Tesis Ingeniero de Petróleos Universidad Surcolombiana. Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería de Petróleos 2018

Introducción -- Generalidades del diseño y análisis de esfuerzos de tuberías y accesorios, sartas de tuberías, empaques de producción, cabezales de pozo, criterio de selección e instalación final del diseño, análisis de esfuerzos de tuberías o análisis mecánico, principios de esfuerzos y deformación de los materiales, propósito del análisis de esfuerzos, datos requeridos para el análisis de esfuerzos, casos de cargas que afectan mecánicamente al pozo, consideraciones del análisis de esfuerzos -- Metodología para el análisis de esfuerzos de tuberías, presiones y fuerzas de diseño, cambios de fuerza y longitud (esfuerzos axiales) , esfuerzos tri -- axiales en tuberías, factores de diseño de tuberías, factores de seguridad, límites de diseño de tuberías, envolvente típica de un empaque, análisis final -- Comportamiento de la tubería durante un trabajo de fracturamiento, generalidades del diseño de fractura, modelos matemáticos del diseño de fractura, casos de cargas durante un fracturamiento hidraúlico, parámetros operativos, diagrama de flujo -- Muestras de cálculos, datos de entrada, diseño del cabezal, determinación de las fuerzas de diseño, determinación de los esfuerzos axiales, determinación del esfuerzo triaxial, determinación de los factores de diseño de la tubería, factores de seguridad, fuerza resultante en el empaque (FR), ejecución programa Excel -- Análisis de resultados, análisis de fuerzas generadas en la tubería, análisis del cambio de longitud en la tubería, análisis en el empaque, selección final -- Conclusiones.

"El presente trabajo se ha elaborado, con el fin de aplicar a un caso de estimulación por fracturamiento hidráulico, los conceptos fundamentales en los que se basa el análisis de esfuerzos de tuberías o análisis mecánico de un diseño de terminación de pozos de petróleo. Ya que durante esta operación se emplean altas presiones de bombeo al yacimiento y el uso de fluidos generalmente más fríos que los producidos, que cambiarán las condiciones iniciales del pozo, y que en consecuencia, generarán cargas o esfuerzos críticos en la sarta de tubería de producción, que de no ser tenidos en cuenta pueden resultar en costosas operaciones de mantenimiento extra para la compañía operadora del pozo.
De este modo y con el propósito de que sea comprensible para cualquier interesado, se muestra paso a paso, la metodología y cálculos fundamentales para el análisis de estos esfuerzos producidos, que nos permitirán determinar si la tubería resiste o no las condiciones o parámetros durante esta operación. Sin embargo, este trabajo no solo sirve para un trabajo de fracturamiento, sino que también es una base de los cálculos para evaluar la resistencia de la tubería ante la imposición de diferentes cargas causadas por los fluidos dentro y fuera de la tubería y por el efecto de flujo de fluidos, en cualquier operación de terminación prevista en el pozo, ya que en todas se debe aplicar la misma metodología."