viernes, 7 de septiembre de 2012

Métodos de selección - II

Métodos gráficos.- Los métodos de aplicación práctica nacen de la representación gráfica de los dos factores de peso: resistencia y carga. Desde la aplicación del método de Youngstone se ha combinado la selección de las tuberías con métodos y procedimientos gráficos. El método gráfico por excelencia es el denominado “Carga Máxima”, que como ya se dijo, se usa para evaluar las cargas actuantes en una tubería. Es sin embargo, un método que propuso el seguimiento a la representación gráfica de la relación carga-resistencia como el único medio para seleccionar los materiales. Actualmente, el método de selección más práctico y en uso es precisamente un método gráfico, cuyas bases son la selección de las tuberías en base a la representación simultánea de las cargas Inician por presión y eligen las tuberías en forma intuitiva para revisar las cargas axiales. Una vez realizado lo anterior, se procede a mejorar la calidad del diseño, modificando la profundidad de colocación o seleccionando o modificando otro tubular. Lo anterior obedece a un procedimiento interactivo que hace necesario el uso de un programa de computadora. Las gráficas 7.2 y 7.3 muestran un ensayo del diseño de tuberías de revestimiento de un pozo. Diferentes variantes en modo y forma de seleccionar los tubulares están presentes en los diferentes programas de cómputo que existen comercialmente. Sin embargo, las bases son observar en todo momento la relación resistencia-carga. Por un lado, existen programas que cuentan con una basta base de datos en la que mantienen la mayor parte de las especificaciones tubulares, sobre todo para tuberías API. Esto sirve para el Ingeniero de Perforación al evitar la aplicación de las formulaciones API para determinar la capacidad de resistencia tubular. Mientras que otros, permiten la actualización de las especificaciones tubulares para dar libertad de utilizar las especificaciones de tuberías propietarias.

jueves, 6 de septiembre de 2012

Métodos de selección - I

El objetivo principal del proceso de diseño de tuberías es seleccionar los elementos tubulares que permitan garantizar la seguridad e integridad del pozo. Por lo tanto, es necesario acudir a un método que, permita elegir aquellas tuberías y juntas que cumplan con el objetivo. Podemos clasificar en dos métodos los procedimientos de selección: los analíticos y los gráficos. 

Métodos analíticos.- Los métodos analíticos han sobrevivido y están presentes en un sin número de formas y alternativas de propuestas de selección. Los hay desde esquemas simples de selección basados en aspectos geométricos, hasta como en métodos de programación no-lineal de gran altura. Este tipo de métodos han estado presentes y evolucionados como un intento por automatizar la selección de los materiales. Sin embargo, debido a la situación práctica de operación de las tuberías, se han relegado desde un punto de vista de ingeniería, sin ver las bondades que traen consigo. Como por ejemplo, el caso de un método de selección basado en programación no-lineal, que trae implícita la minimización de los costos asociados al proceso de selección de materiales. O también, es el caso de un método para la selección de tuberías combinado con el costo mínimo y basado en la teoría de combinaciones. Actualmente, existen métodos con programación no-lineal, combinando la selección mediante la revisión del criterio de falla del modelo triaxial y API, en el cual, se delimitan las condiciones de falla de una tubería. Es decir, se dictamina inicialmente cuál es el criterio de falla a seguir, para aplicar la técnica no-lineal de optimización. Y como estos existen muchos casos más.

miércoles, 5 de septiembre de 2012

Definición del factor de seguridad para cada una de las condiciones de falla presentes en los tubulares:

A continuación se presenta la definición del factor de seguridad para cada una de las condiciones de falla presentes en los tubulares: Los factores de diseño que regularmente se utilizan actualmente en Petróleos Mexicanos son los siguientes: 

Factor de diseño al colapso: 1.15 
Factor de diseño al entallamiento: 1.1 
Factor de diseño a la tensión: 1.6 
Factor de diseño triaxial: 1.25 

La línea marcada como criterio de falla en la gráfica 7.1 representa el límite de resistencia de los tubulares. Por lo que, toda línea o punto que quede representada a la izquierda de la línea unitaria, significará que la tubería esta sujeta a cargas excesivas, interpretándose entonces como una condición de falla. Mientras que las líneas de los factores de trabajo normalizado que queden representados a la derecha de la línea unitaria, significará que la tubería o tuberías están por encima de la carga impuesta. Este tipo de gráficas son las de mayor valor interpretativo en el proceso de diseño, puesto que refleja el estado de desempeño de las tuberías en toda la extensión de uso de las mismas.

Gráfica 7.1 Comportamiento de factores de trabajo

martes, 4 de septiembre de 2012

Factor de trabajo normalizado

Es el comportamiento gráfico del factor de trabajo dividido por el factor de diseño. De esta forma se simplifica la representación gráfica de los perfiles de factores de trabajo, debido a que la falla de una tubería se puede interpretar con un solo criterio. Los factores de trabajo normalizados se pueden analizar a partir del criterio de una línea unitaria (F = 1). Los factores con valores menores a la unidad, significan que la tubería no cumple con el factor de diseño.


Es necesario recalcar, que los factores de trabajo se presentan para cada una de las medidas de resistencia de la tubería. Es decir, cuando se trabaja en la resistencia al colapso, llamamos factor de trabajo al colapso. Mientras que la resistencia a la tensión, se denominará factor de trabajo a la tensión, por mencionar algunos. Por lo tanto, se aplica la definición para: colapso, estallamiento, tensión y triaxial. Es importante mencionar que se requiere manejar factores de trabajo tanto para la junta como para el cuerpo del tubo, sobre todo en el aspecto de tensión y compresión.

lunes, 3 de septiembre de 2012

Factor de diseño

Es el valor mínimo aceptable que debe cumplir el factor de seguridad para considerar como aceptable el diseño propuesto de una tubería

Fd = Fs(min)

domingo, 2 de septiembre de 2012

Factor de trabajo

Es la representación gráfica del perfil de factores de seguridad vs profundidad.


FT=Fs(h)

sábado, 1 de septiembre de 2012

Factor de Seguridad

Relación de la Resistencia a la Carga impuesta a una tubería en un punto determinado de profundidad. Es el parámetro que permite reconocer la condición o estado en el que trabaja la tubería. Es decir, en condiciones de seguridad (valor> 1) o de inseguridad (valor

FS = Resistencia/Carga