b. Colapso IV

2. Con el valor de r se entra a la Elipse de Esfuerzos sobre el eje de tensión encontrando un punto. Se baja una vertical hasta intersectar la curva, obteniendo el por ciento de resistencias al colapso (Z) que tiene la tubería cuando se tiene sometida a una cierta tensión. Este valor encontrado se multiplica por al valor del colapso dado en tablas y se obtiene el valor al colapso en el punto deseado (Rcbt) 

3. Este valor se compara con la presión que ejerce el fluido en ese punto. Si es menor, la tubería de trabajo no es recomendable por presión externa. Por lo tanto, se tendrá que acudir al siguiente grado de tubería y volver a hacer el diseño por colapso. Hasta que los valores de presión sean cercanos o iguales, nuestra sarta estará en condiciones favorables por colapso.

b. Colapso III

El procedimiento para calcular el colapso por tensión es el siguiente: 1. Contando con el peso en los extremos de cada una de las secciones diseñadas, se procede a calcular la constante adimensional (r) en los extremos de cada sección, definida con la siguiente expresión
.

Donde:

r = Constante adimensional

Tensión aplicada = Tensión originada por el peso de la tubería en el aire. En Kg.

Mop = Margen para tensionar, en Kg.

At = Área transversal del tubo, en pg2

Kb = Factor de flotación

___

PCP = Punto de cedencia promedio, en lb/pg2 (Tabla 6.2)

El punto de cedencia promedio (PCP) , es la media aritmética de la mínima y máxima resistencia cedente, para cada calidad de acero, como se aprecia en la siguiente tabla:

b. Colapso II

Cuando un tubo está sometido a una presión exterior uniforme, el metal está sujeto a esfuerzos de compresión, al aumentar la presión en condiciones de equilibrio, se contraerá uniformemente como cualquier cuerpo elástico, hasta una presión crítica donde el tubo es inestable y ocurre la falla plástica o colapso. El diseño de colapso por tensión consiste en determinar la reducción en la capacidad de la tubería para resistir presión externa como resultado de la tensión aplicada. Esto debe efectuarse en los extremos de cada sección de tubería diseñada previamente por tensión, de acuerdo a las siguientes deducciones: 

· Al tensionar una tubería se incrementa la capacidad a la presión interna. 

· Al tensionar una tubería, disminuye la capacidad de resistencia al colapso.

· Al comprimir una tubería, disminuye la capacidad de resistencia a la presión interna. 

· Al comprimir una tubería, aumenta la capacidad de resistencia al colapso. 

Con estos conceptos fue elaborada la gráfica de Elipse de esfuerzos biaxiales. (Gráfica 6.1)

b. Colapso - Gráfica I

Figura 6.4 Esfuerzos al colapso

b. Colapso

Este esfuerzo se debe principalmente al afecto de la presión exterior que ejerce la columna hidrostática de los fluidos de perforación o de control en los pozos. La magnitud de la presión depende de la densidad del fluido.
El colapso o aplastamiento también puede ocurrir al aplicar una presión externa que sumada con la presión hidrostática, incrementa la presión externa. El valor de la presión exterior aumenta en función de la profundidad y su valor máximo estará en el extremo inferior de la sarta de tubería, como se aprecia en la figura 6.4.

a) Tensión -Gráfica

Figura 6.3 esfuerzos a la tensión

a) Tensión

Una sarta de trabajo al estar suspendida verticalmente, sufrirá un esfuerzo axial llamado tensión, producto de su propio peso.

 Cada junta debe soportar el peso de la sarta suspendida en ella. El valor de este esfuerzo varía de cero en el punto neutro hasta un máximo en el punto de apoyo, es decir en la superficie. Si la tubería estuviera suspendida en el aire soportaría todo su peso muerto. 

Si está sumergida en el fluido, disminuye su peso por efecto del empuje del empuje en función de la densidad del fluido; cambiando los esfuerzos de tensión a compresión a partir del punto neutro, como se aprecia en la figura 6.3