Análisis de fuerzas en sellos (PBR/ sellos Mollyglass) I

En las operaciones de cementación de una tubería de revestimiento corta (Liner), sabemos que en el aparejo o la sarta para colgar la T.R. corta, uno de sus componentes es un mandril con elementos de sellos de teflón inerte, convenientemente resistente para altas presiones y temperaturas en el fondo del pozo, y de ácido sulfhídrico. 

Dichos sellos son alojados en un receptáculo pulido interior (PBR), ésta herramienta se puede colocar inmediatamente arriba o abajo del colgador, la cual proporciona un sello positivo durante las operaciones de cementación. 

Para prevenir que dichos sellos sean expulsados de su alojamiento, durante el bombeo de la lechada de cemento (Efecto del pistón), es necesario calcular éste efecto para contrarrestarlo con peso sobre el colgador. A continuación realizaremos un cálculo, como ejemplo, del efecto del pistón (Fig. 5.1)

Análisis de fuerzas en un empacador II

Observaciones: La fuerza resultante hacia arriba de 9256 kg originada por el yacimiento tratará de desempacar la herramienta. Para este caso se puede aplicar una de las siguientes opciones: 

a) Utilizar un empacador permanente o semipermanente cuando no se pueda represionar el espacio anular. 

b) Utilizar un empacador de compresión ancla doble, para auxiliar al empacador en su mecanismo hidráulico, producido por la diferencial de presiones.

Análisis de fuerzas en un empacador I

Operaciones.

1ro. Presiones en el pozo y área en donde actúan, y fuerzas:

a) Presión hidrostática en el área transversal entre T.R. y T.P.

b) Presión de formación en el área transversal del empacador y T.P.

c) Peso para anclar (6,500 kg).

2do. Ph =

10

1250.0´1.0

= 125.0 kg/cm2

At = 0.7854 (5.7912 – 2.3752)

At = 21.91 pg2 = 141.35 cm2

F = 125.0 kg/cm2 x 141.35 cm2 = 17,669

kg¯

Presión de formación esperada (Pf):

Pf = 0.090 kg/cm2/m x 2,500 m = 225

kg/cm2

At = 0.7854 x (5.7912 – 1.9952)

At = 23.212 pg2 = 149.754 cm2

F = 225 kg/cm2 x 149.754 cm2 = 33,695

kg­

Resultante = 33,695 kg – 17,669 kg – 6500 kg = 9,256.­

ANÁLISIS DE FUERZAS EN EMPACADOR Y EN SELLOS (PBR/SELLOS MOLYGLASS)

Análisis de fuerzas en un empacador
Datos:
· T.R.- 6 5/8”, N-80, 28 lb/pie, D.I.- 5.791”.
· T.P. - 2 3/8”, J-55, 4.7 lb/pie, D.I.-1.995”.
· Profundidad media de los disparos – 2500 m.
· Nivel de fluido – 1240.0 m.
· Se pretende anclar el empacador a 2490.0 m con 6,500 kg.
· Gradiente de presión de formación.- 0.090
kg/cm2/m

CÁLCULO DE LA FUERZA RESULTANTE

Generalmente nuestros cálculos en el pozo se relacionan directamente con las presiones y no con las fuerzas que pueden originar las presiones que actúan sobre su área determinada. Si consideramos más de una presión que influye en diferente sentidos y en diferentes áreas, entonces por lógica tendremos una fuerza resultante de todas ellas, que en este caso es la que tomaremos en cuenta en las operaciones del pozo, basándonos en un análisis de fuerza que nos proporcionará su cuantificación y el sentido, ya sea hacia arriba o hacia abajo. Para realizar un análisis de fuerzas en las condiciones de un pozo, se procede de la siguiente forma: 

1. Identificar las presiones y las diferentes áreas donde actúan cada una de ellas. 

2. Calcular las presiones y áreas identificadas. 

3. Encontrar la fuerza en cada una de éstas partes o secciones con la fórmula: 

Fuerza = Presión x Área.

 Considerando las fuerzas positivas en sentido hacia arriba y negativas hacia abajo. 

4. Realizar una suma algebraica para encontrar la fuerza resultante, y de acuerdo al signo del resultado será su sentido. Con los ejemplos que expondremos en el siguiente tema, podrá verificar con mayor claridad el procedimiento del análisis y sobre todo la importancia que tiene éste tipo de cálculos.

Aplicaciones III

Aplicaciones II

· Con la información anterior realizar un programa hidráulico para perforar hasta 3650.0 m, con un fluido de perforación de 1.68 gr/cm3 viscosidad plástica de 36 cps y punto de cedencia 12 lb/100 pie2

 · Con la información del programa de perforación de pozo del área en donde labora, realice un programa hidráulico y compárelo con el diseño del programa del pozo.