FACTORES QUE SE CONSIDERAN EN EL DISEÑO DE CASING

a).- Diseño de la tubería conductora: la tubería conductora generalmente no se diseña para cargas de presión interna, colapso y tensión. Sin embargo, las consideraciones pueden darse para cargas de compresión proporcionadas por todos los pesos subsecuentes, las cuales es posible transmitir a la sarta conductora.En general, todas las tuberías pueden ser enterradas o cementadas. Desde que las tuberías empiezan a bajarse al fondo, el peso de flotación de la tubería se nota en la carga al gancho. Algunas veces, incluso se permite considerar tensión por empuje adicional después de cementada y previo a manejar las sartas de tubería adicionales.En esta condición, la parte del fondo de la tubería estará en compresión hidráulica pero no sujeta a esfuerzos de pandeo. Los cambios en cargas sobre la sarta de tuberías ocurrieran de vez en cuando y después de asentar la tubería. En medio de lo más severo de estos cambios se tiene en cuenta los efectos de cambio de temperaturas en el intervalo no cementado. Si la tubería se asienta con exceso de tensión o compresión, los efectos sumados de cambios de temperaturas pueden en ocasiones causar estrechamientos abajo o pandeo, ambos esfuerzos frecuentemente son interpretados como fallas por colapso.En agujeros que tienen “patas de perro”, el efecto de temperatura considera a la tubería como una sección de menor diámetro debido a que ésta es empujada contra la pared del pozo.Todos los cabezales deben soportar el peso de las tuberías asentadas en ellos en algunos casos son necesarios contadores especiales.Otros pozos requerirán algunas consideraciones de las cargas impuestas por sartas de tuberías sobre la tubería superficial. Esto incluye pozos en aguas profundas, en situaciones donde hay una considerable distancia de la base del cabezal de la tubería al primer punto de soporte.Un segundo tipo de pozo que requiere consideraciones de esta carga es aquel en el que una sarta de gran longitud se asienta en adición a la sarta de producción.Cuando la tubería superficial no es lo suficientemente fuerte para soportar cargas impuestas por sartas subsecuentes, se disponen de dos maneras de transferir esas cargas; en áreas de tierra es posible proporcionar una placa de soporte la cual soportara los cabezales y transferirá las cargas de la tubería a la tierra circundarte y a la tubería conductora.En áreas pantanosas y costa fuera las cargas pueden transferirse de la misma manera al conductor o tubería piloteada, que es la más común. Cuando la tubería se pilotea con 250 golpes por pie con un martinete, hay una pequeña posibilidad de subsidencia aun con las sartas de tuberías más pesadas.En adición al esfuerzo de la tubería piloteada bajo esas condiciones los esfuerzos de la tubería superficial se incrementan si las sartas se cementan hasta la superficie.Incluso, si el trabajo del cemento entre la tubería superficial y la tubería piloteada o conductora no es perfecto, el esfuerzo del cemento utilizado requiere relativamente pocos pies de longitud de buen cemento para proporcionar amplio soporte vertical.Para obtener el adecuado soporte lateral, aún en una mala cimentación, se requiere de poco intervalo de buena calidad en la cementación.

Esto es imperativo en todos los casos; sin embargo, este cemento esta alrededor de la parte superior de la tubería superficial adentro del conductor o tubería piloteada. En muchos casos el cemento sirve para transferir cargas de la tubería a las sartas exteriores, por eso es necesario cementar hasta la superficie para proporcionar estabilidad lateral.El cálculo de la cargas de compresión permitidas para la tubería superficial es relativamente simple, previendo que la sarta este bien cementada hasta la superficie.Esto demostró que el cemento, teniendo 8 lb/pg2 de esfuerzo a la tensión (100 lb/pg2 de esfuerzo a la compresión) puede soportar 20 000 lb/pie. Esto significa que 100 pies de cemento alrededor de la parte superior de una sarta o tubería superficial pueden soportar 2.000,000 lb de tubería incluso suponiendo que el cemento alrededor de la parte superior cubrió pocos tubos, los valores de 100 pies de tubería cementada para pozos profundos y 50 pies para pozos someros son adecuados.Actualmente, la tubería utilizada como tubería superficial se equipa con roscas especiales 50% más eficientes y el cuerpo de la tubería es aproximadamente dos veces tan resistente como las roscas. Las cargas permisibles pueden ser controladas con rosca “buttress" que soporta aproximadamente el doble de capacidad de carga.b).-Diseño de la tubería de revestimiento superficial:La tubería de revestimiento superficial probablemente es la más simple en los tipos de diseño para T. R.En una tubería de revestimiento superficial se considera que la máxima carga generada por presión interna se presenta cuando ocurre un brote.La entrada de gas desplaza y reemplaza al lodo de perforación que está dentro de la T. R.La presencia de gas o un brote subterráneo en el pozo se origina por una zona de presión que no es controlada por la columna del lodo del pozo. Las zonas de presión pueden detectarse por diversos métodos de cálculos (Eaton, Mathews and Kelly y otros)La presión de inyección asociada al diseño de la T. R. superficial es relativamente baja, la presión superficial no puede ser considerada y en caso afirmativo supone que en el interior de la T. R. actúa una columna de gas de gradiente de presión de0.115 lb/pg/pie. Por ello, el diseño sigue las mismas determinaciones enunciadas anteriormente.c).- Diseño de la tubería de revestimiento intermedia ton tubería corta:Si una tubería corta es considera da en la perforación de un pozo, el diseño de la sarta de tubería es diferente de una sarta intermedia sin tubería corta.Si la presión de inyección es más alta y/o el lodo es más denso bajo de la tubería corta que debajo de la intermedia, esos valores se usan para diseñar la tubería intermedia y la tubería corta.El procedimiento de evaluación es similar al realizado en la tubería intermedia, estableciéndose un límite de presión superficial.d).- Diseño de la tubería de explotación o producción:Las consideraciones de carga máxima por presión interna en tuberías de producción son posibles por diversas causas. Algunas son:· Rompimiento de tuberías en pozos de gas· Tratamientos con altas presiones para fracturamiento hidráulico.

· Surgimiento de cargas por estimulación con explosivos.· Altas presiones durante las operaciones de control de los pozos.Si la tubería de explotación en un pozo de gas se cierra repentinamente, las presiones generadas son demasiado altas y pueden provocar una ruptura en la tubería. El caso más drástico es cuando la ruptura en la tubería está muy cerca de la superficie.El resto de la cargas sobre la tubería de producción lo proporciona la presión hidrostática del fluido empacador. Si el fluido empacador tiene una densidad suficiente para controlar el pozo, la carga será grande. Si el fluido empacador es un fluido de baja densidad, la carga será menor.Los fluidos empacadores más seguros y económicos son los de baja densidad ylos fluidos limpios con inhibidores de corrosión.