DISEÑO DE LA SARTA DEPERFORACION 27/10/2008 Walter Calderón Ponce de León DISEÑO DEL BHA CONTENIDO Objetivos y componentes Tubería de perforación Barras pesadas Portamechas Estabilizadores Tijera de perforación Motor de fondo Diseño de la sarta de perforación Método de factor de flotación Método de sistema de fuerzas por sobrecarga Fallas de la sarta por fatiga 2 DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION OBJETIVOS, COMPONENTES PRINCIPALES La sarta de perforación es una parte importante del proceso de perforación rotaria. Es la conexión entre el Equipo y el fondo del pozo, aunque la sarta es a menudo una fuente de problemas con washouts, torceduras y fallas de colapso, rara vez el diseño previene esos problemas, en muchos casos unos pocos minutos de diseño del trabajo de la sarta puede prevenir muchos problemas. Propósito y Componentes La sarta sirve para varios propósitos los cuales son: Provee un conducto interior para fluir lodo de superficie a superficie. Imparte fuerza de rotación al Trepano Permite imprimir peso sobre el Trepano. Provee estabilidad con un arreglo de fondo para minimizar vibración de la sarta, desviación del pozo y trabajo descentralizado del trepano. Permite realizar pruebas de presión y formación a través de la sarta. Permite realizar registros con DP “TLC” cuando las condiciones tortuosidad o de alto ángulo de inclinación permiten realizar registros con cable. Permite bajar Liner con ayuda de DP. 3 DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION OBJETIVOS, COMPONENTES PRINCIPALES La sarta de perforación consta principalmente del DP que es la sección mas larga y el BHA que no tiene mas de 400m de longitud. La sección de DP consta por el sondeo propiamente dicho y el BHA consta de: Drill pipe o sondeo de perforación Heavy weights drill pipe Portamechas Tijera de perforación Portamechas MWD Amortiguador de vibración Estabilizador de sarta Bitsub o Motor de fondo Trepano 4 DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS, COMPONENTES PRINCIPALES 5 El grado del DP describe la mínima fluencia del tubo.DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. El Drill Pipe es distinto a la mayoría de los elementos tubulares petroleros como cañería y Tubería de Producción. Colapso y Tensión. esta es utilizada en condición a un desgaste 6 . COMPONENTES PRINCIPALES Drill Pipe El DP es la sección mas larga de la sarta de perforación. GRADO FLUENCIA psi D-55 55000 E-75 75000 X-95 95000 G-105 105000 S-135 135000 En la mayoría de los diseños el grado del tubo se incrementara para una resistencia extra aumentando el grado del acero y no el peso especifico del DP. se manufacturan en varios tamaños y pesos. estos valores son importantes porque son utilizados en cálculos de Reventamiento. este aprovechamiento difiere en algo del diseño de cañerías. DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. COMPONENTES PRINCIPALES ESFUERZO ELEONGACION 7 . DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. después de una inspección el sistema recomienda que el tool joint debe ser clasificado donde recomiende que el mismo debe ser reparado en toda la longitud o en un sector. CLASE COLOR DE BANDA Nueva Una Blanca Premium 2 Blancas Clase 2 Una Amarilla Clase 3 Una Naranja Clase 4 Una Verde Chatarra Una Roja 8 . COMPONENTES PRINCIPALES El API ha establecido una codificación de color para la clasificación del DP. 22 2 27 . COMPONENTES PRINCIPALES El DP es manufacturado por rango: RANGO LONGITUD (pies) 1 18 .DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS.40 Conexiones del DP Los Tool Joint o conexiones son tipo tornillo los mas conocidos son: 9 .30 3 38 . DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. COMPONENTES PRINCIPALES 10 . La banda de material de resistencia a la abrasión es aplicada en la parte exterior de la caja. IU (Internal upset) conde el ID de la conexión es menor que el ID del cuerpo y el OD de la conexión es aproximadamente el mismo que el OD del cuerpo. IF (External upset) donde el ID del tool joint es aproximadamente el mismo que el ID del cuerpo del DP y el OD del tool joint es mayor que del cuerpo. COMPONENTES PRINCIPALES IEU (Internal External Upset) donde el cuerpo de la conexión es mas grande que del tubo y el ID del tool joint es menor que el ID del cuerpo del DP generalmente este tipo de conexiones son las mas fuertes.DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. Pinchchrome y Titanium 11 . Este material generalmente es sinterizado de Carburo de Tungsteno en un matrix de soldadura. El hardbanding en las conexiones son practicas comunes en la industria de la perforación para minimizar el desgaste de la conexión mientras rotamos en zonas abrasivas. COMPONENTES PRINCIPALES Geometría de los upset de Drill pipe Recomendado 12 .DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. 13 . COMPONENTES PRINCIPALES El problema que a menudo se tiene por el uso de Hardbanding en los tool joints es el excesivo desgaste en el Diámetro Interno de la cañería.DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. gracias a su peso y forma se puede trabajar en compresión lo mismo que los portamechas. COMPONENTES PRINCIPALES Barras pesadas Heavy weigth Las barras pesadas o Heavy weigth son componentes del BHA de peso intermedio para la sarta de perforación. Los heavy weigth han sido diseñados de modo que tenga menos área de contacto con la pared del pozo. sirve de centralizador y contribuye a la reciedumbre y la rigidez total de uno o mas tubos de perforación heavy weigth. Son tubos de pared gruesa unidas por juntas extralargas. Mejor control direccional 14 . Para facilitar su manejo tienen las mismas dimensiones de la tubería de perforación. Menor arrastre axial.DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. Menor posibilidad de aprisionamiento por presión diferencial. lo cual redunda en: Menor torque de rotación. Un distintivo sobresaliente es la sección recalcada central que protege al tubo contra el desgaste por abrasión. COMPONENTES PRINCIPALES 15 .DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. Proveer fuerza necesaria para correr en compresión Minimiza problemas de estabilidad al trepano como vibración. La selección apropiada de los portamechas y el BHA puede prevenir muchos problemas de perforación. los mas comunes son los redondos y espiralados 16 . Los PM están disponibles en diferentes diámetros y formas como redondos cuadrados triangulares y espiralados. Los Portamechas o Drill collars son predominantemente parte del BHA.DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. COMPONENTES PRINCIPALES Portamechas. entre sus funciones principales son las siguientes: Proveer peso para el Trepano. cabeceo y zapateo. Minimiza problemas en el control direccional proveyendo mayor rigidez al BHA. COMPONENTES PRINCIPALES p ppf ´ 0.ID 2 ) 17 .DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS.295 = 4 ( OD 2 . COMPONENTES PRINCIPALES 18 .DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. para asegurar la debida estabilización basta una superficie delgada de contacto. dura y uniforme. Pueden ser herramientas fabricadas con aletas soldadas o integrales y camisas cambiables. si la formación es blanda y no consolidada tal vez se necesite un estabilizador que tenga aletas largas. Por otro lado. 19 . Ese problema se puede disminuir controlando la velocidad anular y las propiedades de lodo. Los conjuntos de fondo deben hacer el contacto debido con la pared del pozo a fin de estabilizar el trepano y centrar los portamechas. si tal cosa ocurre la estabilización se pierde y el pozo se desvía. El agrandamiento del diámetro del pozo en formaciones que se erosionan rápidamente tiende a reducir la alineación efectiva del conjunto de fondo con el pozo. La longitud de contacto necesaria entre la herramienta y la pared del pozo la determina la formación. ya sea que se va a perforar un pozo vertical o direccional. El área de contacto debe ser la necesaria para evitar que la herramienta se entierre en la pared del pozo. Si la formación es fuerte . COMPONENTES PRINCIPALES Estabilizadores Su función principal es la de mantener la dirección programada del pozo además de la estabilización del mismo evitando de esta forma el pandeo de la sarta de perforación.DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. COMPONENTES PRINCIPALES 20 . Para regiones de este tipo el BHA empacado es parecido al que se usa en aéreas de ligera tendencia salvo por la adición de un segundo estabilizador a 0 pies del trépano.DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. Los dos estabilizadores en tándem están instalados para lograr mayor estabilización del trepano además de rigidez a fin de limitar los cambios de ángulo causado por fuerzas laterales. Regiones de tendencia severa En aéreas de esta índole se usan 3 estabilizadores en tándem inmediatamente encima del trepano para lograr máxima rigidez y máximo contacto con la pared del pozo para poder apuntar y guiar el trepano. El conjunto de pozo empacado es el mínimo necesario para perforar pozos verticales y estabilizar el trepano en regiones de esa naturaleza los tres puntos de estabilización se proporcionan respectivamente a 0 – 10 – 30pies. Regiones de tendencia mediana. COMPONENTES PRINCIPALES Para efectos de diseño básico los siguientes parámetros se consideran pertinentes: Tendencia a la desviación Regiones de tendencia ligera. 21 . DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. COMPONENTES PRINCIPALES Portamecha corto 22 . DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. COMPONENTES PRINCIPALES 23 . COMPONENTES PRINCIPALES Estabilización. aunque parezca contradictorio agujeros verticales y direccionales requieren los mismos principios. Perforar agujeros verticales o direccionales requiere de posicionamientos apropiados de estabilizadores en el BHA. el concepto fundamental es controlar la dirección del trepano.DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. Los estabilizadores son utilizados para alcanzar esta meta Diseño de la sarta de perforación. Los principios y resultados del diseño lógico para el sondeo y la selección de portamechas son diferentes al diseño de Tubería de producción o Cañería y como nuevas bases para diseñar serán presentados adicionalmente. 24 . Selección de Portamechas. La longitud y el diámetro de los portamechas afectan al tipo de sondeo que será utilizado. Los portamechas son la primera sección de la sarta de perforación a ser diseñada. COMPONENTES PRINCIPALES 25 .DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. COMPONENTES PRINCIPALES Turbo Back o Rotating near bit Tijera de perforación Motor de fondo Shock tool 26 . CERRADO Permanecen en el pozo durante largos períodos. hidráulicas e hidromecánicas.DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. BARRIL RANURA EXTERNO GUIA Se ajustan en la superficie o en el pozo. su calibración se puede modificar. MECANISMO DE Unión flexible que actúa como junta universal para SELLO ENGANCHE INFERIOR minimizar los esfuerzos. MANDRIL ABIERTO INTERNO CARGADO Mecánicas. Protege la sarta y el equipo en superficie de altos impactos. Un aparato almacenador de energía diseñado para optimizar el ensamblaje de la tijera de perforación dando una máxima intensidad a los golpes hacia arriba y hacia abajo sus ventajas son: Intensifica los golpes. TUBERIA DE LAVADO Acelerador de Tijera de Perforación. Pueden golpear hacia arriba o abajo. aún en condiciones difíciles. Compensa la falta de estiramiento de la sarta en pozos superficiales y el arrastre excesivo en pozos con altos ángulos. COMPONENTES PRINCIPALES Tijeras de perforación. 27 . Pf Donde: Ls = Carga en superficie. P/ara operar tijera (lbs) Wi = Lectura en el indicador de peso (lbs) Lj = Carga deseada para golpear (lbs) Dh = Arrastre del pozo (lbs) Wj = Peso de la sarta en el aire debajo de la tijera (lbs) Pf = Fuerza de apertura de la bomba (lbs) 28 .DISEÑO DEL BHA OBJETIVOS. COMPONENTES PRINCIPALES Uso de tijeras golpeadoras Cálculos para golpear: Golpe abajo Golpe arriba Peso para golpear hacia arriba: Ls = Wi – Wj + Lj + Dh – Pf Peso para golpear hacia abajo: Ls = Wi – Wj – Lj – Dh . Lubinsky ha estudiado el pandeo en el Tubing. Utilizando una cantidad suficiente de portamechas evita trabajar el sondeo en compresión. la cañería y sartas de perforación y ha probado que el pandeo no ocurre si el peso disponible sobre el trepano en exceso del peso flotado requerido para perforar no es utilizado 29 . si ocurre el pandeo. fuerzas en el cuerpo y la conexión causaran fallas. Método de Factor de Flotación El pandeo de la sarta es un problema potencial que debía ser evitado.DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION La selección de portamechas considera generalmente: El pandeo (buckling) en la parte inferior de la sarta cuando el peso es asentado sobre el trepano. Los métodos de diseño son: Método de factor de flotación. Método de fuerzas o presión-Área. DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Varios métodos son comúnmente usados para determinar el peso flotado de los portamechas: Bajar el BHA en el pozo y leer en el indicador de peso (menos el peso del aparejo). Multiplicar el peso de los portamechas en el aire por un factor de flotación que es dependiente del peso de lodo 30 . Calcular el desplazamiento de lodo menos el peso de los portamechas en el aire. DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION El factor de flotación es calculado por: æ MW ö FF = 1.856= densidad del acero en gr/cc El peso disponible sobre el trepano calculado con el método de factor de flotación es el peso de los portamechas flotado en el lodo: PDT = (Peso de PM en el aire) * FF PDT = es el peso disponible sobre el trepano La longitud de los portamechas puede ser calculado 31 . 856 ø FF = Factor de flotación (adimensional) MW = densidad de lodo en gr/cc 7.ç ÷ è 7 . Método Sistema de fuerzas Las conexiones del sondeo son manufacturadas para corridas en tensión de acuerdo a las normas de tensión estas no deberían trabajar en compresión Un análisis de tensión determina la cantidad de peso que puede imprimirse sobre el trepano sin causar que el punto neutro sea movido a la sección de sondeo. Un análisis de tensión incluye el peso de los portamechas y sondeo en un pozo vertical.DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION æ PDT ö PDT = Peso disponible sobre el Trepano L = çç ÷÷ FF = Factor de flotación è (FF )(PPMA ) ø PPMA = Peso de Portamechas en el aire L = Longitud de PM requeridas en pies. Los operadores bajan normalmente de 15 a 20% mas en peso de portamechas que del PDT. 32 . El punto neutro es la profundidad de tensión de carga cero. Las fuerzas verticales son calculadas por la presión hidrostática actuando a una profundidad dada en el área seccional del tubo. esto da un margen de seguridad que permite tener el punto neutro dentro de la longitud de los Portamechas cuando fuerzas imprevistas (rebote. fricción con el agujero y desviación) mueven el punto de pandeo en la sección débil del sondeo. P2 * A2 33 .DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Carga en el gancho F2 = P2 * A2 F1 = P1 * A1 Peso de los PM en el aire F1 + F2 PM Fondo del DP + E E = . aplastamiento por cuñas. Reventamiento considera además las cargas biaxiales. grado y conexiones del DP. Las fuerzas verticales son calculadas por la presión hidrostática actuando a una profundidad dada en el área seccional del tubo. Tensión. El requerimiento típico del tubo es alta resistencia al colapso en la sección baja de la sarta mientras altas resistencias a la tensión en el tope de las mismas.DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Un análisis de tensión determina la cantidad de peso que puede imprimirse sobre el trepano sin causar que el punto neutro sea movido a la sección de sondeo. Los criterios que controlan el diseño para la sarta de perforación son Colapso. 34 . y severidad de dogleg. un análisis de dogleg es desarrollado para estudiar el daño por fatiga rotando en cambios de ángulo. Un análisis de tensión incluye el peso de los portamechas y sondeo en un pozo vertical. El Colapso y la Tensión son utilizados para seleccionar el peso. Los aplastamientos influyen en diseño a la tensión. El punto neutro es la profundidad de tensión de carga cero. Selección de sondeo o DP. Y conductor en operaciones especiales DST. Imparte fuerza de rotación al trepano. CF. El sondeo es utilizado para varios propósitos: Proveer un canal de conducción para proveer fluido de perforación.DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Colapso. 35 . DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION 36 . DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION 37 . DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Válvula de pasaje Válvula de pasaje pleno Válvula de Retención Bitsub Pleno TIW TIW IBOP 38 . La carga mas severa ocurre cuando el fluido de perforación es evacuado total o parcialmente la carga en el espacio anular tendiendo a colapsar la Tubería. donde los fluidos de formación suben hasta superficie por la sarta. 39 . Los fluidos de contrapresión como ser el aire son considerados despreciables. Aunque el diseño basa sus consideraciones para una prueba DST también considera los casos en que la Tubería queda total o parcialmente vacía por taponamiento de boquillas o descuido de llenado cuando se utiliza una válvula de retención.DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Las pruebas DST son operaciones normales para evaluar la productividad y la producción de los fluidos de un intervalo de formación. La Carga resultante de Colapso sobre el DP es la diferencia entre la línea de carga y la contrapresión resultando en este caso ser la línea resultante la línea de carga. El factor de diseño es añadido a la línea resultante obteniendo una línea de diseño que nos permita seleccionar el peso y grado del sondeo a utilizar. nt 3 e Presión de Colapso psi 40 . Profundidad m Lí ne a Lí de ne a Ca de rg Di a/ se Re ño su FS lta = 1.DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Colapso. DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Reventamiento. Diferente al diseño de cañería y tubing. el reventamiento rara vez es controlado para el diseño de DP. la razón para esta circunstancia es que la línea de carga y contrapresión son controladas por el lodo dentro y fuera del sondeo respectivamente. Presión en superficie Profundidad Presión de Formación Presión de reventamiento en psi 41 . 9 el cual multiplica a la resistencia al colapso del sondeo 7041psi. La flotación es incluida en la evaluación de la tensión debido a la cual las cargas biaxiales alteraran las propiedades de Colapso del sondeo para ello se determina el Porcentaje mínimo de fluencia mediante la siguiente ecuación: C arg a Axial * 100 %Min Fluencia = Capacidad tension DP En la gráfica de Holmquist y Nadai se leerá el Porcentaje de resistencia normal de colapso igual a 0. 42 .DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Tensión. La carga de tensión puede ser evaluada después de que el peso y el grado del sondeo ha sido establecido por el Diseño al Colapso. 9 = 6337 43 .5 lb/pie bajo una carga de 50.000lbs.DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Ejemplo: Determine la capacidad de Tensión colapso de un Sondeo de 5” 19.000 *100 % Min de fluencia = = 16% 311.535 buscando con este valor en la grafica de VonMisses se tiene que la capacidad de colapso del sondeo reduce 10% 7041 * 0. Exprese la carga axial como un porcentaje mínimo de resistencia a la fluencia: 50. DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION 90 44 . 3 Aplastamiento de cuñas (slip crushing) La máxima carga de tensión permitida debe también ser diseñada para prevenir el aplastamiento por las cuñas. En un análisis de este problema Reinhold Spini y Vreland han propuesto una ecuación para calcular la relación entre la fuerza en el área cónica de la cuña SH y la fuerza de tensión en el sondeo ST Resultado de colgar el peso de la sarta en las cuñas. por lo que normalmente se tomara el valor como 1.6.DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION La línea de diseño a la tensión es establecida como resultado de la aplicación de 3 diferentes consideraciones: La sobretensión al sondeo (Overpull) Un mínimo de sobretensión es aplicada a la línea resultante a la tensión este factor surgió para asegurar que en las operaciones puedan tensionar en el evento de aprisionamiento el valor de overpull es +/.1 a 1.100. 45 . Factor de Diseño El rango normalmente utilizado como factor de diseño esta en el rango de 1.000 Libras. 6 BS SL IP CR US H ING Tensión en Mlbs 46 .0 00 L = 1. DISEÑO DEL BHA Profundidad DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION LÍ N EA RE SU LTA NTE OV ERP ULL =1 FD 00. 08) LS = Longitud de Cuñas en pulg.DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION La relación de Aplastamiento y tensión debido a la cuñas se calcula por la siguiente Ecuación: 1 SH é D k ù 2 æDkö 2 = ê1 + + çç ÷÷ ú ST ê 2 LS è Sø 2 L úû ë SH = Presión en el aro cónico psi ST = Fuerza de tensión psi D = Diámetro externo del sondeo en pulg. 1 K= Tg (Y + Z ) 47 . K = Factor de carga lateral sobre las cuñas Y = Conicidad de la Cuña generalmente 9º 27’ 45” Z = Arctg μ μ = Coeficiente de fricción (≈ 0. DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Las cuñas son generalmente de 12 a 16” de longitud el coeficiente de fricción su rango es de 0.08.14 y en función a la grasa lubricante que es aplicada en el lomo de la cuña por lo cual el coeficiente de fricción generalmente es 0. La línea de diseño a la tensión puede ser calculada con la siguiente ecuación: æS ö TS = TL * çç H ÷÷ è ST ø TS = Tensión de Aplastamiento por cuñas. TL = Línea de carga de Tensión 48 .06 a 0. Severidad de la pata de perro es la magnitud de la pata de perro referida a un intervalo estándar por convención se ha establecido de 100 pies o 30m. la pata de perro se mide en º/100pies. es conveniente mantener las severidades mas bajas como sea posible 5 a 7º/100 pies las severidades altas provocan problemas en el pozo tales como ojos de llave aprisionamientos o desgaste de la Tubería. esto generalmente ocurre en dogleg donde el sondeo trabaja a través de fuerzas de inclinación (bending) cíclicas esas fuerzas ocurren porque la pared externa del tubo en dogleg es elongada y crea una gran tensión y crea una gran tensión 49 . La mas común falla del sondeo es fatiga por desgaste.DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Severidad de dogleg: Dogleg o pata de perro es la curvatura de pozo ( la combinación de cambios de inclinación y dirección) entre dos estaciones de registros direccionales. DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Sondeo bajo la influencia de tensión y bending Causa primaria de fatiga 50 . DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Radio de curvatura normal del pozo Radio de Bending localizado Tensión Tensión Zonas de alta concentracion de Bending 51 . como el tubo rota el esfuerzo cambia al otro lado del tubo y se produce el esfuerzo cíclico tensión compresión. El maximo dogle permisible para evitar daño por fatiga 432000 s b Tg h(kL) T c= x x k = p ED kL EI C = Máximo dogleg permisible °∕100pies E = Modulo de Young 30x10 6 psi para acero D = Diámetro externo del sondeo L = Distancia media entre conexiones 180” T = Tensión debajo del dogleg lb σb = Máximo esfuerzo de bending permisible psi I = Momento de Inercia del sondeo 52 . Esos esfuerzos ocurren porque las paredes externas del tubo se extiende y crea grandes tensiones.DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION La falla mas común en el sondeo es la fatiga por desgaste esto generalmente ocurre donde el sondeo esta con esfuerzos cíclicos. 6 (s T . Las ecuaciones del esfuerzo de bending para grado E y S son dadas por las siguientes ecuaciones: s b = 19500 - 10 sT - 0.33500)2 67 (670) 2 σb = Esfuerzo máximo de bending para sondeo grado E æ sT ö s b = 20000ç1 .DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION El esfuerzo máximo de bending máximo permisible σb es calculado de la resistencia a la tensión σT y es dependiente del gado del sondeo. ÷ è 145000 ø σb = Esfuerzo máximo de bending para sondeo grado S 53 . La fracción f de la vida de un intervalo de sondeo en zonas de dogleg puede ser calculada: B 60 Rd f = B= N V Donde: F = fracción de vida de DP B = Numero de revoluciones del sondeo para perforar la zona N = Numero de revoluciones para falla de la conexión de DP V = Velocidad de la mesa rotaria en RPM D = Longitud del intervalo de dogleg pies V = Rata de perforación en pies/hora. esos valores pueden ser calculados en la ecuación anterior los daños dependen del tipo de metal acero o aluminio. esfuerzo y ángulo de dogleg los metalurgistas tiene establecida la curva S-N (ciclo esfuerzo vs bending) diagrama que puede ser utilizado para aproximar el numero de ciclos o vueltas del sondeo antes de la falla.DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Los daños severos en el sondeo ocurren cuando la severidad de dogleg es grande. el nivel de corrosión. 54 . DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION El denominador N de la ecuación anterior depende del esfuerzo de bending σb en el tubo de perforación y la relación T/A denotando σT T sT = A A = Area seccional del sondeo en pulg2 El valor de σb puede ser computado como sigue: EDCO sb = 2 D = Diámetro externo pulg E = Modulo de Young psi Co = Máxima curvatura del tubo de perforación Rad/pulg La relación entre la curvatura del pozo (c) y la máxima curvatura del tubo es: 55 . DISEÑO DEL BHA DISEÑO DE LA SARTA DE PERFORACION Co = c(kL ) Donde: c = Curvatura del pozo en Rad/pulg L = Longitud media de una pieza de sondeo 180pulg Los efectos del esfuerzo de bending sobre la fatiga cíclica antes de la falla 56 . 57 .