diseno de la sarta de perforacion

Diseño de la Sarta de Perforación

James Roxo/Ashley Fernandes

Objetivos
•

Describir y calcular los efectos de las fuerzas físicas sobre el acero.

•

Ser capaz de nombrar y describir las principales leyes físicas y su relación
con el comportamiento del acero.

•

Conocer donde se puede conseguir información sobre la propiedades de los
tubos de acero.

•

Ser capaz de seleccionar el grado deacero adecuado para diferentes
aplicaciones.

•

Describir y ser capaz de aplicar factores de seguridad (también conocidos
como factores de diseño) y factores de corrección.

DE
Feb 2002

Relación de Leyes Físicas
Los conceptos importantes son:
• Esfuerzo
• Tensión
• Ley de Hook
• Modulo de Young
• Límite Elástico
• Resistencia a la Fluencia / Resistencia a la
Tensión
DE
Feb 2002

Esfuerzo
Elacero es un material elástico, hasta cierto límite. Si una carga de tensión es
aplicada al acero (ESFUERZO), el acero se estirara (TENSION). Si usted duplica la
carga, doblara la cantidad en que el acero se estira.
El esfuerzo es definido como una carga ÷ área seccional cruzada. Las unidades son
normalmente Libras por pulgada al cubo. Al esfuerzo se le da normalmente el
símbolo de σ (Símbolo GriegoSigma).

Hale mas duro (mas esfuerzo)!!!

DE
Feb 2002

Pero se estirara más (más tensión)!!!

Esfuerzo - Ejemplo
•

Si una tubería de perforación

Si una tubería de perforación

nueva de 5” tiene una sección

nueva de 3.5” tiene una

transversal de 5.2746

sección transversal de 4.3037

pulgadas cuadradas y soporta

pulgadas cuadradas y soporta

una carga de 100,000 lbs,

una carga de 100,000 lbs,Cual

Cual es el esfuerzo en la

es el esfuerzo en la tubería?

tubería?
•

Esfuerzo = Carga ÷ Área

•

Esfuerzo = 100,000 ÷ 5.2746

•

Esfuerzo = 18,960 psi

DE
Feb 2002

•

•

Esfuerzo = Carga ÷ Área

•

Esfuerzo = 100,000 ÷ 4.3037

•

Esfuerzo = 23,235 psi

Tensión
La Tensión se define como la cantidad de estiramiento ÷ longitud original. La Tensión no
tiene unidades, es una proporción.Tensión generalmente se le da el símbolo ε (El
símbolo Griego Epsilon). La Tension puede deberse a un esfuerzo aplicado o

ó

expansion térmica.
ç Longitud Original èç---------------- Estiramiento ----------------- è

DE
Feb 2002

Tensión - ejemplo
•

Una sarta de perforación de 10,000 pies de

Una sarta de perforación de 5,000 pies de

largo, esta pegada en el hoyo. Se marca la

largo, esta pegada enel hoyo. Se marca la

tubería con una tiza en la mesa rotaria.

tubería con una tiza en la mesa rotaria.

Después de jalar la tubería se hace otra

Después de jalar la tubería se hace otra

marca. Las marcas están a 2 pies de

marca. Las marcas están a 2 pies de

separación. Cual es la Tensión?

separación. Cual es la Tensión?

•

Tensión = Estiramiento ÷ Longitud Original

•

Tensión = 2 ÷10,000

•

Tensión = 0.0002

DE
Feb 2002

•

•

Tensión = Estiramiento ÷ Longitud Original

•

Tensión = 2 ÷ 5,000

•

Tensión = 0.0004

Relación Esfuerzo - Tensión
La Ley de Hook dice;
“Dentro los límites elásticos, el esfuerzo
es proporcional a la Tensión”.
Si el Esfuerzo ∝ Tensión, entonces
Esfuerzo ÷ Tensión debe ser constante.
Esta constate se llama Modulo de Young
de Elasticidad. El símbologriego Ε
(Epsilon) se usa para denotar del
Modulo Young
Ε Para el acero = 30,000,000 psi (30 x
106 psi)
Ε Para el aluminio = 10,500,000 psi
(10.5 x 106 psi)
DE
Feb 2002

Módulo de Young - ejemplo
•

•
•
•
•
•
DE
Feb 2002

Una tubería de 5 pulgadas
•
cuadradas de sección
transversal esta pegada.
Después de sobre-tensionar las
100,000 lbs se observa un
estiramiento de 5 pies. A que
profundidad seencuentra el
punto de pegadura?
•
Esfuerzo = 20,000 psi
•
Tensión = 20,000 ÷ 30,000,000 •
= 0.00067
•
Tensión = 5 ÷ Longitud Original •
Entonces la Longitud Original =
5 ÷ 0.00067 = 7,463’

Una tubería de 4.5 pulgadas
cuadradas de sección transversal
esta pegada. Después de sobretensionar las 90,000 lbs se
observa un estiramiento de 6
pies. A que profundidad se
encuentra el punto de pegadura?...