Propiedades de los Tubulares usados en Perforación y Completación de Pozos

 

Selección del Material del Tubular para Pozos HTHP (Altas Temperatura y Presión)

En este artículo se muestra cómo seleccionar el material que será adecuado para altas presiones, alta temperatura y ambientes corrosivos. El gráfico de material está basado en el gráfico de tubulares Sumitomo.


Figure 1 - Wellbore Diagram with Tubing Buckling Due to Compression Force

Cambio en la Longitud de la Tuberia debido al Buckling

Cuando la Tuberia se esta libremente suspendida, puede pandearse por una fuerza aplicada hacia arriba en el fondo. Una sección de la tubería expuesta a la fuerza de compresión estará en posibilidad de pandearse. Sin embargo, la parte que esta en tensión no presentaraá problemas de pandeo.
El punto neutro es  límite por debajo del cual el pandeo, posiblemente, puede ser producido y por encima del cual el pandeo no sucederá.






Cambios en la Longitud de la Tubería Debido a Carga Térmica

La diferencia en la temperatura causa que el acero se contraiga o se expanda. Si la tubería se puede mover libremente, la longitud de la misma será más corta o mas larga debido a la expansión termal..Por otra parte, si la tubería no esta libre de moverse, habra cambios en la fuerza axial debido al efecto de la temperatura.



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Cambio en la Longitud de la Tubería debidos al Balonamiento

El balonamiento es un cambio en la presión promedio que causa una contracción radial o hinchamiento. Si la tubería se puede mover libremente, la longitud de la mismase puede tanto alargar como acortar. Si la tubería no se pude mover, se creará un esfuerzo cedente o stress en el cuerpo del tubo.

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Cambios en la Longitud de la Tubería debido al Efecto Pistón

En este artículo se demuestra un efecto pistón y cómo va a cambiar la longitud del tubo con los cálculos detallados y completos.Para el análisis, se utilizan convenciones de signos de Lubinski.

 

Efecto Pistón en Sarta Cónica con Dispositivo de Expansión  / Expansion Device

En muchas situaciones, una sarte de completación puede consistir en varios tamaños de tubulares y componentes, por lo que la fuerza axial total debe considerarse cuidadosamente aplicando un concepto de diagrama de cuerpo libre. Cuando la sarta de la tubería se puede mover libremente, las fuerzas afectarán la tubería por encima de donde se aplica la fuerza.

 

Fuerza Pistón en Tubulares con Fondo cerrado / Closed-Ended Tubular (Plugged Tubular)

De acuerdo con la publicación anterior (fuerza del pistón en tubular abierto), la presión superficial aplicada reducirá la fuerza de tensión en la superficie. En este artículo se hará un análisis de la fuerza del pistón en una sartatubular tapada.


Fuerza Pistón en Tubulares con fondo abierto

La fuerza del pistón es una carga causada directamente por cambios en la presión que actúa sobre el área de la sección transversal expuesta de la tubería. Esto da como resultado un cambio en la longitud del tubular y de la fuerza que actúa contra la tubular. En este artículo, generalmente se muestra la distribución de la fuerza basada en un diagrama tubular simple.


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Efecto de la Flotación de los Tubulares Sumergidos en Fluido

Cuando un tubular esta sumergido en el fluido de perforacion o de completacion se afectara la distribución de las fuerzas que trabajan en el tubular. En este articulo se describira como la buyancia o flotación afecta el peso del tubo y la localización de una carga axial neutral (igual a cero).

 Presión de Colapso

Factor de Diseño para Tubulares

La tuberia usada en operaciones petroleras debe diseñarse para cubrir todas las cargas y fuerzas que se anticipan afectaran la al pozo durante su vida. Los Ingenieros deben seleccionar el tubular con grado y peso apropiados para el pozo, que resista la cargas y sea economico para el proyecto. Un alto grado de tubular puede generar costos excesivos que hacen a un pozo no economicamente viable. Sin embargo, si el tubular seleccionado está muy cercano a las cargas anticipadas para el pozo, ello podria ser no seguro para operar el pozo. Por lo tanto, los ingenieros deben enteramente entender los factores de diseño aplicados a la tuberia de revestimiento y/o completación.

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Presión de Colapso

El colapso de un tubo ocurre cuando el diferencial entre las presiones interna y externa excede el rango de colapso del material. Esta situacipin puede ocurrir debido a diferentes casos, tales como pruebas en el anular, presion entrampada, pozo totalmente ocupado por gas, etc.



Estallido (Presión de Cedencia Interna)

El estallido es una condición donde la presión interna supera la permisible por el material. Ello puede ocurrir en distintas situaciones, tales como operaciones de control de pozos, Pruebas de presión Casing / Tubing, operaciones de bombeo, etc. 


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Resistencia a la Tensión (Propiedad Tubular)


Los tubulares del campo petrolero son comunmente diseñados para trabajar bajo sus minimos esfuerzos de cedencia, lo cual significa que el tubular esta trabajando con carga de tensión dentro de los limites elásticos. En este articulo discutiremos sobre las propiedades de tensión y como determinar la misma en los tubulares petroleros.






Propiedades Materiales Importantes de los Tubulares y Sarta de Completacion

Es imprescindible entender las propiedades mecánicas de los tubulares, ya que implica la seguridad de la estructura del pozo. Las fallas en la terminación pueden causar grandes problemas catastróficos en seguridad de las personas, pérdidas importantes en gastos y pérdidas de producción de un pozo.
 
 
 
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