Cálculo del Punto Libre para Tubería Atascada
Este artículo describe el método de cálculo basado en el estiramiento de la tubería (stretch) para determinar la longitud de la sarta que permanece libre (no atascada) en el pozo. Es el primer paso crucial cuando una tubería de perforación o de producción queda atrapada por cualquier razón.
Principios Fundamentales
Elasticidad: El método se basa en que el acero de la tubería es elástico y se estira cuando se le aplica tensión. El módulo de elasticidad del acero es constante (aproximadamente 30,000,000 lb/pulgada cuadrada), independientemente del grado del acero.
Cálculo: Al medir el estiramiento generado por una tracción conocida, se puede estimar la longitud de la tubería libre.
Flotabilidad: Las fuerzas de flotación (buoyancy) no son efectivas mientras la tubería está atascada, pero deben considerarse inmediatamente después de que la tubería se libera.
Procedimiento para la Medición del Estiramiento
El procedimiento busca reducir al mínimo la fricción entre la tubería y el pozo (causada por el diseño torcido de los pozos, o doglegs). Se recomienda trabajar la tubería (tirar y aflojar) para reducir la fricción antes de la medición.
Paso 1 (Determinación de la Fricción):
Tirar de la tubería hasta una tensión que iguale la carga de gancho promedio (el peso en el aire antes de atascarse). Marcar este punto como "a".
Aplicar una tensión adicional predeterminada (dentro de los límites de seguridad).
Aflojar la tensión hasta la carga de gancho inicial. Marcar este punto como "b". La diferencia entre "a" y "b" se debe a la fricción de la tubería.
Paso 2 (Medición del Estiramiento):
Tirar de la tubería a una tensión adicional predeterminada y marcar este punto como "c".
Aflojar la misma cantidad de tensión utilizada entre "a" y "b", y marcar este punto como "d".
El estiramiento en pulgadas se mide como la distancia entre el punto medio de (a, b) y el punto medio de (c, d).
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Fórmula del Punto Libre
La longitud de la tubería libre se calcula utilizando la siguiente fórmula:
Longitud de Tubería Libre (pies) = \1,000,000 * {Estiramiento (pulgadas)} / {Constante K * Pull Aplicado (libras)}
Donde la Constante K depende del peso por pie de la tubería:
K = \{1.4} / {Peso de la Tubería (lb/ft)}
Fiabilidad
Aunque el método es útil, no es totalmente preciso debido a variables como la fricción del agujero, la presencia de patas de perro (doglegs), la pérdida de material por desgaste de la tubería y la precisión del indicador de peso. Sin embargo, a menudo puede indicar la causa del atasco (por ejemplo, un key seat o pegamiento diferencial).
Ejemplo de Cálculo
13,000 pies de tubería de revestimiento de 23 lb/pie están atascados cerca del fondo del pozo. Se aplicó una carga diferencial de 55,000 lb sobre la tubería atascada, lo que resultó en un estiramiento de 42 pulgadas. Calcule la profundidad del punto libre de la tubería atascada.
Solución
- K = 1.4 / 23 = 0.0608
- Tensión = 55,000 lb
- Estiramiento = 42 pulgadas
Longitud de la tubería libre = 1,000,000 x 42 / 0.0608 x 55,000 = 12,559 pies
Herramienta Indicadora de Punto Libre (FPI)
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El Indicador de Punto Libre (FPI, por sus siglas en inglés, Free Point Indicator) es una herramienta electrónica de alta sensibilidad que se utiliza para determinar con precisión el punto libre de una sarta atascada.
Mecanismo de la Herramienta
Dispositivo: El FPI se baja dentro de la tubería atascada mediante una línea eléctrica (electric wireline).
Componentes: Consiste en un mandril que aloja un medidor de tensión (strain gauge) o microcelda. En sus extremos superior e inferior, el instrumento se ancla rígidamente al interior de la tubería mediante resortes de fricción, bloques o imanes.
Principio Operacional: Cuando se aplica tensión o torsión en la superficie, la tubería por encima del punto atascado se mueve (se estira o se tuerce). Este movimiento es capturado por el medidor de tensión como un cambio en la corriente eléctrica, el cual se transmite a la superficie para su interpretación.
Si el instrumento está situado por debajo del punto atascado, la tubería no se moverá y la lectura del medidor de tensión en la superficie no registrará ningún cambio. La lectura cero o nula indica que ese punto y todo lo que está debajo está atascado.
Aplicaciones Operacionales
La herramienta FPI se utiliza comúnmente en combinación con otras herramientas de línea eléctrica, como localizadores de collares y dispositivos de corte (string shots, cortadores químicos o jet cutters). Este enfoque combinado es esencial para ahorrar tiempo de plataforma y asegurar una secuencia continua y precisa para las operaciones posteriores de corte o desenganche (back-off). El artículo enfatiza la buena práctica de tener presente al supervisor de herramientas de pesca durante estas operaciones para optimizar la situación de pesca.
FUENTES
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