10 cargas combinadas

7/23/2019 10 CARGAS COMBINADAS

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CARGAS COMBINADAS


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Este es un tema complicado y bastantefinito que casi nunca se analiza en los

equipos, y a veces se toman valoresadmisibles para las cargas, nominales o demanual para operaciones especiales ,cuando realmente estos valores nominalesDISMINUYEN con la combinacin deDISMINUYEN con la combinacin de

cargas.cargas.

CARGAS COMBINADASCARGAS COMBINADAS


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En los pozos con ngulo, las barras y PMreciben ademas de las cargas de tension,

compresin y torsion, un esfuerzo deFLEXIONFLEXION que se relaciona con la severidady la direccin del ngulo.

Esto trae aparejado un anlisis distinto delas resistencias de las barras: Veamos:

RELACINRELACIN DE RIGIDEZDE RIGIDEZ CARGAS COMBINADASCARGAS COMBINADAS

PANDEOPANDEO

CARGAS COMBINADASCARGAS COMBINADAS


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Es la relacin entre el modulo resistente ala flexion, de las secciones transversales

de los tubulares consideradas: Es similaral BSR, pero aplicado a la seccion deltubo.

RR = Z= Z inferiorinferior // ZZ superiorsuperior

ZZ= (= (

//3232) x (D) x (D44--dd44)/D)/D {{ inin33}}

ElEl valor optimovalor optimo de esta relacin es variablede esta relacin es variablecon las condiciones del pozo,con las condiciones del pozo, parmetrosparmetros

de operacinde operacin, etc., etc.

RIGIDEZ (Stiffness)RIGIDEZ (Stiffness)


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DS1DS1 acotaacota este valoreste valor aa 5.55.5 en pozos deen pozos decondiciones razonables,condiciones razonables, ( ya lo vimos( ya lo vimoscuando analizamos los dimetros de HWcuando analizamos los dimetros de HW

posibles de conectar a ciertos dimetrosposibles de conectar a ciertos dimetrosde PM )de PM ) , y, y aa 3.53.5 en pozos de condicionesen pozos de condicionesseveras de operacin.severas de operacin.

Los valores de Z de los distintoscomponentes estn en las tablas de lanorma DS1 , para barras (Tabla 2.1 Pg. 25)- HWDP (2.3 Pg. 29) y PM (2.4-Pg. 32 yss.) Ver pag 72/79.-


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CARGAS COMBINADAS:

Cuando se combinan diferentes tipos decargas, hay una disminucin de laresistencia nominal a una de ellas : AL

APLICAR:Tensin:Tensin: Se reduce la cap. al colapso yviceversa

Torsin:Torsin: Se reduce la cap. a la tension

TorqueTorque ajuste:ajuste: Se reduce la cap. de

tension de la conexinTensin:Tensin: Se reduce la cap. de torsion de

la conexin.


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CARGAS COMBINADAS:

Es decir que los valores que dan las tablas,nominales de resistencia de los tubos olas uniones, NO SON LOS APLICABLES si

hay esfuerzos combinados....

Tenemos entonces que ver realmente,Tenemos entonces que ver realmente,antes de una maniobra, cuales puedenantes de una maniobra, cuales puedenllegar a ser los valores admisibles, sobrellegar a ser los valores admisibles, sobre

todo en pozos profundos con ngulo o contodo en pozos profundos con ngulo o concondiciones de operacion exigentes, talescondiciones de operacion exigentes, talescomo alto torque , con presion alta , etc.como alto torque , con presion alta , etc.


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Tensin =Tensin = Reduccion deReduccion de la cap. al colapso:la cap. al colapso:

Se determina la carga de trabajo como un% de la resistencia admisible a la tensin

% MYS =% MYS = Tension realTension real x 100x 100 == ((XX)) %%

YS CapYS CapYS Cap = Resistencia a la tension max. fluencia :YS Cap = Resistencia a la tension max. fluencia :

de las tablas.de las tablas.

Relacin TENSINRelacin TENSIN--COLAPSOCOLAPSOTpico: Flow testTpico: Flow test


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Con ese % es simple calcular en los graficosel % de la disminucin de la cap. de colapso.


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Es la reduccin de la cap. de torsin de tubos, porefectos de tensin, o vicev. se lee directamente decurvas del API para cada tubo.

Relacin TORSIONRelacin TORSION -- TENSINTENSIN

Curvas para barrasCurvas para barras PremiunPremiun de diam. 4de diam. 4 y 5 y 5


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La reduccin de la cap. de tensin de las uniones , porun torque de apriete mayor que el nominal porcondiciones de pozo, para evitar el pandeo, estadeterminada por grficos para las distintas unionesCurvasCurvas de normade norma DS1DS1 Fig. 2Fig. 2--1313

Relacin TENSINRelacin TENSIN--TORSIN en UNIONES:TORSIN en UNIONES:


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ZONA DE OPERACION ENZONA DE OPERACION ENLA CUAL SE PRODUCE LALA CUAL SE PRODUCE LAFLUENCIA DE LA ROSCAFLUENCIA DE LA ROSCADEL MACHODEL MACHO NO OPERARNO OPERAR

ZONA DEZONA DEFLUENCIAFLUENCIADEL BOXDEL BOX NONOOPERAROPERAR

ZONA DEFLUENCIADE AMBOS

NO OPERAR

ZONA DE

SEPARACION

DE ESPEJOS

NO OPERARNO OPERAR

ZONA DE OPERACIONZONA DE OPERACION


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Espejo del pin daado por pandeo obuckling - torque de ajuste entorque de ajuste ensuperficie incorrectosuperficie incorrecto , ojo :, ojo : para las

condiciones de perforacion dadas.


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EsEs UN EFECTO CRITICOUN EFECTO CRITICO : Se da en: Se da en pozospozosde alto ngulo,de alto ngulo, o en condiciones op. muyo en condiciones op. muy

exigidas, yexigidas, y es el causante de la fatigaes el causante de la fatigaalternativaalternativaConCon malmal diseo del BHA o del sondeo ,diseo del BHA o del sondeo ,

puede ocasionar daospuede ocasionar daos severos y pesca.severos y pesca.SeSe evitaevita con un aumento delcon un aumento del torquetorque dedeajuste deajuste de loslos PM y DPPM y DP y utilizandoy utilizando

columnas con unacolumnas con una relacin de RIGIDEZrelacin de RIGIDEZmenor de 3.5menor de 3.5, con dimetros de PM lo, con dimetros de PM lomayor posible y con elmayor posible y con el P.NeutroP.Neutro SIEMPRESIEMPRE

en los PM de mayor dimetro.en los PM de mayor dimetro.

EFECTO DEL PANDEOEFECTO DEL PANDEO


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Es poco esperable en pozos verticales ocon inclinacin muy baja.

Hay curvas que dan la maxima carga a lacompresin admisible para cada tipo debarra y conexin en funcion del ng. yotros parmetros.En pozos verticales normales, que no

existen cargas axiales de compresin enlas barras, estaramos siempre por debajode los valores de las curvas Veamos:

EFECTO DE PANDEO en BarrasEFECTO DE PANDEO en Barras


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Curvas tpicas pozos inclinados no desviados :

PANDEOPANDEO-- pozo vert.pozo vert. con cierto angulocon cierto angulo

Si d>< 12 ppg se debecorregir- Tabla pag. 59 DS1


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En pozos de alto ngulo, donde puedenocurrir cargas sobre las barras, hay curvas

que determinan aproximadamente la cargalimite aplicable para los casos de gananciay perdida de ngulo , para cada tipo de

barra, dimetro de pozo y ganancia operdida de ngulo por cada 100 ft.

PANDEO : Pozos dePANDEO : Pozos de alto nguloalto ngulo


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Si d>< 12 ppg se debecorregir- Tabla pag. 59 DS1

ng. de 45 en el punto de inters:

aa-- Subiendo a 3.5/100ft = 42.000 lbsSubiendo a 3.5/100ft = 42.000 lbs

bb-- Cayendo a 3.5/100ft = 13.500 lbsCayendo a 3.5/100ft = 13.500 lbs

cc-- Cayendo a 8/100ft = 52.000Cayendo a 8/100ft = 52.000 laslas


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QUE BHA USAR:QUE BHA USAR:Si toca, disear correctamenteSi toca, disear correctamente la columna dela columna dePM , para el pozo a perforar, utilizando siemprePM , para el pozo a perforar, utilizando siempre

la mayor cant. de portamechas de dimetro masla mayor cant. de portamechas de dimetro masgrandegrande (Baja la posicion del p.neutro y baja la(Baja la posicion del p.neutro y baja lalong. del BHA y el riesgo de pegarse)long. del BHA y el riesgo de pegarse)Baja el efecto deBaja el efecto de pandeopandeo en los PM por suen los PM por suseccin.seccin. En estos casos, preferir un BSREn estos casos, preferir un BSRmayor de 2.5 ( box mas fuerte) en las columnasmayor de 2.5 ( box mas fuerte) en las columnasde diametro grande (Recomendacin DS1) yde diametro grande (Recomendacin DS1) y

una RELACION DE RIGIDEZ entre 3.5 y 5.5una RELACION DE RIGIDEZ entre 3.5 y 5.5max.max.EvitarEvitarel punto neutro muy alto en columnasel punto neutro muy alto en columnas

telescopicas con pocos PM pesados.telescopicas con pocos PM pesados.


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Armar correctamenteArmar correctamente la columna dela columna debarras, PM y HWDP para pozosbarras, PM y HWDP para pozos

direccionales o inclinados con ngulosdireccionales o inclinados con ngulosaltos,altos, (SEGUIR ESPECIFICACIONES(SEGUIR ESPECIFICACIONES DEDELA CIA DELA CIA DE DIRECCIONAL).DIRECCIONAL).

TORQUEAR CON SOBRETORQUE DE UNTORQUEAR CON SOBRETORQUE DE UN15/20% MAS DEL NOMINAL , SI SE15/20% MAS DEL NOMINAL , SI SE

ESPERA PANDEOESPERA PANDEO

OJO QUE ESTOOJO QUE ESTO

BAJA LA RESISTENCIA A LA TRACCIONBAJA LA RESISTENCIA A LA TRACCIONDE LA UNIONDE LA UNION VERIFICAR CON ELVERIFICAR CON EL

OPERADOR ANTES....OPERADOR ANTES....

QUE BHA USAR:QUE BHA USAR:


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Verificar que los BSR propios de cadaVerificar que los BSR propios de cadaportamecha estn en rangos de acuerdo a loportamecha estn en rangos de acuerdo a lo

planificado.planificado. Verificar LOS TORQUES que se aplican a lasVerificar LOS TORQUES que se aplican a las

columnascolumnas La mayor cantidad deLa mayor cantidad de

problemasproblemas sese deriva de un mal torqueo enderiva de un mal torqueo ensuperficiesuperficie , debe, debe TENERSE EN CUENTA YTENERSE EN CUENTA Yestablecerestablecerpreviamente si sepreviamente si se esperarnesperarn

esfuerzos anormales o regmenes exigidosesfuerzos anormales o regmenes exigidosde peso, rpm y presin de bombade peso, rpm y presin de bomba (esta(estacontribuye al incremento de tensin y alcontribuye al incremento de tensin y al

pandeo)pandeo)

VERIFICAR SIEMPREVERIFICAR SIEMPRE


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Verificar que el P. Neutro caigan siempredentro de los PM de mayor dimetro, en el

% especificado ( 75 - 85% de la longitudFISICA o PESO , segun sea la columna ),para esto, calcular primero las cargas y elPN , para verificar si la cantidad de PMespecificado por el operador esta

correcta....

VERIFICAR SIEMPREVERIFICAR SIEMPRE

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