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Calculo Tanques API 650
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INGENIERIA PERFORACION I y II PROBLEMAS RESUELTOS N= caballete porta poleas D= motón viajero y gancho E= unión giratoria y vástago de perforar C= malacate A= motores I= bomba de lodo lodo y transmisión por correas L= zaranda vibratoria H= cuellos lastra barrena G= mesa rotativa H= tanque de lodo K= Niple campana y tubo conductor de lodo a la zaranda vibratoria F= mesa rotativa vástago de perforar
PRACTICAS CALIFICADAS Sign up to vote on this title
EXAMENES PARCIALES Useful Not useful EXAMENES FINALES
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Calculo Tanques API 650
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EQUIPO DE PERFORACION PERFORACION ROTATIVA CAPITULO II CASTILLOS Y MASTILES PARTE PRÁCTICA PROBLEMA 1: EN LA TABLA 3.3- PESO DE LA TUBERIA PARADA SOBRE EL PISO Y CARGA DEL VIENTO DEL BOLETIN API STANDARD 4A SE ENCUENTRA LA SIGUIENTE INFORMACION TAMAÑO DEL CASTILLO (1)
ALTURA DEL CASTILL O (2)
LONGITUD DE LA TUBERIA (4)
PESO DE LA TUBERIA (5)
HAZ DE TUBERIA EN PIE SOBRE EL PISO DEL CASTILLO (AREA DE VIENTO) (6)
ALTURA DE LOS DEDOS DE LA PLATAFORMA DEL ENGRAPADOR (7)
N°18
136’
10800’
18.5 lb/pie
5’-8’’× 90’
83’
N°19
147’
15000’
22.5 lb/pie
6’-0’’ × 93’
84’
Calcular para cada tamaño de castillo lo siguiente: a) b) c) d)
Área de aplicación de la carga del viento sobre la tubería en pie sobre el piso del castillo Componente horizontal del peso de la tubería Carga del viento en el punto de origen Carga combinada en los dedos de la plataforma del engrapador
Solución a) Dado el área de viento = (6)
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Entonces W N°18 =10800×18.5= 199800 lb WH N°18 =199800sen2.5° =8715.15lb
[000202]
Calculo Tanques API 650
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WH N°18 =8720lb
W N°19 =15000×22.5=337500 =15000×22.5=337500 lb WH N°19 =337500 sen2.5 = 14721.54 WH N°19 =14720 lb c) Para la altura del castillo : 136’ P= 11.76 lb/ft 2 Fv N°18 = A N°18P Fv N°18 =510ft2 × 11.76lb/ft2 = 5997.6 5997.6 lb Para la altura del castillo: 147’ P= 22.5 lb/ft2= Fv N°19= A N°19P = 558 ft2 ×22.5 lb/ft2 = 12555 12555 lb
FvN°18 = 6000 lb
FvN°19= 12560 lb
d) Si Ɵ=2.5° pequeño, se considera scaneo ∑M0= 0 WH+ FV = hR
Fv+ Fv+
R= De (6) y (7)
+ =7980.72 =7980 lb × = 15101.4 =15100 lb + + R N°19= ×
R N°18 N°18=7980 lb
R N°18=
R N°19 N°19=15100 lb
de pedestal libre libre Marca Dreco modelo M131 PROBLEMA 2: La GNC de la carga de un mástil de 500B es de 500,000 500,000 lbs conociendo que:
Número de líneas hacia abajo 10 Peso del motón viajero 5200 lb Peso del gancho 1800 lb Peso de la unión giratoria 1750 lb Peso del caballete caballete porta poleas 9000 lb
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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+ + …….. …….. ∝
Si GNC= Wg Wg peso en el gancho incluyendo incluyendo la fricción GNC = 500000 lbs W cpp =9000 lb # de líneas hacia abajo n+2=10 n+2=10 n=8
∝
En ( ) : 500 000 = Wg
+ +
Hallando F.E.C : W g= 8T
Wg /4 = 2T
Carga total Carga centrada Carga en la L.R
Wg= 333 333.333 lbs
8T
CARGA EN C/ PIE DERECHO A B C 2T 2T 2T
1T
0.5T
0.5T
Carga en la 1T L.M CARGA 10T 2.5T 2.5T TOTAL Carga equivalente = 4 × carga máxima de un pie derecho
D 2T
1T 3T
2T
Luego F.E.C = = × = 0.833
Como Wg=−. −. + CCC = Wg + cpp . +
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333,333.33= ((WTP + WCLB) ( 1-0.015 ) WTP + WCLB= 206 948.6 lb
8
[000202]
Calculo Tanques API 650
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×11.5) + 1750 + 5200+ 1800 + 100 000 lb)/(1-0.02 WSP= 206 950 lb
c) En el punto D Carga del pie derecho: carga de la línea muerta = 2 T Si Wg= 8T T= Wg /8 Carga en el pie derecho: 2x W g /8 Carga en el pie derecho = 83 333. 33 lb
PROBLEMA 3: Dada la siguiente condición de operación: Profundidad del pozo: 10000’
Tubería de perforación: 4.5’’ DE 3.83’’ DI 16.6 lb/ft Cuello lastra barrena 600 ' 87 lb/ft , 6.25 ” DE , 3’’ DI Peso de la unión giratoria: 5500 lb Peso del gancho y motón integrado = 116000 lb Peso del caballete porta polea: 9045 lb N de líneas hacia abajo: 10 Ubicación de la línea muerta: pie derecho del mástil ubicado a la izquierda frente al malacate Densidad del lodo: 13 lb/gln Se pregunta
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Useful frente derecho Not a) Carga sobre el pie derecho del mástil ubicado al lado al useful malacate b) Capacidad de carga del mástil c) Capacidad bruta de la carga del mástil
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Si Wg= LTP lb)/(1-0.02n) LTP= 9400’
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LP(
1-0.015
)+ L m
CLB
[000202]
Calculo Tanques API 650
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CLB(
1-0.015
)+W m
U G +
WM V+ gancho + 100
=16.6 lb/ft = 87 lb/ ft
LCLB= 600’ WU G=5500 lb WM V+ g=11600 lb m= 13 lb/gln
1-0.015 x13) + 600x87( 1-0.015 1-0.015 Wg= 9400’x16.6( 1-0.015 lb)/(1-0.02x8) Wg = 338 968 lbs
13) + 5500 + 11600 + 100 000
Sea:
Carga total Carga centrada Carga en la L.R Carga en la L.M CARGA TOTAL
8T
CARGA EN C/ PIE DERECHO A B C 2T 2T 2T
1T
0.5T
10T
0.5T Sign up to vote on this title
1T
2.5T
D 2T
2.5T
Useful
Not useful 2T
1T 3T
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+
CCC = 338968 . + c) Si GNC= Wg GNC= Wg
9045
[000202]
Calculo Tanques API 650
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CCC= 517 700 lbs
+ +
+ +
GNC =508452 lb
PROBLEMA 4: (ex. Parcial) Demostrar que en todo mástil se verifican las siguientes relaciones:
a) Cuando la línea muerta está anclada a uno de los pies derechos del mástil, ubicados frente al malacate, la diferencia que existe existe entre la capacidad de carga del mástil y la capacidad nominal bruta de carga del mismo mástil es igual al peso del caballete portapoleas. b) Cuando la línea muerta está anclada a uno de los pies derechos ……………………… ………………………………………………………… y la capacidad nominal bruta
carga para el mismo mastil es igual al peso del caballete porta poleas mas el cociente que resulto de dividir al doble del peso de la carga suspendida s uspendida entre el número de líne hacia arriba. SOLUCION Sea n= # de líneas hacia arriba W= peso de la línea suspendida W= nT
=
a)
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Carga total
Useful Not useful CARGA EN C/ PIE DERECHO A B C
D
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+
cpp
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+
Entonces: F.E.C = = +/ Luego CCC= W +
Calculo Tanques API 650
+
F.E.C =+
W + + cpp
CCC=
Pero GNC= W
+ +
GNC= Capacidad nominal bruta
CCC = GNC +
cpp
CCC- GNC =
cpp lqqd
b)
Carga total Carga centrada Carga en la L.R
nT
CARGA EN C/ PIE DERECHO A B C nT/4 nT/4 nT/4
1T
0.5T
Carga en la L.M CARGA TOTAL
1T
D nT/4
0.5T 1T
(n+2)T
+
(n+2)T/4
+
Entonces F.E.C = +/ = +
+ Si CCC= W + cpp
(n+6)T/4
nT/4
nT/4
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Not useful + CCC= W + cpp
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+ CCC= W + cpp
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Calculo Tanques API 650
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Calcular
A) la velocidad de la línea que se está arrollando al tambor principal del malacate B) la carga por tensión en la línea del tambor principal asumiendo una perdida por fricción d 2% por línea Solución a)
Sea n= # de líneas hacia arriba X = espacio que recorre el gancho Vg= velocidad del gancho Vl= velocidad en la línea rápida E = espacio que recorre n Sabemos que Vg = e/t X = Vg t t= x/ Vg TAMBIEN Vl=E/t t: este mismo tiempo es el que se emplea en la línea del tambor t= E/ Vl n VL = n Vg luego pero E= nx
=
si Vg = 50 ft/min Vl=8 x 50 ft/min Vl = 400 ft/min b) W/e = 8T T = W/8 . 1/e e= 100% - 8 x 2 % = 84 % = 0.84 T= 240 000 /8 x 1/ 0.84
=
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T = 35714 .3 lbs
Not useful
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Calculo Tanques API 650
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Peso del montón y gancho 9800 lb Peso de la unión giratoria 4830 lb Peso del caballete porta poleas 11150 lbs ¿Hasta que profundidad se podrá perforar? Solución: LCLB= 24x 30´ LTP =
GNC= 430000 LBS
LP=
16.6 lb/ ft
CLB=
92 LB/FT
WM V+ gancho =9800 LBS WU G= 4830 lbs WCPP= 11150 lbs ρm= 12 lbs/ gln
n+2 = 10 n= 8 si GNC= Wg Wg= LTP 0.02n)
+ +
LP(
1-0.015
430000= Wg
+ +
)+ L m
286 666.67= (LTP 16.6+ 720x
CLB
CLB(
Wg=286 666.67 LBS 1-0.015
)+W m
U G +
WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-
92( 1-0.01512) + 9800 + 4830+ 100 000lb)/(1-0.02x8)
LTP= 5278.66’ Por lo tanto D = 5278.66 + 720’ = 5998. 66 ´
D= 6000’ Sign up to vote on this title
useful 600Useful 000 lbs. LasNot condiciones operativa PROBLEMA 7: La capacidad de carga de un mástil es de son las siguientes
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Calculo Tanques API 650
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Hasta que profundidad se podrá perforar? Solución: CCC = 600 000
ρm= 11 lbs/ gln
LP=
16.6 lb/ ft LTP =
LCLB= 20x 30´ = 600 ‘ WM V+ gancho =9800 LBS WU G= 4300 lbs WCPP= 10200 lbs n= 8 El anclaje de la línea muerta debe estar en el pie derecho del mástil frente a una de los lados del malacate para un aprovechamiento mas eficiente del diseño del mástil Se calcula el F.E.C o también se cumple para las condiciones condiciones dadas CCC = GNC + Wcpp 600 000 = GNC + 10200 GNC= 589800 LBS Como GNC=Wg
+ +
589800= Wg
+ +
Wg= 393 200 LBS
También Wg= LTP 0.02n)
LP(
1-0.015
)+ L m
393 200 = (L TP 16.6+ 80x
CLB
CLB(
1-0.015
)+W m
U G +
WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-
600( 1-0.01511) + 9800 + 4300+ 100 000lb)/(1-0.02x8)
LTP= 12705.28’ Profundidad: 12705. 28’ + 600 = 13 305.28
D= 13305’
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Calculo Tanques API 650
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Peso del montón y gancho 11 600 lb Peso del caballete porta poleas 9045 lbs Densidad del lodo: 13 lb/ gln Ubicación de la línea muerta: pie derecho del mástil situado a la izquierda frente al malacate Se pregunta a) Carga sobre el pie derecho del mástil ubicado al lado derecho frente al malacate b) Capacidad de carga del mástil c) Capacidad bruta de carga del mástil Solución: D= 10 000´ n+2= 10 n=8 Wsobre la broca= 34000 LB WM V+ gancho =11600 LBS WU G= 5500 lbs WCPP= 9045 lbs ρm= 13 lbs/ g
El peso sobre la broca viene a ser el peso del cuello lastrabarrena WCLB=34000 LBS SI WCLB lodo =LCLB
CLB(
1-0.015
13)
34000 = 80 x L CLB (1-0.015
Por lo tanto si D = L TP+ LCLB luego
) m
LCLB= 527. 95’ Sign up to vote on this title Useful Not useful 10 000 = LTP+ 527.95’ LTP=9472.05’
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a)
Carga total Carga centrada Carga en la L.R
8T
CARGA EN C/ PIE DERECHO A B C 2T 2T 2T
1T
0.5T
D 2T
0.5T
Carga en la 1T L.M CARGA 10T 2.5T 2.5T 2T TOTAL La carga sobre el pie derecho del mástil ubicado al lado derecho al lado derecho W pd C=2T = 2x Wg/8 frente al malacate W pd C= Wg/4 = 330 565.48 / 4 = 82 641.37 lbs Wpd C= 82 641 lbs
1T 3T
b) Capacidad de carga del mastil
+
CCC= W +
cpp
donde F.E.C = × = 0.833
+
CCC=330 565. 48 . +
9045= 505 091.6 lb
c) Capacidad bruta de carga del mastil
+ + GNC=Wg
+ + GNC =330 565.48
CCC= 505100LB Sign up to vote on this title
Useful Not useful GNC = 495 848.2 LBS GNC= 496 000 l
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Calculo Tanques API 650
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Calcular para cada altura del mástil: a) Área de aplicación de la carga del viento sobre la tubería de perforación en que sobre el piso del mástil b) Componente horizontal del peso de la tubería c) Carga del viento en el punto de origen d) Carga combinada en los dedos de la plataforma del engrapador Solución: a) De la columna (5) A1= (3’ + 11” ×) ×(67’ +6´’x
A1= 3.916 pies x 67.5 pie = 264. 33 pies 2 A2= (3’ + 11” ×) ×90’= 352.5 pies2
A1=264 pies 2 A2=352.5 pies2
b) W= (3)x(4) WH= W senƟ WH1= 9200’x6.5sen2.5° = 2608.4lb WH 1 =2608lb WH 2 =4500’x18.5sen2.5°= =4500’x18.5sen2.5°= 3631.31 lb WH 2 =3640lb
≤
c) Para la altura del Castillo 136’ P = 11.76 LB/FT2 para la columna (1) Fv= AP Fv1= A1P= 2643 ft2x 11.76 lb/ft 2 Fv1= 3108.17 lb Fv1= 3110 lb Fv2= A2P= 352.5 x 11.76 lb/ft 2 Fv2= 4145.4 lb Fv2= 4150 lb d) Si Ɵ=2.5° , se
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PROBLEMA 10: La capacidad de carga de un mástil es de 560 000 lbs las condiciones operativa son las siguientes Tuberia de perforacion: 4.5’’ de, 16.6 lb/ft Cuellos lastrabarremas : 600’ de 84 lb/ ft, 6.25 de, 2.75 d.i N° de poleas del moton viajero: viajero: 5 Número de líneas = máximo que se pueda pueda obtener de las condiciones condiciones operativas Densidad del lodo: 11 lb/ gln Peso del montón y gancho 15260 lb Peso de la unión giratoria 4900 lb Peso del caballete porta poleas 14500 lbs. ¿Cuál es la máxima profundidad hasta la cual se puede perforar? Solución: Si por c/polea c/polea son 2 lineas n= 5x2 = 10 maximo numero de líneas hacia arriba La línea muerta debe estar colocado al frente del malacate para ser mas eficiente Se cumple CCC= GNC + 560 000 = WG
Wg= LTP
LP+
+ ++ 14500LBS
g
WG= 389 642.86 LB
Sign up to vote this title + 100 000lb)/(1-0.02n) 000onlb)/(1-0.02n) ( 1-0.015 ) + W + W + gancho Useful Not useful 4900+ 15260+ 100 000lb)/(1-0.02x10) 000lb)/(1-0.02x10) 16.6+ 600 x84 ( 1-0.015x11) + 4900+
LCLB
389642.86= LTP L =10783.5’
+ + cpp cpp= W +
CLB
m
UG
MV
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WH= Wsen2.5°
W=
[000202]
Calculo Tanques API 650
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x TP
LP=
15 000’ x 22.5
W= 337500 LBS WH= 337500x sen2.5
WH=14721.5
>
Para la altura del mastil 140’ 136’ P=22.5 lb/ ft2
A= 6 x 93 = 558 pies 2 FV=AxP=558 pies 2x22.5 lb/ ft 2
FV=12 555 LBS
Entonces:
WH+ FV = hR Fv+ Fv+ R= ∑M0= 0
SI L= 93’ h=84’
+. +. =15099.49 R= 15100 LBS ×
R=
PROBLEMA 12: Se requiere calcular la capacidad de carga de un mastil cuya limea muerta esta en el pie derecho del mástil frente al lado izquierdo del malacate, asitocomo la this magnitud Sign up vote on title de la carga en dicho pie. las condiciones operativas son las siguientes Useful Not useful Sarta de perforacion: 15000
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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Solución: Se tiene:
n+2= 10 n=10 n=10 Wg=10T Wg=10T Wg/4=2.5T Carga total Carga centrada Carga en la L.R
10T
CARGA EN C/ PIE DERECHO A B C 2.5T 2.5T 2.5T 2.5T
1T
0.5T
Carga en la L.M CARGA TOTAL
1T
1T
12T
4T
+
Si CCC= WG +
D 2.5T
0.5T
3T
2.5T
2.5T
cpp …..(∝)
Hallando FEC
FEC= × = 0.75……(1) Hallando WG Como LSP= LTP + LCLB 15000= LTP + 700 Por lo tanto WCPP= 9500 lbs W
+ gancho =10500 LBS
LTP= 14300’Sign up to vote on this title
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Wg=16.6 x14300+ x14300+ 700x 89( 1-0.015
[000202]
Calculo Tanques API 650
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10500 + 100 000lb)/(1-0.02x10 000lb)/(1-0.02x10 ) 10) + 3800 + 10500
Wg=461 285 lbs ………(2)
∝
(1) Y (2) en ( )
+ +
CCC=461 285. +
9500
CCC= 747 556 lbs La carga en el pie dercho donde esta la linea muerta es 4T WA= 4x461285/10
WA= 184 514 LBS
PROBLEMA 13: (ex. Parcial) con un lodo cuya densidad es de 10 lb/gln se puede perforar hasta 9000 pies con 10 líneas armadas hacia arriba. Si se incrementa hasta 12 lbs/gln y a 12 líneas hacia arriba se puede perforar hasta 11000’
¿Que profundidad máxima se puede perforar con 14 lineas lineas hacia arriba y con una densidad de lo de 14lbs/ gln? Dadas las siguientes condiciones: Peso lineal de la tuberia de perforación 16 lbs/ft Peso del motón viajero: 5000 lbs Peso del gancho 3500 lbs peso de la unión giratoria 2100 lbs Solución:
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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WM V = 5000 LBS Wgancho =3500 LBS WU G= 3800 lbs Como GNC1= GNC2 = GNC3 para dicho mástil o castillo castillo Si GNC1= GNC2 W1
+ += W2 + +
W1
+ += W2 + +
Se sabe que: LTP1+ LCLB1= 9000’
21 W1G=20W2G
LTP2+ LCLB2= 11000’
Si se incremente solo las tuberías de perforación L CLB1= LCLB2= LCLB LTP2 - LTP1= 2000’
LTP2 =LTP1+ 2000’………..(1)
LTP3 = LTP1 + D
……….(2)
También W1g=( LTP
)( 1-0.015 ) + W + W + 2000) +L ]( 1-0.015 ) + W LP+
LCLB
W2g= [(LTP1
CLB
LP
m
CLB CLB
UG m
M V+
gancho + 100 000lb)/(1-0.02n) ….(3)
U G +
WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-
0.02n)…(4)
∝
Reemplazando en ( ): 3 y 4
TP P+ CB CB −. + U G + M + ganho + l = −. TP + P +CBCB] −. + U G + M + ganho + l/−.n 20 −. 21
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Useful Not useful l TP P+ CB CB −. + + + + 21 = −. [TP P +CBCB] −. + −. + ++ + l/−.
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+ += W3 + + W3g =W1 W1
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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+ += W2 + + W3g = (1 153 887.38 )
W1
W3g= 1 256 455.15
Luego: de (2)
W3g= [(LTP1 + D)
1 256 455.15 =LTP1 0.02x14)
LP +LCLB CLB](
LP1 +LCLB CLB](
1-0.015
m3)
+ WU G + WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-0.02n
14
14
1-0.015 x ) +Dx16 (1-0.015 x ) 5000 +3500+ 2100 + 100 000lb)/(1-
1 256 455.15x 0.72= 955 894x 0.79 +12.64 D + 110 600
D = 3076.85
Por lotanto ’ D3 = LTP1 +LTP2 + D = 9000’ + 3076.85
D3 = 12076.85’
mástil es de 600 000 lbs Problema 14: (ex. Parcial) la capacidad bruta de carga de un mástil Las condiciones operativas son las siguientes Tuberia de perforación 4.5’’ DE, 16.6 LB/FT Cuellos lastrabarrenas : 600’ de 91 LB/ FT, 6.25 DE, 2.25 D.I
Peso del monton y gancho 14850 lb Peso de la unión giratoria 4600 lb Número de líneas armadas hacia abajo : 12 Sin cambiar las condiciones operativas señaladas, que no existe ninguna posibilidad de pérdida circulación y que la densidad en ese momento es de 12 lb/gln. ¿Qué se deberá hacer Signel upmástil to voteseonaplaste? this title cuantitativamente para llegar a 15000 ft de profundidad sin que Useful Not useful SOLUCION: Por lo tanto permanecen fijos
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Si GNC=Wg Wg= (LTP
+ +
LP+
LCLB
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600 000lbs = Wg
CLB(
1-0.015
m
= 0.7608
Wg= 428 571. 43 lbs
U G +
428 571. 43= 16.6x14 16.6x14 400+ 91x 600(1-0.015 1-0.015
Calculo Tanques API 650
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+ +
)) + W
[000202]
WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-0.02n) 000lb)/(1-0.02n)
)) + 14850 + 4600 4600 + 100 000lb)/(1-0.02x10) 000lb)/(1-0.02x10) m
=16 lb/gln m
m
PROBLEMA 15 : La capacidad de carga de un mástil es de 500 000 lbs. Las condiciones opertiv son las siguientes: Tuberia de perforación 4.5’’ DE, 16.6 LB/FT
cuellos lastrabarremas : 720’ de 76 LB/ FT, FT, 6 DE, 2.75 D.I Numero de líneas armadas hacia abajo : 12 Peso del monton 5500 lb Peso del gancho 6100 lb Peso de la unión giratoria 5800 lb Peso del caballete porta poleas 9400 lbs Ubicación de la línea muerta: pie derecho del mástil situado frente al lado izquierdo del malacate Se pregunta: a) Carga sobre el pie derecho del mástil situado frente al lado derecho del malacate b) Máxima profundidad que se podría perforar c) Capacidad bruta de carga del mástil Solución:
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se tiene ρTP= 16.6 lbs/ FT W
= 5800 lbs
W
ρCLB= 89 LB/FT
=5500 lbs
W
Useful Not useful CCC= 500 000 lbs = 9400 lbs
Wgancho =6100 LBS
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Wg= nT = 10 T
T=
of 89
…….(
en
Calculo Tanques API 650
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=
Carga total
EN
[000202]
= 2.5 T
Carga centrada Carga en la L.R
10T
CARGA EN C/ PIE DERECHO A B C 2.5T 2.5T 2.5T 2.5T
1T
0.5T
Carga en la L.M CARGA TOTAL
1T
D 2.5T
0.5T 1T
12T
3T
100 = 85.7% ) FEC= ×. + (∝) 500 000 = Wg . + 9400
3T
2.5T
3.5T
FEC=0.857 Wg= 35 370 lbs
a) W pie derecho C= 2.5 T = 2.5 x 350370 WC= 87600 b) Si Wg= LTP LP+ LCLB CLB( 1-0.015 m) + WU G + WM V+ gancho + 100 000lb)/(1-0.02n 350 370 = (L TP + 76x720)( 1-0.015 ) + 5500 + 5800+ 5800+ 6100 + 100 000lb)/(1000lb)/(10.02x10) LTP=8250’
16.6
10
La máxima profundidad que se podría perforar es D= L TP+ LCLB= 8250 +720 = 8970’ D= 8970 Sign up to vote on this title
c) Capacidad bruta de carga del mástil GNC
+ + GNC=Wg
GNC= 350 370
+ +
Useful Not useful GNC= 490518 LBS
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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Vg= 72 pies / min VL8=n Vg8= 8 x 72 VL8=576 ft/min Como la velocidad en cada linea son iguales VL10= VL8
VL10= 576 ft/ min
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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PARTE PRÁCTICA PROBLEMA 1: El gancho de un equipo de perforación sostiene una carga de 219200. Las condiciones operativas son las siguientes Factor de seguridad: 3 Numero de poleas de caballete portapoleas portapoleas : 6 Resistencia nominal a la ruptura del cable de perforación 130 000 lbs Bajo estas condiciones se pregunta
a) Cuantas vueltas deberán armarse entre las poleas del moton viajero y las del caballete portapoleas? b) Para aumentar el factor de seguridad a 3.5 manteniendo constantes las demás condiciones operativas que se tendrá que hacer? Solución Dado que : F.S=
T=−.
F.S=FACTOR DE SEGURIDAD T= FUERZA FUERZA A LA TRACCION TRACCION RNR= RESISTENCIA NOMINAL A LA RUPTURA a) F.S=3 Wg= 291200 LBS
.−. ………….(1) ±√ ±√ −×... −×... =±. 0.02 n2- n + 6.72 = 0 n= ×. .
RNR= 130 000 lbs 3=
.−.
F.S=
n1= 42 n2= 8
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Deberán armarse entre las poleas del moton viajero y el CPP : 8 lineas Useful Not useful b) RNR Y Wg son constantes Se tendrá que determinar cuantas líneas deberán armarse entre las poleas del MV y las de
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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Deberán armarse entre las poleas del MV y las del CPP : 10 lineas
PROBLEMA 2: El mástil de un equipo de perforación rotativa tiene 8 líneas armadas entre el motón viajero y el caballete porta poleas. Conociendo C onociendo que:
∅
El cable de acero es de 1 ’’ IPSWRCLLRL y su resistencia a la ruptura es de 130 000 lbs Factor de seguridad : 5 Resistencia efectiva es el 80 % de la resistencia a la ruptura La resistencia del cable debe reducirse por defecto del doblamiento en las poleas del moton y del caballete en 14% La aceleración en el cable es de 5 pies/ seg2 Se pregunta ¿ cual será su factor de seguridad en esta situación? Solución:
= ……(1) = . −.
F.S=
∑FY= ma
8T’-Wg=
SI FS’ = RNR’/ T’
T’=
1
T’=
1
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Useful Not useful DONDE: RNR’ debido a su resistencia efectiva del 80 % de RNR y luego debido a una reducció en 14 % por efecto del doblamiento y friccion en las poleas, se tiene :
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FS’ = 0.688 F.S /
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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1 = 0.688 x 5 / 1 = 2.97)
F.S’= 2.97
PROBLEMA 3: al llegar a la profundidad de 12000’ de un pozo que se esta perforando con b roc
de 9 5/8’’ se decide tomar un nucleo convencional (core) con broca de 8 ½ ‘’. Como durante la perforación de este pozo se ha encontrado encontrado una sección sección de 8000’ a 8500’ 8500’ que co ntinuamente se est derrumbando, se hace un viaje corto para lo cual se levanta la broca hasta 7800’ y luego se la baja
hasta el fondo del pozo circulándose lodo durante una hora y entonces se extrae la broca de perfor
para bajar bajar la broca de ………………………… ……………………………… …… …………………… …………… ………… ……………………….. hasta el momento que se reinicia la perforación nuevamente al profundida de 12040’ ?
Las condiciones operativas son las siguientes: Tuberia de perforación 4.5’’ DE, 16.6 LB/FT Cuellos lastrabarremas lastrabarremas cuando cuando se perfora con broca de 9 5/8’’ : 540’ de 122 lb/ ft, 7 ½ ‘’ de, cuellos lastrabarremas cuando se toma testigos: 500’, 6 1/2 ‘’ DE, 87 LB/ PIE
Peso del monton 9360 lb Peso del gancho 5250 lb Peso de la unión giratoria 6100 lb PESO elevadora y brazos : 1060 lbs Densidad del lodo: 12 lbs/ gln Longitud promedio de un tramo o barra: 90’
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Calculo Tanques API 650
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Entonces (1) viaje corto de 12000-7800-12000 12000-7800-12000 T1=T12000-T7800
∅
(2) Sacar la broca de 9 5/8 ‘’ de 12000-0 T2=T12000 (3) Bajar la broca de sacar testigos de 8 ½ ‘’ de 0 -12000’ T3=T’12000 (4) sacar testigo con broca 8 ½ ‘’ de 12000 -12040 ‘ T4= 2(T’12040-T’12000) (5) Sacar la broca de tomar testigos de 12040’-0 T5=T’12040 (6) bajar la broca de 9 5/8 ‘’ de 0- 12000’’ T6=T12040 (7) (….) TMTOTAL= T1+ T2+ T3+ T4+ T5+T6+T7 Se sabe que: TM=
+D +DD+ CD+ DM
Wm=
W
TP(1-0.015 m)
Wm= 16.6 (1-0.015x 12) Wm=13 .612 Ls= 90 pies
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Calculo Tanques API 650
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Para broca de sacar testigos C’= 500(87-16.6) (1-0.015
12)
C= 28 864 lbs
entonces
. .+ ++.+ = 364.308 ton-milla . .+ ++.+= 194.57 T7800= . .+ ++.+= 366.143 T12040= . .+ +++=323.837 T’12000= . .+ +++= 325.537 T’12040= T12000=
Por lo tanto T1=364.308 -194.57 = 169.74
T3=323.837= 161.9
T2=364.308 = 182.15
T4= 2(325.537-323.837)= 3.4 T5=325.537=162.8
T6=364.308=182.15= 182.2 Sign up to vote on this title
T7=3(366.143- 364.308 )= 5.5 = 6 TT= 169.74+182.15+ 161.9+3.4+162.8+182.2+6
Useful
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TT=868.2 TON-MILLA
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Calculo Tanques API 650
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GNC= 430 000 LBS RNR= 130 000 LBS Primeramente con GNC y FS=5 (optimo) determinar el número de líneas:
+
RNR
SI GNC= −. …(1)
De (1) −.=+
FS=
….(2)
.
RNR
en (2) F.S=
+ −. W' g= +
Entonces FS= 5 = Luego
. T=
n=12.54
n=14 osea 7 poleas
−. +
W' g=
W' g=240 800 lbs
Por lo tanto a) Para las operaciones de perforacion W= W' g-100 000 lbs Considerando FS=5 (optimo), FS=3 (minimo) RNR FS= 5= 0.02n2-n+5.42= 0
.
.
±√ ±√ −×... −×... ±.
n= = . n1= 43.7 n2= 6.25 ×. n=8 lineas (si n=6 el cable no resistirael peso del gancho) Deberá tener 4y 5 poleas el moton viajero y el CABALLETE respectivamente b) Si n=8 Wg=
n +
Wg=
GNCn + g
Wg=incluido los 100 000 y la friccion = 430 000/12= 35 833.33
Luego el factor de seguridad de dicho cable para la
RNR = .
FS= =
FS=3.6
operación de pesca será:
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Calculo Tanques API 650
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la resistencia efectiva es el 80% de RNR
RNR’=0.8RNR
Adicionalmente la resistencia debe reducirse (1-0.02n) RNR’’= (1-0.02x8) RNR’
RNR’’= (1-0.016)0.8RNR
a=5 pies/seg2
Inicialmente
RNR
FS=
T=
∑ =0
8T-Wg=0
∑ =ma
8T’’-Wg=
T=
g
g=RNR
En servicio
RNR′′
a
( 1+)
T’’=
−..RNR +
FS’’=
FS’’=
..FS +/
LUEGO FS’’=
g= 32ft/seg2
FS’’=2.9
PROBLEMA 6: Se desea bajar hasta la profundidad 6750’ una sarta combinada de tuberia de Sign up to vote on this title revestimiento compuesta de la siguiente manera. Useful Not useful DIAMETRO INTERVALO INTERVALO LONGITUD DESCRIPCION
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como se trata de sarta combinada Lsc= long. De la tuberia de revestimiento Wmi= peso efectivo de la tub. De revestimiento “i” Li= long. De la sección “i”
D= L1+L2
El trabajo total del cable será T T=T1+T2+ …….(
+ ´ H ´ +/ T1= = Wmi= W´mi (1-0.015x +/−..= 14.72 ton milla T1= Como H2= +L1+ = +3050+ = 4915 pies −. −.H T2= . .−.. −.. =61.98 ton-milla T2= =+ +++= = =9.58 ton-milla Como H1=
Luego TT=14.72 +61.98+9.58 = 86.28 ton-milla
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TT=86.3 ton-milla Useful
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Si P=
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Calculo Tanques API 650
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P= carga en la línea rápida F= Factor de eficiencia que depende de “n”
´
E=1-0.02n dado por el profesor También se sabe que FS=
= ´ .
P=−.
´= −.
a) Como n+2=10 n=8 FS=5 RNR= 45.9ton x
−. =123 379.2 lbs ´ =−. ℎ = 123 379.2 lbs
=91800 lbs
b) Carga en la linea rapida “P” ´ . P=−.= P=−.=18360 lbs Carga en la linea rápida: 18360 lbs c)
Carga en la línea muerta “P’ “
´ = .
P’=
= 15 422. 4 lbs
d) Carga sobre el castillo: “Wc” Wc= + P+P´ = 123 379.2+ 18360 + 15 422. 4 = 157 157 161.6 lbs lbs
´
Carga sobre el castillo: 157 161.6 lbs
PROBLEMA 8: La sarta combinada de tubería de revestimiento que se bajara en un pozo de 360 pies de profundidad está está compuesta de la siguiente siguiente manera:
∅ TUBERIA
PESO DE TUBERIA
(1) 13 3/8’’
61 LB/PIE
(2) 13 3/8’’
68 LBS/PIE
INTERVALO
LONGITUD
0-1050’
1050’……A
1050- 3600´
Sign up to vote on this title 2550’…….B Useful Not useful
Las condiciones operativas son las siguientes:
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Cuando se han bajado 2550’ de dicha sarta de tuberia debido al sucesivo atascamiento de esta es
necesario sacar del pozo 900´ de la referida sarta para luego bajarla hasta el fondo del pozo. Se pregunta Cuál es el total de tonelada milla de trabajo hecho por el cable. Solución
Como se trata de tuberia de revestimiento, se tiene:
+D +DD+ DM
TM=
……..
Ls: longitude de un tubo30’ Wc= peso efec. De la tub. TM= trabajo del cable hecho al bajar la tub. de revest.
Sarta combinada
TM=TA+TB+ ……
+a+/ TB= Donde D= LA+LB
Donde TA=
a a/+/a /+/a Sign up to vote on this title
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4.- tonelada milla de la tuberia de revestimiento desde 0 hasta 1050’ T1=T1050 Luego TT= T1+ T2+ T3+ T4 TT= T2550+( T2550-T1650)+( T3600- T1650)+ T1050
TT= T1050+ T3600+2(T 2550-T1650)………… Del grafico (II) a) b) c) d)
Ta=T2550’ T b= (T2550-T1650)x2 Tc=T3600- T2550 Tc= T1050
TT= Ta+ T b+ Tc+ Td TT= T2550+2(T2550-T1650)+ T3600- T2550+ T1050 TT= T3600+ T1050+2(T2550-T1650) Entonces
m=12
lb/gl
M= WMV+ WG+WED= 4500+ 11000+2500= 18000
SI WTR1=61 LB/PIE Wm1= 61( 1-0.015x12) Wm1=50.02 lb/pie WTR2=68 LB/PIE Wm1= 68( 1-0.015x12) Wm1=55.76 lb/pie
∝
Aplicando la ecuacion ( )
+ +.+ Sign up to vote on this title Not useful + + +.+ - Useful +.+ T3600= T*3600+ T*1050= T1050=
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DONDE L4=1050 LB=2550
. + +. + + .
(*)T23600+T11050=
T23600+T11050= 34.19 TON- MILLA (*)
+ +.+ + + +.+
2[T22550+T21650]=2[
2[T22550+T21650]=2[26.06-12.94]= 26.24 ton- milla
(*) = T23600 + T11050
= 12.27 ton-milla realizado por el MV,G, ELEV-BRAZOS al realizar
Por lo tanto
TT= T23600+T11050 + 2[T22550+T21650] + TT=34.19+26.24+12.27= =34.19+26.24+12.27= 72.7
T T=72.7 TON- milla
resistencia nominal a la ruptura de 18 PROBLEMA 9: un cable de 1 1/8’’ ipsiwrcpfrlrl, tiene una resistencia 000 lbs y el factor de servicio con que esta trabajando es de 3, el factor de seguridad de acuerdo a especificaciones era 5. si debido al uso su resistencia nominal a la ruptura a disminuido en 20 % adicionalmente al efecto de la friccion, en el doblamiento del cable sobre las poleas p oleas (entre el moto viajero y el caballete porta poleas y hay 12 lineas armadas hacia abajo, se pregunta:
¿Cual sera la maxima aceleracion a la que la polea pueda ser sometida este cable de perforacion? SOLUCION: SI RNR=130 000 LBS FS’’=3 n+2=12
FS= 5
n=10
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FS=
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…..()
T=
En servicio FS’’=3
∑ = FS’’=
" "
( ) EN (
10T’’- Wg= ma
. . RNR +
FS’’=
a a= g ( "
10T- Wg=
….(
(1+)
T’’=
a= g ( "x 0.8x 0.8-1)
Si g=32 ft/seg2
a= 32( 5/3 x 0.8x 0.8-1)
a=2.13 ft/seg2
PROBLEMA 10: después de haberse perforado 350 pies se da por terminada la perforación de un pozo a la profundidad de 11500 11500 pies y se saca la broca. Las condiciones operativas son las siguientes Diámetro de la broca 7 7/8” Tuberia de perforar 4 ½ ‘’ de diámetro exterior 16.6 lbs/ft Cuellos lastra barrenas 720’, 6’’ DE, 67 LBS/FT
Peso del moton viajero 9380 lbs Peso del gancho 5280 lbs peso de la union giratoria giratoria 6100 lbs
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(1) Perforando con la broca de 7 7/8 ‘’ de 11 150’ – 11 – 11 500’ T1= 3(T11500-T11150) (2) Sacar la broca de 7 7/8’’ de 11 500’ -0’ T2=1/2T 11500 Luego: TMTOTAL= T1+T2
TMTOTAL= 3(T11500- T11150)+ 1/2T11500…………..( )
+ +++………….()
SE SABE QUE T= DATOS
LCLB= 720’, 67 LB/FT L TP=11500’- 720’= 10780’
’
m=78.5
lbs/ft 3x 1bbl/42 gln x 5.615ft 3/1bbl= 10.5 lb/gln
=W
(*)
’
TP(1-0.02
m)
C= 720(67-16.6) (1-0.02 78.5)
(*) C= LCLB(WCLB-WTP)(1-0.02 ’ m)
=16.6(1-0.02 78.5)
=
14 LB/FT
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T11150= 297.15 tn-milla
Luego en ( ) TM=3(311.81- 297.15)+ ½(311.81) TM=199.885 TN-MILLA
TM= 200 TN-MILLA
usado como linea de de levantamiento en PROBLEMA 11:(Ex. sust) un cable de acero esta siendo usado un equipo de perforacion rotativa. Las condiciones operativas son las siguientes Profundidad: 9000’ diámetro de la broca: 8 ½’’
Peso de la union giratoria: 4900 lbs Tuberia de perforar: 4 ½’’ DE, 16.6 lbs/ft Peso del gancho y moton viajero: 11600 lbs Cuellos lastrabarrenas: 6 ½’’ DE, 92 LBS/FT carac. Del cable: 1 1/8’’ de diametro 6x19
Resistencia nominal a la ruptura del cable: 130 000 lbs Numero de lineas hacia arriba: 8 N° de poleas del moton viajero:5 viajero:5 N° de poleas del caballete portapoleas: portapoleas: 6 Peso sobre la broca: 6500 lbs/pulg
m=
11LBS/GLN
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WOB’= 6500 lbs
∅ = 8.5 pulg =90=0.9% = 11 LBS/GLN =30° =92 LBS/FT = 9000 PIES BROCA
m
CLB
I
6500x8.5= 0.9X92L CLB(1-0.015x11) cos L CLB=922.752pies; 92lb/ft LTP=9000-922.752 LTP=8077.248 PIES; 16.6 LB/FT
30
LUEGO Wg’=(WTP LTP+ W CLB L CLB) ( 1-0.015 Wg’=(16.6 x8077.248+ 92x922.752) 92x922.752) ( 1-0.015
)+ W +W 11)+ 4900+11600 m
UG
G+MV
Wg’= 199 344.54 lbs
= ’ .
FS=
FS=
−. g’ −. .
RNR= 130 000LBS
FSinicial=
n=8lineas
FSi=4.38
Por lo tanto (*) DFINAL = 12000 PIES LCLB= 922.752’
LTP = 12000- 922.752
≥
(*) F.S FINAL FS ; -1
LTP =11077.248 LBS
≥
FSf 4.38-1
F.S= 3.38
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8
≥
6.72 6.264 nf =8 =8 tiene 8 lineas hacia arriba Wg’: no se considera friccion, ni los 100 000lbs
b) FSf =? =?
−. .
EN( : FS=
= 3.6259
FSF= 3.63
c) PARA LAS OPERACIONES OPERACIONES DE PESCA : SE CONSIDERA LOS LOS 100 000 LBS
−.
FS= g’+ BS
FS=
−.= 2.562 .+
FS=2.56
PROBLEMA 12: La sarta combinada de tuberia de revestimiento que se va a bajar a un pozo de 3800’ de profundidad está compuesta de la sgte manera:
∅ TUBERIA
PESO DE TUBERIA
(1) 13 3/8’’
61 LB/PIE
0-1050’
1050’……1
(2) 13 3/8’’
68 LBS/PIE
1050- 3800´
2750’…….2
INTERVALO
LONGITUD
las condicioones operativas son las siguientes: long de cada tuberia: 30’
peso del moton viajero 11 11 000 lbs peso del gancho 4500 lbs peso del equipo diverso diverso 2500 lbs peso del caballete portapoleas portapoleas 12 000 lbs
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Solución: Análisis:
*tonelada milla del cable realizado por m (moton viajero, gancho, elevador – brazos) al levantar la tuberia de revestimiento de la tarima y bajarlo al pozo es de : 2L TR M/2000x5280 M/2000x5280 ; i= (1), (2)
+ tonelada milla del cable realizado por la T.R (1) ++ *TB= tonelada milla del cable realizado realizado po la T.R *TA=
(2)
* tonelada milla del cable relizado por m solamente al levantar o bajar la tub. de revestimiento es d : LTR i M/2000x5280
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* TM al colocar las tub. de revestimiento en el pozo: TM
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Problema 13
Del grafico se obtiene LTR1= 1050’ LTR2=2750’ 1.- Tonelada milla al bajar la tuberia de revestimiento (2) de 0 hasta 27 50’ T1=T2750
(+ ) ) + + M T1= = 2.- tonelada milla al levantar levantar la tuberia de revestivimiento (2) de 2750 hasta 1850 T2=T2750-T1850
(+ ) ) + + M −(+ ) ) + + M T2= Sign to vote on this(2) title 3.- tonelada millaal desplazar de 1850 hasta 3800 de la tuberia deuprevestimiento Useful Not useful T3=T3800- T1850
(
)
−(
)
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T5= TM RECIPROCAR
++
T5=
Luego TT= T1+ T2+ T3+ T4+ T5………………( DATOS
m=9.5
lbs/GLN
L= 30 n°veces recip.= 12
Wmv= 11 000 lbs Wg= 4500 lbs LB/PIE Calculos W m=WTR (1-0.015 (1-0.015
9.5) =68(1-0.015 9.5)
W eq. divers= 2500 lbs W TR1= 61 LB/PIE WTR2= 68
m)
Wm1=61(1-0.015
Wm1= 52.31 lbs/ft
Wm2
Wm2= 58.31 lb/ft
M= Wmv xWgx W eq. divers= M= 11 000 + 4500 + 2500 M= 18 000 LBS n= 2x12= 24 entonces
+ +.+ T1=
T1=30.48 tn-milla
+ +.+ + +.+ T2=
T2=13.04 tn-milla
++ .+ T3=
milla
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+ Useful Not useful +.+ - T3=30.77 tn
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Calculo Tanques API 650
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PERFORACION ROTATIVA CAPITULO IV DISEÑO DE SARTA DE PERFORAR PARTE PRACTICA
PROBLEMA 1: Al legar a 9900 pies de profundidad se ha alcanzado la máxima capacidad de carga del mástil de un equipo de perforación. Las condiciones de operación son las siguientes Diámetro del pozo: 8 ½ ‘’
Tuberia de perforacion: perforacion: 9000’, 4 ½ ‘’ d.e, 16.6 16.6 lbs/pie Cuellos lastra barrenas: 900’, 6 ¼’’ d.e, 80 lbs/pie
Desviación: 25° Peso sobre la broca: 5000 lbs/pulg Densidad del lodo: 12 lbs/gln Si se desea llegar a 11500’ con la sata de perforación mas adecuada, se pregunta ¿ como deberá estar compuesta la sarta de perforación, si se dispone de tuberia de perforación de 3 ½’’ de 13.3
lbs/pie? SOLUCION: Sign up to vote on this title
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CCC1=
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max capacidad capacidad de carga del del castillo castillo
WOB’: PESO SOBRE LA BROCA= 5000 LBS/PULG
=ANGULO DE DESVIACION DEL POZO = 25° ∅ = ∅ = 8 ½’’ = 8.5 PULG BROCA
POZO
F= FACTOR DE SEGURIDAD DEL CLB 85-90% WOB= WOB’ x
∅
BROCA
WOB= F L W (1-0.015
) cos M
5000x8.5 lb= 0.9 L’CLB x80 (1-0.015 x 12) cos 25° L’CLB= 794.26’
Signm) up to vote on this title Wsp2= (L”TPW TP+ L’TPW’ TP + L CLBWCLB)(1-0.015 Useful Not useful Wsp2= (L”TPx16.6+ L’TP x13.3 + 794.26’x80)(1-0.015 m)……..2
Luego:
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1 = 2 De 1 y 2 0.015 m)
(9000x16.6+900x80)(1-0.015 (9000x16.6+900x80)(1-0.015 m)= (16.6 x L” TP+ 13.3 L’TP+ 794.26x80)(1-
221400 lbs= 16.6 x L”TP+ 13.3 L’TP+ 63540.8 16.6 x L”TP+ 13.3 L’TP= 157 859.2……………..(3)
Tambien L”TP+ L’TP+ L’CLB= 115000 L”TP+ L’TP+794.26= 11500 L”TP+ L’TP= 10 705.74 ….(4)
LUEGO (3)
16.6 x L”TP+ 13.3 L’TP= 157859.2
-13.3 (4)
-13.3 x L”TP - 13.3 L’TP= -142 386. 342 3.3 L”TP= 15 472.858
L”TP= 4 688.7’
L’TP=6017’
COMO L’CLB= 794.26’=795’
SE OBTIENE L”TP=4670.8 = 4671’
,
L’TP=6034.9= 6035’
LUEGO: L’CLB=795’
6 ¼ ‘’ Sign up to vote on this title
L”TP=4671’ 4 ½ ‘’ DE, DE, 16.6 16.6 LB/PIE L’TP=6035’
3 ½’’ DE 13.3 LB/PIE
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7 ‘’ 7 ¼ ‘’
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111 lbs 120 lbs
2 ¾ ‘’
3
Densidad del lodo: 12 lbs/ gln Se pregunta; cuantos cuellos lastra barrenas del menor diámetro Solución:
∅ Broca= 8 ½ ‘’ = 8.5 pulg ∅ Exterior de los acoplamientos de las tuberia revés= 7.656’’ Por la formula de Robert hoch
∅ ∅
∅
∅
ext. min de los CLB=
2
EXT.DEL ACOPLAMIENTO DE LA TUBERIA DE REVES. - BROCA
ext. min de los CLB=
2x 7.656-8.5=6.8 pulg
De la tabla adjunta:
< >
∅
6 ¾ ‘’ 6.8’’ 7’’
ext. min de los CLB=7
pulg Wclb= 11.1 lbs/pie
Si sabe que:
∅
WOB= WOB’
BROCA
….1
LCLB= lCLB nCLB
= 25° m= 10 lbs/gln WOB= F l n W (1-0.015 m )COS 5000x 8.5= F 30 n x111(1-0.015 10 )COS 25 °
WOB= 5000 LBS/PULG y
CLB
CLB
CLB
CLB
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nCLBF= 17.173 PARA F= 0.85 nCLB0.85= 17.173 PARA F= 0.90
0.90= 17.173
nCLB=20.20 =19.08
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Densidad del lodo 12 LB/GLN Profundidad 8450’ desviación 3° Se requiere perforar hasta 10 000’; pero como el peso del mastil del equipo de perforacion ha
llegado a su maxima capacidad es necesario cambiar las condiciones operativas a las siguientes: peso sobre la broca: 4000 lbs/ lbs/ pulg tuberia de perforacion combinada: 4 ½’’ de, 16.6 lbs/pie cuellos lastra barrenas: 6 ½ ‘’ de , 3 di , 83 lbs/pie
densidad del lodo: 12 lbs/gln Se pregunta: ¿Como estará constituida la nueva sarta de perforación? Solución : Condición inicial
∅
BROCA=
8.5’’
D’= 8450’
WOB’= 5000 lb/pulg
= 3°
m= 12 lbs/gln
WTP= 16.6 lbs/ft 4 ½ ‘’ D.E
WCLB= 89 LB/FT
SE TIENE 5000x8.5= 0.9 L CLB x 89 (1-0.015x 12) cos 3° LCLB= 647.945´= 648’ Luego: D’= LTP+ LCLB
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Wtp= 16.6 lbs/pie
WOB’= 4000
m= 12 lbs/gln
W’tp= 13.3 lbs/pie
D= 10 000’
WCLB=89 lbs/pie
4000x 8.5 = 0.90x L’ CLB x 89 (1-0.015x12) cos 3°
Lclb= 518.3
Lclb=518´
Por lo tanto WspF= (L’TPW TP+ L’’TPW’ TP + L’ CLBWCLB) WspF= 16.6 L’TP x 13.3 L’’tp+ 83x 518 16.6 L’TP x 13.3 L’’tp x46102 = Wsp2
Pero Wspi= Wsp f 187, 185.2= 16.6 L’ TP x 13.3 L’’tp x46102
16.6 L’TP+13.3 L’’tp = 141 083. 2 ……(1) ADEMAS D= L’TP+ L’’tp + L’clb= 10 000’ L’TP+ L’’tp= 9482
-13.3 Ltp - 13.3 Ltp = -126 110.6………(2) (1) + (2) 3.3 Ltp= 14972.6
Ltp=4537. 15 = 4537
En (1) : L’’tp= 4944.8 = 4945’
Luego:
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BROCAS DE PERFORACION CAPITULO V PARTE PRÁCTICA PROBLEMA 1: Dadas las siguientes condiciones operativas de un pozo: Costo por pie perforado: $37.60 Formación: anhidrita Costo de la broca: $ 1400 Costo del equipo de perforación: $ 12000/dia Diámetro de la broca : 8 ½ ‘’ Peso sobre la broca : 5300 lbs/pulg Intervalo perforado: 245 pies Velocidad promedio de la perforación: 22 pies/hr Tiempo por viaje redondo: 0.5 hora /1000 pies Se pregunta: ¿cuál es la profundidad del pozo? Solución: Se tiene: C= $37.6 B= $ 1400
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Cr= $ 12 000 /dia . 1 dia / 24 hr= $500/ hr P= 22 PIES/ HR
P=
t=
′
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11.136 hrs t= 11 hrs
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PROBLEMA 2: calcular el costo por pie de una broca de 7 7/8 ‘’ que ha estado bajo las siguient condiciones operativas: Profundidad: 5000 ‘
Formación: calizas compactas Costo de la broca: $3000 Costo diario del equipo de perforacio: $ 12000 Peso sobre la broca : 4500 lbs/ pulg Desviación: 25° Densidad del lodo: 10 lbs/gln Cuellos lastrabarrenas: 6’’ DE , 76 LBS/ PIE Tuberia de perforacion: 4 ½’’ de, 16.6 lbs/pie
Longitud de cada cuello lastra barrena:
Tiempo de viaje redondo: 0.5 hrs+ 0.133hrs/barra d e cuello cuello lastrabarrena + 0.5 hrs/1000’ de tube de perforacion Total de pies perforados: 288 SOLUCION: SE TIENE B= $3000 Cr= $ 12000 /dia x 1dia/24 hr = $500 /hr P= 12 PIES /HORA
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Useful T= 0.5 HR + 0.133HR/BARRA CLB + 0.5/ 1000’ TP F= 288 PIES
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∅ = 7 7/8’’ = 7.875 pulg = 25° m= 10 lbs/gln COS
LCLB= 90 nBARRAS CLB= 30nCLB
BROCA
WOB= 0.9 LCLB WCLBCOS
∅
WOB’
BROCA=0.9x90 n barra CLBW’CLB(1-0.015
W’CLB= 76 LB/FT 4500x 7.875= 0. 9x90 n barra CLB 76 (1-0.015 n barra CLB= 7.47
LCLB= 90x 7.47
LUEGO: LTP=D- LCLB= 5000- 672.3’ EN
10) COS 25° LCLB= = 672.3’ : LTP=4327.7’
T= 0.5 HR + 0.133HR x 7.47 + 0.5/ 1000’ TPx 4327.7
Entonces: C=
++
C=
+.+
= 58.507
T= 3.7 HORAS
C= $ 58.51/PIE
Problema 3: Dadas las siguientes condiciones Profundidad: 9000 ‘
Costo de la broca: $3000 Costo diario del equipo de perforación: $ 12000/DIA
tiempo de viaje redondo: 0.5 0.5 HRS+ 0.133HRS/BARRA DE CUELLO CUELLO LASTRABARRENA + 0. HRS/1000’ DE TUBERIA DE PERFORACION Longitud de cada cuello lastra barrena: 90’
Peso sobre la broca: 5800 lbs/ pulg diámetro de la broca: 8 3/4 ‘’
Velocidad de la mesa rotativa: 100 rpm
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SOLUCION SE TIENE D= 9000 PIES
l barra= 90’
WOB’= 5800 LBS/PULG
∅ = 8 3/4’’ = 8.75 pulg = 0° BROCA
LCLB= 90 nBARRAS CLB
m= 10 lbs/gln W’CLB= 85 LB/FT
SI
∅
WOB’
BROCA=0.9
85(1-0.015x12) COS 0
LCLB W’CLB (1-0.015 m) COS
5800x8.75=0.9x90 n barra CLB n barra CLB= 8.989 = 9
n barra CLB=9
luego LCLB= 90 x9 = 810’ LTP=D- LCLB= 9000- 810
: LTP=8190’
Tambien se tiene: B= $2400 Cr= $ 12000 /dia x 1dia/24 hr = $500 /hr T= 0.5 HR + 0.133HR/BARRA CLB + 0.5/ 1000’ TP T= 0.5 HR + 0.133HRx9 + 0.5/ 1000’ (8190+F)
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Reemplazando los valores de la tabla en 1 en 2 se tiene T
F
T
5 10 12 14 16 18 20 22 24
C
137 250 288 322 352 378 400 420 430
5.869 5.925 5.944 5.961 5.976 5.989 6.000 6.010 6.015
57.184 41.450 39.486 38.449 38.034 38.081 38.500 39.060 40.483
60.000 55.000 50.000 Series1
45.000 40.000 35.000 5
10
12
14
16
18
20
22
24
Problema propuesto: se ha terminado de perforar un pozo lass 3 ultimas brocas empleadas, están detalladas a continuación: Sign La sarta de perforación al final de la perforación ha consistido deup: to vote on this title Useful Not useful
Tuberia de perforar: 9600’
Cuello lastrabarrena: 600
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#
TIPO
COSTO DESDE HASTA WOB
RPM
PIES/HORA T
1 2
ATJ-1 ATJ11 ATJ13
$1500 $4000
7000 9000
9000 10 000
35 50
120 80
41.7 25
6 8
$5000
10000
10200
60
60
10
9
3
La sarta de perforación al final de la perforación ha consistido c onsistido de: Tuberia de perforar: 9600’ ; 4 ½ ‘’ DE ; 16.6 lb/ft Cuellos lastrabarrenas: 600’; 7’’ DE ; 117.5 LBS/FT
Peso del equipo elevador: M=15000 LBS Se pregunta:
a) si el costo del equipo es de $ 4800 por dia calcular los costos en dolares/pie correspondientes a cada broca b) se estuvo usando lodo lodo de 10.2 lb/gln hasta hasta los 10 000 fts, done se se cambia de peso a 1 lb/gln para perforar una zona de alta presion. evaluar las ton-millas en el cable desde que se empezo a perforar ha 7000 pies, hasta que se saco la tuberia a 10 200 pies para correr registros elctricos. la longitud de un stand de tuberia es 90 pies
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FUERZA MOTRIZ (CAP VI) PARTE PRÁCTICA
Problema 1: El malacate de un equipo de perforación esta accionado por tres grupos de motore cada uno con su respectiva transmisión, bajo carga de la cadena de impulsión del malacate. Las condiciones operativas son las siguientes: Potencia total de los motores: 900 HP
Número de líneas armadas entre las poleas del montón viajero y las poleas del caballe porta poleas: 8 Tubería de perforación: perforació n: 4 ½” D.E..I.F. 16.6 lbs/pie Cuellos lastra barrenas: 6 ½” D.E , 89 lbs/pie
Peso del caballete porta poleas: 12,000 lbs Peso del montón viajero y gancho, integrados: 11,600 lbs Peso de la unión giratoria: 4,690 lbs Densidad del lado: 12 lbs/gln Desviación del pozo: 25°
Diámetro de la broca: 8 ½”
Se pregunta:
a) ¿Cuál deberá ser la longitud longitud de la tubería de de perforar y la longitud de los cuellos cuellos las barrenas, que permitirá colocar el mayor peso sobre la broca con la máxima capacidad los motores del malacate, para llegar llegar a 12,800 pies de profundidad? b) ¿Cuál será el mayor peso que se podrá colocar sobre la broca? Solución:
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Useful Not useful PIES a) HPmotor= 900 (TOTAL) n=8 =12 D= 12800 12800 # MOTORES= 3 W TP =16.6 WCLB=89 lbs lbs
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Lclb= 794.07 pies En (2): LTP= 12800’ – 794.07 794.07 = 12005.9 PIES LCLB= 795’ LTP= 12005’ SI LCLB= 795’ Wclb= 89 lb/pie =25° =12 WOB= 0.9 WCLBLCLB(1-0.015 )COS WOB= 0.9 89x795(1-0.015x12)COS 89x795(1-0.015x12)COS WOB= 47324.8 lbs WOB= 47325 lbs
25°
Problema 2: Calcular la eficiencia térmica al freno de un motor que usa 150 ltrs de combustible e una hora, mientras desarrolla 850 caballos al freno. El poder calorífico del combustible es de 50 Kg-Cal/ltr. Asi mismo, una Kgr-Cal es igual a 426.7 Kg-m. SOLUCION: SI e b=
x 100
Q=5040Kg-cal/lts x 150lts/hr=756000kg-cal/hr x426.7kg-m/1kg-cal x1cv/(75kg-mt/seg x 3600se hr Q=1194.76 cv Wb= 850 cv
v
e b=. vx 100= 71.14%
eb=71.14%
Problema 3: Hasta que profundidad se podrá perforar con un equipo de perforación que tiene malacate que es impulsado por dos grupos de motores de 400 HP cada uno con sus respectiv Sign up to vote on this title transmisiones. Useful Not useful Las condiciones de operación son las siguientes:
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Se tiene HPMOTORES= 400 HP
∅
∅
BROCA= POZO=
8.5’’
WOB= 42 500 LBS
WCLB=89 lbs/pie
= 25° =12 LBS/GLN
WTP= 16.6 lbs/pie
WUG= 3500 n=8
WMV+G= 8000
# motores:2
L CLB =30 n CLB
x 85 (1-0.015x12) COs25
SI WOB=0.9 LCLB WCLB (1-0.015 m) COS 42500=0.9x30nCLB nCLB= 23.798
nCLB=24
luego LCLB= 30x24=720’ HPg= HPmotor emmemg
emm=0.95
HPg=2x 400 (0.95 2)(1-0.002x8) HPg=606.48
Tambien: HPg= S8= 90 PIES/MIN
606.48=
W=222 376 lbs……..(1)
Como Wg= (16.6L TP+ 89x720 ) ( 1-0.015 222376= (16.6LTP+ 89LCLB) ( 1-0.015 LTP = 11631.6 LTP = 11630’
12) + W
U G +
) + 8000 + 3500
WM V+ gancho Sign up to vote on this title
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Densidad del lodo: 10 lbs/ gln Peso del montón viajero y gancho: 13100 lbs Peso de la unión giratoria: 4500 lbs Peso del caballete porta poleas: 10,000 lbs
Se pregunta: ¿Cuál será la potencia que se necesitara en el malacate para levantar la carga en el gancho?. SOLUCION:
∅
∅
BROCA= POZO=
∅
WOB= WOB’
7.875’’
WOB’= 5000 lbs/pulg
BROCA
WCLB=76 lbs/pie
= 4° =10 LBS/GLN =0.9 30n WOB’∅
WTP= 16.6 lbs/pie
n+2=12
WMV+G= 13100
n=10 D=12000’
x 76 (1-0.015x10) cos 4 CLB W CLB lodoCOS
BROCA
42500=0.9x30nCLB nCLB= 22.63
WUG= 4500
nCLB=23
luego LCLB= 30x23=690’ LTP = D- LCLB LTP =12000- 690 LTP =11310’ Luego Wg= (16.6x11310+ (16.6x11310+ 76x690 ) ( 1-0.015 Wg= 221758 lbs Como HPg= HPmotor emmemg = HPmalacate emg
10) +13100+Sign4500 up to vote on this title
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Calculo Tanques API 650
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Entonces: HPmalacate(1-0.02x10) =
HPmalacate=604.8 HPmalacate= 605’
PROBLEMA 5: Un equipo de perforación tiene un malacate National 610 mecánico que es accionado por dos grupos de motores cada uno de los cuales tiene una potencia de 375 hp. Las condiciones de operación son:
Peso de la unión giratoria: 7200 lbs Peso del gancho: 15260 lbs Peso del moton: 9380 lbs Peso del caballete porta poleas con sus poleas: 9045 lbs Número de líneas armadas hacia arriba: 10
Tubería de perforación: 4.5” DE x 16.6 lbs/pie Cuellos lastra barrenas: 6 ¼” x 80 lbs/pie
Longitud de cada cuello lastra barrenas o tubo de perforación: 30’
Diámetro de la broca: 7 7/8”
Desviación del pozo: 20° Peso sobre la broca: 5500 lbs/pulg Densidad del lodo: 11 lbs/ gln
Se pregunta: Profundidad hasta la cual se podrá perforar. Solución:
= 11 lbs/gln Sign up to vote on this title =7.875 pulg = 80lbs/PIE ∅ Useful Not useful
D=?
HPMOTOR = 375
lclb=30’ =ltp
HPMOTOR = 375’
WTP= 16.6 LBS/PIE
WCLB
WUG= 7200 lbs
WG= 15260 lbs
= 20’’
n=10
broca
WOB’=5500 LBS/PULG
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VL8 = VL10 = n Vgi 8x 90= 10 S10
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n8S8= n10 S10
[000202]
Calculo Tanques API 650
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S8=90 pies/min
S10= 72 pies/min
HPg= 2 HPMOTOR (95%) (95%)2(1-0.02n) HPg=2x 375(0.95) 2(1-0.02x10) HPg=541.5
HPg =
541.5=
W= 248187.5 LBS…….(2)
LUEGO (1)=(2) 13.86 LTP+ 83 944 =248187.5 LBS
Ltp= ltp ntp = 30 ntp
13.86 x30 nCLB + 83 944 =248187.5 LBS
nCLB=394.97=395 =394.97=3 95 tp de 30’
En (3)
Ltp= 11850’
Pero
ltp(barra)= 3x30’ = 90’ Ltp=90 ncsp
13.86 x90 ncCLB + 83 944 =248187.5 LBS ncCLB= 131.66 = 132 tub de 90’ Ltp=90x 132= 11880’ D= Ltp+ Lclb= 11880+ 780 = 12660’
D= 12660’
Problema 6 (ex. Susti): el tamaño del tambor de un malacate es de 22’’x 46’’ (diámetro: 22’’y ancho:46’’). Las condiciones operativas son las siguientes:
Diámetro del pozo: 7 7/8 ‘’
Peso sobre la broca: 5500 lbs/pulg Peso de la unión giratoria: 3300 lbs Peso del gancho y el motón: 8385 lbs
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∅ =∅
POZO =7.875
broca
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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pulg HP MOTOR = 375
LTP=11500’
=
n=22
lbs/gln
WMV+G= 8385 lbs LBS/PULG
WTP= 16.6 LBS/PIE
WCLB= 84lbs/PIE
WUG= 3300 lbs
= 22’’
∅
MALACATE =22’’
= = rad/min x 1revolucion/2 rad /
N= =
WOB’=5500
R=11’’ S=90PIES/MIN
N= RPM…..(3)
F= WG/ (n(1-0.002n)…………(4) Wg= (16.6LTP+ 89x Lclb ) ( 1-0.015
9.5) + W
U G +
WM V+ gancho…………..(
Hallando: L clb= WOB=WOB’=
∅
(1-0.015x9.5)cos22°
broca =0.9x
84 LCLB(1-0.015x m)cos
5500x7.875= 0.9x 84 L CLB LCLB= 720.6 fts En
Wg= (16.6x11500+ 89x 720. ) ( 1-0.015
Wg=22 7286.568 lbs x
9.5) + 3300+ 8385
=103312.07 kgr 1 .
En (1) ………………………
../
HPMALACATE =
HPMALACATE =749.75 hp HPMALACATE =750 hp En
749.75= HPMotor (0.98) (0.98)3+3
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Useful motor: 3cadenas, 3 ejes
Not useful HPMotor= 846.4 hp
Problema 7: (ex. Susti) el malacate de un equipo de perforación es accionado por tres grupos
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Desviación del pozo: 25°
Cuellos lastra barrenas barrenas:: 6 ½ ” x 89 lbs/pie
Calculo Tanques API 650
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[000202]
Tubería de perforación: 4.5” DE x 16.6 lbs/pie Peso de la unión giratoria: 4500 lbs Peso del moton viajero: 11 000 lbs Peso del gancho: 4500 lbs Peso del caballete porta poleas 9000 lbs Densidad del lodo: 12 lbs/ gln
Se pregunta: ¿Cuál será la máxima pronfudidad que se podrá perforar? Solucion:
∅Broca=8.5’’ LCLB= ?
WOB’=5000 LB/PULG
WCLB= 89 LBN/PIE
∅
= 25° =12 LBS/GLN
WOB’ broca = 0.9 0.9 L’CLBx WCLB(1-0.015X ) COS 25
8.5X 5000= 0.9 LCLBx89(1-0.015X12) COS 25 LCLB= 713.95pies HPMALACATE = ?
HPG= HPMOTOR emme m-g
HPmotor = 300 HP
N° de motores=
3 ejes, 3 cadenas cadenas emm= 0.98 HPMALACATE =HPMOTOR emm
HPMALACATE =3x300x(0.98)3+3
HPMALACATE =797.26
Wg=? Wg= (16.6LTP+ 89x Lclb ) ( 1-0.015
9.5) + W
U G +
WM V+ gancho
Wug= 4500 lb Wmv= 11 000 lb Wg= 4500 lbs
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N=785.5 rad/min x 1 revolucion/2 revolucion/2
[000202]
Calculo Tanques API 650
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ad
N== 125 RPM Luego en (2) 785.5=
F.
F= 16 349.2 Kgrx 2.2 lbs/ kgr
F=3568.24 lb = −.
= 287 745.92 lbs…..(3) (1)=(3) 13.2 LTP+ 72104.07=287 745.92 lbs
L TP= 15 842’
Por lo tanto: Profundidad max. D= Ltp+LCLB D= 15 842+ 713.95= 16555.95
D=16556’
Problema 8 : El malacate de un equipo de perforación esta impulsando por 2 grupos de motore cada uno de los cuales tiene 356 HP. Las condiciones operativas son las siguientes: siguientes:
Diámetro de la broca: 8 1/2 ‘’
Peso sobre la broca: 5500 lbs/pulg
Tubería de perforación: 4.5” DE x 16.6 lbs/pie
Cuellos lastra barrenas barrenas:: 6 ½ ” x 89 lbs/pie
Longitud de cada tubo de perforación o Cuellos lastra barrenas: 30’
Densidad del lodo: 10lbs/ gln Peso de la unión giratoria: 4900 lbs Peso del moton viajero y el gancho: 11 600 lbs Peso del caballete porta poleas 12480 lbs Desviación del pozo: 20°
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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LCLB= 706.88’ SI D = LTP+ LCLB = LTP+706.88’ LTP= 11 993.12’ S= 60 PIES/MIN (DATO) WTP= 16.6 LBN/PIE Wg= (16.6LTP+ 92x Lclb ) ( 1-0.015
9.5) + W
U G +
Wg= (16.6X11 993.12’+ 92x 706.88 ) ( 1-0.015
Wug= 4900 lb W mv+G= 11 600 lb WM V+ gancho
10) + 4900+11600
Wg=241 000.94 LBS
.
LUEGO: HP g==
HPg=438.18 ……(1)
HPg= HPMOTOR X X emmemg HPg=2x 356 x (0.95) 2 (1-0.02n)….(2) 1=2 438.18= 2x356x (0.95) 2(1-0.02n) 1-0.02n= 0.68
n=15.9
n= 16
Por lo tanto el numero de poleas es igual = 16/2=8 poleas
Problema9: el malacate de un equipo de perforación es accionado por 2 grupos de motores q tienen una potencia total de 900 hp y cuyo sistema de combinación esta formado por 2 ejes y cadenas bajo carga de la cadena de impulsión del tambor del malacate Las condiciones son las siguientes:
Diámetro del pozo: 8 1/8 ‘’
Peso sobre la broca: 5500 lbs/pulg Peso de la unión giratoria: 4500 lbs
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of 89
Calculo Tanques API 650
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Solución:
∅
Si broca=8.5’’ LCLB= ?
WOB’=5500 LB/PULG LB/PULG
WCLB= 92 LBN/PIE
= 28° =11 LBS/GLN
8.5X 5500= 0.9 L’CLBx92(1-0.015X11) COS 28
LCLB= 765.83
LCLB=766 PIES
Si Ltp=11130’
Lclb=850’
SI n+2= 12
n=10
D= 11 130+ 850= 11 980’
Pero se requiere perforar 2010’ adicionales D’= D+ 2010= 11980 + 2010= 11 980’ L’tp= D’ - L’clb= 13990-766
Wtp= 16.6 lbs/pie
L’tp=13 224 PIES
Wug= 4500 lb
Wclb= 92 lbs/pie
W mv+g= 13 100 lbs
Wg= (16.6X13224+ 92x 766) ( 1-0.015
11) + 4500+13100
Wg=259 741.98 LBS . 1kgr/2.2 lbs Wg=118064.54 kgr Luego
. kgr
F= −.= −. F= 14 758 kgr
R= 20/2 = 10 pulg x 0.0254 pulg/1 pulg pulg 0.254mt= R HPMALACATE =HPMOTOR emm
n=10 # motores = 2
2 ejes 2 cadenas e mm= 0.98
HPMOTOR = 900 hp HPMALACATE = 900 x ( 0.98) 4 HPMALACATE = 830 hp
F R Luego HPMALACATE =
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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CAPITULO VII BOMBAS DE LODO PARTE PRÁCTICA
PROBLEMA 01: Una bomba de lodo National , doble , doble actuante, tipo K-500- A , de 7 ¼ ‘’
15’’ está impulsada por motores que desarrollan una potencia total de 513 HP , cuando dicha bom
a 70 cpm. Se pregunta. ¿Cuál será la máxima presión de descarga en la línea de salida del lodo de bomba? Nota: diámetro diámetro varilla varilla pistón = 2 ½’’
Solución: Si se tiene la bomba de lodo 7 ¼ ‘’x 15’’ D=7.25’’ Diametro exterior de la camisa
S=15 ‘’ longitud de la carrera
d= 2.5’’diámetro de la varrilla
HP=513 potencia total impulsada por motores
N=70 CPM revoluciones por por minuto del cigüeñal Para una bomba doble, doble actuante q=0.00679(2D2-d2)SNev
ev= 90
q=0.00679[2(7.25’’)2-(2.5)2]x15x70x 0.90
q=634.4 gmp HHP: CABALLaje hidraulico
HHP== emevHP
emev
P=
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D=6.5’’ : diámetro de la camisa
N=?
[000202]
Calculo Tanques API 650
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S= 15’’ : LONGITUD DE LA CAMISA
d=2.625’’: diamtro de la varilla P= 1350 psi presión de descarga
Bomba doble, doble actuante q=0.00679[2(6.5’’)2-(2.625)2]x15xNx 0.90
q=7.11N PERO
HHP=emevHP=
570X0.85X 0.90=
.
N=78 cpm
PROBLEMA 03: Una bomba de lodo, doble, doble actuante 6 ‘’ x 16’’ es accionada por motore que tienen una potencia de 600HP. Si el diámetro exterior de la tubería de perforar es de 4 ½’’
velocidad de flujo que se desea tener en el espacio anular es de 180 pies/minutos, se desea conoce ¿cuál será la máxima presión que se tendrá en le línea de descarga descarga de lodo de dicha bomba? Diámetro de la broca es de 8 pulg.
Solución
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∅
TP=4.5’’
∅
POZO=8’’
f e a=
180 pies/min
Useful
HP=600 hp
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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a) Volumen de lodo que podrá desplazar esta bomba en 30 min. b) Si la bomba esta´ impulsada por motores que tienen una potencia total de 720 HP, ¿Cuál será la máxima presión de bombeo de dicha bomba? SOLUCION: a) SI la bomba bomba de lodo lodo 6 ¼ ‘’x 8 1/2’’ 1/2’’ esta equipada con camisas de 6 ‘’ D=6’’ : diámetro de la camisa S= 8.5’’ : longitud de la camisa
N=140 cpm
d=2.625’’: diámetro de la varilla
P= 1350 psi presión de descarga
Para Bomba triplex
q=D2 S N
3
=100%
v
v
q=0.0102x(6)2x8.5x140
Como q=
q= 436.968 gpm
= q t
t=30 min
=436.968x 30 x 1bbl/42 gln=312.2 bbl
=312 bbl
b) Si HP=720 HP
HP emev=
emev
P=
.. .
P=2400LBS/PULG2
P=
Problema5: una bomba de lodo doble, doble actuante: 6x 16’’ tiene varillas de piston de 2 ½ ‘’ y esta operando a 60 cpm ¿a cuantas rpm(cpm) deberá una bomba triple de 6 ½ ‘’ x 12’’ para que
suministre el mismo caudal? Solución:
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Para la bomba de lodo doble actuante 6 ’’ x 16’’ D= 6’’ S =16’’
d= 2.5’’
N =60cpm
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Nt=74.59 cpm
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[000202]
Calculo Tanques API 650
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Nt=75 cpm
Problema 6: Un pozo se esta perforando con brocas de 8 ½’’ y tuberia de 4 ½’’ de diámetro externo. La bomba de lodo es NATIONAL TRIPLEX TIPO 8-P- 80 6 ¼’’ Y 8 ½’’ VOLUMEN LODO 850 bbls . si se requiere mantener una velocidad de circulación de 180 pies/min en el espacio anular. El diámetro del piston es de 6’’ y el diámetro de la varilla es 3’’
a) Cual será el numero de carreras por minuto de los pistones? b) Tiempo necesario para que el lodo de 2 vueltas al sistema? Solución: a) Para el espacio anular
∅
∅
POZO=8.5’’
= 180 pies/min
TP=4.5’’
∅ 2POZO-∅ 2TP]=[8.52-4.52]
A=[
A=40.84 pulg2
luego Q= A.V
x
Q=40.84 pulg2x 180 x
Q=381.88 gpm
qea=381.88 gpm…………(1) Para la bomba trilex de 61/4’’ x 8 ½’’ con diametro de piston de 6’’ D=6’’ S=8.5’’
qt=0.0102xD2 x ST x NT
qt=3.1212 NT……(2)
Sea qea=qt (1)=(2)
381.88=3.1212 N T
NT= 123 cpm
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b) si Vlodo = 850 bblx 42gln/1bbl= 35700 glns como q=
t=
t=
=93.48min
t=93.48min
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Calculo Tanques API 650
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Si la bomba fuera triple ( triplex) tr iplex) cual debería ser la potencia total de los motores que impulsarían dicha bomba?
Solución: a) Si
∅
POZO =7.875’’
∅
TP=4.5’’
∅ 2POZO-∅ 2TP]=[7.8752-4.52]
A=[
= 175 pies/min A=32.8 pulg2
x
Q=32.8 pulg2x 175 x
Q= A.V
Q=298 gpm
b) Si P=1200 PSI BOMBA DE LODO DOBLE ACTUANTE : e m=0.85 ev=1.0 HP emev= HP=.. HP= 245hp
Problema 08:
Un equipo de perforación rotativa tiene 2 bombas de lodo, una de ellas es de 7
16’’ EDECD MMMM-1000……………………………………………………………………………………………. piston 2 5/8’’ el número de carreras completas por minuto con que esta trabajando uno de los pistones es de en caso dejara de est ar en condición de operación esta bomba de lodo se desea conocer el
número de carreras completas por minuto a las que debería trabajar cada piston de la otra bom
de lodo que es de de 6 3/4 ‘’ x 9 ¼’’ national national 9-P-1000 TRIPLEX que esta equipada con pistones de 5 ½’’ y varillas de piston de 2 ¾’’
Solucion: BOMBA DE LODO DOBLE ACTUANTE: 7 ½’’ x 16’’ con pistones de 6’’ Sign up to vote on this title
DD= 6’’ SD=16’’
dD= 2.5/8=2.625’’
qD=0.00679(2D2-d2)SD ND e
ND=30cpm Useful
e = 90%
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SEA qd=qt 1=2 190.98=2.85NT
NT=67CPM
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Calculo Tanques API 650
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FLUIDOS DE PERFORACION CAPITULO VII PARTE PRÁCTICA PROBLEMA 1:
Una bomba de lodo doble, doble actuando de 8’’ x 16’’ esta operando a 50 carrer c arrer
por minuto. El sistema de lodo contiene 1500 lbs de barro de 11 lbs/gln. Se desea agregar
suficiente agua para aligerar este lodo a 10 lbs/gln. El diámetro de la varilla del piston es de 2 pu Se pregunta:
A) Que volumen del barro original deberá vaciarse para te ner el mismo volumen final en el sistema? B) A que velocidad uniforme deberá agregarse el agua para completar la operación en 2 ciclos del sistema?
SOLUCION a) SEA “x” bbl d e agua Si Vlodo=1500 bbls =cte “x” será también la cantidad que tenemos que sacardel lodo de 11lbs/gl
Entonces:
=densidad del lodo final =densidad =densidad del lodo inicial lf
li
H2O=8.33lbs/gln
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Wlf =W =Wli+WH2O 1500= li(1500-x) + H2Ox lf 1500= .1500=11(1500-x)+8.33x .1500=11(1500-x)+8.33x
10
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Calculo Tanques API 650
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= ′ . . Q= . gpm= 113.54
luego Q=
Q= 113.5 gln/min
Problema 2: A 9000 pies de
profundidad se debe encontrar una formación que contiene petróle
2
a 4275 lbs/pulg . Que densidad deberá tener el e l lodo para perforar esta formación con un marge de seguridad de 500 lbs/pulg2.
Solucion
Para perforar la formacion con un margen de error de seguridad de 500 lbs/pulg 2 a 9000’ P’FORMACION=4275+500=4775 PSI
LUEGO P=0.052 mD D: Profundidad Pm: Densidad del lodo P: Presion estatica que ejerce la columna de lodo P= P’FORMACION
0.052 mx9000 = 4775
= 10.2 lbs/gln m
Sign up to vote on this title Problema3: Un lodo a base de agua fresca contiene 8.5 % en volumen de solido de baja Useful Not useful gravedad especifica. Si la gravedad especifica de dichos solidos es de 2.5 se pregunta
Cuál será la densidad del lodo?
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=8.33 G.ES= 8.33x 2.5 =20.825lbs/gln = 8.33 lbs/gln Luego en (1): =20.825x0.085 + 8.33 0.915 S
Calculo Tanques API 650
S
h20
=9.4 lbs/gln m
m
Problema 4:
Al tratar de bajar la sarta de perforación a la profundidad de 11,850’, después de
haberle agregado un tubo, se observó que e sta se avía atascado lográndose liberarla cuando se tracciono Con 65,000 lbs encima de su propio peso, se continua la perforación hasta 12630’ de ………………………………………………………………………. Cual se aumentó la densidad del fluido de
perforación de 13,9 lbs /gln a 15 lbs/gln, pues a 13,450’ se deberá encontrar otra arena, arena, pero de mayor precisión de pozos. A los 12,750’ se volvió a atascar la sarta de perforación lográndose liberarla nuevamente pero con 90,000 lbs de tención sobre el peso propio de la citada sarta.
Si la arena probablemente se encuentra a 11,500’, se pregunta: ¿Cuál es la presión de pozos de l arena problema?
Solución
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De la fig(1) P = PRESION DE LOS POROS DE LA ARENA PROBLEMA
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Como Pm=0.052
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Calculo Tanques API 650
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D=11500’
m
F . D− F . D F−F . . – . Pa= − Pa=
PROBLEMA 5: ¿Que
Pa=6601.92 lbs/pulg2
cantidad de bentonita de 2,5 de gravedad específica, debe mezclarse con
agua para preparar 1,5 lts de lodo de 1,1 de gravedad específica.?
Solución: Si: Vm=Vlodo= 1.5 lts Vm= 1500 cm 3
= x G.Em=1x 1.1gr/cc= 1.1gr/cc == x G.Es=1gr/cc x2.5 m
=1gr/cc = 2.5 gr/cc
h2o
bentonita
h2o
h2o
s
Luego Wlodo=Wsolidos+WH2O
lodoVlodo= sVS +
H2OvH2O
Como Vm=Vs+V H2O VH2O=1500- Vs EN (1)
lodoVlodo= sVS +
H2O (1500-
1.1x 1500=2.5 Vs +1(1500-Vs)
Vs) Vs=100cm 3
Pero
= s
Ws= sx Vs
Ws=2.5gr/cc x 100 cc
.=0.55 lbs
Ws=250 gr. . PROBLEMA 6:
Wbentonita= 0.55 lbs
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Not useful Cuando se está perforando a la profundidad deUseful 14,000’ se pierde la circulación de
lodo. Las condiciones operativas son:
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Calculo Tanques API 650
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Si se necesitan 27 lb/s de agua para llenar el pozo por el e spacio anular, bajo estas condiciones , pregunta: a) Cuál será la densidad del lodo para que no se pierda circulación b) Cuál será la presión impuesta impuesta en el asiento de la tubería de revestimiento?
Solucion
∅
∅
pozo=7.875’’
HTR =10500’ =10500’
D=14000’
SI WF=Wi+WH2O
mf Vmf =
miV mi +
∅
=9.625’’DE TR =9.625’’DE
∅
=8.535’’DI T.R =8.535’’DI
CLB
∅
T.P=4.5’’DE
V H2O =27 BBLS
=6’’ DE
W mF =W mi+WH2O H2OvH2O…………………
Dato V 1=27 BBLS
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. V 1=27 BBLSx = 151.605 ft3……..(1)
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Calculo Tanques API 650
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LUEGO Vmi=V2 + V3 +V4 Vmi=A2 anular TP-TR h2 + A3 anular TP-POZO h3+ A 4 ANULAR CLB-POZO h4
. [(8.535)2-(4.5)2]9971.8’+ . [(7.875)2-(4.5)2]2850’+ . [(7.875)
Vmi=
(6)2]650’
Vmi=3601.97 FT3x 1bbl/5.615ft 3 Vmi=641.5 bbl En
mf =
i. + HO l =..+. .+ .+
13.96 lb/gln
=14 mf =14
Nota: se puede hallar
lb/gln
(también) mf (también)
P14000= 0.433h1 + 0.052
con presiones:
mi(14000-h1)
P14000=0.433x528.2 + 0.052x14.4(14000-528.2) 0.052x14.4(14000-528.2) P14000= 10 176.28 lbs/pulg 2 P14000=0.052
D mf D
10 176.28 lbs=0.052 PROBLEMA 7: Cual
14000 mf 14000
mf =
14 lbs/gln
será la densidad final de un lodo de emulsión emulsión compuesto de 20% en volume
de diesel y un barro a base de agua de 10 lbs/gln. G.E. diesel= 0,75.
Solución:
M1=10
LBS/GLN
vdiesel/ Vm2=20%
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DIESEL=8.33x
Vm1/Vm2 =0.8
Not useful 0.75=6.2475lbs/gln 0.75=6.2475lbs/gln Useful m2=?
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Sacos de baritina que deberán agregarse al lodo de 9 lbs/gln para que la densidad del lo aumente a 12 lbs/gln.
G.E. arcilla= 2,5 G.E. baritina = 4,3 Peso de un saco de baritina= 100 lbs.
Solución:
= GE x 8.33= 4.3 x 8.33 =35.819 lbs/gln b
b
b
a) Sea V b(bbls) de baritina que se agrega al lodo de 9lbs/gln Si:
W m2 =W m1+W b
V m2 =Vm1+V b
V = V + V V = (V -V ) + V V = V - V + V − ( - )V = V ( - ) % V = − x 100 ……. Sign up to vote on this title Peso V = Wb/b , Vm2 m2
m2
m1
m2
m2
m1
m2
m2
m1
m2
m1
m1
m2
m2
m2
b
= − −
b b
b
b b
m1 b
b
b
b b
m1
b
=
= − −
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− − − V b= 500 .− = 62.97 =63 =63 bblx 42 gln/1bbl gln/1bbl V b= Vm1
V b=2646 gln Si
= b
x Vb= 35.819 x 2646
Wb=
b
Wb=94777.074 lbs N° sacos baritina=94777.074 baritina=94777.074 lbs/100 = 947.77 947.77
N° sacos baritina=947.77 PROBLEMA 9:
el volumen de lodo que hay en un sistema de circulación es de 600 bbl, si la
densidad del lodo es de 16lbs/gln y el % en volumen de solido es de 34. Se pregunta: a) % en volumen de los sólidos en baja gravedad especifica 2,5. b)
% en volumen de los sólidos en baja gravedad especifica 4,3.
Solución:
H2O=8.33lbs/gln
8.33=35.819lbs/gln s1= 2.5x8.33= 20.825lbs/gln s2= 4.3x 8.33=35.819lbs/gln
Si W m =W s1+ W s2+Wh2o
%V s1 +%Vs2=34%.(1)
V = V + V + V + ho ……….(1) + = = 1 m
m
m
s1
s1
s1
s2
s2
s2
H2O
H2O
H2O
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Useful Not useful ho =10.34=0.66
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Calculo Tanques API 650
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% Vs1 =11-18% Vs1 =11.179% En (2) % Vs2 =34-11.179% % Vs2 =22.82
b) %
PROBLEMA 10: Las
siguientes son las condiciones operativas de un pozo:
-
Diámetro: 12 ¼’’
-
Velocidad de perforación: 300 pies /hora
-
Gravedad especifica de los cortes = 2,5
-
Densidad del lodo que entra al pozo: 9,5 lbs/gln
-
Velocidad del lodo en el espacio anular pozo/tubería de 4 ½’’ = 150 pies/min
Se pregunta: ¿Cuál será la densidad del lodo e n el anular?
Solución
Si G.ECORTES=2.5
m2Vm2= m1Vm1 +
CORTES =
V s
m2V m2/t= m1V m1 /t+
S
S
s
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Para t=1 min
= 8.33 x 2.5 =20.825lbs/gln
V /t s
s
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Qm2=150 PIES/MIN [12.252 – 4.5 4.52]12PULG/1PIE x 1gln/231 pulg 3 Qm2=794.4 gln/min Entonces Qm1= Qm2 - Qm1= 794.4 – 30.6
Qm1=763.8 gln/min
Luego en 1:
m2=
..+..= 9.94 lb/gln .+.
m2=10 lbs/gln
PROBLEMA 11: En el sistema de circ ulación
del lodo se tiene 1000 b/s de 10 lbs/gln de densidad
Se desea aumentar esta densidad a 16 lbs/gln. Se pregunta: a) Cuantos sacos de baritina de 100 lbs cada uno se deben agregar al lodo?
b) Cuál será el total de B/s del lodo del lodo, que es ne cesario vaciar de los tanques para qu cuando se agregue la baritina se tenga el mismo volumen final? G.E.=4,5 solucion
V V +V ) = V +V
m2Vm2= m1Vm1 + b m2(V m1
b
b b
b
m1
m1+V b=
Vm2
m1
16(1000+ V b)= 10 x 1000 +37.485 V b 16000 + 16V b= 10 000 + 37.485 V b V b= 279.26 bbls. 42gln/ 1 bbl
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b)
Sea “x” bbls de baritina que se agrega
Si V= 1000 BLS permanece constante -x BBLS SERAN LOS BARRILES BARR ILES DE LODO QUE SE EXTRAIGA DEL TANQUE
m2Vm2= m1Vm1 + b m2 1000=
V b
X
m1(1000-x)+
s
16x 1000= 10 ( 1000-X) + 37.485 X 16000= 10000-10 X + 37.485 X 6000= 27.485X PROBLEMA 12:
X= 218.3 BBL
Un barro de perforación tiene tie ne una densidad de 15 lbs/gln si el contenido de solid
es de 38% en volumen, la gravedad especifica de los sólidos de baja gravedad es de 2,4 y la gravedad especifica de los sólidos de alta gravedad es de 4,25, se pregunta: a) Cuál será el % e n volumen de los sólidos de baja gravedad? b) Cuál será el % en volumen de los sólidos de alta gravedad? gravedad?
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en = = + + 0.62………(3) Si =8.33lbs/gln s1= 2.4x8.33=19.992lbs/gln 2.4x8.33=19.992lbs/gln s2= 4.25x 8.33=35.4025lbs/gln 8.33=35.4025lbs/gln = 35.4 En 15= 20 + 35.4 +8.33 x 0.62 20 + 35.4 = 9.84 = 0.2345 % Vs1= 23.45 20 + 35.4[0.38 ]= 9.84 % Vs1=23.5 Entonces = 0.38- 0.235= 0.145 % =14.5 % m
s1
s2
H2O
h2o
PROBLEMA 13: Las
condiciones operativas son:
-
Asiento de la tubería superficial de revestimiento: 2,500’
-
Densidad del lodo: 10 lbs/gln
-
Gradiente de fractura debajo de la tubería superficial de revestimiento: 0,73 lbs/pulg2
Si el pozo comienza a soplar de una formación a 10000’ de profundidad, se pregunta: ¿Cuál será máxima gradiente hidráulica permisible para que no se rompa la formación sobre la cual está sentada la tubería de revestimiento, expresada en lbs/glm? lbs/glm?
Solucion:
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Pformacion2= grad2x 10 000 = 10000 Grad 2 Pm2= 0.052x10 x10 000 = 5200
∆ P = Pformacion - Pm ∆ P =10000 Grad - 5200 2
2
2
2
2
Luego para que no se rompa la formación sobre la cual esta sentada la tub. De revest.
∆ P =∆ P 1
2
10000 Grad2- 5200=525 Grad2= 0.5725 lb/pulg 2/ft Grad2=0.5725lb/pulg2xft x 1ft/12 pulg x 231pulg3/1gln= 11.02 lb/gln PROBLEMA 14: Las
Grad2=11 lbs/gln
condiciones operativas de un pozo que se está perforando son las siguientes
-
Diámetro del pozo: 12 ¼’’
-
Velocidad de perforación: 20 pies/min
-
Densidad de los sólidos: 20.8 lbs/gln
-
Densidad del lodo: 9 lbs/gln
-
Velocidad de circulación del lodo: 600 gln/min
Se pregunta: ¿Cuál es la densidad del lodo en e l espacio anular?
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En 1:
m2=
(9x600 + 20.8 x 122.45)/722.45 = 11 lb/gln
m2=11 lbs/gln
PROBLEMA 15: Por
razones de carácter operativo de un pozo se le quiere bajar tubería de
revestimiento. Las condiciones operativas son las siguientes: -
Profundidad de la formación productiva: 8275’
-
Presión de la formación productiva 6250 psi
-
Presión que puede soportar las rocas=82% de la precisión teórica de sobrecarga
Se pregunta, ¿hasta qué profundidad, por lo menos, se deberá bajar la tubería de revestimiento reve stimiento
Solucion:
Para D= 8275’
Pformacion2= 6250 lb/pulg2 Pm2= 0.052x 13x 8275’= 5593.9= 5594 lb/pulg
∆ P = 6250- 5594 2
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0.676H ∆ P = 0.82 H – 0.676H ∆ P =0.144 H LUEGO ∆ P = ∆ P 1 1
2
1
0.144 H= 656 lb/pulg 2 H= 4555.56’
H=4556’
PROBLEMA 16:
Una formación tiene una presión 3764 lb/pulg 2 a 7980 pies. Se requiere perforar
esta formación con agua salada como fluido de inyección y con un margen de seguridad de 500 lbs/pulg2. Se pregunta: ¿cuántas toneladas de sal se nece sitaran para preparar 750 bbl de agua salada? Si G.E. = 2.16
SOLUCION
Ph= presión estatica Pf= presión de formación
=densidad del lodo (agua+ sal) Si Ph=0.052 D m
m
Dato : Ph= Pf + 500 0.052
x 7980= 3784+ 500 m
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= 10. 324 lb/gln m
Ademas: Wlodo= Wsal + Wagua
W= V
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Calculo Tanques API 650
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Vsal=( 10.324x 750 – 8.33 8.33 x 750) / (17.99-8.33)= 154.769 bbl
=salVsal = 17.99 lbs/gln x 154.769 bbl x 42 gln/1bbl x 1 TON/ 2000 lbs Pero
PROBLEMA 17: La
= 58.47 T
gradiente normal de presión de un área es de 0,465 lbs/pulg2/st. Si a 15,800’ d
profundidad se encuentra una arena de gas que tiene un espesor de 2450 pies, se pregunta: Cuál será la gradiente de presión en el tope de la arena de gas y cual deberá ser la densidad del lodo para equilibrar esta presión? Grad gas= 0, 1 psi/st G.E.gas = 0,554
SOLUCION:
SI Pf= Grad. D Para D= 15800+ 2450 PIES
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Grad. Tope= 8241.25 lbs/pulg 2/ 15800pies = 0.5215 psi /ft Luego Ph= grad tope. D’
0.052 mD’= GRAD tope D’
m= (0.522LB/ PULG /PIE)/0.052 GLN/PULG / PIE= 10.038 LB/GLN 2
2
m=10.04 LB/GLN
PROBLEMA RESUELTOS POR: ING. JUAN C. ALIAGA R. Drilling and Well Completion Engineer
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