horno aumentando gradualmente la temperatura hasta 860C yd bit t t t d 40C t lt l t tdespus se sumerge sbitamente en agua a temperatura de 40C, esto altera la estructuramolecular primero en una austensita y posteriormente a una martensita la cual es dura y pocodctil.Revenido - La tubera es introducida a un horno aumentando la temperatura gradualmente aRevenido.- La tubera es introducida a un horno aumentando la temperatura gradualmente a550C cambiando la estructura molecular a una martensita revenida con bajos esfuerzosresiduales.Normalizado.- El tubo es calentado sin alcanzar la austenizacion de la estructura molecular delacero. Es usado para aceros H40, J55, K55, etc.Acabado del tubo.- Terminado el tubo se realizan las siguientes pruebas: Prueba de inspeccin electromagntica (longitud, espesor, grado de acero, etc) Roscado (segn normas API) Prueba hidrosttica

Resistencia.- Es el esfuerzo mximo que un material puede soportar antes de que

e. Propiedades de las tuberas de aceroI. Sartas de perforacin

ocurra una falla (resistencia a la tensin, colapso y presin interna).

Rigidez.- Una estructura es rgida si soporta un gran esfuerzo con una mnimadeformacin.

Ductilidad.- Es la capacidad de un material para soportar grandes deformacionesi l ti t d l f t S i l f d t iinelsticas antes de la fractura. Se asocia con los esfuerzos de tensin.

Maleabilidad.- Es la capacidad de un material para soportar grandes deformacionesi l ti t d l f t S i l f d iinelsticas antes de la fractura. Se asocia con los esfuerzos de compresin.

Maquinabilidad.- Es la facilidad con la que un material puede maquinarse.

f. Tuberas utilizadas en la industria petroleraI. Sartas de perforacin

En la industria petrolera se utiliza una gran variedad de tuberas de acero, siendo en losprocesos de perforacin y terminacin de pozos donde se utiliza la mayora a continuacin

Tuberas de Revestimiento (T R )

Tuberas de Produccin

Tuberas de Perforacin

Tuberas de Lnea

procesos de perforacin y terminacin de pozos donde se utiliza la mayora, a continuacinse mencionan las ms usadas:

Revestimiento (T.R.) ProduccinPerforacin Lnea

En este curso estudiaremos las tuberas de perforacin ya que forma parte esencial de lasarta de perforacin. Como ya se menciono la seccin ms larga de una sarta deperforacin est constituida por la tubera de perforacin y es sta, la que ms se daa

D. ext Peso Grado Cedencia R. Colapso R. P. Int. R. TensinEspesor RoscaD. int

durante el proceso de perforacin, razn por la cual le dedicaremos ms tiempo. La tuberade perforacin al igual que las otras tuberas tiene las siguientes especificaciones:

D. extpg

Pesolb/pie

Grado Cedencialb/pg2

R. Colapsolb/pg2

R. P. Int.lb/pg2

R. Tensin1000 lb

Espesorpg

RoscaD. intpg


Grados ms comunes en la TPClasificacin de la TP Por longitud

Yield Strength

Grado Min psi Max psi

E 75 75,000 105,000

Rango 1 Rango 2 Rango 3

Longitud (pies) 18 a 22 27 a 30 38 a 45, ,

X 95 95,000 125,000

G 105 105,000 135,000

S 135 135,000 165,000

Longitud (mt) 5.49 a 6.71 8.23 a 9.15 11.59 a 13.72

La TP se encuentra en dimetros de 2 3/8 hasta 6 5/8

E

Identificacin de la TP en campoPesos unitarios ms comunes

Dimetro ext.(pg)

Peso nominal(lb/pie)

2 3/8 4.85

Pesos unitarios ms comunes

Dimetro ext.(pg)

Peso nominal(lb/pie)

13.75

X

G

6.65

2 7/8 6.8510.40

3 1/29.5013.30

4 1/2 16.6020.0022.82

5 19.5025.6

S15.50

4 14.0015.70

5 1/2 21.9024.70

6 5/8 25.20

Clasificacin de la TP por usabilidad

Tipo Descripcin Cdigo de colorEl Instituto Americano del Petrleo API haestablecido diversos lineamientos para la


Clase I Tubera nueva Una franja blanca

Premium Resistencia del 80% Dos franjas blancas

Clase II Resistencia del 65% Una franja amarilla

establecido diversos lineamientos para laclasificacin de la tubera de perforacinen funcin del desgaste que estapresente. El desgaste afecta directamente

Clase II Resistencia del 65% Una franja amarilla

Clase III Resistencia del 55% Una franja azul

Clase IV Deshecho Una franja roja

a la resistencia del tubo.

g. Objetivo de las tuberas de revestimientoI. Sartas de perforacin

Las tuberas de revestimiento son de gran importancia en la perforacin de pozos, razn por lacual mencionaremos su clasificacin y principales objetivos.

Tubera conductoraTubera de revestimiento superficialTubera de revestimiento intermedia

Tuberas de revestimientoTR

Tubera conductora.- Es la primera que se introduce y puede ser hincada o cementada. Suobjetivo es permitir la instalacin del primer preventor (en algunos casos se instala el cabezal)d d i t l l i fi i l d t l t bl di d i l i

Tubera de revestimiento de explotacin

donde se instalan las conexiones superficiales de control y establecer un medio de circulacinpara el fluido de perforacin.

Tubera superficial.- La introduccin de esta tubera tiene como objetivos instalar las conexionessuperficiales de control definitivas aislar acuferos superficiales zonas de prdida y zonas desuperficiales de control definitivas, aislar acuferos superficiales, zonas de prdida y zonas degas someras. Esta tubera se cementa hasta la superficie.

Tubera intermedia.- Estas tuberas se introducen con la finalidad de aislar las zonas de presinnormal, anormal y depresionadas, permitiendo incrementar o disminuir la densidad del fluido de, y p , pperforacin para continuar con la etapa siguiente. Estas tuberas pueden ser introducidas en unasola etapa (corrida) o en dos etapas (liner y complemento) y la cementacin de igual manerapuede ser en una o dos etapas.


Tubera de explotacin.- Esta tubera tiene como finalidad aislar las zonas productoras de zonasindeseables (acuferos, zonas depresionadas, etc.) y permitir una explotacin selectiva del

g. Objetivo de las tuberas de revestimiento

yacimiento. Generalmente esta tubera no se extiende hasta la superficie y comnmente se lellama tubera corta o liner. En el diseo de esta tubera se debe poner especial atencin, ya quesiempre estar en contacto con los fluidos producidos e inyectados soportando las presiones delyacimiento y las de tratamiento ( estimulacin o fracturamiento). A continuacin se muestrandiversos arreglos de tuberas de revestimiento

Conductor

Superficial

Conductor

Superficial

diversos arreglos de tuberas de revestimiento.

p

Intermedia

Intermedia

p

Intermedia

Intermedia

di

Boca de liner

Boca de liner

diIntermedia

Explotacin

Intermedia

Explotacin

TubingLess

I. Sartas de perforacin h. Tubera pesada y lastra barrenaEl uso de la tubera pesada es una prctica ampliamente aceptada en la industria de laperforacin ya que debido a su mayor espesor de pared el peso unitario se duplica o triplica. Losdimetros ms comunes son:

Dimetro externo (pg) Dimetro interno (pg) Peso (lb/pie)3 2 1/16 264 2 9/16 284 2 425 3 50L i i l t j ti l d t t b Las principales ventajas que se tienen con el uso de esta tubera son: Reduce los costos de perforacin ya que al colocarla en la zona de transicin (inmediatamentearriba de los lastra barrenas) se eliminan las fallas de la tubera. Incrementa significativamente la capacidad de los equipos pequeos al eliminar los lastra Incrementa significativamente la capacidad de los equipos pequeos al eliminar los lastrabarrenas. Ahorros en la perforacin direccional al disminuir el nmero de lastra barrenas, reduce latorsin y disminuye las tendencias al cambio de ngulo.

El uso de la tubera pesada helicoidal minimiza los problemas de pegadura por presindiferencial.

I. Sartas de perforacin h. Tubera pesada y lastra barrena

Las funciones ms importantes de los lastra barrenas son:

I. Sartas de perforacin h. Tubera pesada y lastra barrena

Dar peso a la barrena Minimizar los problemas de estabilidad del agujero Minimizar los problemas de control direccional.

Las formas de los lastra barrenas son variados, siendo los mscomunes los lisos y los ranurados en espiral. El uso de lastra barrenasde mayor dimetro tiene las siguientes ventajas:de mayor dimetro tiene las siguientes ventajas:

Se requieren menos lastra barrenas para proporcionar el mismo peso. Disminuye el tiempo de conexin.y p Se obtiene mayor rigidez. Se mantiene la verticalidad.

Al i l l t b d l d l t b d di i l dAl igual que en la tubera pesada, el uso de lastra barrenas ranurados disminuye el rea decontacto con la pared del pozo disminuyendo los problemas de pegadura por presindiferencial.

Debido a que las tuberas que se utilizan en los pozos tienen un limite de longitud, es necesarioi t t b i t d i l l l i d l i d b h ti

i. Conexiones o juntas en la tubera de perforacinI. Sartas de perforacin

unir estas tuberas para introducirlas al pozo, con la premisa de que la unin debe ser hermticay capaz de soportar cualquier esfuerzo al que se someter, a esta unin se le conoce comoJunta o Conexin.

Clases de juntas Existen dos clases de juntas de acuerdo a su forma de uninClases de juntas Existen dos clases de juntas de acuerdo a su forma de unin

Acopladas.- Son las que integran un tercer elemento llamado cople para realizar la uninde dos tubos.

Juntas acopladasNota.- La resistencia delcople se consideraigual a la del tubo

Juntas acopladas

Integrales.- En un extremo del tubo se maquina la cuerda exteriormente y en el otrointeriormente, y se clasifican en: Recalcadas, Formadas y Lisas.


Juntas integrales Dependiendo del tipo de rosca se clasifican en:

Roscas API El sello se realiza mediante unanillo u O Ring y por la grasa aplicada. Existencuatro tipos:

Tubera de lnea Redondas Butress

Roscas Premium Son roscar mejoradas y el

Extreme line

sello es metal - metal entre el pin y la caja


Roscas API Roscas Premium

Ventajas: Son econmicas Ventajas: Fcil enrosque sello hermtico yj

Desventajas: Difcil enrosque, menorresistencia a los esfuerzos axiales y sellono hermtico.

Ventajas: Fcil enrosque, sello hermtico ymayor resistencia a los esfuerzos axiales

Desventajas: Costo elevado

Para seleccionar las juntas apropiadas para un pozo se deben analizar las ventajas ydesventajas de cada una y realizar el anlisis econmico sin olvidar la seguridad.


Las conexiones en la tubera de perforacin generalmente son del tipo recalcado, debido aque son sometidas como sartas de trabajo a grandes esfuerzos durante las operaciones deque son sometidas como sartas de trabajo, a grandes esfuerzos durante las operaciones deperforacin:Las roscas ms comunes en la tubera de perforacin son:IEU (Internal external Upset) - Esta junta se caracteriza por tener un dimetro externoIEU (Internal external Upset). Esta junta se caracteriza por tener un dimetro externomayor que el cuerpo del tubo y un dimetro interno menor que el dimetro interno del tubo.

IF (Internal Flush).- El dimetro interno es aproximadamente igual al dimetro interno delIF (Internal Flush). El dimetro interno es aproximadamente igual al dimetro interno deltubo y el dimetro externo es mayor que el del tubo.

IU ( Internal Upset).- El dimetro externo es casi el del tubo y el dimetro interno es menor( p ) yque el dimetro interno del tubo.En la actualidad se tiene mas diversidad de roscas para la tubera de perforacin como:REG, NC -50, ETC. Es importante mencionar que estas juntas estn diseadas paratrabajar en tensin.

i Conexiones o juntas en la tubera de perforacinI Sartas de perforacin i. Conexiones o juntas en la tubera de perforacinI. Sartas de perforacin

CONEXIONES

INTEGRALES ACOPLADAS

RECALCADASFORMADAS(SEMI LISAS)

LISAS(FLUSH) API PREMIUM

API Extreme lineAPI Tubing

Vam-Ace-XLHD

HD 521HD SLX

MAC II

VAM FJLHD 511HD - 513

8 HRR10 HRR

BUTRESS

MULTI VAMVAM ACEVAM SLHD 563

DISEO DE SARTAS

DE

PERFORACION

En el proceso de perforacin de un pozo, la sarta de perforacin es el componente del equipo t f (t i i i i t t d bl f ti

j. Diseo de sartas de perforacinI. Sartas de perforacin

que ms se somete a esfuerzos (tensin, compresin, presin interna y externa, doblez, fatiga,torsin, abrasin y corrosin). La accin independiente o combinada de dichos esfuerzos puedecausar los siguientes problemas durante la perforacin:

D di i t

El principio fundamental que debe respetarse al

Desprendimiento Colapsamiento Fugas de presin (roturas)

El principio fundamental que debe respetarse aldisear una sarta de perforacin es que los esfuerzos aque se someten sus componentes tubulares deben sersiempre inferiores a las resistencias de dichoscomponentes, sin deformarse permanentemente oalcanzar su lmite elstico (ver figura). Cuando serebasa el lmite elstico el componente tubular sufreuna deformacin permanente y por lo tanto unauna deformacin permanente y por lo tanto unareduccin en su resistencia.


Lmite elstico.- Es el esfuerzo mximo que puede sufrir un cuerpo sin que la deformacin seatpermanente.

Esfuerzo.- Es la razn de una fuerza aplicad entre el rea sobre la que acta (kg/cm2, psi, etc.).Deformacin.- Es el cambio relativo en las dimensiones de un cuerpo como resultado de laaplicacin de un esfuerzoaplicacin de un esfuerzo.Punto de cedencia.- Es el valor que se alcanza de un esfuerzo, mayor del lmite elstico, alcual el material contina deformndose sin que haya incremento de la carga aplicada.

E 75 G 105 S 135 P 110 TRC 95Los metales tienen otras propiedades importantes , adems de las anteriormente descritas,como:

E 75 G 105 S 135 P 110 TRC - 95

Dureza: Resistencia del metal a la penetracin o la deformacin.Ductilidad: Capacidad del metal para deformarse plsticamente sin fracturarse, medida por laelongacin o reduccin de rea (al tensionarlo).g ( )Maleabilidad: Caracterstica de los metales que permiten una deformacin plstica encompresin sin rotura.

La Ley de Hooke establece que: Siempre que no se exceda el lmite elstico, unadeformacin elstica es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza aplicada por


deformacin elstica es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza aplicada porunidad de rea (esfuerzo). La elongacin que sufre una tubera al aplicarle una fuerza detensin se calcula con la siguiente ecuacin:

L = F x lA x Y

L es el incremento de longitud elongacin en (m)F fuerza o tensin aplicada en (kg)l longitud original de la tubera en (m)

A x YA rea transversal del tubo en (cm2)Y Mdulo de Young en (kg/cm2) 2.11x106 kg/cm2 para el acero

Problema:Cul es la elongacin que sufre una tubera si se tiene una sarta de perforacin con unalongitud de 3,000 m, al aplicarle una tensin de 25 ton sobre su peso?. La tubera es de 31/2 con un dimetro interior de 2.992.


Tarea:

Cul es la elongacin que sufre una tubera si se tiene una sarta de perforacin con unalongitud de 14,760 pies, al aplicarle una tensin de 25 ton sobre su peso?. La tubera es de5 con un espesor de 0.362.

El Instituto Americano del Petrleo API tiene establecido que para el diseo de sartas de trabajosean considerados los tres esfuerzos principales a que son sometidas:


sean considerados los tres esfuerzos principales a que son sometidas:

Tensin.- Una sarta de trabajo al estar suspendida verticalmente, sufrir un esfuerzo axial llamadotensin, producto de su peso. El valor de este esfuerzo vara de cero en el punto neutro hasta unmximo en el punto de apoyo es decir en la superficiemximo en el punto de apoyo, es decir en la superficie.

Compresin Tensin

Esfuerzos por tensin ( kgs, tons en lbs)

Si la tubera estuviera suspendida en el p

Punto neutro

KG

F1

Si la tubera estuviera suspendida en elaire soportara todo su peso. Si estasumergida en un fluido (lodo), disminuyesu peso por el efecto de empuje, esto en

Prof

Tensin Rpi se incrementa F

p p p jfuncin de la densidad del fluido;cambiando los esfuerzos de tensin acompresin a partir del punto neutro

Tensin Rpi se incrementaTensin Rpc se disminuye

F2hacia abajo.


Colapso.- Este esfuerzo se debe principalmente al efecto de la presin exterior que ejerce lacolumna hidrosttica de los fluidos de perforacin El valor de este esfuerzo aumente con la

Esfuerzos por colapso (kg/cm2, lb/pg2 en psi)

columna hidrosttica de los fluidos de perforacin. El valor de este esfuerzo aumente con laprofundidad y su valor mximo estar en el extremo inferior de la tubera.

Presin cero

PiPe

Presinmxima

Compresin Rpi se disminuyeCompresin Rpc se incrementa

Torsin.- La cantidad de esfuerzo por torsin que resiste una tubera bajo tensin debe calcularseen cada cambio de tubera.

Un adecuado diseo de la sarta de perforacin permite reducir costos a travs de:

1 Optimi ar el nmero de lastra barrenas t bera pesada t bera de trabajo

Diseo de sartas de perforacinI. Sartas de perforacin

1. Optimizar el nmero de lastra barrenas, tubera pesada y tubera de trabajo.2. Reducir el riesgo de desprendimiento o ruptura de los componentes de la sarta.3. Reducir la posibilidad de pegaduras por presin diferencial.4. Mantener un control sobre la direccin del pozo para reducir la turtuosidad y el arrastre.4. Mantener un control sobre la direccin del pozo para reducir la turtuosidad y el arrastre.

Debe tomarse en cuenta que un sobre diseo incrementa el costo de la perforacin.

Metodologa Prctica de Diseo

La metodologa para obtener un diseo optimo consta de los siguientes puntos:

1. Recopilacin de informacin.2. Seleccin del aparejo de fondo.3. Diseo de la tubera de trabajo.4. Criterios de estabilizacin de la sarta.


1.- Recopilacin de la informacin.- La informacin necesaria para el proceso de diseo yseleccin de la sarta se puede resumir en:seleccin de la sarta se puede resumir en:

a. Profundidad totalb. Trayectoria y ngulo mximo

P b b id

e. Pozos de correlacinf. Margen de jaln

I t i d t b c. Peso sobre barrena requeridod. Factores de diseo

g. Inventario de tuberah. Especificaciones de la tubera

Algunos clculos del diseo de sartas de perforacin se basan en experiencias y condicionesesperadas durante la perforacin. Por lo tanto, es necesario analizar con mucho detalle lospozos de correlacin para determinar variables como:

Arrastres esperados. Posibles pegaduras por presin diferencial. La hidrulica La hidrulica.

2.- Seleccin del aparejo de fondo.- El diseo de lasarta de perforacin se realiza de abajo hacia arriba


sarta de perforacin se realiza de abajo hacia arriba,por lo que una ves que se tiene la informacin seprocede a la seleccin del aparejo de fondo (lastrabarrenas y tubera pesada).barrenas y tubera pesada).Existen tres tipos de configuraciones de aparejos defondo, los cuales permiten mantener el punto neutropor debajo de la tubera de trabajo. La seleccin sehace en funcin de la severidad de las condiciones deoperacin determinadas en los pozos de correlacin.

Tipo 1.- Es la configuracin ms simple y esta compuesta por lastra barrenas y tubera deperforacin. El peso sobre la barrena se aplica con los lastra barrenas y el punto neutro selocaliza en los lastra barrenas.

Tipo 2.- Utiliza tubera pesada por arriba de los lastra barrenas, como transicin entre los lastrabarrenas y la tubera de perforacin. El peso sobre la barrena es aplicado con los lastra barrenasy el punto neutro se localiza en los lastra barrenas.

Tipo 3.- Esta configuracin utiliza lastra barrenas nicamente para el control direccional y reducirla vibracin de la sarta de perforacin El peso sobre barrena es aplicado con los lastra barrenas


la vibracin de la sarta de perforacin. El peso sobre barrena es aplicado con los lastra barrenasy la tubera pesada, quedando el punto neutro en la tubera pesada. Este arreglo permitemanejar el aparejo de fondo en forma rpida y sencilla, reduce las pegaduras por presindiferencial. Este arreglo es el ms recomendado para la perforacin direccional.diferencial. Este arreglo es el ms recomendado para la perforacin direccional.

2.1.- Determinar el dimetro de los lastra barrenas.- Cuando las pegaduras por presindiferencial sean mnimas, la experiencia establece que el dimetro de los lastra barrenasdebe ser el mximo permisible. La siguiente ecuacin proporciona un valor aceptable parael dimetro de los lastra barrenas dMLB (pg).

d MLB = 2 dECTR dB Donde;

dECTR = dimetro exterior del cople de la TR (pg)

dB = dimetro de la barrena (pg)

ECTR p (pg)

2.2.- Calcular la longitud de los lastra barrenas.- Cuando el peso sobre la barrena esproporcionado nicamente por los lastra barrenas utilizar la siguiente ecuacin:


proporcionado nicamente por los lastra barrenas utilizar la siguiente ecuacin:

671 4*P *F

Donde; LLB (m) es la longitud mnima de lastra barrenasPSB (ton) es el mximo peso requerido por la barrena,Fd es el factor de diseo para asegurar que el punto neutro se ubique

LLB =671.4*PSB *Fd

PLB *FF *cosFd es el factor de diseo para asegurar que el punto neutro se ubiquepor debajo de la cima de los lastra barrenas y su valor es de 1.10 1.20PLB (lb/pie) es el peso unitario de los lastra barrenas (sin flotacin),FF es el factor de flotacin adimencional es el ngulo del pozos respecto a la vertical.

2.3.- Calcular la longitud de la tubera pesada.- Cuando la tubera pesada se utiliza para reducirlos niveles de esfuerzos en la zona de transicin, el API recomienda utilizar de 9 a 10 tramos detubera pesada. Cuando es utilizada adems de lo anterior para dar peso a la barrena la longitudse obtiene con la siguiente ecuacin:

671 4*PSB *Fd PLB *LLBLTP =

671.4 PSB FdPTPHW *FF *cos

PLB LLBPTPHW

Donde; PTPHW es el peso unitario de la tubera (lb/pie)

3.- Diseo de la tubera de trabajo.- Despus de calcular el dimetro y nmero de tramosde lastra barrenas y de tubera pesada se procede a disear la tubera de perforacin


de lastra barrenas y de tubera pesada, se procede a disear la tubera de perforacin,proceso en el cual se revisan las condiciones ms criticas a las que ser sometida latubera y se comparan con su resistencia especfica (tablas).

Para lograr un diseo ptimo y seguro de la sarta de perforacin se deben tomar encuenta los siguientes parmetros:

a. Resistencia a la tensin de la tubera RT (tablas)

Se debe tomar en cuenta si la tubera es nueva o usada (clase I, Premium, clase II, etc)

b. Factor de diseo a la tensin FdT

Depender de las condiciones del pozo y varia de 1.3 a 1.6

c. Tensin de trabajo TT a la que estar expuesta la tubera

d Margen de jaln MJd. Margen de jaln MJ

Este depender de los riesgos potenciales de atrapamiento y condiciones de arrastre


3.1.- Procedimiento de clculo:

Paso 1.- Calcular la Mxima tensin permisible MTP (toneladas).- Es la mxima tensina la que estar expuesta la tubera y se calcula con la siguiente ecuacin:

RT (lbs) resistencia de la tubera (tablas)

MTP = (Ton) 4.54 x 10-4 RT

FdT

RT (lbs) resistencia de la tubera (tablas)FdT factor de seguridad a la tensin el cual vara de1.3 a 1.6.

Paso 2 Determinar el margen de jaln M Constante de efecto de cuas (ET/EC)Paso 2.- Determinar el margen de jaln MJ(toneladas).- El margen de jaln se determina tomando encuenta los riesgos potenciales de un atrapamiento de lasarta de perforacin, del arrastre mximo de la sarta de

DiametroTubera (pgs) 12 (pgs) 16 (pgs)

2 3/8 1.25 1.182 7/8 1 31 1 22

Longitud de las cuasConstante de efecto de cuas (ET/EC)

p ,perforacin en pozos desviados y del efecto ocasionadopor las cuas.

2 7/8 1.31 1.223 1/2 1.39 1.284 1.45 1.324 1/2 1.52 1.375 1.59 1.425 1/2 1 66 1 47

Aseccin = 4.17 x 10-4 FF P us Lsecc (sen )(Ton)M J > = MTP [ (ET/EC) 1] (Ton)

5 1/2 1.66 1.47

En la practica el MJ varia de 20 a 60 ton


Paso 2.- Calcule la Tensin de Trabajo TT (toneladas).- Una ves obtenida la mximat i i ibl M l d j l M l t i d t b j bti ltensin permisible MTP y el margen de jaln MJ, la tensin de trabajo se obtiene con lasiguiente ecuacin:

TT = MTP - MJ (Ton) T TP J ( )

Paso 3.- Calcular la longitud de las secciones de tubera de perforacin.- El principiopara calcular las longitudes, grados y pesos de las secciones de tubera de perforacin esmantener durante todo el proceso de perforacin, y a lo largo de toda la sarta deperforacin, la tensin de la misma menor o igual a la mxima tensin permisible. Bajo

t it i l t b d i t i l t i l i di t t ibeste criterio la tubera de menor resistencia a la tensin se coloca inmediatamente arribade la tubera pesada o lastra barrenas.

Bajo este principio, y de acuerdo con el arreglo de la sarta seleccionado, la tubera demenor resistencia se coloca inmediatamente arriba de los lastrabarrenas o tubera pesada.


La longitud de la primera seccin esta limitada por la tensin de trabajo TT determinadapreviamente y se obtiene con la siguiente ecuacin:

TT(SEC1)FF

- 1.49x10-3 (PLB LLB + PHW LHW)

LTP(SEC1) = FF

1.49x10-3 PTP(SEC1)

PTP (sec)1 Es el peso unitario de la tubera de perforacin que se analiza (lb/pie)

Si la longitud de la primera seccin no es suficiente para la profundidad del pozo, lalongitud mxima de la segunda seccin se calcula con la siguiente ecuacin:

PTP (sec)1 Es el peso unitario de la tubera de perforacin que se analiza (lb/pie)

LTP(SEC2) = (TT(SEC2) TT(SEC1))

1.49x10-3 PTP(SEC2) FF

Si adicionalmente, es necesaria una tercera seccin de tubera, la longitud se obtiene conl i


LTT(SEC3) = (TT(SEC3) TT(SEC2))

1 49 10 3 P F

la ecuacin:

TT(SEC3) 1.49x10-3 PTP(SEC3) FF

Prof. Ing. Luis Soto Pineda

Con la siguiente informacin realizar el diseo de una sarta de perforacin a la tensin y al colapso:

Datos:


Prof. = 5800 m (vertical)TR 7 5/8 = 4150 mTP 3 grados X-95 y G-105, 13.3 lb/pie (nueva)TP 2 /8 d E 6 8 lb/ i ( )

TP 3 1/2TP 2 7/8 grado E 75, 6.85 lb/pie (nueva)Lastrabarrenas: 4 x 1 , 48 lb/pieBarrena: 6 , Peso sobre barrena 2.5 tonFluido de control: 1.32 gr/cc 4000 mgFactor de seg de lastrabarrenas = 1.15Factor de seguridad a la tensin 1.3Dejar la de TP 2 7/8 150 m arriba de la zapata de 7 5/8M j l d 25 t

TP 2 7/8

4150 m TR 7 5/8

4000 m

Margen para jalar es de 25 ton.No se considera tubera pesada.

Barrena 6

Lastra ba 4

5800 mTP GradoPesolb/pie

RtensinLbs

RcolapsoPsi

Rpresin intpsi

2 7/8" E - 75 6.85 135,902 10,467 9,907

3 1/2" X - 95 13.3 343,988 17,877 17,480G - 105 13.3 380,196 19,758 19,320

Diseo por tensin

Paso 1 Calcular la longitud de lastra barrenas F 1 ( l d / ) 0 832


Paso 1 Calcular la longitud de lastra barrenas

LLB = = = 48.33 m671.4*PSB *Fd

PLB *FF *cos671.4 * 2.5 * 1.15

48 *0.832 *cos

FF = 1 (lodo/ acero) = 0.832

P 2 C l l l l it d d l i i d TP d 2 7/8Paso 2 Calcular la longitud de la primera seccin de TP de 2 7/8

MTP = = = 47.46 ton4.54x10-4 RT

FdT

4.54x10-4 (135,902)

1.3

L =

TT(SEC1)

FF- 1.49x10-3 (PLB LLB + PTP LTP)

TT1 = MTP - MJ = 47.46 30 = 22.46 ton TT1 / FF= 22.46 / 0.832 = 27 ton

L TP(SEC1) = 1.49x10-3 PTP(SEC1)

L TP(SEC1) = = 2 306 24 m27 - 1.49x10-3 (48 x 48.33)

L TP(SEC1) 2,306.24 m1.49x10-3 (6.85)

La longitud requerida de TP de 2 7/8 es de: 1,752 m

Diseo por tensinDiseo de sartas de perforacinI. Sartas de perforacin

Como se requiere nicamente una longitud de 1,752 m de 2,306 calculados de TP de 2 7/8,requerimos calcular el peso flotado de la seccin de la T.P. de 2 7/8 para no afectar a lasiguiente tubera.En otras palabras corregiremos el Tt1, para poder continuar haciendo nuestro diseo de sarta.Despejando TT(secc1)c obtenemos el valor de Tt1 corregido.

TT(SEC1) 1 49x10-3 (P L + P L )

L TP(SEC1) = FF

- 1.49x10 3 (PLB LLB + PTP LTP)

1.49x10-3 PTP(SEC1)

Tt1c = 17.75 ton

Paso 3 Calcular la longitud de la segunda seccin de TP de 3 1/2 X - 95

(TT(SEC2) TT(SEC1)) M 120 13 t

4.54x10-4 RT2 4.54x10-4 (343,983)


LTP(SEC2) = 1.49x10-3 PTP(SEC2) FF

TT2 = MTP - MJ = 120.1 25 = 95.13 ton

MTP = = = 120.13 tonFdT 1.3

LTT(SEC2) = = 4,693.18 m(95.13 17.75)

1.49x10-3 (13.3 x0.832)

El diseo final es:48 m de lastra barreas de 4 x 1 , de 48 lb/pie TP 3 1/2p

1,752 m de TP de 2 7/8 E 75, 6.85 lb/pie4,000 m de TP de 3 X- 95, 13.3 lb/pie

4000 m TP 2 7/8

4150 mTR 7 5/8

5,800 m

5,572 mD C

3.3.1.- Diseo a presin interna y colapso.- La condicin que debe cumplirse para eldiseo a presin interna y colapso es:


diseo a presin interna y colapso es:

RPI > PI Fdpi RPc > Pc FdpcCuando se consideran las cargas axiales el diseo al colapso se obtiene con la siguiente

Fdpi = 1.250 Fdpc = 1.125

ecuacin:

r = x 100(Tensin aplicada) FF + Mj

r4

GradoPCPpsi

PCP Minpsi

PCP Maxpsi

E 85,000 75,000 95,000r = x 100 0.454 x At x PCP

Donde: r2r3

E 85,000 75,000 95,000X 110,000 95,000 125,000G 120,000 105,000 135,000S 145,000 135,000 155,000

r Es adimensional

Tensin aplicada (peso de la TP en el aire) en Kg

MJ Margen de jaln en Kg

r2

At rea transversal de la tubera en pg2

PCP en lb/pg25,800 m

r1

TEMA IV Herramientas de perforacin pDiseo de sartas de perforacinI. Sartas de perforacin

r4TuberaPesolb/pie

Longitudm

Peso secckg

Peso acumkg

Ta (Ff) + Mjkg

rea seccpg2 r4Tubera lb/pie m kg kg kg pg2

L B 4 1/2" 48 48 3433 3433 27856 14.137TP 2 7/8" 6.85 1752 17882 21315 42734 1.812TP 3 1/2 13.3 4000 79268 100583 108685 3.621

r2r3

r = x 100 (Tensin aplicada) FF + Mj

0.454 x At x PCP

1 2 3 4 5 6 72 x 3 ( 4 - 6 )

r % z % Rc/Fsc/

Rc por tens/

ProfundidadPresin

hidrosttica/

Margen pararepresionar

/

r2

kg/cm2 kg/cm2 m Kg/cm2 kg/cm2

r1 = 39.84 70 654 458 5572 736 -278r2 = 61.00 55 654 360 4000 528 -168r3 = 23 63 82 1117 916 4000 528 388 5,800 m

r1

r3 = 23.63 82 1117 916 4000 528 388r4 = 60.00 54 1117 603 0 1117

5,800 m

C O M P R E S I O N T E N S I O N

m

i

n

a

l

)

A

120

100

120

100 COMPRESION PRESION EXTERNA

C O M P R E S I O N T E N S I O N -120 100 80 60 40 20 0 20 40 60 80 100 120

N

T

E

R

N

A

(

N

o

m

I

O

N

I

N

T

E

R

N

A

80

60

40

80

60

40

TENSION PRESION INTERNA

O

P

R

E

S

I

O

N

I

P

R

E

S

40

20

0r = 39.84%

20

0

20

C

I

A

C

O

L

A

P

S

O

P

S

O

20

40

60

20

40

60

D

E

R

E

S

I

S

T

E

N

C

C

O

L

A

80

100

80

100

120COMPRESION - COLAPSO

TENSION COLAPSO

z = 70%

% DE RESISTENCIA COMPRESION TENSION (Nominal)

%

D 120

Tarea No.Con la siguiente informacin realizar un diseo de una sarta de perforacin a la tensin y al


g p ycolapso utilizando la elipse de esfuerzos:Datos:Progf = 5,800 m (vertical)TR 9 5/8 = 4 671 mTR 9 5/8 = 4,671 mLastrabarrenas: 88 lb/pieBarrena: 8 , Peso sobre barrena 4 tonFluido de control: 1.80 gr/ccFactor de seg de lastrabarrenas = 1 18

TP 5

Factor de seg de lastrabarrenas = 1.18Margen para jalar es de 30 ton.Factor de seguridad a la tensin = 1.5Factor de seguridad al colapso = 1.125 T R 9 5/84,671m

Barrena 8 1/2

Lastra ba

TP 5"19 5 lb/pie

Rtensinlbs

Rcolapsopsi

Rpresin intPsi

Clase de laTP

E-75 395,595 9,962 9,503 PremiumX-95 501,087 12,026 12,037 Premium

Barrena 8 1/25,800 mG-105 553,833 13,000 13,304 NuevaS-135 712,070 15,672 17,106 Nueva

Tarea No.Con la siguiente informacin realizar un diseo de una sarta de perforacin


PCP PCP Min PCP Maxa la tensin y al colapso utilizando la elipse de esfuerzos:

Datos:Progf = 5,600 m (vertical)TR 9 5/8 = 4 600 m

GradoPCPpsi

PCP Minpsi

PCP Maxpsi

E 85,000 75,000 95,000X 110,000 95,000 125,000G 120,000 105,000 135,000S 145,000 135,000 155,000

TR 9 5/8 = 4,600 mLastrabarrenas: ,83 lb/pieDimetro ext del cople de la TR de 7 = 7.681Barrena: 8 , Peso sobre barrena 4 tonFluido de control: 0 85 gr/cc

TP 5

Fluido de control: 0.85 gr/ccFactor de seg de lastrabarrenas para el punto neutro= 1.16Margen para jalar es de 35 ton.Factor de seguridad a la tensin = 1.6Factor de seguridad al colapso = 1.125Factor de seguridad al colapso 1.125

T R 9 5/84,600mTP 5"19 5 lb/pie

Rtensinlbs

Rcolapsopsi

Rpresin intPsi

Clase de laTP

E-75 395,595 9,962 9,503 PremiumPremium

Prof. Ing. Luis Soto PinedaBarrena 8 1/2

Lastra ba

5,600 m

X-95 501,087 12,026 12,037 PremiumG-105 553,833 13,000 13,304 NuevaS-135 712,070 15,672 17,106 Nueva

Premium

PremiumPremiumPremiumNueva

CRITERIOS DE ESTABILIZACION

EN LAS

SARTAS DE

PERFORACION

Prof. Ing. Luis Soto Pineda

4.- Criterios de estabilizacin de la sarta de perforacin.- Los ensambles de fondo de lassartas de perforacin originan fuerzas en la barrena, que varan de acuerdo con las condiciones


de operacin (peso sobre la barrena). Durante la perforacin estas fuerzas gobiernan el ngulode inclinacin del pozo. Para el control direccional del pozo se utilizan fuerzas laterales ejercidaspor los estabilizadores al cambiar el punto tangencial o de contacto con la formacin.

La manipulacin de la posicin y el nmero deestabilizadores (puntos de contacto) es fundamentalpara un buen control de la trayectoria del pozo.p y p

4.1 Principios de estabilizacin de aparejos de fondo.- Cuando se aplica peso sobre labarrena se originan dos fuerzas en la barrena: una fuerza positiva (pandeo) y una negativa


barrena se originan dos fuerzas en la barrena: una fuerza positiva (pandeo) y una negativa(pndulo). La fuerza resultante en la barrena FB se puede determinar con la siguienteecuacin:

0 0254 ( P 7 45 x10-4 P F L cos lFB = - 7.45 x 10-4 PLB FF LT sen +

0.0254 ( PSB 7.45 x10 4 PLB FF LT cos l LT

(Ton)

Pndulo Pandeo l = 0.5 (db deLB)

FB es la fuerza resultante (ton)

( b eLB)Incrementa el nguloDisminuye el ngulo

FB es la fuerza resultante (ton)

LT es la longitud de la barrena al primer punto de contacto (m)

PSB es el peso aplicado a la barrena (ton)

P es el peso unitario de los lastra barrenas (lbs/pie)PLB es el peso unitario de los lastra barrenas (lbs/pie)

l es el claro entre el agujero y el dimetro exterior del lastra barrena (pg)


La ecuacin anterior tiene dos incgnitas por lo que se recomienda el siguiente procedimiento:

1 S l d L D d l i i i i i i L 101. Suponer un valor de LT. De acuerdo con la experiencia se sugiere iniciar con LT = 10 m

2. Calcular el factor de flotacin y determinar el PLB3. Calcular la carga compresiva de los lastra barrenas

CCLB = PSB 7.45 x 10-4 PLB FF LTS sen Ton4. Determine la rigidez de los lastra barrenas

6 4 4RLB = 1.424 x 106 (d4eLB d4iLB ) lbs pg25. Calcular la variable u (adimensional)

u = 924 LTCCLB 0.59 TRLB

6. Calcular la funcin X3 (tanu u)X = 3 (tanu u)

u3


7. Calcular la longitud de la barrena al punto de tangencia LT

0 25

LT =1.2 x 10-4 RLB l

PLB FF sen X

0.25

( m )

8. Si el valor de LT calculado en el paso anterior es diferente del supuesto en el paso 1, calcularun promedio de ambos.

9. Tomar el valor promedio de LT calculado como el nuevo valor de LT supuesto y repetir losclculos hasta que el valor calculado de LT sea aproximadamente igual al supuesto.

9. Calcular la fuerza resultante en la barrena FBB

Si la fuerza resultante es positiva ( + ) el ngulo se incrementaSi la fuerza resultante es negativa ( - ) el ngulo disminuyeSi la fuerza resultante es cero el ngulo se mantieneSi la fuerza resultante es cero el ngulo se mantiene

Reglas prcticas para estabilizar la sarta de perforacin


Como resultado de modelos complejos (3D), que consideran fuerzas de inclinacin y direccional dela barrena, curvatura del agujero, diferentes dimetros del agujero y ensamble de fondo y puntos detangencia entre la barrena y estabilizadores y entre estabilizadores a continuacin se presentanalgunas reglas practicas para determinar el nmero y posicin de los estabilizadores

El arreglo 1 es utilizado para obtener moderados

algunas reglas practicas para determinar el nmero y posicin de los estabilizadores.

a. Ensamble de fondo para incrementar el ngulo

El arreglo 1 es utilizado para obtener moderadosincrementos de ngulo .

Los arreglos 2 y 3 permiten obtener incrementos de 1y 3 /30 m.

El arreglo 4 proporciona mayor fuerza de pandeo quelos arreglos 5 y 6 en agujeros con inclinacin < a8.

1Los arreglos 5 y 6 permiten incrementos de ngulo de

2 y 5 /30m en pozos cuya inclinacin es > a 8.a1.5

b. Ensamble de fondo para reducir el nguloEste tipo de arreglo es conocido como arreglos tipo


pndulo, debido a que la fuerza lateral, de pndulo,ejercida por la gravedad, es superior a la de pandeo yse logra eliminando el estabilizador colocado arribade la barrena e instalndolo abajo del primer puntode tangencia.Los arreglos 5 y 6 proporcionan la mejor respuestapara reducir el ngulo Cuando se tienen pozos conpara reducir el ngulo. Cuando se tienen pozos conalta inclinacin, el nmero de puntos de contactoentre la barrena y el primer estabilizador seincrementa causando reduccin en la fuerza depndulo originando una menor respuesta a reducir elngulo del pozo.

Para contrarrestar lo anterior se disminuye la distancia de la barrena al primer estabilizador comoPara contrarrestar lo anterior se disminuye la distancia de la barrena al primer estabilizador comolo muestran los arreglos 1 y 2. Estos arreglos son ms utilizados para controlar la desviacin delpozo.

c. Ensamble de fondo para mantener el nguloEstos ensambles son conocidos como sartas


Estos ensambles son conocidos como sartasempacadas.En estos arreglos los estabilizadores se colocan detal manera que las fuerzas laterales de pandeo ypndulo se neutralicen. Este efecto generalmente selogra colocando dos estabilizadores cerca de labarrena, el primero inmediatamente arriba de labarrena y el segundo a 6 m o menos.Los arreglos 1 y 2 mantienen el ngulo deincremento, los arreglos 4 y 5 mantienen lareduccin El arreglo 3 en pozos con inclinacinreduccin. El arreglo 3 en pozos con inclinacinmenor a 10 mantiene el incremento de ngulo y paramayores de 10 mantiene la reduccin.

Los ensambles empacados, en realidad tienen la funcin de incrementar o reducir paulatinamenteLos ensambles empacados, en realidad tienen la funcin de incrementar o reducir paulatinamenteel ngulo de inclinacin del pozo evitando cambios bruscos.

Recomendaciones


1. En situaciones donde la sarta de perforacin estar sometida a condicionesextremadamente severas, como en pozos de alta inclinacin o de largo alcance, se

i d di l t t d t f bi d (t i / lrecomienda disear la sarta tomando en cuenta esfuerzos combinados (tensin/colapso,tensin/torsin, etc.).

2. Durante el diseo de una sarta de perforacin, se recomienda contar con tablas deespecificaciones de la tubera actualizadas.especificaciones de la tubera actualizadas.

3. Existe sofware tcnico como herramienta de clculo para el diseo de la sarta deperforacin, por lo que se recomienda su empleo, una vez que se han comprendido losconceptos y criterios bsicos.

Ya se mencion con anterioridad que la sarta de perforacin es sometida a grandes esfuerzosdurante la perforacin y operaciones de pesca razn por la cual es de suma importancia que sea


durante la perforacin y operaciones de pesca, razn por la cual es de suma importancia que seainspeccionada continuamente para:

a. Cuantificar el desgaste del cuerpo del tubo y determinar su clase.

b Ver si no existen fracturas en el tubo

Recomendaciones para el cuidado e inspeccin de la tubera de perforacin

b. Ver si no existen fracturas en el tubo.

c. Determinar las condiciones de la rosca.

1. Llevar el control de las revisiones hechas por inspeccin tubular con la finalidad de teneractualizada las condiciones de la sarta de perforacin.

2 Aplicar el apriete ptimo durante su introduccin para evitar deformaciones en caja y pin2. Aplicar el apriete ptimo durante su introduccin para evitar deformaciones en caja y pin.3. Los instrumentos de medida de apriete, se deben revisar y calibrar peridicamente.4. Verificar las condiciones de la tubera de perforacin nueva y usada de acuerdo a la

codificacin API.5. Verificar las condiciones de las cuas y buje maestro. Es recomendable una prueba de las

cuas cada tres meses o de acuerdo a las condiciones observadas.

APAREJO DE FONDOTP 5 ,19.5 lb/p

SARTAS DE PERFORACIN Diseo de sartas de perforacin

1a. ETAPASECCION VERTICAL (DE 50 A 1000 M)

TORQUE (PIE-LB)

EXT INT D INT D EXT CAJA

JUNTA

TUBERIA PESADA (HEAVY WEIGHT)

ESPESOR DE PARED

RECAL CENTRAL

RESIST. TENSION

(lb)

RESIST. TORSION

(lb/p)

DIAMETRO CONEXIN

PESO (lb/p)

PESO (kg/m)

12 TRAMOS HW 5, 50 lb/pie

COMB.

DIAMETRO DIAMETRO PESO PESO TORQUEEXTERIOR INTERIOR (LB/PIE) (KG/M) (FT-LB)

8" 2 13/16" 150 00 223 5 6 5/8" A P I REG 53000

LASTRABARRENAS (DC)CONEXIN

EXT. INT. D. INT. D. EXT. CAJA

5" 3 " 1 5 1/2" 691185 50728 NC-50 3 1/16" 6 1/2" 50 74.5 29400

(lb) (lb/p)

789

DCN 8

8 2 13/16 150.00 223.5 6 5/8 A.P.I. REG. 530009 1/2" 3" 217.00 323.33 7 5/8" A.P.I. REG. 88000

BARRENA

DIAMETRO TAMAO DEL

PION API REG

TORQUE RECOMENDADO (FT-LB)(lb/pie) (kg/mt)DCN 8

ESTAB. 8 x 26

56

7

ESTAB 9 x 17 1/2

MIN. MAX. MIN. MAX.

36 - 20 8 5/8 40000 60000 5530 8300

REG.

PESO PESO RESIST. TORSION DE

RESIST. DIAMETRO JUNTAS (CLASE)

COMB.

DCN 9 1/2

4

3

ESTAB. 8 x 26

TUBERIA DE PERFORACION

ESTAB. 9 x 17 1/2NOMINAL AJUSTADO TENSION DE

ENROSQUETENSION

EXT. INT. (LB/PIE) (kg/mt) AL 90% EN KG D. EXT. D. INT. (FT-LB) AL 100% EN LB.

5 4.276 NC-50 19.50 31.12 E-75 127446 5 7/8" 3 3/4" 0.4 15776 939 31153531.94 X-95 161432 6 1/32" 3 1/2" 0.4 19919 1186 394612

(pg) CONEXIN GRADOJUNTAS (CLASE)

ESPESOR DE PARED

PREMIUM

AMP.

DCN 9 1/2

ESTAB. 9 x 17 1/2

DCC 9 1/2

12

DOBLE CAJA LISO (8 5/8 x 7 5/8) API. REG.

32.66 G-105 178425 6 3/32" 3 1/4" 0.4 21914 1304 43615033.67 S-135 229403 6 5/16" 2 3/4" 0.4 28381 1689 560764

BNA 26


APAREJO DE FONDO2a. ETAPA

SECCION VERTICAL (1000 A 2000 M)

PESO TORQUE JUNTA


ESPESOR RECAL RESIST. RESIST. PESODIAMETRO

TP 5, 19.5 lb/p

PESO(PIE-LB)

EXT. INT. D. INT. D. EXT. KG/M CAJA

5" 3 " 1 5 1/2" 691185 50728 NC-50 3 1/16" 6 1/2" 50 74.5 29400

JUNTAESPESOR DE PARED

RECAL CENTRAL

RESIST. TENSION

(lb)

RESIST. TORSION

(lb/p)

PESO lb/p

DIAMETRO CONEXIN

DIAMETRO DIAMETRO PESO PESO TORQUELASTRABARRENAS

CONEXIN

12 HW 5, 50lb/p

COMBINACION

EXTERIOR INTERIOR (LB/PIE) (KG/M) (FT-LB)8" 2 13/16" 150.00 223.5 6 5/8" A.P.I. REG. 53000

9 1/2" 3" 217.00 323.33 7 5/8" A.P.I. REG. 88000

CONEXIN

DCN 86

987

MIN. MAX. MIN. MAX.36 - 20 8 5/8 40000 60000 5530 8300

BARRENA

DIAMETRO TAMAO DEL

PION API REG.

TORQUE RECOMENDADO (FT-LB)(lb/pie) (kg/mt)

COMB

456

ESTAB. 8 x 17

PESO NOMINAL

PESO AJUSTADO

RESIST. TENSION

TORSION DE

ENROSQUE

RESIST. TENSION


5 4 276 NC 50 19 50 31 12 E 75 127446 5 7/8" 3 3/4" 0 4 15776 939 311535

DIAMETRO (pg) CONEXIN GRADO

JUNTAS (CLASE)ESPESOR DE PARED

PREMIUM

AMP.

DCN 9 1/212

ESTAB. 9 x 17 DCC 9 1/2

ESTAB. 9 x 17 1/2

3 DCN 9 1/2

5 4.276 NC-50 19.50 31.12 E-75 127446 5 7/8" 3 3/4" 0.4 15776 939 31153531.94 X-95 161432 6 1/32" 3 1/2" 0.4 19919 1186 39461232.66 G-105 178425 6 3/32" 3 1/4" 0.4 21914 1304 43615033.67 S-135 229403 6 5/16" 2 3/4" 0.4 28381 1689 560764

BNA 17

PORTA BNA. LISO

1


APAREJO DE FONDO2a. ETAPA

SECCION DIRECCIONAL (2000 A 3800 M)

12 Tramos HW 5

SECCION DIRECCIONAL (2000 A 3800 M)Comb.6 5/8-REG.X 5 NC-50

MARTILLO HDCO 8PESO TORQUE

(PIE-LB)EXT. INT. D. INT. D. EXT. KG/M CAJA

5" 3 " 1 5 1/2" 691185 50728 NC-50 3 1/16" 6 1/2" 50 74.5 29400


ESPESOR DE PARED

RECAL CENTRAL

RESIST. TENSION

(lb)

RESIST. TORSION

(lb/p)

PESO lb/p

DIAMETRO CONEXIN

JUNTA

9 DC NORMAL 8DIAMETRO DIAMETRO PESO PESO TORQUEEXTERIOR INTERIOR (LB/PIE) (KG/M) (FT-LB)

8" 2 13/16" 150.00 223.5 6 5/8" A.P.I. REG. 53000

LASTRABARRENAS

CONEXIN

BHO 8

COMB (P) 75/8 REG. X 6 5/8 REG.

MIN. MAX. MIN. MAX.36 - 20 8 5/8 40000 60000 5530 8300

(lb/pie) (kg/mt)

BARRENA

DIAMETRO TAMAO DEL

PION API REG.

TORQUE RECOMENDADO (FT-LB)

MOTOR DE

DC ANTIMAGNETICO 8 PESO NOMINAL

PESO AJUSTADO

RESIST. TENSION

TORSION DE

ENROSQUE

RESIST. TENSION


DIAMETRO (pg) CONEXIN GRADO


PREMIUM

AMP.

FONDO 8

Bna. 17 1/2

5 4.276 NC-50 19.50 31.12 E-75 127446 5 7/8" 3 3/4" 0.4 15776 939 31153531.94 X-95 161432 6 1/32" 3 1/2" 0.4 19919 1186 39461232.66 G-105 178425 6 3/32" 3 1/4" 0.4 21914 1304 43615033.67 S-135 229403 6 5/16" 2 3/4" 0.4 28381 1689 560764

PREMIUM


APAREJO DE FONDO5a. ETAPA @ 6804 m12 TRAMOS HW 5

PESO TORQUE (PIE-LB)


ESPESOR DEPARED

RECAL CENTRAL

RESIST. TENSION

RESIST. TORSION

PESO lb/p

DIAMETRO CONEXIN

JUNTA

COMB

MARTILLO HDCO. 6 1/2

DIAMETRO DIAMETRO PESO PESO TORQUEEXTERIOR INTERIOR (LB/PIE) (KG/M) (FT-LB)

LASTRABARRENAS

CONEXIN

EXT. INT. D. INT. D. EXT. KG/M CAJA

5" 3 " 1 5 1/2" 691185 50728 NC-50 3 1/16" 6 1/2" 50 74.5 29400

DE PARED CENTRAL(lb) (lb/p)

lb/p

15 LASTRABARRENAS 6

COMB

156 1/2" 2 13/16" 92 137.08 NC-46 22900

BARRENATAMAO DEL TORQUE RECOMENDADO (FT-LB)

B H O 6 1/2

L.B. monel 6 1/2

ESTAB. 6 X 8 3/8 MIN. MAX. MIN. MAX.

8 1/2 - 8 1/4 4 1/2 12000 16000 1660 2210

(lb/pie) (kg/mt)DIAMETRO PION API REG.

PESO PESO RESIST. TORSION DE RESIST. DIAMETRO( ) JUNTAS(CLASE)

PORTABARRENA

DC CORTO 61/2ESTAB. 6 X 8 3/8

B.H.O. 6 1/2

V.C.P. 6 1/2

1

SONOMINAL

SOAJUSTADO

SSTENSION DE ENROSQUE

SSTENSION


5 4.276 NC-50 19.50 31.12 E-75 127446 5 7/8" 3 3/4" 0.4 15776 939 31153531.94 X-95 161432 6 1/32" 3 1/2" 0.4 19919 1186 39461232.66 G-105 178425 6 3/32" 3 1/4" 0.4 21914 1304 436150

DIAMETRO (pg)CONEXIN GRADO


PREMIUM

AMP.

BNA. 8 3/8

PORTABARRENA ESTAB.6 1/2X 8 3/8 33.67 S-135 229403 6 5/16" 2 3/4" 0.4 28381 1689 560764

5" 4 NC-50 25.60 42.19 S-135 305363 6 9/32" 2 3/4" 0.5 27438 1633 746443

Documents

Clase Sartas de Perforaciondos