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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIRIA Ingeniería de Perforación de Pozos Profesor: Ing. Rafael Viñas Rodríguez. Alumno: Villagómez Pérez Miguel Ángel. Grupo:

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Fecha de Entrega: 9-Mayo-2016. Resumen de Cargas Axiales y fuerzas que se presentan en un Pozo.

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Criterios de Diseños de Cargas. Las diferentes condiciones y situaciones de operación a las que se enfrenta un pozo a lo largo de su desarrollo generan que se sometan a diferentes tipos de esfuerzos, también llamados eventos de carga. Es de suma importancia identificar la magnitud de dichas cargas quedando a criterio y experiencia del diseñador. La selección correcta de los materiales con los que estarán hechas los tramos de tubo a usar en el pozo, está en función de la evaluación correcta de las cargas a soportar, siempre considerando el costo económico mínimo a usar.

Cargas Axiales Actuando en el Pozo. Las cargas axiales se presentan desde que se introduce los tubos en el interior del pozo, el peso propio de los mismos por acción gravitacional; debido a que los tubos se introducen en presencia de un fluido de control, esto ocasiona considerar el efecto de flotación, arrastre o fricción debido al contacto de tubería contra la formación. Es importante considerar que la capacidad de resistencia axial debe ser superior a la carga axial impuesta para mantener un margen de seguridad. Consideraciones para estimar las cargas axiales: i.

Peso flotado. Porcentaje de pérdida de peso de la tubería por acción e flotación de los fluidos en el pozo.

ii.

Jalón. En casos de entrampamiento de la tubería, el perforador al trabajar la sarta ocasiona una tensión con un margen de jalón ya establecido. Choque o golpe de ariete. Una fuerza de choque generada por la aceleración y desaceleración durante la introducción de la tubería en el pozo.

iii.

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iv.

Fricción (arrastre). Las tuberías sufren un contacto ya sea con el agujero en el fondo del pozo o por el contacto que se tienen entre tuberías ya sea TRs con la sarta de perforación o TP con las TRs.

Cargas de presión actuando en el pozo. Las cargas por presión que se presentan en las tuberías son causadas por efecto de la presión hidrostática de los fluidos actuando tanto en el interior como en el exterior del tubo. Estas cargas por presión son las que definen la selección de los tubulares y son las cargas que principalmente generan esfuerzos en tubería para favorecer la falla por colapso y estallamiento. Algunos eventos de presión: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j)

Durante la introducción de la tubería. Durante la cementación. Después de cementada la TR. Pruebas de Presión. Pérdida de circulación. La condición de un brote. Por la migración de gas. Fuga en el tubing. Estimulación o inyección de fluidos. La producción de fluidos.

Cargas Torsionales y de flexión. Son aquellas cargas generadas por efecto del torque o par de apriete que experimentan las conexiones al momento de conectar en superficie cada tubería, así como las que se dan en pozos desviados. La magnitud de estas cargas puede proporcionar la deformación de los elementos de conexión (hombro, rosca y sello). I.

Torsión y flexión. En pozos con severidades altas es necesario estimar la carga por flexión que se presenta en las tuberías por efecto del cambio de ángulo en la verticalidad del tubo. El torque se manifiesta por efecto de la rotación que se le imprime a la sarta de tuberías. Se debe evaluar la magnitud de los esfuerzos tangenciales y la flexión que se genera por ellos.

Cargas no axiales (formaciones plásticas). Existen esfuerzos generados por la presencia de formaciones plásticas (domo salino). En los últimos tiempos se ha generado una serie de modelos que permiten cuantificar la magnitud del esfuerzo generado por la carga variable de una formación del tipo domos salinos; el estudio se ha hecho a través de la estimación del esfuerzo tangencial adicional generado por la sobrecarga de la tectónica del domo.

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Conclusión: A lo largo del resumen podemos identificar la importancia de identificar y conocer las diferentes causas de los esfuerzos axiales, para mantener siempre presente la importancia y el efecto que puede tener estos esfuerzos ya sea en las tuberías de revestimiento o en la formación, siempre manteniendo la integridad del personal como parte fundamental y también para hacer de manera funcional y económicamente rentable las diferentes operaciones desde la perforación, cementación y la producción de un pozo. Una completa evaluación de todos los esfuerzos axiales que se presentan en un pozo, garantizan la mejor manera de producir los hidrocarburos siendo este proceso de extracción lo más rentable posible.

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