Ingeniero

I. INTRODUCCIÓN


En un buen trabajo de cementación se utilizan centralizadores para la centralización de la tubería de revestimiento. La tendencia que tiene la tubería a pegarse de las paredes del hoyo, en hoyos direccionados y hasta en hoyos verticales se debe al efecto de la gravedad. Las fuerzas actuantes sobre la tubería ocasionan su deformación, así como también ocurre en loscentralizadores. Estos son diseñados para prevenir el contacto y proveer el suficiente standoff de la tubería de revestimiento y el hoyo, para de esta manera lograr desplazar adecuadamente a los fluidos de perforación y ubicar el cemento en el espacio anular


Deben considerarse los efectos tridimensionales de la geometría del hoyo, así como el efecto de los distintos fluidos sobre la deformación de latubería, cuyas magnitudes están referidas a modelos de deformación que integran la incidencia de las cargas axiales y cargas normales actuantes sobre la misma.






DATOS REQUERIDOS A LO LARGO DE LA TRAYECTORIA DEL POZO


- Trayectoria del hoyo


- Diámetro del hoyo.


- Diámetros interiores y exteriores de la tubería


- Peso de la tubería


-Longitud de la tubería


- Tipo y propiedades de centralizadores.


- Espacio entre centralizadores ó standoff requerido


- Densidad del fluido interior y del fluido exterior






Debe utilizarse una serie de modelos para evaluar los diferentes parámetros involucrados con la centralización. Los parámetros principales son los siguientes:


- Geometría del sistema.- Deformación de la tubería.


- Efecto de los fluidos presentes.


- Carga Axial en la tubería.


- Carga Lateral en la tubería.


- Desviación en los centralizadores.






1. Geometría del sistema.


El efecto de la geometría del sistema no se calcula por separado, ya que se incluye en la forma de calcular las fuerzas sobre la tubería. Sinembargo, para cuantificar el cambio de ángulo total para una tubería tridimensional como la figura.1, se utiliza la siguiente ecuación.





(1)












































Figura.1.- Desviaciones de un pozo tridimensional.





2. Efecto de los Fluidos Presentes


Todo cuerpo sumergido en un fluido es afectado por elempuje, que tiende a modificar las magnitudes de las fuerzas a la que está sujeta la tubería respecto a cuando no existen fluidos en su alrededor. La medida más representativa de este cambio es el peso efectivo de la tubería que representa el peso que tiene la tubería bajo la acción de los fluidos. El efecto viene descrito por la siguiente ecuación:

















dondewe = Peso efectivo de la tubería (Lbf)


w = Peso de la tubería en el aire (Lbf)


(s = Densidad del acero (ppg)


(fi = Densidad del fluido interior (ppg)


(fe = Densidad del fluido exterior (ppg)


di = Diámetro interior de la tubería (pulg)


de = Diámetro exterior de la tubería (pulg)





3. Carga Axial en la Tubería


Ladistribución de carga axial de la tubería varía para las secciones transversales de la tubería en la medida en que se incrementa el peso de los elementos de tubería colgante bajo dicha sección. Para cuantificar esta distribución debemos comenzar desde el fondo de la tubería según la ecuación siguiente:





donde


Ti = Carga axial de la tubería en la sección actual (Lbf)Ti-1 = Carga axial de la tubería en la sección anterior (Lbf)


Para el primer elemento en el fondo de la tubería, el valor de Ti-1 tiene el valor de la fuerza compresiva producida por la presión del fluido en el fondo sobre la dirección axial de la tubería.






4. Carga Lateral en la Tubería


Es la carga aplicada perpendicularmente a la tubería. La magnitud de esta carga es la...