Diseño De Cañerias

DISEÑO DE CAÑERIAS

El diseño y selección de una sarta de cañería, es uno de los mucho aspectos importantes en un programa de perforación de un pozo petrolero la cañería es usada para la perforación de pozo ya sea en la fase de producción, estas cañerías están diseñadas para resistir severas condiciones de operación

CONCEPTOS BÁSICOS DE LA TUBERÍA DE PERFORACIÓN

¿Qué es una tubería de perforación?

La tubería de perforación es una barra de acero hueca utilizadas para llevar a cabo los trabajos durante la operación de la perforación. Generalmente se le conoce como tubería de trabajo, porque esta expuesta a múltiples esfuerzos durante las operaciones.

DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DE UNA TUBERÍA DE PERFORACIÓN

Tubo De Perforación: Es una envolvente cilíndrica que tiene una longitud determinada, con diámetro exterior, diámetro interior, recalcados, conexión caja piñón, diámetro exterior de junta, espesor de pared y marca de identificación.

A continuación describiremos brevemente éstos componentes:

Longitud: es la medida que tiene el tubo de la caja del piñón.

La tubería de perforación se suministra en el siguiente rango API de longitud:

• Rango 1 de (7.5 a 8.5 metros).

• Rango 2 de (8.5 a 9.5 metros).

• Rango 3 de (9.5 a 10.5 metros).

Diámetro Exterior: Es la medida que tiene el cuerpo del tubo en su parte externa.

Diámetro Interior: Es la medida interna de un tubo de perforación.

Recalcado: es la parte más gruesa del tubo y prevé una superficie de contacto satisfactoria para la soldadura de las juntas. Este recalcado permite un factor de seguridad adecuado en el área soldada para proveer resistencia mecánica y otras consideraciones metalúrgicas. La junta es también hecha con un cuello soldado, para asegurar una superficie de contacto considerable durante la soldadura.

La tubería de perforación tiene un área en cada extremo, la cual tiene aproximadamente 6” de longitud, llamado recalcado: Los recalcados son necesarios en los tubos para los cuales las juntas soldadas son colocadas.

Conexión Caja-Piñón: es el punto donde se realiza el enlace de la caja de un tubo con el piñón de otro tubo.

Diámetro Exterior De La Junta: es la medida que resulta de la unión de la caja con el piñón de un tubo de perforación.

Espesor De Pared: Es el grosor (área transversal) que tiene la pared de un tubo de perforación.

Marca De Identificación: la información referente al grado y el peso de la tubería de perforación se graba en una ranura colocada en la base del piñón; excepto en la tubería grado E 75, ya que en ésta la marca de identificación se encuentra en el piñón.

Nota: este marcaje se realiza en la compañía donde se fabrica la tubería, y por ningún motivo el personal de perforación podrá alterar o marcar otro tipo de datos en la tubería.

CÓDIGO PARA IDENTIFICAR EL PESO Y GRADO DE LA TUBERÍA DE TRABAJO.

Cuando el piñón no tiene ninguna marca, es indicativo de que se trata de una tubería estándar en peso y grado.

Cuando la ranura se localiza en el centro del piñón, o sea en la sección de la llave, como se aprecia en la figura, la tubería será de grado estándar y alto peso.

Si la ranura se localiza en la base y además tiene una acanaladura en la parte central del piñón, o sea en la parte central donde se sujeta la llave, será una tubería de peso estándar y alta resistencia.

Si el piñón tiene la acanaladura en la base y la ranura en el centro, se tratara de una tubería de alto peso y alta resistencia.

FUNCIONES DE LA SARTA DE PERFORACIÓN

La sarta de perforación es el enlace mecánico que conecta a la barrena de perforación que está en el fondo con el sistema de impulsión rotario que está en la superficie.

La sarta de perforación sirve para las siguientes funciones:

1. Transmitir rotación a la barrena

2. Transmitir y soportar cargas axiales

3. Transmitir y soportar cargas de torsión.

4. Colocar el peso sobre la barrena para perforar

5. Guiar y controlar la trayectoria del pozo

6. Permitir la circulación de fluidos para limpiar el pozo y enfriar la barrena

GRADO

• El grado de la tubería de perforación describe la resistencia mínima a la cedencia del material.

• En la mayoría de los diseños de sarta de perforación, se opta por incrementar el grado del material (acero) en lugar de aumentar el peso del tubular.

Clasificación de la Tubería de Perforación Basada en la publicación API –R P7G

A diferencia de la tubería de revestimiento y la tubería de producción, que normalmente se usan nuevas, la tubería de perforación normalmente se utiliza ya usada. Por lo tanto tiene varias clases:

New: Sin desgaste. No ha sido usada antes

Premium: Desgaste uniforme y el espesor de pared remanente es por lo menos un 80% del tubular nuevo.

Class 2: Tubería con un espesor de pared remanente de al menos 65% con todo el desgaste sobre un lado con lo que el área seccional es todavía

premium Class 3: Tubería con espesor de pared de al menos 55% con el desgaste localizado sobre un lado.

Tubería de Perforación

Un tramo de DP es un ensamblaje de tres componentes:

• Un cuerpo tubular de acero con extremos lisos y

• Dos conexiones de acople fuerte - una en cada extremo. Los acoples en los extremos (Tool Joint) se unen al cuerpo del tubo de dos maneras:

• Enroscados

• Soldados o embonados al tubo con arco eléctrico en el horno

El acople inferior se conoce como Macho o Espiga

El acople superior se denomina Caja o Hembra.

La conexión entre dos tramos se logra al enroscar la espiga dentro de la caja

Pesos de la Tubería de Perforación

Al referirse a los pesos de la tubería de perforación, hay tres que son importantes:

Peso del tubular con Extremo Planos – Se refiere al peso por pie del cuerpo del tubo, sin acoples.

Peso Nominal - Se refiere a una norma obsoleta. (Peso de un tubo de Rango I con conexiones) actualmente se usa para referirse a una clase de tubo de perforación.

Peso Aproximado – El

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