problemas perforación - u.n.i. (1)

7/26/2019 Problemas Perforacin - U.N.I. (1)

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INGENIERIA PERFORACION I y II

PROBLEMAS RESUELTOS

N= caballete porta poleas

D= motn viajero y gancho

E= unin giratoria y vstago de perforar

C= malacate

A= motores

I= bomba de lodo y transmisin por correas

L= zaranda vibratoria

H= cuellos lastra barrena

G= mesa rotativa

H= tanque de lodo

K= Niple campana y tubo conductor de lodo a la zaranda vibratoria

F= mesa rotativa vstago de perforar

PRACTICAS CALIFICADAS

EXAMENES PARCIALES

EXAMENES FINALES

EXAMENES SUSTITUTORIOS

PROBLEMAS RESUELTO POR:ING. JUAN C. ALIAGA R.

DRILLING ENGINEER


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EQUIPO DE PERFORACION ROTATIVA

CAPITULO II

CASTILLOS Y MASTILES

PARTE PRCTICA

PROBLEMA 1: EN LA TABLA 3.3- PESO DE LA TUBERIA PARADA SOBRE EL PISO YCARGA DEL VIENTO DEL BOLETIN API STANDARD 4A SE ENCUENTRA LASIGUIENTE INFORMACION

TAMAODELCASTILLO

(1)

ALTURADELCASTILLO

(2)

LONGITUDDE LATUBERIA

(4)

PESO DE LATUBERIA

(5)

HAZ DETUBERIA ENPIE SOBRE ELPISO DELCASTILLO(AREA DE

VIENTO)(6)

ALTURA DELOS DEDOS DELAPLATAFORMADELENGRAPADOR

(7)

DIAMETRODE LATUBERIA

(3)

N18 136 10800 18.5 lb/pie 5-8 90 83 4

N19 147 15000 22.5 lb/pie 6-0 93 84 5

Calcular para cada tamao de castillo lo siguiente:

a) rea de aplicacin de la carga del viento sobre la tubera en pie sobre el piso del castillo b) Componente horizontal del peso de la tuberac) Carga del viento en el punto de origend) Carga combinada en los dedos de la plataforma del engrapador

Solucin

a) Dado el rea de viento = (6)

Si scaneo A N18= (5 + 8 ) 90 = 510 ft 2 AN18=510 ft2

Si scaneo A N19= (6 +0) 93 = 558 ft 2 AN19=558 ft2

b) Scaneo = 2.5 W=(4) (5) WH= Wsen


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EntoncesW N18=1080018.5= 199800 lbWH N18=199800sen2.5 =8715.15lb WH N18=8720lb

W N19=1500022.5=337500 lbWH N19=337500 sen2.5 = 14721.54WH N19=14720 lbc) Para la altura del castillo : 136 P= 11.76 lb/ft 2

Fv N18 = A N18P Fv N18=510ft2 11.76lb/ft2 = 5997.6 lb FvN18 = 6000 lb

Para la altura del castillo:147 P= 22.5 lb/ft 2= Fv N19= A N19P = 558 ft2 22.5 lb/ft2 = 12555 lb FvN19= 12560 lb

d) Si =2.5 pequeo, se considera scaneoM 0= 0 WH+ FV = hR

R= Fv+ De (6) y (7)R N18= + =7980.72 =7980 lb R N18=7980 lb R N19= + = 15101.4 =15100 lb R N19=15100 lb

PROBLEMA 2: La GNC de la carga de un mstil de pedestal libre Marca Dreco modelo M13110500B es de 500,000 lbs conociendo que:

Nmero de lneas hacia abajo 10 Peso del motn viajero 5200 lb Peso del gancho 1800 lb Peso de la unin giratoria 1750 lb Peso del caballete porta poleas 9000 lb Anclaje de la lnea muerta pie derecho del mstil frente al lado derecho del malacate Densidad del lodo 11.5 lb/gln

Se pregunta

a) La capacidad de la carga del mstil b) Peso de la sarta de perforacin fuera del pozoc) Carga en el pie derecho del mstil frente al lado izquierdo del malacate

Solucin:

a) Como Capacidad de carga del castillo CCC = + . cpp


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Si GNC= Wg +.. Wg peso en el gancho incluyendo la friccinGNC = 500000 lbs Wcpp =9000 lb# de lneas hacia abajo n+2=10 n=8En () : 500 000 = Wg + Wg= 333 333.333 lbs

Hallando F.E.C : Wg= 8T Wg /4 = 2T

Carga total CARGA EN C/ PIE DERECHOA B C D

Cargacentrada

8T 2T 2T 2T 2T

Carga en laL.R

1T 0.5T 0.5T

Carga en laL.M

1T 1T

CARGATOTAL

10T 2.5T 2.5T 3T 2T

Carga equivalente = 4 carga mxima de un pie derecho

Luego F.E.C = = = 0.833

Como Wg= . CCC = Wg + + cppCCC= . + . + 9000 CCC= 509 000 lbs

b) Si Wg= (WTP lodo + WCLB lodo + WU G + WM V+ gancho + 100 000 lb)/(1-0.02n)

WU G= 1750 lb WTP lodo= WTP( 1-0.015 m)WM V= 5200 lb m= 11.5 lb/glnWG= 1800 lb WCLB lodo= WCLB ( 1-0.015 m)

Wg= (WTP(1-0.015 m) + WCLB( 1-0.015 m) + WU G + WM V+ gancho + 100 000 lb)/(1-0.02n)Reemplazando valores


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333,333.33= ((WTP+ WCLB)( 1-0.01511.5) + 1750 + 5200+ 1800 + 100 000 lb)/(1-0.028)WTP+ WCLB= 206 948.6 lb WSP= 206 950 lb

c) En el punto D

Carga del pie derecho: carga de la lnea muerta = 2 TSi Wg=8T T= Wg /8

Carga en el pie derecho: 2x Wg /8Carga en el pie derecho = 83 333. 33 lb

PROBLEMA 3: Dada la siguiente condicin de operacin:

Profundidad del pozo: 10000

Tubera de perforacin:4.5 DE 3.83 DI 16.6 lb/ft

Cuello lastra barrena 600' 87 lb/ft , 6.25 DE , 3 DI

Peso de la unin giratoria: 5500 lb

Peso del gancho y motn integrado = 116000 lb

Peso del caballete porta polea: 9045 lb

N de lneas hacia abajo: 10

Ubicacin de la lnea muerta: pie derecho del mstil ubicado a la izquierda frente al malacate

Densidad del lodo: 13 lb/gln

Se pregunta

a) Carga sobre el pie derecho del mstil ubicado al lado derecho frente al malacate b) Capacidad de carga del mstilc) Capacidad bruta de la carga del mstil

Solucin

a)

n+2=10 n= 8


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Si Wg= LTP LP( 1-0.015 m) + LCLB CLB( 1-0.015 m) + WU G + WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-0.02n)

LTP= 9400 =16.6 lb/ft

LCLB= 600 = 87 lb/ ftWU G=5500 lbWM V+ g=11600 lb

m= 13 lb/gln

Wg= 9400 x16.6( 1-0.015 x13) + 600x87( 1-0.01513) + 5500 + 11600 + 100 000lb)/(1-0.02x8)Wg = 338 968 lbs

Sea:


Carga

centrada

8T 2T 2T 2T 2T

Carga en laL.R

1T 0.5T 0.5T

Carga en laL.M

1T 1T

CARGATOTAL

10T 2.5T 2.5T 2T 3T

Wg= 8T Wg /4 = 2TPor lo tanto : carga sobre el pie derecho del mastil ubicado al lado derecho frente almalacate : es en el punto cW C= 2T = 2x Wg/8 W C= W/4W C= 338 368 /4 = 84742 lb W C =84742 lb

b) Si CCC = Wg + + cpp cpp = 9045 lbF.E.C = = = 0.833


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CCC = 338968 +. + 9045 CCC= 517 700 lbs

c) Si GNC= Wg +

GNC= Wg + GNC =508452 lb

PROBLEMA 4: (ex. Parcial) Demostrar que en todo mstil se verifican las siguientes relaciones:

a) Cuando la lnea muerta est anclada a uno de los pies derechos del mstil, ubicadosfrente al malacate, la diferencia que existe entre la capacidad de carga del mstil y lacapacidad nominal bruta de carga del mismo mstil es igual al peso del caballete portapoleas.

b) Cuando la lnea muerta estanclada a uno de los pies derechos .. y la capacidad nominal bruta decarga para el mismo mastil es igual al peso del caballete porta poleas mas el cocienteque resulto de dividir al doble del peso de la carga suspendida entre el nmero de lneashacia arriba.

SOLUCION

Sea n= # de lneas hacia arriba W= peso de la lnea suspendida W= nT= a)


Cargacentrada

nT nT/4 nT/4 nT/4 nT/4

Carga en laL.R

1T 0.5T 0.5T

Carga en laL.M

1T 1T

CARGATOTAL

(n+2)T (n+2)T/4 (n+2)T/4 (n+4)T/4 nT/4

Si la CCC= W + + cpp cpp =peso del caballete portapoleas


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Entonces: F.E.C = =+

+ / F.E.C =++

Luego CCC= W + + cpp CCC=W ++ cpp

Pero GNC= W + GNC= Capacidad nominal bruta

CCC = GNC + cpp CCC- GNC = cpp lqqd

b)


Cargacentrada

nT nT/4 nT/4 nT/4 nT/4

Carga en laL.R

1T 0.5T 0.5T

Carga en laL.M

1T 1T

CARGA

TOTAL

(n+2)T (n+2)T/4 (n+6)T/4 nT/4 nT/4

Entonces F.E.C = ++ / =++

Si CCC= W + + cpp CCC= W+ + cpp CCC= W + + cpp

CCC= W + + + cpp CCC= W + + + cpp

Como GNC= W +

CCC = GNC + + cpp CCC - GNC = cpp + lqqd PROBLEMA 5: Un equipo de perforar tiene 8 lneas que salen del motn viajero. Existe en elgancho una carga de 240 000 lbs que se est levantando a una velocidad de 50 ft/ min


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Calcular

A) la velocidad de la lnea que se est arrollando al tambor principal del malacateB) la carga por tensin en la lnea del tambor principal asumiendo una perdida por friccin del

2% por lnea

Solucin

a)

Sea n= # de lneas hacia arribaX = espacio que recorre el ganchoVg= velocidad del ganchoVl= velocidad en la lnea rpidaE = espacio que recorre n

Sabemos que Vg = e/tX = Vg t t= x/ Vg

TAMBIEN Vl=E/t t: este mismo tiempo es el que se emplea en la lnea del tambort= E/ Vlluego = pero E= nx =n VL =n Vgsi Vg = 50 ft/min

Vl=8 x 50 ft/min Vl = 400 ft/min

b) W/e = 8T T = W/8 . 1/ee= 100% - 8 x 2 % = 84 % = 0.84T= 240 000 /8 x 1/ 0.84 T = 35714 .3 lbs

PROBLEMA 6: La capacidad nominal bruta de la carga de un mstil es de 430 000 lbs. Lascondiciones operativas son las siguientes:

Tuberia de perforacin: 4.5 de, 16.6 lb/ft

n de cuellos lastrabar remas : 24 longitud : 30 peso lineal 92 lb/ ft, 5.5 de

N de lneas armadas hacia abajo: 10

Densidad del lodo: 12 lb/ gln


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Peso del montn y gancho 9800 lb

Peso de la unin giratoria 4830 lb

Peso del caballete porta poleas 11150 lbs

Hasta que profundidad se podr perforar?Solucin:

LCLB= 24x 30 GNC= 430000 LBS

LTP= LP= 16.6 lb/ ft CLB= 92 LB/FT

WM V+ gancho =9800 LBS

WU G= 4830 lbs WCPP= 11150 lbs

m= 12 lbs/ gln

n+2 = 10 n= 8

si GNC= Wg + 430000= Wg + Wg=286 666.67 LBS

Wg= LTP LP( 1-0.015 m) + LCLB CLB( 1-0.015 m) + WU G + WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-0.02n)

286 666.67= (LTP 16.6+ 720x92( 1-0.015 12) + 9800 + 4830+ 100 000lb)/(1-0.02x8)LTP= 5278.66

Por lo tanto D = 5278.66 + 720 = 5998. 66 D= 6000

PROBLEMA 7: La capacidad de carga de un mstil es de 600 000 lbs. Las condiciones operativasson las siguientes

Tuberia de perforacin:4.5 de, 16.6 lb/ft

N de cuellos lastrabarremas : 20 longitud : 30 peso lineal 80 lb/ ft, 6.25 de

N de lneas armadas hacia arriba: 8






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Hasta que profundidad se podr perforar?

Solucin:

CCC = 600 000 m= 11 lbs/ gln LP= 16.6 lb/ ft LTP=

LCLB= 20x 30 = 600 WM V+ gancho =9800 LBS


n= 8

El anclaje de la lnea muerta debe estar en el pie derecho del mstil frente a una de los lados delmalacate para un aprovechamiento mas eficiente del diseo del mstil

Se calcula el F.E.C o tambin se cumple para las condiciones dadas CCC = GNC + Wcpp

600 000 = GNC + 10200

GNC= 589800 LBS

Como GNC=Wg + 589800= Wg + Wg= 393 200 LBS

Tambin


393 200 = (LTP 16.6+ 80x600( 1-0.015 11) + 9800 + 4300+ 100 000lb)/(1-0.02x8)LTP= 12705.28

Profundidad:12705. 28 + 600 = 13 305.28 D= 13305

PROBLEMA 8: Dadas las siguientes condiciones de operacin

Profundidad del pozo: 10 000

Tuberia de perforacin: 4.5 DE 3.82DI 16.6 LB/FT

Peso del cuellos lastrabarremas: 80 lb/ ft

Peso sobre la broca: 34 000 lbs

N de lneas armadas hacia abajo: 10



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Peso del montn y gancho 11 600 lb



Ubicacin de la lnea muerta: pie derecho del mstil situado a la izquierda frente al malacateSe pregunta

a) Carga sobre el pie derecho del mstil ubicado al lado derecho frente al malacate b) Capacidad de carga del mstilc) Capacidad bruta de carga del mstil

Solucin:

D= 10 000

n+2= 10 n=8Wsobre la broca= 34000 LB



m= 13 lbs/ g

El peso sobre la broca viene a ser el peso del cuello lastrabarrena

WCLB=34000 LBS

SI WCLB lodo=LCLB CLB( 1-0.015 m)

34000 = 80 x LCLB(1-0.015 13) LCLB= 527. 95 Por lo tanto si D = LTP+ LCLB 10 000 = LTP+ 527.95 L TP=9472.05

luego


Wg= 9472.05 16.6( 1-0.015 13) + 80x 527.95( 1-0.015 x13) + 5500 + 11600 + 100 000lb)/(1-0.02x8)Wg=330 565. 48 lbs

Entonces Wg=8T Wg/4=2T


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a)


Cargacentrada

8T 2T 2T 2T 2T

Carga en laL.R

1T 0.5T 0.5T

Carga en la

L.M

1T 1T

CARGATOTAL

10T 2.5T 2.5T 2T 3T

La carga sobre el pie derecho del mstilubicado al lado derecho al lado derecho W pd C=2T = 2x Wg/8frente al malacateW pd C= Wg/4 = 330 565.48 / 4 = 82 641.37 lbsWpd C= 82 641 lbs

b) Capacidad de carga del mastil

CCC= W +

+ cpp donde F.E.C =

= 0.833

CCC=330 565. 48 +. +9045= 505 091.6 lb CCC= 505100LBc) Capacidad bruta de carga del mastil

GNC=Wg + GNC =330 565.48 + GNC = 495 848.2 LBS GNC= 496 000 lbs

PROBLEMA 9: dada la siguiente informacin

ALTURA

DELCASTILLO(1)

DIAMETRO

DE LATUBERIA(2)

LONGITUD

DE LATUBERIA(3)

PESO DE

LATUBERIA(4)

HAZ DE TUBERIA

EN PIE SOBRE ELPISO DELCASTILLO (AREADE VIENTO)

(5)

ALTURA DE LOS

DEDOS DE LAPLATAFORMA DELENGRAPADOR

(6)

94 2 9200 6.5 lb/pie 3-11 67 -6 59

122 4 4500 18.5 lb/pie 3-11 90 83


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Calcular para cada altura del mstil:

a) rea de aplicacin de la carga del viento sobre la tubera de perforacin en que sobre el piso del mstil

b) Componente horizontal del peso de la tuberac) Carga del viento en el punto de origend) Carga combinada en los dedos de la plataforma del engrapador

Solucin:

a) De la columna (5)A1= (3 + 11 ) (67 +6x A1= 3.916 pies x 67.5 pie = 264. 33 pies2 A1=264 pies2 A2= (3 + 11 ) 90= 352.5 pies 2 A2=352.5 pies2

b) W= (3)x(4)WH= W senWH1= 9200x6.5 sen2.5 = 2608.4lbWH 1=2608lbWH 2=4500x18.5sen2.5= 3631.31 lb WH 2=3640lb

c) Para la altura del Castillo136 P = 11.76 LB/FT 2 para la columna (1)Fv= APFv1= A1P= 2643 ft2x 11.76 lb/ft2 Fv1= 3108.17 lb Fv1= 3110 lb

Fv2= A2P= 352.5 x 11.76 lb/ft2 Fv2= 4145.4 lb Fv2= 4150 lb

d) Si =2.5 , se

M 0= 0 WH+ FV = hRR= Fv+ De (5) y (6)R 1= + . =3266.3 =3270 lb R 1=3270 lb R 2= + = 4223.4 lb= 4220 lb R 2=4220 lb


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PROBLEMA 10: La capacidad de carga de un mstil es de 560 000 lbs las condiciones operativasson las siguientes

Tuberia de perforacion: 4.5 de, 16.6 lb/ft

Cuellos lastrabarremas: 600 de 84 lb/ ft, 6.25 de, 2.75 d.i

N de poleas del moton viajero: 5

Nmero de lneas = mximo que se pueda obtener de las condiciones operativas




Peso del caballete porta poleas 14500 lbs.

Cul es la mxima profundidad hasta la cual se puede perforar?

Solucin:

Si por c/polea son 2 lineas n= 5x2 = 10 maximo numero de lneas hacia arriba

La lnea muerta debe estar colocado al frente del malacate para ser mas eficiente

Se cumple CCC= GNC + cpp= Wg + + cpp

560 000 = WG ++ 14500LBS WG= 389 642.86 LB

Wg= LTP LP+ LCLB CLB( 1-0.015 m) + WU G + WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-0.02n)

389642.86= LTP 16.6+ 600 x84 ( 1-0.015x11) + 4900+ 15260+ 100 000lb)/(1-0.02x10)LTP=10783.5

D= 11383.5 D=11400

PROBLEMA 11: 15000de tuberia de perforacin de 5 D.E y 22.5 lb/ ft que se encuentran parados sobre la subestructura de un equipo de perforacin forman un angulo de 2.5 de inclinacincon la vertical y presenta una superficie al viento de 6x93. Si la altura del mstil con respecto a lasubestructura es de 140 y la distancia del soporte para las barras o tramas en la plataforma delengrapador a la subestructura es de 84 se pregunta Cul es la carga resultante en dicho soporte?

Solucin:

=2.5 TP=15 000 LP= 22.5 lb


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WH= Wsen2.5 W= TPx LP= 15 000 x 22.5 W= 337500 LBS

WH= 337500x sen2.5 WH=14721.5

Para la altura del mastil 140 >136 P=22.5 lb/ ft2

A= 6 x 93 = 558 pies2

FV=AxP=558 pies2x22.5 lb/ ft2 FV=12 555 LBS

Entonces:

M 0= 0 WH+ FV = hR

R= Fv+ SI L= 93 h=84 R= + . =15099.49R= 15100 LBS

PROBLEMA 12: Se requiere calcular la capacidad de carga de un mastil cuya limea muerta estaen el pie derecho del mstil frente al lado izquierdo del malacate, asi como la magnitud de la cargaen dicho pie. las condiciones operativas son las siguientes

Sarta de perforacion: 15000

Tuberia de perforacin 4.5 de, 16.6 lb/ft

Cuellos lastrabarremas :700 de 89 LB/ FT, 6. 5 DE, 2.75 D.I

Nmero de lneas armadas hacia abajo : 12Densidad del lodo: 10 lb/ gln





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Solucin:

Se tiene:

n+2= 10 n=10 Wg=10T Wg/4=2.5T


Cargacentrada

10T 2.5T 2.5T 2.5T 2.5T

Carga en laL.R

1T 0.5T 0.5T

Carga en laL.M

1T 1T

CARGATOTAL

12T 4T 3T 2.5T 2.5T

Si CCC= WG + + cpp ..()

Hallando FEC

FEC= = 0.75(1) Hallando WG Como LSP= LTP + LCLB 15000= LTP+ 700 LTP= 14300

Por lo tanto WCPP= 9500 lbs


WU G= 3800 lbs Wsobre la broca= 34000 LB

TP= 16.6 lbs/ FT

CLB= 89 LB/FT

LCLB= 700

m = 1 0 lb/gln

Si Wg= LTP LP+ LCLB CLB( 1-0.015 m) + WU G + WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-0.02n)


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Wg=16.6 x14300+ 700x 89( 1-0.01510) + 3800 + 10500 + 100 000lb)/(1-0.02x10 )Wg=461 285 lbs (2)

(1) Y (2) en ()

CCC=461 285 + . +9500CCC= 747 556 lbs

La carga en el pie dercho donde esta la linea muerta es 4T

WA= 4x461285/10 WA= 184 514 LBS

PROBLEMA 13:(ex. Parcial) con un lodo cuya densidad es de 10 lb/gln se puede perforar hasta9000 pies con 10 lneas armadas hacia arriba. Si se incrementa hasta 12 lbs/gln y a 12 lneas haciaarriba se puede perforar hasta 11000

Que profundidad mxima se puede perforar con 14 lineas hacia arriba y con una densidad de lodode 14lbs/ gln?

Dadas las siguientes condiciones:

Peso lineal de la tuberia de perforacin 16 lbs/ft

Peso del motn viajero: 5000 lbs

Peso del gancho 3500 lbs peso de la unin giratoria 2100 lbs

Solucin:

m1 = 10 lb/gln m2 = 12 lb/gln m3 = 14 lb/gln

n1= 10 lineas n2= 12 lineas n3= 14 lineas

D1= 9000 D 2= 11000 D3=?

TP= 16.6 lbs/ FT


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WM V = 5000 LBS

Wgancho =3500 LBS

WU G= 3800 lbs

Como GNC1= GNC2 = GNC3 para dicho mstil o castilloSi GNC1= GNC2

W1 += W2 + W1 += W2 + 21 W1G=20W2G

Se sabe que: LTP1+ LCLB1= 9000 LTP2+ LCLB2= 11000

Si se incremente solo las tuberas de perforacin LCLB1= LCLB2= LCLB

LTP2 - LTP1= 2000 LTP2 =LTP1+ 2000..(1) LTP3 = LTP1 + D .(2)

TambinW1g=( LTP LP+ LCLB CLB)( 1-0.015 m) + WU G + WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-0.02n).(3)

W2g= [(LTP1 + 2000) LP +LCLB CLB]( 1-0.015 m) + WU G + WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-0.02n)(4)

Reemplazando en (): 3 y 4

21 TP P+ C B C B . + U G + M + gan ho + . =20 TP + P + C B C B] . + U G + M +

.

21 TP P+ C B C B . + + + + . =20 [ TP P + C B C B] . + . . 22.31(LTP LP+ LCLB CLB) 2903250= 21.58( LTP1 LP1 +LCLB CLB) 3601052.63

LTP LP+ LCLB CLB= 955894 lbs..( ) peso de la sarta de perforacion fuera del pozo

) en (3)

W1g= 955894 ( 1-0.015 10) + 5000 + 3500+ 2100+ 100 000lb)/(1-0.02x10)W1g=1 153 887.38 lb

Dado GNC1= GNC3


20/89

W1 += W3 + W1 += W2 +

W3g =W1 W3g = (1 153 887.38 ) W3g= 1 256 455.15Luego: de (2)

W3g= [(LTP1 + D) LP +LCLB CLB]( 1-0.015 m3) + WU G + WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-0.02n3)1 256 455.15=LTP1 LP1 +LCLB CLB]( 1-0.015 x14) +Dx16 (1-0.015 x14) 5000 +3500+ 2100 + 100 000lb)/(1-0.02x14)

1 256 455.15x 0.72=955 894x 0.79 +12.64 D + 110 600 D = 3076.85

Por lotanto

D3 = LTP1 +LTP2+ D = 9000 + 3076.85 D3 = 12076.85

Problema 14: (ex. Parcial) la capacidad bruta de carga de un mstil es de 600 000 lbs

Las condiciones operativas son las siguientes

Tuberia de perforacin 4.5 DE, 16.6 LB/FT

Cuellos lastrabarrenas : 600 de 91 LB/ FT, 6.25 DE, 2.25 D.I

Peso del monton y gancho 14850 lb


Nmero de lneas armadas hacia abajo : 12

Sin cambiar las condiciones operativas sealadas, que no existe ninguna posibilidad de prdida decirculacin y que la densidad en ese momento es de 12 lb/gln. Qu se deber hacercuantitativamente para llegar a 15000 ft de profundidad sin que el mstil se aplaste?

SOLUCION:

Por lo tanto permanecen fijos

GNC: 600 000 LBS LCLB= 600 CLB==91 LB/FT TP= 16.6 lbs/ FT

WM V GANCHO = 14850

WU G= 4600 lbs

n+2 = 12 n=10

Entonces pra llegar a 15 000 de profundidad se debera cambiar la densidad del lodo m=?

D= 15 000 = LTP+ LCLB= LTP+ 600 LTP= 14400


21/89

Si GNC=Wg + 600 000lbs = Wg + Wg= 428 571. 43 lbs

Wg= (LTP LP+ LCLB CLB( 1-0.015 m)) + WU G + WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-0.02n)

428 571. 43= 16.6x14 400+ 91x 600(1-0.015m)) + 14850 + 4600 + 100 000lb)/(1-0.02x10)

1-0.015 m= 0.7608 m=16 lb/gln

PROBLEMA 15: La capacidad de carga de un mstil es de 500 000 lbs. Las condiciones opertivasson las siguientes:


cuellos lastrabarremas: 720 de 76 LB/ FT, 6 DE, 2.75 D.I

Numero de lneas armadas hacia abajo : 12

Peso del monton 5500 lb

Peso del gancho 6100 lb



Ubicacin de la lnea muerta: pie derecho del mstil situado frente al lado izquierdo del malacate

Se pregunta:

a) Carga sobre el pie derecho del mstil situado frente al lado derecho del malacate

b) Mxima profundidad que se podra perforarc) Capacidad bruta de carga del mstil

Solucin:

se tieneTP= 16.6 lbs/ FT CLB= 89 LB/FT CCC= 500 000 lbs

WU G= 5800 lbs WM V=5500 lbs WCPP= 9400 lbs Wgancho =6100 LBS

m=10 LBS/GLN

CCC= Wg +

+ cpp () F.E.C =

100..( )

Hallando FEC


22/89

Wg= nT = 10 T T= .( = = 2.5 T


Cargacentrada

10T 2.5T 2.5T 2.5T 2.5T

Carga en laL.R

1T 0.5T 0.5T

Carga en laL.M

1T 1T

CARGATOTAL

12T 3T 3T 2.5T 3.5T

EN ) FEC= . 100 = 85.7% FEC=0.857en () 500 000 = Wg +. + 9400 Wg= 35 370 lbs

a) W pie derecho C= 2.5 T = 2.5 x 350370 WC= 87600 b) Si Wg= LTP LP+ LCLB CLB( 1-0.015 m) + WU G + WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-0.02n)

350 370 = (LTP 16.6+ 76x720)( 1-0.015 10) + 5500 + 5800+ 6100 + 100 000lb)/(1-0.02x10)LTP=8250

La mxima profundidad que se podra perforar es D= LTP+ LCLB= 8250 +720 = 8970 D= 8970

c) Capacidad bruta de carga del mstil GNCGNC=Wg + GNC= 350 370 + GNC= 490518 LBS

PROBLEMA 16:El gancho de un equipo de perforacion esta levantado una carga de 450 000 lbs aubna velocidad de 72 pies/min con 8 lineas hacia arriba. si se tuviera 10 lineas armadas hacia arriba.cual deberia ser la velocidad en la lnea rpida

SOLUCION:

SI VL=nVg VL= velocidad en la lnea rpida

Vg= velocidad en el gancho

n= nmero de lneas hacia arriba

n= 8


23/89

Vg= 72 pies / min

VL8=n Vg8= 8 x 72

VL8=576 ft/min

Como la velocidad en cada linea son igualesVL10= VL8 VL10= 576 ft/ min

CAPITULO III

CABLES DE ACERO


24/89

PARTE PRCTICA

PROBLEMA 1:El gancho de un equipo de perforacin sostiene una carga de 219200. Lascondiciones operativas son las siguientes

Factor de seguridad: 3

Numero de poleas de caballete portapoleas : 6

Resistencia nominal a la ruptura del cable de perforacin 130 000 lbs

Bajo estas condiciones se pregunta

a) Cuantas vueltas debern armarse entre las poleas del moton viajero y las del caballete portapoleas?

b) Para aumentar el factor de seguridad a 3.5 manteniendo constantes las dems condicionesoperativas que se tendr que hacer?

Solucin

Dado que : F.S= T= .

F.S=FACTOR DE SEGURIDAD T= FUERZA A LA TRACCION

RNR= RESISTENCIA NOMINAL A LA RUPTURA

a) F.S=3Wg= 291200 LBSRNR= 130 000 lbs F.S= . . .(1)

3= . . 0.02 n2- n + 6.72 = 0 n= . . . . = .. n1= 42 n2= 8

Debern armarse entre las poleas del moton viajero y el CPP : 8 lineas

b) RNR Y Wg son constantesSe tendr que determinar cuantas lneas debern armarse entre las poleas del MV y las deCPP para dicho F.SEntonces:F.S=3.5RNR= 130 000 lbsWg= 291200 LBSEn (1)3.5= . . 0.02 n2- n + 7.84 = 0

n= . . . . = .. n1= 40.25 n2= 9.75= 10


25/89

Debern armarse entre las poleas del MV y las del CPP : 10 lineas

PROBLEMA 2:El mstil de un equipo de perforacin rotativa tiene 8 lneas armadas entre elmotn viajero y el caballete porta poleas. Conociendo que:

El cable de acero es de 1 IPSWRCLLRL y su resistencia a la ruptura es de 130 000 lbs

Factor de seguridad : 5

Resistencia efectiva es el 80 % de la resistencia a la ruptura

La resistencia del cable debe reducirse por defecto del doblamiento en las poleas del moton y delcaballete en 14%

La aceleracin en el cable es de 5 pies/ seg2

Se pregunta cual ser su factor de seguridad en esta situacin?

Solucin:

F.S= = . (1) = .

FY= ma 8T -Wg= T= 1 T= 1 SI FS = RNR/ T

DONDE: RNR debido a su resistencia efectiva del 80 % de RNR y luego debido a una reduccinen 14 % por efecto del doblamiento y friccion en las poleas, se tiene :

RNR= (1 -0.14) (0.80 RNR)

RNR=0.86 x 0.80 RNR

RNR=0.688 RNR

Por lo tanto


26/89

FS = 0.688 F.S / 1 = 0.688 x 5 / 1 = 2.97) F.S= 2.97 PROBLEMA 3:al llegar a la profundidad de 12000 de un pozo que se esta perforando con b rocade 9 5/8 se decide tomar un nucleo convencional (core) con broca de 8 . Como durante la

perforacin de este pozo se ha encontrado una seccin de 8000 a 8500 que co ntinuamente se esta

derrumbando, se hace un viaje corto para lo cual se levantala broca hasta 7800 y luego se la bajahasta el fondo del pozo circulndose lodo durante una hora y entonces se extrae la broca de perforar

para bajar la broca de .. hasta el momento que se reinicia la perforacin nuevamente al profundidadde 12040 ?

Las condiciones operativas son las siguientes:


Cuellos lastrabarremas cuando se perfora con broca de 9 5/8 : 540 de 122 lb/ ft, 7 de,cuellos lastrabarremas cuandose toma testigos: 500, 6 1/2 DE, 87 LB/ PIE

Peso del monton 9360 lb

Peso del gancho 5250 lb


PESO elevadora y brazos : 1060 lbs

Densidad del lodo: 12 lbs/ gln

Longitud promedio de un tramo o barra: 90

Solucin:


27/89

Entonces

(1) viaje corto de 12000-7800-12000T1=T12000-T7800

(2) Sacar la broca de 9 5/8 de 12000-0T2= T12000

(3) Bajar la broca de sacar testigos de 8 de 0 -12000T3= T12000

(4) sacar testigocon broca 8 de 12000 -12040 T4= 2(T 12040-T12000)

(5) Sacar la broca de tomar testigos de12040 -0T5= T12040

(6) bajar la brocade 9 5/8 de 0 - 12000 T6= T12040

(7) (.)

TMTOTAL= T1+ T2+ T3+ T4+ T5+T6+T7

Se sabe que:

TM= +DD+ CD+ DM

Wm=WTP(1-0.015 m)Wm= 16.6 (1-0.015x 12)

Wm=13 .612

Ls= 90 pies

D= profundidad

M= WMV+WG + WELEDOR + BRAZOS

M=9360+ 5250+ 1060M=15670 lbs

C= LCLB(WCLB-WTP) (1-0.015 m)

Para broca de perforacion

C= 540(122-16.6) (1-0.015 12) C= 46 671.12 lbs


28/89

Para broca de sacar testigos

C= 500(87 -16.6) (1-0.015 12) C= 28 864 lbsentonces

T12000= . + + . + = 364.308 ton-milla

T7800= . + + . + = 194.57

T12040= . + + . + = 366.143

T12000= . + + + =323.837

T12040= . + + + = 325.537

Por lo tanto

T1=364.308 -194.57 = 169.74

T2= 364.308 = 182.15

T3= 323.837= 161.9

T4= 2(325.537-323.837)= 3.4T5= 325.537=162.8

T6= 364.308=182.15= 182.2

T7=3(366.143- 364.308 )= 5.5 = 6

TT= 169.74+182.15+ 161.9+3.4+162.8+182.2+6 TT=868.2 TON-MILLA

PROBLEMA 4:Las poleas del caballete de un mstil y las poleas del moton viajero de un equipode perforacin han sido reancladas para usar cable de acero de 1 1/8 , 6x19 IPSIWRCRLRLPFCUYA RESISTENCIA A LA RUPTURA ES DE 130 000 LBS. SI LA CAPACIDAD NOMINAL

BRUTA DE CARGA DE DICHO MASTIL ES DE 430 000LBS SE DESEAa) cual deber ser el numero mnimo de poleas que deber tener el caballete y el moton de dichomstil?

b) cual ser el factor de seguridad de dicho cable para las operaciones de pesca?

Solucin:


29/89

GNC= 430 000 LBS RNR= 130 000 LBS

Primeramente con GNC y FS=5 (optimo) determinar el nmero de lneas:

SI GNC= +

. (1) FS= RNR

.

.(2) T= .

De (1) .= + en (2) F.S=RNR

Entonces FS= 5 = + n=12.54 n=14 osea 7 poleas

Luego W' g= .+ W' g= .

+ W' g=240 800 lbs

Por lo tanto

a) Para las operaciones de perforacion W= W' g-100 000 lbsConsiderando FS=5 (optimo), FS=3 (minimo)FS= RNR

. 5=

. 0.02n2-n+5.42= 0

n= . . . . = .. n1= 43.7 n2= 6.25

n=8 lineas (si n=6 el cable no resistirael peso del gancho)Deber tener 4y 5 poleas el moton viajero y el CABALLETE respectivamente

b) Si n=8 Wg=GNCn+ Wg=incluido los 100 000 y la friccion

Wg= n+ g = 430 000/12= 35 833.33

Luego el factor de seguridad de dicho cable para la operacin de pesca ser:

FS=RNR= = . FS=3.6

PROBLEMA 5: El mastil de un equipo rotativo tiene 8 lneas entre el motn viajero y elcaballete. el cable de acero es de 1 1/8 ipsiwrcllrl y su resistencia a la ruptura es de 130 000lbs, el factor de seguridad es de 5. si debido al uso la resistencia efectiva es el 80%,adicionalmente la resistencia del cable debe reducirse por efecto del doblamiento y friccin. si

la aceleracin es de 5 pies/seg2. se pregunta cul sera su factor de seguridad en esta situacin?SOLUCION

RNR= 130 000 LBS (INICIO) FS= 5 n=8

debido al uso:


30/89

la resistencia efectiva es el 80% de RNR RNR=0.8RNR

Adicionalmente la resistencia debe reducirse (1-0.02n)

RNR = (1-0.02x8) RNR RNR= (1 -0.016)0.8RNR

a=5 pies/seg2

Inicialmente =0 8T-Wg=0 T= g

FS=RNR T= g=RNR

En servicio =ma 8T -Wg= a T= ( 1+ )

FS= RNR FS= . . RNR+

LUEGO FS= . . FS+ / g= 32ft/seg2

FS=2.9

PROBLEMA 6: Se desea bajar hasta la profundidad 6750 una sarta combinada de tuberia derevestimiento compuesta de la siguiente manera.

DIAMETRO INTERVALO LONGITUD DESCRIPCION

(.) (.) (.) (.) NO SE VE

Peso del motn + gancho +elevador y brazos= 7500 lbs

Densidad de lodo= 11.5 lbs/gln

Longitud de la tuberia de revestimiento: 30

Se pregunta cuantas ton milla de trabajo realizara el cable de perforacin?

Solucin:


31/89

como se trata de sarta combinada

Lsc= long. De la tuberia de revestimiento

Wmi= peso efectivo de la tub. De revestimiento i

Li= long. De la seccin i D= L1+L2

El trabajo total del cable ser TT=T1+T2+ .(

Como H1= +

T1= H = + / Wmi= Wmi (1-0.015x T1= + / . .

= 14.72 ton milla

Como H2= +L1+ = +3050+ = 4915 pies

T2= . H

T2= . . . =61.98 ton-milla

=+ + +

= =

=9.58 ton-milla

Luego

TT=14.72 +61.98+9.58 = 86.28 ton-milla TT=86.3 ton-milla

PROBLEMA 7: Un cable sellado de 6x19 y de 1 de dimetro, tiene una resistencia nominal ala ruptura de 45.9 ton. Si se tiene 10 lineas armadas hacia abajo y el factor de seguridad es de 5. Se pregunta:

a)

Carga en el gancho b) Carga en la lnea rpidac) Carga en la lnea muertad) Carga sobre el castillo

Solucin


32/89

Si P= P= carga en la lnea rpida F= Factor de eficiencia que depende de n

E=1-0.02n dado por el profesor P= .

Tambin se sabe que FS= = .

= .

a) Como n+2=10 n=8 FS=5 RNR= 45.9ton x =91800 lbs

= . =123 379.2 lbs = 123 379.2 lbs

b) Carga en la linea rapida P P= .= P=

. .=18360 lbs

Carga en la linea rpida: 18360 lbs

c) Carga en la lnea muerta P P= = . = 15 422. 4 lbs

d) Carga sobre el castillo: Wc Wc= + P+P = 123 379.2+ 18360 + 15 422. 4 = 157 161.6 lbsCarga sobre el castillo: 157 161.6 lbs

PROBLEMA 8: La sarta combinada de tubera de revestimiento que se bajara en un pozo de 3600 pies de profundidad est compuesta de la siguiente manera:

TUBERIA PESO DE

TUBERIA

INTERVALO LONGITUD

(1) 13 3/8 61 LB/PIE 0-1050 1050A

(2) 13 3/8 68LBS/PIE

1050- 3600 2550.B


Longitud de c/tubo= 30

Peso del gancho: 4500 lbs

Peso del moton viajero: 11000 lbs

Peso del equipo diverso: 2500 lbs

Peso del caballete porta poleas: 12000 lbs

m: 12 lbs/gln


33/89

Cuando se han bajado 2550 de dicha sarta de tuberia debido al sucesivo atascamiento de esta esnecesario sacar del pozo 900 de la referida sarta para luego bajarla hasta el fondo del pozo.

Se pregunta

Cul es el total de tonelada milla de trabajo hecho por el cable.

Solucin

Como se trata de tuberia de revestimiento, se tiene:

TM= +DD + DM .. Ls: longitude de un tubo30 Wc= peso efec. De la tub.TM= trabajo del cable hecho al bajar la tub. de revest.

Sarta combinada

TM=TA+TB+ Donde TA= a/ + / a

TB= + a+ /

Donde D= LA+LB

Del grafico (I)

1.- Toneladamilla al bajar la tuberia de revestimiento (2) de 0 hasta 2550

T1=T2550 2.- tonelada milla de la tuberia de revestivimiento (2) de 2550 hasta 1650

T1=T2550-T1650

3.- tonelada milla de 1650 hasta 3600 de la tuberia de revestimiento (2)

T1=T3600- T1650


34/89

4.- tonelada milla de la tuberia de revestimiento desde 0 hasta 1050

T1=T1050

Luego TT= T1+ T2+ T3+ T4

TT= T2550+( T2550-T1650)+( T3600- T1650)+ T1050

TT= T1050+ T3600+2(T2550-T1650)

Del grafico (II)

a) Ta=T2550 b) T b= (T2550-T1650)x2c) Tc=T3600- T2550 d) Tc= T1050

TT= Ta+ T b+ Tc+ Td

TT= T2550+2(T2550-T1650)+ T3600- T2550+ T1050

TT= T3600+ T1050+2(T2550-T1650)

Entonces

m=12 lb/gl M= WMV+ WG+WED= 4500+ 11000+2500= 18000

SI WTR1=61 LB/PIE Wm1= 61( 1-0.015x12) Wm1=50.02 lb/pie

WTR2=68 LB/PIE Wm1= 68( 1-0.015x12) Wm1=55.76 lb/pie

Aplicando la ecuacion ()

T1050= + . +

T3600= T*3600+ T*1050= + . + - + . +

T3600=46.77- 6.57 T3600=40.2 ton-milla

T2550= + . + = 26.06 ton-milla

T1650 = + . + = 12.94 TON-MILLAPOR LO TANTO EN

TT=6.26+40.2+2(26.06-12.94) = 72.7 TON- MILLA

TAMBIEN, APLICANDO LA ECUACION(


35/89

DONDE L4=1050 LB=2550

(*)T23600+T11050= + + . ++ . .

T23600+T11050= 34.19 TON- MILLA

(*) 2[T22550+T21650]=2[ + + . + ++ + . +

2[T22550+T21650]=2[26.06-12.94]= 26.24 ton- milla

(*) = = 12.27 ton-milla realizado por el MV,G, ELEV-BRAZOS al realizarT23600 +T11050

Por lo tanto

TT= T23600+T11050 + 2[T22550+T21650] +

TT=34.19+26.24+12.27= 72.7 TT=72.7 TON- milla

PROBLEMA 9: un cable de 1 1/8 ipsiwrcpfrlrl, tiene una resistencia nominal a la ruptura de 180000 lbs y el factor de servicio con que esta trabajando es de 3, el factor de seguridad de acuerdo aespecificaciones era 5. si debido al uso su resistencia nominal a la ruptura a disminuido en 20 %adicionalmente al efecto de la friccion, en el doblamiento del cable sobre las poleas (entre el motonviajero y el caballete porta poleas y hay 12 lineas armadas hacia abajo, se pregunta:

Cual sera la maxima aceleracion a la que la polea pueda ser sometida este cable de perforacion?

SOLUCION:SI RNR=130 000 LBS

FS=3 n+2=12 n=10

FS= 5

debido al uso

reduccion del20% RNR=0.8 RNR

reduccion por efecto del doblamiento (1-0.02n)

RNR= (1 -0.02n) 0.8 RNR RNR= (0.8) ) 0.8 RNR

Inicialmente FS=5 = 0 nT- Wg= 0 10T- Wg= 0 =T


36/89

FS= T= ..( )

En servicio FS=3

= 10T - Wg= ma 10T- Wg= a T= (1+ ) FS= "" FS=

. . RNR+ .( a= g ( "

( ) EN ( a= g ( "x 0.8x 0.8-1)Si g=32 ft/seg2 a= 32( 5/3 x 0.8x 0.8-1) a=2.13 ft/seg2

PROBLEMA 10: despus de haberse perforado 350 pies se da por terminada la perforacin de un pozo a la profundidad de 11500 pies y se saca la broca.


Dimetro de la broca 7 7/8

Tuberia de perforar 4 de dimetro exterior 16.6 lbs/ft

Cuellos lastra barrenas 720, 6 DE, 67 LBS/FT

Peso del moton viajero 9380 lbs

Peso del gancho 5280 lbs

peso de la union giratoria 6100 lbs

Peso de la elevadora y brazos 1060 lbs

m=78.5 lbs/ft3

Longitud promedio de un tubo de perforar o de un cuello lastra barren: 30

Se pregunta

Cuntas toneladas milla ha hecho el cable de perforacin?

Solucin:


37/89

(1) Perforando con la broca de 7 7/8 de 11 150 11 500T1= 3(T11500-T11150)

(2) Sacar la broca de 7 7/8 de 11 500 -0 T2=1/2T11500

Luego: TMTOTAL= T1+T2

TMTOTAL= 3(T11500- T11150)+ 1/2T11500..( )

SE SABE QUE T= ++ + .( )

DATOS

LCLB= 720 , 67 LB/FT

L TP=11500 - 720= 10780

m=78.5 lbs/ft3x 1bbl/42 gln x 5.615ft3/1bbl= 10.5 lb/gln

(*) =WTP(1-0.02 m) =16.6(1-0.02 78.5) = 14 LB/FT(*) C= LCLB(WCLB-WTP)(1-0.02 m)

C= 720(67-16.6) (1-0.02 78.5)C= 30 590.78

WMV= 9380 LBS WG= 5280 LBS WELEV Y BRAZOS=1060 LBS

M=9380+ 5280 +1060= 15720 LBS

POR LO TANTO: EN )

T11500= + + .

T11500=311.81 ton- milla

T11150= + + .


38/89

T11150= 297.15 tn-milla

Luego en ( )

TM=3(311.81- 297.15)+ (311.81)

TM=199.885 TN-MILLA TM= 200 TN-MILLA PROBLEMA 11:(Ex. sust) un cable de acero esta siendo usado como linea de levantamiento enun equipo de perforacion rotativa.


Profundidad: 9000

dimetro de la broca: 8

Peso de la union giratoria: 4900 lbs

Tuberia de perforar:4 DE, 16.6 lbs/ft

Peso del gancho y moton viajero: 11600 lbs

Cuellos lastrabarrenas: 6 DE, 92 LBS/FT

carac. Del cable: 1 1/8 de diametro 6x19

Resistencia nominal a la ruptura del cable: 130 000 lbs

Numero de lineas hacia arriba: 8

N de poleas del moton viajero:5

N de poleas del caballete portapoleas: 6

Peso sobre la broca: 6500 lbs/pulg

m= 11LBS/GLN

Desviacin= 30

Se pregunta

a) que es lo que se debera hacer para llegar a 12000 de profundidad con un factor deseguridad que no disminuya en mas de uno al factor inicial b) cual sera el valor de dicho factor de seguridadc) cual sera el factor de seguridad para las operaciones de pesca del segundo caso

SOLUCION

a) SI WOB= WOB BROCA= FxWCLBx L CLB( 1-0.015 m) cos


39/89

WOB= 6500 lbs BROCA= 8.5 pulg

=90=0.9%m= 11 LBS/GLN =30

CLB =92 LBS/FT I= 9000 PIES

6500x8.5= 0.9X92LCLB(1-0.015x11) cos30 L CLB=922.752pies; 92lb/ftLTP=9000-922.752LTP=8077.248 PIES; 16.6 LB/FT

LUEGO Wg=(W TP LTP+ WCLB L CLB) ( 1-0.015 m)+ WUG+WG+MV Wg=(16.6 x8077.248+ 92x922.752) ( 1 -0.015 11)+ 4900+11600Wg= 199 344.54 lbs

FS= = . FS= .g

RNR= 130 000LBS FSinicial= . .

n=8lineas FSi=4.38

Por lo tanto

(*) DFINAL= 12000 PIES LCLB= 922.752

LTP= 12000- 922.752 LTP =11077.248 LBS

(*) F.SFINALFS ; -1 FSf 4.38-1 F.S= 3.38(*) Wg=(16.6 x11077.248+ 92x922.752) ( 1 -0.015 11)+ 4900+11600

Wg= 240 927.54 lbs

(*)nf = ?

FSf = .gf ( nf .

. 3.38 nf(1-0.02nf) 6.264Por lo tanto

N n(1-0.02n)6 5.288 6.72


40/89

6.726.264 nf =8 tiene 8 lineas hacia arribaWg: no se considera friccion, ni los 100 000lbs

b) FSf =?EN( : FS= . . = 3.6259 FSF= 3.63

c) PARA LAS OPERACIONES DE PESCA : SE CONSIDERA LOS 100 000 LBS

FS= .g+ BS FS= . . + = 2.562 FS=2.56

PROBLEMA 12: La sarta combinada de tuberia de revestimiento que se va a bajar a un pozo de3800 de profundidad est compuesta de la sgte manera:

TUBERIA PESO DETUBERIA

INTERVALO LONGITUD

(1) 13 3/8 61 LB/PIE 0-1050 10501

(2) 13 3/8 68LBS/PIE

1050- 3800 2750.2

las condicioones operativas son las siguientes:

long de cada tuberia: 30

peso del moton viajero 11 000 lbs

peso del gancho 4500 lbs

peso del equipo diverso 2500 lbs

peso del caballete portapoleas 12 000 lbs

m=9.5 lbs/GLN

Cuando se han bajado 2750 de dicha sarta de tuberia de revestimiento de esta es neces ario sacar del pozo 900 de la re querida sarta para luego bajarla al fondo.

Finalmente para los efectos de la cementacin de la sarta de la tuberia de revestimiento, esnecesario levantarla 30 y bajarla los 30 pies levantados (reciprocanting) 12 veces se preguntacul es el total de ton- milla que ha hecho el cable de perforacin?

12 8


41/89

Solucin:

Anlisis:

*tonelada milla del cable realizado por m (moton viajero, gancho, elevador brazos) al levantar latuberia de revestimiento de la tarima y bajarlo al pozo es de : 2LTR M/2000x5280 ; i= (1), (2)

*TA= + tonelada milla del cable realizado por la T.R (1)

*TB= + + tonelada milla del cable realizado po la T.R (2)

* tonelada milla del cable relizado por m solamente al levantar o bajar la tub. de revestimiento es de: LTR i M/2000x5280

* TM al colocar las tub. de revestimiento en el pozo: TM

TM= (TA+2LTR1M)+(TB+2LTR2M)

TM=TA+TB+2(LTR1+LTR2)M

PERO LTR1+LTR2= D profundidad del pozo

TM= TA+TB+ 2DM

TMreciprocar = + + L= longitud de reciprocar n= 2 n veces recip.


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Problema 13

Del grafico se obtiene

LTR1= 1050

LTR2=2750

1.- Tonelada milla al bajar la tuberia de revestimiento (2) de 0 hasta 2750

T1=T2750

T1=( + ) + M=

2.- tonelada milla al levantar la tuberia de revestivimiento (2) de 2750 hasta 1850

T2=T2750-T1850

T2= ( + ) + M ( + ) + M

3.- tonelada millaal desplazar de 1850 hasta 3800 de la tuberia de revestimiento (2)

T3=T3800- T1850

T3=( + + ) + M ( + ) + M

4.- tonelada milla de la tuberia de revestimiento desde 0 hasta 1050

T4=T1050

T4=( + ) + M

5.- tonelada milla al reciprocar una longitude de 30 la sarta de tuberia de revestimiento desde elfondo del pozo


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T5= TMRECIPROCAR

T5= + +

Luego TT= T1+ T2+ T3+ T4+ T5(

DATOS

m=9.5 lbs/GLN L= 30 nveces recip.= 12

Wmv= 11 000 lbs Wg= 4500 lbs W eq. divers= 2500 lbs WTR1= 61 LB/PIE WTR2= 68LB/PIE

Calculos Wm=WTR (1-0.015 m)Wm1=61(1-0.015 9.5) Wm1= 52.31 lbs/ftWm2=68(1-0.015

9.5) Wm2= 58.31 lb/ft

M= WmvxWgx W eq. divers=

M= 11 000 + 4500 + 2500 M= 18 000 LBS

n= 2x12= 24

entonces

T1= + . + T1=30.48 tn-milla

T2= + . + - + . +

T2=13.04 tn-milla

T3= + + . + - + . + T3=30.77 tn-milla

T4= + . + T4= 6.39 TN-MILLA

T5=. + . +

T5= 15.9 ton-millaFinalmente reemplazando los Ti en ( )

TT=30.48 + 13.04+ 30.77 + 6.39 + 15.9 = 96.58 tn-milla TT=97 tn- milla

Obser. Resolviendo el problema 8 con este procedimiento mas claro, se tiene como .


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PERFORACION ROTATIVA

CAPITULO IV

DISEO DE SARTA DE PERFORAR

PARTE PRACTICA

PROBLEMA 1: Al legar a 9900 pies de profundidad se ha alcanzado la mxima capacidad decarga del mstil de un equipo de perforacin.

Las condiciones de operacin son las siguientes

Dimetro del pozo: 8

Tuberia de perforacion: 9000, 4 d.e, 16.6 lbs/pie

Cuellos lastra barrenas: 900, 6 d.e, 80 lbs/pie

Desviacin: 25


Densidad del lodo: 12 lbs/gln

Si se desea llegar a 11500 con la sata de perforacin mas adecuada, se pregunta como deberestar compuesta la sarta de perforacin, si se dispone de tuberia de perforacin de 3 de 13.3lbs/pie?

SOLUCION:

Wsp : peso efectivo de la sarta de perforacion

Wsp= (LTPW TP+L CLBWCLB)(1-0.015 m)

Wsp1= (9000x16.6+900x80)(1-0.015m)

Luego Wg1= + + + + .


45/89

CCC1= + + Wcpp max capacidad de carga del castillo

WOB: PESO SOBRE LA BROCA= 5000 LBS/PULG =ANGULO DE DESVIACION DEL POZO = 25

BROCA=POZO= 8 = 8.5 PULG

F= FACTOR DE SEGURIDAD DEL CLB 85-90%

WOB= WOB x BROCA

WOB= F L W (1-0.015M) cos

5000x8.5 lb= 0.9 L CLBx80 (1-0.015 x 12) cos 25L CLB= 794.26

Luego: Wsp2= (L TPW TP+ L TPW TP + LCLBWCLB)(1-0.015 m)

Wsp2= (L TPx16.6+ L TPx13.3 +794.26x80 )(1-0.015 m)..2

Luego: Wg1= + + + + .

CCC2= + + Wcpp

Como se trata del mismo Castillo CCC1= CCC2 y n=cte

+ + Wcpp= + + Wcpp

1 = 2 De + + + + . = + + + + .


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1 = 2 De 1 y 2 (9000x16.6+900x80)(1-0.015m)= (16.6 x L TP+ 13.3L TP+ 794.26x80)(1-0.015 m)

221400 lbs= 16.6 x L TP+ 13.3 L TP+ 63540.8

16.6 x L TP+ 13.3 L TP= 157 859.2..(3)

Tambien

LTP+ L TP+ L CLB= 115000

LTP+ L TP+794.26= 11500

LTP+ L TP= 10 705.74 .(4)

LUEGO

(3) 16.6 x L TP+ 13.3 L TP= 157859.2

-13.3 (4) -13.3 x L TP - 13.3 L TP= -142 386. 342

3.3 L TP= 15 472.858

LTP= 4 688.7 L TP=6017

COMO L CLB= 794.26=795

SE OBTIENE L TP=4670.8 = 4671 , L TP=6034.9= 6035

LUEGO:

L CLB=795 6

L TP=4671 4 DE, 16.6 LB/PIE

L TP=6035 3 DE 13.3 LB/PIE

PROBLEMA 2: Se va a continuar la perforacin de un pozo con broca de 8 y 5000lbs/pulg de carga sobre esta hasta la profundidad de 10 000 para luego bajar tube ria derevestimiento de 7 de D.E que tienen cuellos de 7.656. si el ngulo de desviacin es de 25 yse dispone de los siguientes cuellos lastra barrenas:

DIAMETRO EXTERIOR DIAMETRO INTERIOR Peso cuello lastrabarrena6 2 92 lbs6 3 98 lbs


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7 2 111 lbs7 3 120 lbs

Densidad del lodo: 12 lbs/ gln

Se pregunta; cuantos cuellos lastra barrenas del menor dimetroSolucin:

Broca= 8 = 8.5 pulg

Exteriorde los acoplamientos de las tuberia revs= 7.656

Por la formula de Robert hoch

ext. min de los CLB= 2EXT.DEL ACOPLAMIENTO DE LA TUBERIA DE REVES.-BROCA

ext. min de los CLB= 2x 7.656-8.5=6.8 pulg

De la tabla adjunta:

6 7 ext. min de los CLB=7 pulg Wclb= 11.1 lbs/pieSi sabe que:

WOB= WOB BROCA .1 L CLB= lCLB nCLB

WOB= 5000 LBS/PULG = 25 m= 10 lbs/gln

y WOB= F lCLB nCLB WCLB(1-0.015

m )COS

5000x 8.5= F 30 nCLBx111(1-0.015 10 )COS 25 nCLBF= 17.173

PARA F= 0.85 nCLB0.85= 17.173 nCLB=20.20

PARA F= 0.90 nCLB0.90= 17.173 nCLB=19.08

Se necesitara 19 clb de 30 c/u con un factor 7de y 2 di y un factor de seguridad del 90%

PROBLEMA 3:Las condiciones operativas de un pozo:

Dimetro de la broca: 8


Tuber ia de perforacin 4 DE 16.6 LBS/PIE

Cuello lastra barrenas6 D.E, 3 DI, 89 LBS/ PIE


48/89

Densidad del lodo 12 LB/GLN

Profundidad8450

desviacin 3

Se requiere perforar hasta 10 000; pero como el peso del mastil del equipo de perforacion hallegado a su maxima capacidad es necesario cambiar las condiciones operativas a las siguientes:

peso sobre la broca: 4000 lbs/ pulg

tuberiade perforacion combinada: 4 de, 16.6 lbs/pie

cuellos lastra barrenas: 6 de , 3 di , 83 lbs/pie

densidad del lodo: 12 lbs/gln

Se pregunta:

Como estar constituida la nueva sarta de perforacin?

Solucin :

Condicin inicial

BROCA= 8.5 D= 8450

WOB= 5000 lb/pulg = 3

m= 12 lbs/gln WTP= 16.6 lbs/ft 4 D.E W CLB= 89 LB/FT

SE TIENE

5000x8.5= 0.9 LCLB x 89 (1-0.015x 12) cos 3

LCLB= 647.945= 648

Luego: D= LTP+ LCLB

8450= LTP+ 648 LTP= 7802

Por lo tanto

Wsp1= L TPW TP+L CLBWCLB Wsp1= 16.6x7802+83x 648

Wsp1=187185.2

Condicional final:

broca= 8.5 pulg = 3


49/89

WOB= 4000 Wtp= 16.6 lbs/pie

m= 12 lbs/gln W tp= 13.3 lbs/pie

D= 10 000 W CLB=89 lbs/pie

4000x 8.5 = 0.90x L CLB x 89 (1-0.015x12) cos 3Lclb= 518.3 Lclb=518

Por lo tanto

WspF= (L TPW TP+ L TPW TP + L CLBWCLB)

WspF= 16.6 L TPx 13.3 L tp+ 83x 518

16.6 L TPx 13.3 L tp x46102 = Wsp2

Pero Wspi= Wsp f

187, 185.2= 16.6 L TPx 13.3 L tp x46102

16.6L TP+13.3 L tp = 141 083. 2 (1)

ADEMAS

D= L TP+ L tp + L clb= 10 000

L TP+ L tp= 9482

-13.3 Ltp - 13.3 Ltp= -126 110.6(2)

(1) + (2)

3.3 Ltp= 14972.6 Ltp=4537. 15 = 4537

En (1) : L tp= 4944.8 = 4945

Luego:

L clb=518 ; 6 DE , 3 DI , 89 LBS/PIE

L TP= 4537 ; 4 DE , 16.6 LBS / PIE

L tp= 4945, 3 DE, 13.3 LBS/PIE


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BROCAS DE PERFORACION

CAPITULO V

PARTE PRCTICAPROBLEMA 1:Dadas las siguientes condiciones operativas de un pozo:

Costo por pie perforado: $37.60

Formacin: anhidrita

Costo de la broca: $ 1400

Costo del equipo de perforacin: $ 12000/dia

Dimetrode la broca : 8

Peso sobre la broca : 5300 lbs/pulg

Intervalo perforado: 245 pies

Velocidad promedio de la perforacin: 22 pies/hr

Tiempo por viaje redondo: 0.5 hora /1000 pies

Se pregunta: cul es la profundidad del pozo?

Solucin:

Se tiene: C= $37.6

B= $ 1400

Cr= $ 12 000 /dia . 1 dia / 24 hr= $500/ hr

P= 22 PIES/ HR P= t= = /= 11.136 hrs t= 11 hrs

F= 245 PIES

T= ( 0.5 HRS/ 1000 PIES).D

Si C= + + T= - t

. D=

. - 11= 4.624 D= . . D= 9248


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PROBLEMA 2: calcular el costo por pie de una broca de 7 7/8 que ha estado bajo las siguientescondiciones operativas:

Profundidad: 5000

Formacin: calizas compactas

Costo de la broca: $3000

Costo diario del equipo de perforacio: $ 12000

Peso sobre la broca : 4500 lbs/ pulg

Desviacin: 25


Cuellos lastrabarrenas: 6 DE , 76 LBS/ PIE

Tuberia de perforacion: 4 de, 16.6 lbs/pie

Longitud de cada cuello lastra barrena:

Tiempo de viaje redondo: 0.5 hrs+ 0.133hrs/barra de cuello lastrabarrena + 0.5 hrs/1000 de tuberiade perforacion

Total de pies perforados: 288

SOLUCION:

SE TIENE B= $3000

Cr= $ 12000 /dia x 1dia/24 hr = $500 /hr

P= 12 PIES /HORA

T= 0.5 HR + 0.133HR/BARRA CLB + 0.5/ 1000 TP

F= 288 PIES

LUEGO t= = t= 24 hrs

n barras clb= ? NOTA : n barras clb

n clb

LTP= ?

D= 5000 PIES WCLB= W CLB (1-0.015 m) lCLB= 30

WOB= 4500 LBS/PULG WOB= WOB BROCA l barra CLB= 3lCLB


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BROCA= 7 7/8 = 7.875 pulg LCLB= 90 nBARRAS CLB= 30nCLB

= 25 WOB= 0.9 LCLB WCLBCOS

m= 10 lbs/gln WOBBROCA=0.9x90 n barra CLBW CLB(1-0.015 m)COS

WCLB= 76 LB/FT

4500x 7.875= 0. 9x90 n barra CLB76 (1-0.015 10) COS25 n barra CLB= 7.47 LCLB= 90x 7.47 LCLB= = 672.3

LUEGO: LTP=D- LCLB= 5000- 672.3 : LTP=4327.7

EN T= 0.5 HR + 0.133HR x7.47 + 0.5/ 1000 TP x 4327.7 T= 3.7 HORAS

Entonces: C= + + C= + . + = 58.507 C= $ 58.51/PIE

Problema 3:Dadas las siguientes condiciones

Profundidad: 9000

Costo de la broca: $3000

Costo diario del equipo de perforacin: $ 12000/DIA

tiempo de viaje redondo: 0.5 HRS+ 0.133HRS/BARRA DE CUELLO LASTRABARRENA + 0.5HRS/1000 DE TUBERIA DE PERFORACION

Longitud de cada cuello lastra barrena: 90 Peso sobre la broca: 5800 lbs/ pulg

dimetro de la broca: 8 3/4

Velocidad de la mesa rotativa: 100 rpm


Cuellos lastrabarrenas: 86 LBS/ PIE

Tuberia de perforacion: 16.6 LBS/PIETIEMPO ROTANDO (HRS) 5 10 12 14 16 18 20 22 24PERFORANDO (PIES) 137 250 288 322 352 378 400 420 430Se pregunta a que hora deberia haberse sacado la broca?


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SOLUCION

SE TIENE

D= 9000 PIES l barra= 90

WOB= 5800 LBS/PULG

BROCA= 8 3/4 = 8.75 pulg

= 0

LCLB= 90 nBARRAS CLB

m= 10 lbs/gln

WCLB= 85 LB/FT

SI

WOBBROCA=0.9 LCLB W CLB(1-0.015 m) COS

5800x8.75=0.9x90 n barra CLB85(1-0.015x12) COS0 n barra CLB= 8.989 = 9 n barra CLB=9

luego LCLB= 90 x9 = 810

LTP=D- LCLB= 9000- 810 : LTP=8190

Tambien se tiene:

B= $2400

Cr= $ 12000 /dia x 1dia/24 hr = $500 /hr

T= 0.5 HR + 0.133HR/BARRA CLB + 0.5/ 1000 TP

T= 0.5 HR + 0.133HRx9 + 0.5/ 1000 (8190+F)

T= 5.782+ 0.0005F T= 5.8+ 0.0005F ..(2)

ENTONCES

C= + + C= + . + . + .(1)


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Reemplazando los valores de la tabla en 1 en 2 se tiene

T F T C5 137 5.869 57.184

10 250 5.925 41.450

12 288 5.944 39.48614 322 5.961 38.44916 352 5.976 38.03418 378 5.989 38.08120 400 6.000 38.50022 420 6.010 39.06024 430 6.015 40.483

Problema propuesto: se ha terminado de perforar un pozo lass 3 ultimas brocas empleadas, estndetalladas a continuacin:

La sarta de perforacin al final de la perforacin ha consistido de :

Tuberia de perforar: 9600

Cuello lastrabarrena: 600

Peso del equipo elevador: M= 15000 LBS

SE PREGUNTA

a) Si el costo del equipo es de $4800 por dia

35.000

40.000

45.000

50.000

55.000

60.000

5 10 12 14 16 18 20 22 24

Series1


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# TIPO COSTO DESDE HASTA WOB RPM PIES/HORA T viaje

1 ATJ-1 $1500 7000 9000 35 120 41.7 6 hrs2 ATJ-

11$4000 9000 10 000 50 80 25 8 hrs

3 ATJ-

13

$5000 10000 10200 60 60 10 9 hrs

La sarta de perforacin al final de la perforacin ha consistido de:

Tuberia de perforar: 9600 ; 4 DE ; 16.6 lb/ft Cuellos lastrabarrenas: 600; 7 DE ; 117.5 LBS/FT Peso del equipo elevador: M=15000 LBS

Se pregunta:

a) si el costo del equipo es de $ 4800 por dia calcular los costos en dolares/piecorrespondientes a cada broca

b) se estuvo usando lodo de 10.2 lb/gln hasta los 10 000 fts, done se cambia de peso a 11lb/gln para perforar una zona de alta presion. evaluar las ton-millas en el cable desdeque se empezo a perforar ha 7000 pies, hasta que se saco la tuberia a 10 200 pies paracorrer registros elctricos. la longitud de un stand de tuberia es 90 pies


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FUERZA MOTRIZ(CAP VI)

PARTE PRCTICA

Problema 1: El malacate de un equipo de perforacin esta accionado por tres grupos de motores,cada uno con su respectiva transmisin, bajo carga de la cadena de impulsin del malacate.


Potencia total de los motores: 900 HP

Nmero de lneas armadas entre las poleas del montn viajero y las poleas del caballete porta poleas: 8

Tubera de perforacin: 4 D.E..I.F. 16.6 lbs/pie Cuellos lastra barrenas: 6 D.E , 89 lbs/pie

Peso del caballete porta poleas: 12,000 lbs Peso del montn viajero y gancho, integrados: 11,600 lbs Peso de la unin giratoria: 4,690 lbs Densidad del lado: 12 lbs/gln Desviacin del pozo: 25 Dimetro de la broca: 8

Se pregunta:

a) Cul deber ser la longitud de la tubera de perforar y la longitud de los cuellos lastra barrenas, que permitir colocar el mayor peso sobre la broca con la mxima capacidad de

los motores del malacate, para llegar a 12,800 pies de profundidad? b) Cul ser el mayor peso que se podr colocar sobre la broca?

Solucin:

a) HPmotor= 900 (TOTAL) n=8 =12 D= 12800 PIES # MOTORES= 3W TP =16.6 WCLB=89WMV+G=11600 lbs WUG=4690 lbsSi n=8 S8=90 pies/minWg= .= 237 666 LBS ii) por otro lado Wg= (WTPLTP+ WCLBLCLB) ( 1-0.015 m) + WU G + WM V+ ganchoWg= (16.6LTP+ 89LCLB) ( 1-0.015 12) + 11600 + 4690= 237 66616.6 LTP +89LCLB= 269970.7.(1) Iii) si D= 128000 LTP+ LCLB = 12800.(2)

DE (1) 16.6 LTP +89LCLB= 269970.7(2)x -16.6 -16.6 LTP -16.6LCLB= -212 480

72.4 = 57 490.7


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Lclb= 794.07 piesEn (2): LTP= 12800 794.07 = 12005.9 PIESLCLB= 795 LTP= 12005 SI LCLB= 795

Wclb= 89 lb/pie =25 =12

WOB= 0.9 WCLBLCLB(1-0.015 )COS WOB= 0.9 89x795(1-0.015x12)COS25 WOB= 47324.8 lbs WOB= 47325 lbs

Problema 2: Calcular la eficiencia trmica al freno de un motor que usa 150 ltrs de combustible enuna hora, mientras desarrolla 850 caballos al freno. El poder calorfico del combustible es de 5040Kg-Cal/ltr. Asi mismo, una Kgr-Cal es igual a 426.7 Kg-m.

SOLUCION:SI e b= x 100

Q=5040Kg-cal/lts x 150lts/hr=756000kg-cal/hr x426.7kg-m/1kg-cal x1cv/(75kg-mt/seg x 3600seg/hr

Q=1194.76 cv

Wb= 850 cv

e b= v. vx 100= 71.14% eb=71.14%

Problema 3: Hasta que profundidad se podr perforar con un equipo de perforacin que tiene unmalacate que es impulsado por dos grupos de motores de 400 HP cada uno con sus respectivastransmisiones.

Las condiciones de operacin son las siguientes:

Dimetr o del pozo: 8 Tubera de perforacin: 4 DE. IF. 16.6 lbs/pie Cuellos lastra barrenas:.. Desviacin: 25 Peso sobre la broca: 42500 lbs/pulg Lineas armadas entre las poleas del moton viajero y las poleas del caballete: 8 Peso del montn viajero y gancho: 8000 lbs Peso de la unin giratoria:34500 lbs Densidad del lodo: 10 lbs/ gln

Solucin:


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Se tiene HPMOTORES= 400 HP

BROCA=POZO= 8.5

WOB= 42 500 LBS WCLB=89 lbs/pie WUG= 3500

= 25 WTP= 16.6 lbs/pie n=8=12 LBS/GLN WMV+G= 8000 # motores:2

L CLB=30 n CLB

SI WOB=0.9 LCLB WCLB(1-0.015 m) COS

42500=0.9x30nCLBx 85 (1-0.015x12) COs25 nCLB= 23.798 nCLB=24

luego LCLB

= 30x24=720

HPg= HPmotor emmemg emm=0.95

HPg=2x 400 (0.952)(1-0.002x8)

HPg=606.48

Tambien: HPg= S8= 90 PIES/MIN

606.48= W=222 376 lbs..(1)

Como Wg= (16.6LTP+ 89x720 ) ( 1-0.015 12) + WU G + WM V+ gancho222376= (16.6LTP+ 89LCLB) ( 1-0.015 ) + 8000 + 3500

LTP = 11631.6

LTP = 11630

D= LTP+ LCLB = 11630 + 720 = 12350 D= 12350

Problema 4: Se requiere perforar un pozo a 12000 de profundidad

Las condiciones operativas son las siguientes: Dimetro del pozo: 7 7/8 Tubera de perforacin: 4 DE. IF. 16.6 lbs/pie Cuellos lastra barrenas:6 DE 76 lbs/pie Peso sobre la broca: 500 lbs/pulg Desviacin: 4 Nmero de lneas hacia abajo: 12


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Densidad del lodo: 10 lbs/ gln Peso del montn viajero y gancho: 13100 lbs Peso de la unin giratoria: 4500 lbs Peso del caballete porta poleas: 10,000 lbs

Se pregunta:Cul ser la potencia que se necesitara en el malacate para levantar la carga en el gancho?.

SOLUCION:

BROCA=POZO= 7.875 WOB = 5000 lbs/pulg

WOB= WOB BROCA WCLB=76 lbs/pie WUG= 4500

= 4 WTP= 16.6 lbs/pie n+2=12 n=10

=10 LBS/GLN WMV+G= 13100 D=12000

WOB BROCA =0.9 30nCLB WCLB lodoCOS

42500=0.9x30nCLBx 76 (1-0.015x10) cos4 nCLB= 22.63 nCLB=23

luego LCLB= 30x23=690

LTP = D- LCLB

LTP =12000- 690

LTP =11310

Luego Wg= (16.6x11310+ 76x690 ) ( 1-0.015 10) +13100+ 4500Wg= 221758 lbs

Como HPg= HPmotor emmemg = HPmalacate emg

HPg= HPmalacate emg

HPg=2x 400 (0.952)(1-0.002x8)

HPg=606.48

Tambien: HPmalacate emg = emg= (1-0.02n)

Si VL8= VL10= n Vgi n8S8= n10 S10 S8=90 pies/min

8x 90= 10 S10 S10= 72 pies/min


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Entonces:

HPmalacate(1-0.02x10) =

HPmalacate=604.8 HPmalacate= 605

PROBLEMA 5: Un equipo de perforacin tiene un malacate National 610 mecnico que esaccionado por dos grupos de motores cada uno de los cuales tiene una potencia de 375 hp. Lascondiciones de operacin son:

Peso de la unin giratoria: 7200 lbs Peso del gancho: 15260 lbs Peso del moton: 9380 lbs Peso del caballete porta poleas con sus poleas: 9045 lbs Nmero de lneas armadas hacia arriba: 10 Tubera de perforacin: 4.5 DE x 16.6 lbs/pie

Cuellos lastra barrenas: 6 x 80 lbs/pie Longitud de cada cuello lastra barrenas o tubo de perforacin: 30 Dimetro de la broca: 7 7/8 Desviacin del pozo: 20 Peso sobre la broca: 5500 lbs/pulg Densidad del lodo: 11 lbs/ gln

Se pregunta:

Profundidad hasta la cual se podr perforar.

Solucin:D=? HPMOTOR = 375 lclb=30 =l tp n=10 = 11 lbs/gln

HPMOTOR = 375 WTP= 16.6 LBS/PIE WCLB= 80lbs/PIE broca=7.875 pulg

WUG= 7200 lbs WG= 15260 lbs = 20 WOB=5500 LBS/PULG

LCLB= lCLB nCLB = 30 nCLB

WOB= WOB broca= 90% W CLB LODO cos20

5500x7.875= 0.90x 80 x 30 nCLB (1-0.015x 11) cos20

nCLB= 25.55 = 26

LCLB=30 x 26 = 780

Wg= (16.6x11310+ 80x690 ) ( 1-0.015 11) +15260+ 9380+ 7200Wg= 13.86 LTP+ 83 944..(1)


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VL8= VL10= n Vgi n8S8= n10 S10 S8=90 pies/min

8x 90= 10 S10 S10= 72 pies/min

HPg= 2 HPMOTOR (95%)2(1-0.02n)

HPg=2x 375(0.95)2(1-0.02x10)

HPg=541.5

HPg = 541.5= W= 248187.5 LBS.( 2)

LUEGO (1)=(2)

13.86 LTP+ 83 944 =248187.5 LBS Ltp= ltp ntp = 30 ntp

13.86 x30 nCLB+ 83 944 =248187.5 LBS nCLB=394.97=395 tp de 30

En (3) Ltp= 11850 Pero ltp(barra)= 3x30 = 90 L tp=90 ncsp

13.86 x90 ncCLB+ 83 944 =248187.5 LBS

ncCLB= 131.66 = 132 tub de 90

Ltp=90x 132= 11880

D= Ltp+ Lclb= 11880+ 780 = 12660 D= 12660

Problema 6 (ex. Susti):el tamao del tambor de un malacate es de 22x 46 (dimetro:22yancho:46). Las condiciones operativas son las siguientes:

Dimetro del pozo: 7 7/8 Peso sobre la broca: 5500 lbs/pulg Peso de la unin giratoria: 3300 lbs Peso del gancho y el motn: 8385 lbs Peso del caballete porta poleas 9265 lbs Cuellos lastra barrenas: 6 x 84 lbs/pie Tubera de perforacin: 11500 4.5 DE x 16.6 lbs/pie Densidad del lodo: 9.5 lbs/ gln Desviacin del pozo: 22 Nmero de lneas armadas hacia arriba: 10 Transmisin: 3 cadenas y 3 ejes

Se pregunta:Cual deber ser la potencia total de los motores que accionan el malacate?

SOLUCION


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broca=POZO =7.875 pulg HPMOTOR = 375 LTP=11500 n=22 = 9.5lbs/gln

WMV+G= 8385 lbs WTP= 16.6 LBS/PIE WCLB= 84lbs/PIE WOB=5500LBS/PULG

WUG= 3300 lbs = 22

MALACATE=22 R=11 S=90PIES/MIN

N= = = /= rad/min x 1revolucion/2 rad N= RPM..(3)

F= WG/ (n(1-0.002n)(4)

Wg= (16.6LTP+ 89x Lclb ) ( 1-0.015 9.5) + WU G + WM V+ gancho..( Hallando: Lclb=

WOB=WOB= broca=0.9x 84 LCLB(1-0.015x m)cos

5500x7.875= 0.9x 84 LCLB(1-0.015x9.5)cos22 LCLB= 720.6 fts

En Wg= (16.6x11500+ 89x 720. ) ( 1-0.015 9.5) + 3300+ 8385Wg=22 7286.568 lbs x1 . =103312.07 kgrEn (1)

HPMALACATE= . . /

HPMALACATE=749.75 hp

HPMALACATE=750 hp

En 749.75= HPMotor (0.98)3+3 motor: 3cadenas, 3 ejes HPMotor= 846.4 hp

Problema 7: (ex. Susti) el malacate de un equipo de perforacin es accionado por tres grupos demotores cada uno de los cuales tiene una potencia de 300 HP. El sistema de combinacin de losmotores tiene 3 ejes y 3 cadenas baja carga de la cadena de impulsin al tambor del malacate.

Las condiciones operativas son:

Dimetro del tambor del malacate:22 Ancho del tambor del malacate: 46 Velocidad del gancho con carga mxima: 72 pies/min Nmero de lneas armadas hacia abajo: 12 Dimetro de la broca: 8 1/2 Peso sobre la broca: 5500 lbs/pulg


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Desviacin del pozo: 25 Cuellos lastra barrenas: 6 x 89 lbs/pie Tubera de perforacin: 4.5 DE x 16.6 lbs/pie Peso de la unin giratoria: 4500 lbs Peso del moton viajero: 11 000 lbs Peso del gancho: 4500 lbs Peso del caballete porta poleas 9000 lbs Densidad del lodo: 12 lbs/ gln

Se pregunta: Cul ser la mxima pronfudidad que se podr perforar?

Solucion:

Broca=8.5 WOB=50 00 LB/PULG WCLB= 89 LBN/PIE = 25 =12 LBS/GLN

LCLB= ? WOB broca = 0.9 L CLBx WCLB(1-0.015X ) COS 258.5X 5000= 0.9 LCLBx89(1-0.015X12) COS 25

LCLB= 713.95pies

HPMALACATE= ? HPG= HPMOTORemme m-g HPmotor = 300 HP N de motores= 3

3 ejes, 3 cadenas emm= 0.98

HPMALACATE=HPMOTORemm HPMALACATE=3x300x(0.98)3+3 HPMALACATE=797.26

Wg=?

Wg= (16.6LTP+ 89x Lclb ) ( 1-0.015 9.5) + WU G + WM V+ ganchoWug= 4500 lb

Wmv= 11 000 lb

Wg= 4500 lbs

Wg= (16.6LTP+ 89x 713.95) ( 1-0.015 12) + 11000+ 4500+ 4500Wg=13.2 LTP+ 72104.07.(1) W: lb

Se sabe que: = Fx R= HPMALACATE=F R

..2 N= RPM F= Kg R=mt R=? COMOTAMBOR MALACATE= 22PULG R= 11 PULGx0.0254 MT/PULG R= 0.2794 MT

N=? n+2=12 n=10 Vg= 72 pies/min

W=N= = = / = 785.5 rad/min


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N=785.5 rad/min x 1 revolucion/2 ad N== 125 RPM

Luego en (2)

785.5=F . F= 16 349.2 Kgrx 2.2 lbs/ kgr

F=3568.24 lb = .

= 287 745.92 lbs..(3)

(1)=(3)

13.2 LTP+ 72104.07=287 745.92 lbs LTP= 15 842

Por lo tanto:

Profundidad max. D= Ltp+LCLB

D= 15 842+ 713.95= 16555.95 D=16556

Problema 8 : El malacate de un equipo de perforacin esta impulsando por 2 grupos de motores,cada uno de los cuales tiene 356 HP. Las condiciones operativas son las siguientes:

Dimetro de la broca: 8 1/2 Peso sobre la broca: 5500 lbs/pulg Tubera de perforacin: 4.5 DE x 16.6 lbs/pie Cuellos lastra barrenas: 6 x 89 lbs/pie Longitud de cada tubo de perforacin o Cuellos lastra barrenas: 30 Densidad del lodo: 10lbs/ gln Peso de la unin giratoria: 4900 lbs Peso del moton viajero y el gancho: 11 600 lbs Peso del caballete porta poleas 12480 lbs Desviacin del pozo: 20

Con estas condiciones operativas, la capacidad de perforacin de este equipo de perforar es de12700. Se pregunta:

Cuantas poleas deber tener el moton viajero para que la sarta de perforacin puedea extraerse a60 pies/min

SOLUCION

broca=8.5 WOB=5500 LB/PULG W CLB= 92 LBN/PIE = 20 =10 LBS/GLN

LCLB= ? 8.5X 5500= 0.9 LCLBx92(1-0.015X10) COS 20


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LCLB= 706.88

SI D = LTP+ LCLB = LTP+706.88

LTP= 11 993.12

S= 60 PIES/MIN (DATO) WTP= 16.6 LBN/PIE Wug= 4900 lb Wmv+G= 11 600 lbWg= (16.6LTP+ 92x Lclb ) ( 1-0.015 9.5) + WU G + WM V+ ganchoWg= (16.6X11 993.12+ 92x 706.88 ) ( 1-0.015 10) + 4900+11600Wg=241 000.94 LBS

LUEGO: HPg= = . HPg=438.18 (1)

HPg= HPMOTOR X emmemg

HPg=2x 356 x (0.95)2 (1-0.02n).(2) 1=2

438.18= 2x356x (0.95)2(1-0.02n)

1-0.02n= 0.68 n=15.9 n= 16

Por lo tanto el numero de poleas es igual = 16/2=8 poleas

Problema9: el malacate de un equipo de perforacin es accionado por 2 grupos de motores quetienen una potencia total de 900 hp y cuyo sistema de combinacin esta formado por 2 ejes y 2

cadenas bajo carga de la cadena de impulsin del tambor del malacateLas condiciones son las siguientes:

Dimetro del pozo: 8 1/8 Peso sobre la broca: 5500 lbs/pulg Peso de la unin giratoria: 4500 lbs Peso del gancho y el moton: 13100 lbs Peso del caballete porta poleas 9045 lbs Cuellos lastra barrenas: 850, 6 x 92 lbs/pie Tubera de perforacin: 11130 4.5 DE x 16.6 lbs/pie Densidad del lodo no mayor de : 11 lbs/ gln Desviacin del pozo: 28 Nmero de lneas armadas hacia abajo: 12 Malacate : 20 x 46

Si se requiere perforar 2010 pies adicionales y se desea sacar la broca del pozo a la mayor velocidad posible. Cuando se haya llegado a la nuevamedida


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Solucin:

Si broca=8.5 WOB=5500 LB/PULG W CLB= 92 LBN/PIE = 28 =11 LBS/GLN

LCLB= ? 8.5X 5500= 0.9 L CLBx92(1-0.015X11) COS 28

LCLB= 765.83 LCLB=766 PIES SI n+2= 12 n=10Si Ltp=11130 L clb=850 D= 11 130+ 850= 11 980

Pero se requiere perforar 2010 adicionales

D= D+ 2010= 11980 + 2010= 11 980

L tp= D - L clb= 13990-766 L tp=13 224 PIES

Wtp= 16.6 lbs/pie Wug= 4500 lb

Wclb= 92 lbs/pie Wmv+g= 13 100 lbs

Wg= (16.6X13224+ 92x 766) ( 1-0.015 11) + 4500+13100Wg=259 741.98 LBS . 1kgr/2.2 lbs Wg=118064.54 kgr

Luego F= .=. kgr

. F= 14 758 kgr

R= 20/2 = 10 pulg x 0.0254 pulg/1 pulg 0.254mt= R

HPMALACATE=HPMOTORemm n=10 # motores = 2 2 ejes 2 cadenas emm= 0.98

HPMOTOR = 900 hpHPMALACATE= 900 x ( 0.98)4

HPMALACATE= 830 hp

Luego HPMALACATE= F R

830= . N=158.58 RPMx2rad/1 revolucion

N= 996.38 Rad/min = Vl/R Vl= N R

Vl=nVg =996.38x 10 pulg/12 = 830. 32 pies/min

nVg= 830.32 Vg= 830.32 / 10 Vg= 83 pies/min


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CAPITULO VII

BOMBAS DE LODO

PARTE PRCTICA

PROBLEMA 01: Una bomba de lodo National , doble , doble actuante, tipo K-500-A , de 7 x15 est impulsada por motores que desarrollan una potencia total de 513 HP , cuando dicha bombaa 70 cpm. Se pregunta. Cul ser la mxima presin de descarga en la lnea de salida del lodo de la bomba?

Nota: dimetro varilla pistn = 2

Solucin:

Si se tiene la bomba de lodo 7 x 15

D=7.25 Diametro exterior de la camisa S=15 longitud de la carrera

d= 2.5dimetro de la varrilla HP=513 potencia total impulsada por motores

N=70 CPM revoluciones por minuto del cigeal

Para una bomba doble, doble actuante

q=0.00679(2D2-d2)SNev ev= 90

q=0.00679[2(7.25) 2-(2.5)2]x15x70x 0.90

q=634.4 gmp

HHP: CABALLaje hidraulico

HHP= = emevHP

P= emev

P= . . . P=1060 LBS/PULG2

PROBLEMA 02: Una bomba de lodo national K-500-A , de 7 x 15 , doble , doble actuante, est equipada con camisas de 6 y es impulsada por motores que tienen una potencia total de

570 HP . Si la varilla del pistn es de2 5/8 de dimetro y la presin en la lnea de descarga de la bomba de lodo es de 1350 lbs/pulg2 , se pregunta: A cuntas carreras completas por minuto, del pistn deber trabajar la bomba el mximo caudal?

SOLUCION

Bombade lodo 7 x 15 ESTa EQUIPADA con camisas de 6


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D=6.5 : dimetro de la camisa S= 15 : LONGITUD DE LA CAMISA

N=? d=2.625: diamtro de la varilla P= 1350 psi presin de descarga

Bomba doble, doble actuante

q=0.00679[2(6.5)2-(2.625)

2]x15xNx 0.90

q=7.11N

PERO

HHP=emevHP= 570X0.85X 0.90= . N=78 cpm

PROBLEMA 03: Una bomba de lodo, doble, doble actuante 6 x 16 es accionada por motoresque tienen una potencia de 600HP. Si el dimetro exterior de la tubera de perforar es de 4 y lavelocidad de flujo que se desea tener en el espacio anular es de 180 pies/minutos, se desea conocer,cul ser la mxima presin que se tendr en le lnea de descarga de lodo de dicha bomba?Dimetro de la broca es de 8 pulg.

Solucin

TP=4.5 POZO=8 f e a= 180 pies/min HP=600 hp

COMO Q= A.V A=[ 2POZO- 2TP]= [82-4.52] A=34.36 34.36 pulg2

Q=34.36 pulg2x 180 x x

Q=321.29 gln/min

Luego: HP emev= P= emev P= . . . P=2450LBS/PULG2

PROBLEMA 04: Una bomba de lodo de 6 x 8 triplex national 8 - P-80, est equipada concamisas de 6, varillas de pistn de 2 y est trabajando a 140 carreras por minuto, se pregunta:


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a) Volumen de lodo que podr desplazar esta bomba en 30 min. b) Si la bomba esta impulsada por motores que tienen una potencia total de 720 HP, Cul

ser la mxima presin de bombeo de dicha bomba?

SOLUCION:

a) SI la bomba de lodo 6 x 8 1/2 esta equipadacon camisas de 6

D=6 : dimetro de la camisa S= 8.5 : longitud de la camisa

N=140 cpm d=2.625: dimetro de la varilla P= 1350 psi presin de descarga

Para Bomba triplex

q= D2 S N 3 v v=100%q=0.0102x(6)2x8.5x140 q= 436.968 gpm

Como q= = q t t=30 min

=436.968x 30 x 1bbl/42 gln=312.2 bbl =312 bbl

b) Si HP=720 HP

HP emev= P= emev P= . . . P=2400LBS/PULG2

Problema5: una bomba de lodo doble, doble actuante: 6x 16 tiene varillas de piston de 2 yesta operando a 60 cpm a cuantas rpm(cpm) deber una bomba triple de 6 x 12 para quesuministre el mismo caudal?

Solucin:

Para la bomba de lodo doble actuante 6 x 16

D= 6 Sd=16 d= 2.5 Nd=60cpm

qd=0.00679(2D2-d2)Sd Nd ev ev= 90%

Para la bomba de lodo triplex 6 1/2 x 12

Dt= 6 St=12 Nt=?

qt=0.0102xD2T x ST x NT x ev ev=100%

por la condicion del problema qd=qt

0.00679[2(6) 2-(2.5)2]x16x60x 0.90=0.0102x(6.5)2x12x Nt x 1


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Nt=74.59 cpm Nt=75 cpm

Problema 6: Un pozo se esta perforando con brocas de 8 y tuberia de 4 de dimetroexterno. La bomba de lodo es NATIONAL TRIPLEX TIPO 8-P-80 6 Y 8 VOLUMEN DELODO 850 bbls . si se requiere mantener una velocidad de circulacin de 180 pies/min en elespacio anular. El dimetro del piston es de 6 y el dimetro de la varilla es 3

a) Cual ser el numero de carreras por minuto de los pistones? b) Tiempo necesario para que el lodo de 2 vueltas al sistema?

Solucin:

a) Para el espacio anular

POZO=8.5 TP=4.5 = 180 pies/min

A= [ 2POZO- 2TP]= [8.52-4.52] A=40.84 pulg2

luego Q= A.V

Q=40.84 pulg2x 180 x x Q=381.88 gpm

qea=381.88 gpm(1)

Para la bomba trilex de 61/4 x 8 con diametro de piston de 6

D=6 S=8.5

qt=0.0102xD2 x ST x NT qt=3.1212 NT(2)

Sea qea=qt

(1)=(2) 381.88=3.1212 NT NT= 123 cpm

b) si Vlodo = 850 bblx 42gln/1bbl= 35700 glns

como q= t= t= . =93.48min t=93.48min

PROBLEMA 07 : se esta perforando un pozo con una broca de 7 7/8 y tubera de perforacin de 4

DE. Por razones de cacarter operativo se necesi ta tener en el espacio anular una velocidad de175 pies/min.se pregunta

a) Cual ser ser el caudal de salida de la bomba?b) Si se necesita una presin de circulacin en el sistema del lodo de 1200 lbs/pulg 2

Cual ser la potencia total de los motores que impulsan la bomba de lodo doble, dobleactuante?


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c) Si la bomba fuera triple ( triplex) cual debera ser la potencia total de los motores queimpulsaran dicha bomba?

Solucin:

a) Si

POZO=7.875

TP=4.5 = 175 pies/min

A= [ 2POZO- 2TP]= [7.8752-4.52] A=32.8 pulg2

Q= A.V Q=32.8 pulg2x 175 x x Q=298 gpm

b) Si P=1200 PSIBOMBA DE LODO DOBLE ACTUANTE : em=0.85 ev=1.0HP emev= HP=

. . HP= 245hp

Problema 08: Un equipo de perforacin rotativa tiene 2 bombas de lodo, una de ellas es de 7 x16 EDECD MM-1000. piston 2 5/8el nmero de carreras completas por minuto con que esta trabajando uno de los pistones es de 30en caso dejara de estar en condicin de operacin esta bomba de lodo se desea conocer elnmero de carreras completas por minuto a las que debera trabajar cada piston de la otra bombade lodo que es de 6 3/4 x 9 nat ional 9-P-1000 TRIPLEX que esta equipada con pistones de 5 y varillas de piston de 2

Solucion:

BOMBA DE LODO DOBLE ACTUANTE: 7 x 16 con pistones de 6

DD= 6 SD=16 dD= 2.5/8=2.625 ND=30cpm

qD=0.00679(2D2-d2)SD ND ev ev= 90%

qD=0.00679(2(6)2-2.6252)16 30 0.9

qD=190.98 GPM(1)

bomba de lodo triplex 6 3/4 x 9 1/4CON PISTONES DE 5

DT= 5 ST=9.25 NT=?

qt=0.0102xD2T x ST x NT x ev ev=100%

qt=0.0102x5.52T x 9.25 x NT x ev qt=2.85NT(2)


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SEA qd=qt

1=2 190.98=2.85NT NT=67CPM


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FLUIDOS DE PERFORACION

CAPITULO VII

PARTE PRCTICA

PROBLEMA 1: Una bomba de lodo doble, doble actuando de 8 x 16 esta operando a 50 carreraspor minuto. El sistema de lodo contiene 1500 lbs de barro de 11 lbs/gln. Se desea agregarsuficiente agua para aligerar este lodo a 10 lbs/gln. El dimetro de la varilla del piston es de 2 pulg.Se pregunta:

A) Que volumen del barro original deber vaciarse para tener el mismo volumen final en elsistema?

B) A que velocidad uniforme deber agregarse el agua para completar la operacin en 2ciclos del sistema?

SOLUCION

a) SEA x bbl d e aguaSi Vlodo=1500 bbls =ctex ser tambin la cantidad que tenemos que sacardel lodo de 11lbs/glEntonces:

lf =densidad del lodo final li=densidad del lodo inicial H2O=8.33lbs/gln =

Wlf =Wli+WH2O lf 1500= li(1500-x) + H2Ox

10 .1500=11(1500-x)+8.33x= 561.8 bbl

b) Bomba doble actuante 8x16 D= 8 S=16 d= 2 N=50cpmqD=0.00679(2D2-d2)S Nev ev= 90%qD=0.00679(2(8)2-22).16 50 (0.9)qD=606.2 GPM

hallando el tiempo/ciclo que recorre el lodo en el sistemaq= t= t= . =103.9 min/ciclo

para 2 ciclos t= 103.9min/ciclo x2 ciclos t=207.8min


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luego Q= =

. Q= . .gpm= 113.54Q= 113.5 gln/min

Problema 2 : A 9000 pies de profundidad se debe encontrar una formacin que contiene petrleoa 4275 lbs/pulg 2. Que densidad deber tener el lodo para perforar esta formacin con un margende seguridad de 500 lbs/pulg 2.

Solucion

Para perforar la formacion con un margen de error de seguridad de 500 lbs/pulg2 a 9000

PFORMACION=4275+500=4775 PSILUEGO P=0.052mD

D: ProfundidadPm: Densidad del lodoP: Presion estatica que ejerce la columna de lodo

P= P FORMACION 0.052 mx9000 = 4775 m= 10.2 lbs/gln

Problema3: Un lodo a base de agua fresca contiene 8.5 % en volumen de solido de bajagravedad especifica. Si la gravedad especifica de dichos solidos es de 2.5 se pregunta

Cul ser la densidad del lodo?

Solucin:

Si Wlodo=Wsolidos+WH2O

lf Vlodo= liVS + H2OvH2O m= S + h20 (1)

Dato : = . = 0.085

Pero + =1 = 1-0.085=0.915


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S=8.33 G.ES= 8.33x 2.5 S=20.825lbs/gln

h20= 8.33 lbs/gln

Luego en (1): m=20.825x0.085 + 8.33 0.915 m=9.4 lbs/gln

Problema 4: Al tratar de bajar la sarta de perforacin a la profundidad de 11,850, despus dehaberle agregado un tubo, se observ que esta se ava atascado logrndose liberarla cuando se letracciono Con 65,000 lbs encima de su propio peso, se continua la perforacin hasta 12630 de. Cual se aument la densidad del fluido deperforacin de 13,9 lbs /gln a 15 lbs/gln, pues a 13,450 se deber encontrar otra are na, pero demayor precisin de pozos. A los 12,750 se volvi a atascar la sarta de perforacin logrndoseliberarla nuevamente pero con 90,000 lbs de tencin sobre el peso propio de la citada sarta.Si la arena probablemente se encuentra a 11,500, se pregunta: Cul es la presin de pozos de la

arena problema?Solucin

De la fig(1) Pa= PRESION DE LOS POROS DE LA ARENA PROBLEMA

Pa + PTRACCION= PFLUIDO PTRACCION=Pfluido- Pa

Pero la PTRACCION=PC= Pfluido- Pa= Pm- Pa Fc=( Pm- Pa )Ac

De la fig(a) Fc1= 65000 lbs Fc1=( Pm1- Pa )Ac ..( )

De la fig(b) Fc2= 90000 lbs Fc2=( Pm2- Pa )Ac.( )

)/( ) FF =P PaP Pa Pa(Fc2-Fc1)= Fc2 Pm1- Fc1 Pm2 Pa=F P F PF F


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Como Pm=0.052 mD D=11500

Pa=F . D F . DF F

Pa= . . .

Pa=6601.92 lbs/pulg2

PROBLEMA 5: Que cantidad de bentonita de 2,5 de gravedad especfica, debe mezclarse conagua para preparar 1,5 lts de lodo de 1,1 de gravedad especfica.?

Solucin:

Si: Vm=Vlodo= 1.5 lts Vm= 1500 cm3

m= h2ox G.Em=1x 1.1gr/cc= 1.1gr/cc h2o=1gr/cc bentonita= = h2ox G.Es=1gr/cc x2.5 s= 2.5 gr/cc

Luego Wlodo=Wsolidos+WH2O

lodoVlodo= sVS + H2OvH2O Como Vm=Vs+VH2O VH2O=1500- Vs

EN (1) lodoVlodo= sVS + H2O(1500- Vs)1.1x 1500=2.5 Vs +1(1500-Vs) Vs=100cm3

Pero

s= Ws= sx Vs Ws=2.5gr/cc x 100 cc

Ws=250 gr. . . =0.55 lbs Wbentonita= 0.55 lbs PROBLEMA 6 : Cuando se est perforando a la profundidad de 14,000 se pierde la circulacin dellodo. Las condiciones operativas son:

- Dimetro del pozo: 7 7/8

- Asiento de la tubera de revestimiento: 10500

- Densidad lodo: 14,2 lbs/gln

- Tubera de revestimi ento: 9 5/8 DE, 8,535 DI

- Tubera de perforacin: 4 DE, 16:6 lbs/jt

- Cuellos lastra barrenas: 650, 6 DE, 76 lbs/jt


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Si se necesitan 27 lb/s de agua para llenar el pozo por el espacio anular, bajo estas condiciones , sepregunta:

a) Cul ser la densidad del lodo para que no se pierda circulacinb) Cul ser la presin impuesta en el asiento de la tubera de revestimiento?

Solucion

pozo=7.875 TR =9.625DE T.R =8.535DI T.P=4.5DE

D=14000 HTR =10500 CLB =6 DE V H2O =27 BBLS

SI WF=Wi+WH2O W mF=Wmi+WH2O

mf Vmf = miVmi + H2OvH2O Dato V 1=27 BBLS V 1=27 BBLSx . = 151.605 ft3..(1)

Pero: V 1= [(8.535)2-(4.5)2]pulg2x .h1

V 1=0.287h1 (ft3)(2)

(1)=(2) 0.287h1 = 151.605 h1= 528.2

Si H= h1 + h2 =10500

h2=10500-528.2=9971.8

h3 +650= 14000-10500 h3=2850


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LUEGO

Vmi=V2 + V3 +V4 Vmi=A2 anular TP-TR h2 + A3 anular TP-POZO h3+ A4 ANULAR CLB-POZO h4

Vmi= . [(8.535)2-(4.5)2]9971.8+ . [(7.875)2-(4.5)2]2850+ . [(7.875)2-(6)

2

]650 Vmi=3601.97 FT3x 1bbl/5.615ft3

Vmi=641.5 bbl

En

mf = i . + H O l. + = . . + . . + 13.96 lb/gln mf =14 lb/gln

Nota: se puede hallarmf (tambin) con presiones:P14000= 0.433h1 + 0.052 mi(14000-h1)

P14000=0.433x528.2 + 0.052x14.4(14000-528.2)

P14000= 10 176.28 lbs/pulg2

P14000=0.052 mf D

10 176.28 lbs=0.052 mf 14000 mf = 14 lbs/gln

PROBLEMA 7: Cual ser la densidad final de un lodo de emulsin compuesto de 20% en volumen

de diesel y un barro a base de agua de 10 lbs/gln. G.E. diesel = 0,75.

Solucin:

M1=10 LBS/GLN DIESEL=8.33x 0.75=6.2475lbs/gln m2=?

vdiesel/ Vm2=20% Vm1/Vm2 =0.8

Si m2Vm2= m1Vm1+ dieselvdiesel m2= m1Vm1/Vm2+ dieselvdiesel/ Vm2

Luego m2= 10 0.8+ 6.2475 0.2 m2= 9.25 lbs/glnPROBLEMA 8 : A 500 bb/s de un lodo de agua fresca y arcilla que tiene una densidad de 9 lbs/gln sele agrega baritina hasta aumentar la densidad a 12 lbs/gln , se pregunta:

a) % de solido en peso del lodo de 12 lbs/gln.b) % de solido en volumen del lodo de 12 lbs/ gln.


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c) Sacos de baritina que debern agregarse al lodo de 9 lbs/gln para que la densidad del lodoaumente a 12 lbs/gln.

G.E. arcilla = 2,5

G.E. baritina = 4,3

Peso de un saco de baritina= 100 lbs.

Solucin:

b= GE b x 8.33= 4.3 x 8.33 b=35.819 lbs/gln

a) Sea V b(bbls) de baritina que se agrega al lodo de 9lbs/gln

Si: Wm2=W m1+W b V m2=Vm1+V b

m2Vm2= m1Vm1 + bV b m2Vm2= m1(Vm2-V b) + bV b m2Vm2= m1Vm2- m1V b + bV b

( m2- m1 )Vm2= V b( b - m1) % V b= x 100 . Peso V b = Wb/ b , Vm2=

= = ..

..

% W b= 33.19 %

a) EN : %V b= . x100= 11.186 %V b=11.19% b) SI m2Vm2= m1Vm1 + bV b

m2(Vm1-V b) = V b b+Vm1 m1 m2Vm1- m2V b) = V b b +Vm1 m1

Vm1 ( m2- m1 )= V b( b - m2)


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V b= Vm1

V b= 500 . = 62.97 =63 bblx 42 gln/1bbl

V b=2646 gln

Si b= Wb= bx Vb= 35.819 x 2646Wb=94777.074 lbs

N sacos baritina=94777.074 lbs/100 = 947.77

N sacos baritina=947.77

PROBLEMA 9: el volumen de lodo que hay en un sistema de circulacin es de 600 bbl, si ladensidad del lodo es de 16lbs/gln y el % en volumen de solido es de 34. Se pregunta:

a) % en volumen de los slidos en baja gravedad especifica 2,5.b) % en volumen de los slidos en baja gravedad especifica 4,3.

Solucin:

H2O=8.33lbs/gln s1= 2.5x8.33= 20.825lbs/gln s2= 4.3x 8.33=35.819lbs/gln

Si Wm=W s1+ Ws2+Wh2o %Vs1+%Vs2=34%.(1)

mVm= s1Vs1 + s2Vs2+ H2OVH2Om= s1 + s2 + H2O h o .(1)

= 1 h o=1 0.34=0.66

Peso V b = Wb/ b , Vm2=

En (1) 16=20.825 + 35.819 +8.33x 0.66a) 20.825 + 35.819 = 10.5022..

De (2) + =0.34

-35.819 -35.819 = -12.1785.


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b) % Vs1 =11.179% % Vs1 =11-18%En (2) % Vs2 =34-11.179% % Vs2 =22.82

PROBLEMA 10: Las siguientes son las condiciones operativas de un pozo:

- Dimetro: 12 - Velocidad de perforacin: 300 pies /hora- Gravedad especifica de los cortes = 2,5- Densidad del lodo que entra al pozo: 9,5 lbs/gln- Velocidad del lodo en el espacio anular pozo/tubera de 4 = 150 pies/min

Se pregunta: Cul ser la densidad del lodo en el anular?

Solucin

Si G.ECORTES=2.5 CORTES= S= 8.33 x 2.5 S=20.825lbs/gln

m2Vm2= m1Vm1 + sVsPara t=1 min

m2

problemas perforación - u.n.i. (1)

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