Diseño de Tuberías de Revestimiento

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DISEÑO DE TUBERÍAS DE REVESTIMIENTO. Con respecto al futuro pozo lo que se busca es garantizar su seguridad e integridad y para ello el diseño de tuberías es un aspecto primordial. Cabe mencionar que el diseño de las tuberías varía de acuerdo a las condiciones que cada una de ellas tendrá dentro del pozo, es por ellos que los criterios del propio diseño de cada tubería son distintos. Otro elemento importante dentro del diseño de tuberías son los factores de diseño cuya funcionalidad es proveer un respaldo en la planeación, debido a la incertidumbre de las condiciones de las cargas reales a las que se somete la tubería, además del cambio en las propiedades del acero provocadas por la corrosión y el desgaste. La magnitud de los factores de diseño se basa entre otras variables, en la confiabilidad y exactitud de los datos de esfuerzos usados para diseñar, en la similitud de las condiciones con otros pozos y las de prueba así mismo como en el grado de exactitud de las cargas supuestas para el diseño. De esta manera la definición del factor de seguridad queda como la relación existente entre la resistencia del tubo y la magnitud de la carga aplicada. Actualmente en PEMEX los factores de diseño para tuberías de revestimiento se manejan de acuerdo a la tabla 5. CONDICIONES DE CARGA RANGO RECOMENDADO PRESIÓN INTERNA 1.0 – 1.35 1.125 COLAPSO 0.85 – 1.50 1.125 TENSIÓN EN LA JUNTA 1.50 – 2.0 1.60 TENSIÓN EN EL CUERPO 1.30 – 2.0 1.50 Para cada etapa se mostraran los criterios que se tomaron en cuenta y los resultados del diseño del pozo en cuestión. Tabla. 5 Factores de diseño manejados por PEMEX para TR´s.

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DISEO DE TUBERAS DE REVESTIMIENTO.

Con respecto al futuro pozo lo que se busca es garantizar su seguridad e integridad y para ello el diseo de tuberas es un aspecto primordial. Cabe mencionar que el diseo de las tuberas vara de acuerdo a las condiciones que cada una de ellas tendr dentro del pozo, es por ellos que los criterios del propio diseo de cada tubera son distintos.Otro elemento importante dentro del diseo de tuberas son los factores de diseo cuya funcionalidad es proveer un respaldo en la planeacin, debido a la incertidumbre de las condiciones de las cargas reales a las que se somete la tubera, adems del cambio en las propiedades del acero provocadas por la corrosin y el desgaste. La magnitud de los factores de diseo se basa entre otras variables, en la confiabilidad y exactitud de los datos de esfuerzos usados para disear, en la similitud de las condiciones con otros pozos y las de prueba as mismo como en el grado de exactitud de las cargas supuestas para el diseo. De esta manera la definicin del factor de seguridad queda como la relacin existente entre la resistencia del tubo y la magnitud de la carga aplicada. Actualmente en PEMEX los factores de diseo para tuberas de revestimiento se manejan de acuerdo a la tabla 5.CONDICIONES DE CARGARANGORECOMENDADO

PRESIN INTERNA1.0 1.351.125

COLAPSO0.85 1.501.125

TENSIN EN LA JUNTA1.50 2.01.60

TENSIN EN EL CUERPOTabla. 5 Factores de diseo manejados por PEMEX para TRs.

1.30 2.01.50

Para cada etapa se mostraran los criterios que se tomaron en cuenta y los resultados del diseo del pozo en cuestin.ETAPA DE 26 CON TR SUPERFICIAL DE 20

Para el diseo de esta tubera su evaluacin de las cargas por Presin al Colapso, Presin Interna, Cargas Axiales (Fig.21) y Cargas Triaxiales a las que estara sometida la tubera. El software presenta en sus graficas las lneas de diseo las cuales ya estn usando un factor de diseo (Factor de Seguridad) y con ello se seleccion de catlogos alguna tubera que cumpliera con los requisitos de soportar dichas cargas y en caso de poder optimizar el diseo se puede recurrir a una combinacin de tuberas.

Fig.21 Diseo de tubera de 20 por cargas axiales.

Para este caso las tuberas que se seleccionaron fueron de los 0 a los 650m, TR 20, K-55, 94 Lb/pie y en la etapa de los 650m a los 900m TR 20, K-55, 106.5 Lb/pie. Asi mismo el software de acuerdo a las cargas triaxiales, al tipo de conexin que se seleccione y a la tubera elegida entrega como resultado final del diseo la elipse de Von Misses (Fig. 22) la cual tiene una envolvente en la cual el diseador puede verificar que la tubera no fallara por ningun tipo de cargas a las que se someta al introducirse en el pozo de acuerdo a las consideraciones con las que se diseo.

TR 20 K-55,94 Lb/pie de 0-650 m

TR 20 K-55,106.5 Lb/pie de 650-900 mFig.22 Elipse de Von Misses para TR de 20.

ETAPA DE 17 CON TR INTERMEDIA DE 13

Nuevamente en esta tubera se hizo la evaluacin de cargas a las que se encontrara sometida y una vez obtenidas las lneas de diseo se seleccion una tubera que cumpliera con los requisitos de soportar dichas cargas.

Fig.23 Diseo de tubera de 13 por cargas axiales.

Siguiendo los criterios de diseo en esta etapa y los factores de seguridad correctos, la grfica de esfuerzos triaxiales de este diseo fue la siguiente. TR 13 3/8 P-110, 72 Lb/pie de 0-2800 m

Fig. 24 Elipse de Von Misses para TR de 13.

La tubera seleccionada para esta etapa fue la TR 13, P-110, 72 Lb/pie, desde la superficie hasta la profundidad de 2800m.NOTA: A partir de esta seccin solo se muestra el grfico de Von Misses el cual muestra resumidamente que las tuberas soportaran todas las cargas.

ETAPA DE 12 CON LINER DE PRODUCCIN DE 9 Y TIEBACK DE 9

Siguiendo los criterios de diseo de esta etapa y los factores de seguridad correctos, la grfica de esfuerzos triaxiales para este diseo en la seccin del Liner es la siguiente.Fig. 25 Elipse de Von Misses para Liner de 9.

En el Liner el tipo de tubera seleccionada es TR 9, TAC-140, 62.8 Lb/pie, la cual se ubica de 2600m a 4620m. Finalmente para la seccin del complemento de esta etapa la grfica de Esfuerzos Triaxiales es la siguiente:

Fig. 26 Elipse de Von Misses para Stub de 9.Fig. 25 Elipse de Von Misses para TR complemento de 9.

En la seccin del Liner el tipo de tubera seleccionada es TR 9, TAC-110, 62.8 Lb/pie, la cual se ubica de 1500m a 2600m y una TR 9, TRC-110, 62.8 Lb/pie, colocada desde la superficie hasta los 1500m. ETAPA DE 8 CON LINER DE PRODUCCIN DE 7.

Siguiendo la misma metodologa de las etapas anteriores, la grfica de Esfuerzos Triaxiales de este diseo es la siguiente.

Fig. 27 Elipse de Von Misses para Liner de 7.

En la seccin de este Liner el tipo de tubera seleccionada ser una TR 7, TAC-140, 35 Lb/pie, colocada desde la profundidad de 4000m a 5140m.