Casig De Produccion

Indique cuales son las exigencias de PDVSA para el diseño del Casing de producción.

Para efectos de diseño y en cierta medida para clasificar las tuberías, los tubulares que se utilizan como revestidor y tubería de producción, se identifican según (4) parámetros:

Diámetro

Peso

Grado

Acabado final (tipo rosca)

Ej. 9-5/8” x 47# x P-110 x BTC

Los diferentes diámetros, peso, grados y tipo de rosca, normalizados por el Instituto Americano del Petróleo (API), para revestidores y tubería de producción, se encuentran en el apéndice A de la especificación API 5CT. El usuario debería utilizar en lo posible, una tubería estándar, puesto que una no normalizada puede implicar mayores costos y/o retrasos en la fabricación, ya que para poderlas fabricar probablemente se requieren, equipos de laminación más sofisticados.

Estos cuatro (4) parámetros son importantes para conocer las propiedades del tubular (comportamiento) y para establecer el diseño, ej. El numerador en la ecuación de factor de diseño.

Para diseñar inteligentemente sartas de tuberías OCGT, resulta esencial tener conocimientos básicos de mecánica de tuberías, conocer las propiedades y/o comportamiento de los tubulares, y la condiciones de servicio a las que estará expuesta la tubería.

Designación de tubería

Partiendo de la designación de diámetro y peso, se derivan las propiedades geométricas y de masa, así como las variaciones permitidas (tolerancias).

Diámetro externo (D) en pulgadas (pulg.) o milímetros (mm).

Tolerancia: -0.5%, +1.0% para el diámetros ≥4 1/2 pulgadas

±0.031 pulg. (0.79mm) para diámetros ≤ 4pulgadas

Para un diámetro en particular, la designación de peso determina el espesor de la pared del cuerpo de la tubería (t) en pulg. O mm.

Tolerancia: -12,5 % + 0

La relación diámetro/peso determina el diámetro de paso (mandril) del cuerpo de la tubería y de las conexiones roscadas y acopladas (T&C), pulg. (0mm)

Tolerancia: El mandril tiene una porción cilíndrica de diámetro y longitud mínima especificando en pulg. (0mm).

La designación diámetro/peso define el diámetro interno del cuerpo de la tubería (d), pulg. (0mm)

Tolerancia: No hay tolerancias para el diámetro interno del cuerpo de la tubería (d); viene regido por las tolerancias de diámetro externo (D) y el peso (lbs/pie, kg/m).

La designación diámetro/peso determina la masa, ej. El peso unitario de la tubería con extremo plano (wpe) en lb./pie o kg/m. El peso calculado de una junta de revestidor o tubería de producción (wL) se determina a partir de la densidad lineal del extremo plano (Wpe) el aumento o pérdida de peso debido al acabado final (ew) y la longitud de tubería (L) incluyendo acabado final, se puede estimar de la siguiente manera:

WL = (Wpe x L) + ew

El peso unitario de producto completo, tal como se colocaría en un pozo, es:

W= (Wpe x L) + ew

L

Tolerancias: Longitudes únicas - +6.5%, -3.5%; y lotes de carga (40,000lbs, 18,144kg mínimo), -1.75%, ninguna + tolerancia.

La designación de peso es una aproximación de la masa de la tubería en lb/pie (x1.4895 para kg/m) para diseños normales de tubería con cargas normales, y factores de diseño normales.

Los pesos calculados se basan en la densidad característica de los aceros al carbono (CS-Carbón Steel) y aceros al carbono de baja aleación (LACS-Low Alloy Carbón Steel). Para aleaciones resistentes a la corrosión (CRA-Corrosión Resistant Alloys) deben utilizarse factores de corrección de peso. Puede usarse un factor de corrección de 0.989 para los aceros cromados martensíticos L80 tipo 9Cr y L80 tipo 13Cr.

GRADO

El grado del acero establece las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión del producto. Existen grados que presenten ciertas restricciones en el proceso de fabricación y tratamiento térmico. La tabla 1 de la especificación API 5CT

(TABLA 1-11-1), muestra los diferentes grupos de tubería, grados, tipo de material, proceso de fabricación, y tratamiento térmico requerido.

Tabla 1-1. Procesos de Fabricación y Tratamiento Térmico

Nota 1: Normalizado en su longitud completa, normalizado y revenido, o Templado y revenido, según que sea una disposición del fabricante o si se especifica en la orden de compra.

Los requerimientos especiales para los revestidores con costura P110 y Q125 están especificaciones en la Norma SR11.

Los requerimientos químicos y mecánicos exigidos a los tubulares normalizados por la API, se muestran en la TABLA 1-2 y en la TABLA 1-3, respectivamente.

Dureza máxima en aceros al carbono, aceros de baja aleación y aceros inoxidables martensíticos, existe una correlación directa entra la dureza y la resistencia al agrietamiento por sulfuro (SSC). En la especificación API 5CT, solo los Grados L-80, C-90 y T-95 tienen un requerimiento máximo de dureza.

No obstante, las especificaciones corporativas PDVSA, establecen los siguientes requerimientos máximos (promedio) dureza:

L-80= 22 HRC

C-90= 90SS= 24 HRC

T-95= 25 HRC

C-100SS= 26 HRC

C-100SS= 28 HRC

En dichas especificaciones también se exige cierta variación máxima de dureza, dependiendo del grado y espesor de pared de la tubería. Una variación significativa de dureza, puede afectar seriamente las propiedades mecánicas del tubular. Por ejemplo, una variación en la dureza a través del espesor de pared de 4 HRC, puede producir una variación en la resistencia a la fluencia del material. Como consecuencia de lo anterior, la variación de las propiedades mecánicas (resistencia a la fluencia), reducen la resistencia al colapso de la tubería (cuerpo y conexión).

De manera similar, una variación de 4 HRC, puede constituir la diferencia entre una adecuada o pobre resistencia al SSC, en servicio agrio.

Los requerimientos mínimos de Energía Absorbida (Ensayo Charpy), a temperatura ambiente, exigidos por PDVSA son los siguientes:

Tubería y Acoples

Grado H-40: ningún tipo de requerimiento, se sugiere utiliza acoples de grado J-55 en tubería H-40.

Grado J-55 y K-55

Longitudinal – mínimo 20 pies-lb (27 J)

Transversal – mínimo 15 pies-lb (20 J)

Grado N-80, L-80, C-90, C-95, T-95, P110 y Q-125

Longitudinal

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