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UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA VICE – RECTORADO ACADÉMICO DECANATO DE POSTGRADO E INVESTIGACIÓN ESPECIALIZACION EN CONSTRUCCIÓN DE OBRAS CIVILES “DEMOSTRACIÓN DEL USO DE TUBERÍAS DE DESECHOS DE COMPLETACIÓN DE POZOS PERFORADOS EN YACIMIENTOS PETROLEROS PARA LA CONSTRUCCIÓN EN VIVIENDAS DE INTERÉS SOCIAL, EDO ZULIA, VENEZUELA” Trabajo especial de grado presentado por: Arq. Félix Rondón Tellechea Especialización en Contrucción de Obras Civiles Maracaibo, Febrero del 2008 DERECHOS RESERVADOS
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UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA VICE – RECTORADO ACADÉMICO
DECANATO DE POSTGRADO E INVESTIGACIÓN ESPECIALIZACION EN CONSTRUCCIÓN DE OBRAS CIVILES
“DEMOSTRACIÓN DEL USO DE TUBERÍAS DE DESECHOS DE COMPLETACIÓN DE POZOS PERFORADOS EN YACIMIENTOS PETROLEROS PARA LA CONSTRUCCIÓN EN VIVIENDAS DE INTERÉS SOCIAL, EDO ZULIA, VENEZUELA”
Trabajo especial de grado presentado por:
Arq. Félix Rondón Tellechea
Especialización en Contrucción de Obras Civiles
Maracaibo, Febrero del 2008
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“DEMOSTRACIÓN DEL USO DE TUBERÍAS DE DESECHOS DE COMPLETACIÓN DE POZOS PERFORADOS EN YACIMIENTOS PETROLEROS PARA LA CONSTRUCIÓN DE VIVIENDAS DE INTERÉS SOCIAL, EDO ZULIA, VENEZUELA”
Trabajo Especial de Grado para optar por el titulo de Especialista en Construcción de Obras Civiles presentado por: Rondón Tellechea, Félix Ernesto Cedula de Identidad: 9.765.825
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DEDICATORIA
Esta especialización se la dedico a mi madre Úrsula, a mi padre Juan Pedro, mi Hermanos Juan, Zaida, María ,Antulio y Deyadira… a mi esposa Xiomara, mis hijos Ernesto y Joaquín…. y todos aquellos que no están presentes en cuerpo, sino en espíritu… a ti, luís Antonio Rondón, que siempre estarás en nuestros corazones……….. Al todo poderoso, que nos ve desde lo más alto y nos acompaña en todo momento…….
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AGRADECIMIENTOS Agradezco la colaboración a Tomás Chavier, quien gentilmente con su experiencia y dedicación al trabajo, hace de cada día una forma de vida, permitiendo que esta investigación lleva a cabo su meta final: realizar reciclaje con tuberías de desechos de completación de pozos perforados petroleros, como una nueva alternativa constructiva para la aplicación de diseño en obras civiles, reingeniería, ahorro y funcionabilidad. A mis amigos Hernando Caldera, Neger Montero , Catherine Bracho y Harold Sarabia en contribuir en la orientación, búsqueda y participación significativa de esta investigación……………………………………………………………………………… A María Eugenia Rangel, Karla Zamora, Gustavo Pirela, Marcos Moreno, Guido Fernández, Fenier López, Alberto Sánchez y Cesar Sarmiento quienes dieron el apoyo en envió de secciones tubulares y pruebas de ensayo en Talleres centrales la Salina PDVSA, prestando un gran apoyo en el avance de este estudio…………………………. A la profesora y amiga, Rosa Esperanza Zamora, de la Universidad Rafael Urdaneta, que con su orientación en el aporte metodológico, efectúa día a día el despertar del área investigativa que todos tenemos.…..mil gracias.
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INDICE GENERAL
Página TITULO…………………………………………………………………………... II DEDICATORIA………………………………………………………………….. III AGRADECIMIENTO…………………………………………………………….. IV INDICE GENERAL………………………………………………………………. V INDICE DE CUADROS Y TABLAS…………………………………………….. VI INDICE DE GRAFICOS Y FOTOS……………...………………………………. VI RESUMEN………………………………………………………………………... VII CAPITULO I: FUNDAMENTACIÓN…………………………………………… 1 Planteamiento y Formulación del Problema…...…………………………. 1
Formulación del Problema…...…………………………………………… 6 Objetivos de la Investigación.…………………………………………….... 8
Objetivos general...……………………………………………….. 8 Objetivos Específicos……………………………………………... 9
Justificación de la Investigación…………………………………………… 9 Delimitación de la investigación..…………………………………………. 11
CAPITULO II: MARCO TEORICO……………………………………………….15 Investigaciones Antecedentes……………………………………………….15 Bases Teóricas de Investigación…………………………………………….24
Tubo….………………...……..…………………………………………..... 24 Tubería………………………...……...……………………………………..25 Tipos de tuberías .. …………...……………………………………………..25 Plástico………………………………..……………………………………. 25 Asbesto ……………………………………………………………………26 Cobre………………………………………….……………………………..27 Galvanizada………..………………………….……………………………..27 Acero………………………………………….……………………………..27 Tipos de aceros….…………………………….……………………………. 28 Tubería Astm (acero al carbono) .….………………………………………. 29 Tipos de tubería de completación.…….……………………………………. 30 Carcasas o revestidores.(casing)....…………………………………………..30 Definición….……………………....………………………………………....30 Tubos de producción (tubing)………………………………………………. 32 Definición………………………....………………………………………….32 Profundidades de tuberías de producción (tubing)……....…………… ……. 34 Normativas y aspectos legales………………………………………………. 35 Términos Básicos…………………………………………………………….37 Mapa de Variables…………………………………………………………....44
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CAPITULO III MARCO METODOLOGICO…...………………………………… 45 Tipo de investigación.…...………………………………………………….. 45 Diseño de la investigación...………………………………………………... 46 Sujeto de análisis…....…...………………………………………………….. 49 Técnica de recolección de datos…………………………………………….. 51 Plan de análisis de datos…………………………………………………….. 51 Procedimiento de la investigación…………………………………………... 52
CAPITULO IV RESULTADOS……………..…...…………………………………59 Análisis de resultados.…...………………………………………..……….. 59 Discusión de resultados de la investigación…...…...……………………….. 70 Conclusiones……………………………...…...…...……………………….. 79 Limitaciones.……………………………...…...…...……………………….. 83 Recomendaciones.……………………………...…...…...…………………...85
CAPITULO V PROPUESTA
Introducción……….……………………………………………………….... 88 Objetivos general y especifico..……………………………………………. . 89 Actividades propuestas….……..…………………………………………… 90
Recursos (Humanos y materiales)…………………………………………... 92 Propuesta Planos en 2D……………………………………………………... .93 Plano de planta general de distribución de vivienda de interés social...……. .94 Plano de propuesta de fachadas de vivienda de interés social…...…....…….. 95 Plano de propuesta de fachada lateral derecha…………………...…....…….. .96 Plano de propuesta de planta estructura (techo)………………….…....…….. 97 Plano de propuesta detalle A y B estructura…………… ……….…....…….. 98 Plano de propuesta detalle C –Sistema estructural tuberías de completación N-80 en vivienda de interés social.…… …..…………..…………………......99 Plano de propuesta detalle D Unión de columna y final de carga con viga construidos con tuberías de completación N-80 Ø 6” (16.82)…..…....….…. 100 Imágenes en 3D de la Propuesta……………………………………………..101 Imágenes en 3D de Fachada Principal y Corte-detalle perspectiva Lateral….101 Imágenes en 3D detalle- Fachada Lateral y Corte- Fachada Principal…… ..102 Imagen en 3D Corte- Fachada Lateral completa de vivienda…....………….103 Imagen perspectiva aérea de la propuesta con tuberías de desechos de completación de vivienda de interés social………………....………………..103 Referencias Bibliografías...…………………………………………………. 104 Anexos....………………....…………………………………………………..110 Tubería de revestimiento y de producción para uso en la industria petrolera Norma venezolana Covenin 2541:1999 (ANSI/API 5CT) P 55-56……….... 111
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I N D I C E D E T A B L A S Y C U A D R O S
Tabla Nº 1, Capitulo II, Base Teóricas de la Investigación Diámetros Recomendados Tubería cañoneada y Filtros (Rejillas y Liner Ranurados) para el Interior del Revestidor……………………………………..………………………………. Página 31
Tabla Nº 2, Capitulo II Mapa de variables de tuberías,.……………………......Página 44
Tabla Nº 3, Capitulo III, Técnica de recolección de datos Tabla de Ensayo- resistencia de los materiales ……………………….……………………………………....Página 55
Tabla Nº 4, Capitulo IV, Discusión resultados de la investigación, tabla de propiedades mecánicas de tubería de completación..……………………………………… .Página 72
Tabla Nº 3, Capitulo IV, Discusión resultados de la investigación, Tabla de Ensayo- resultados resistencia de los materiales..………………..……………………. .Página 73
Tabla Nº 5, Capitulo IV, Discusión resultados de la investigación, proceso de fabricación y tratamiento térmico tuberías de completación. ..………………. .Página 75
Tabla Nº 6, Capitulo V, Recursos Humanos y materiales, Estimado Clase V de propuesta..…………………………………………………………………….. .Página 92
I N D I C E D E F I G U R A S, G R A F I C O S Y FOTOS
Figura 1, Capitulo II esquema de prueba........................................…………….Página 17
Gráfico Nº 1., Capitulo IV Curva de esfuerzo y deformación............... ……….Página 67
Gráfico Nº 2., Capitulo V, actividades de la propuesta….................………….Página 91
Foto 1, Capitulo I, estructura shabono……...……...................……………….Página 1
Foto 2, Capitulo I, Patio de materiales el cardonal 25................……………….Página 13
Foto 3 y 4., Capitulo II, antecedentes, fotos de testigos.….……………...…….Página 19
Foto 5., Capitulo II, Máquina de ensayo universal para prueba de testigos. …..Página 20
Foto 6., Capitulo II, Fotos de defectos naturales tuberías flexibles…… …........Página 22
Foto 7., Capitulo II, Objetivo específicos: Identificación de Tuberías de desechos de completación revestidor (liners)……...…………………………...…….…..….Página 30
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Foto 8., Capitulo II, Objetivo especifico : identificación de Tuberías de desechos de completación, patio de materiales PDVSA……….…………………………....Página 33
Foto 9., Capitulo III, Objetivo especifico: Identificación Muestras seleccionados de tuberías de desechos de completación de producción (N-80)……...…………..Página 56
Foto 10., Capitulo IV, Objetivo Especifico: Analizar con equipo de ensayo destructivo Tuberías de desechos de Completación revestidor y producción (D= Ø 4” y Ø 6” …………..……………………….……………………………………………..Página 60
Foto 11 y 12., Capitulo IV, Objetivo específico :Analizar con corte de tubería desecho diámetro Ø 6”…………………………………………………………………..Página 61
Foto 13 y 14., Capitulo IV, Objetivo específico: Analizar con equipo de ensayo destructivo Broca de ensayo y Máquina de ensayo Tinius Olsen……..…….....Página 62
Foto 15., Capitulo IV, Objetivo específico: Analizar con equipo de ensayo destructivo. Colocación de la muestra Nº 1...………………………………………………..Página 63
Foto 16., Capitulo IV, Objetivo específico :Analizar con equipo de ensayo destructivo ruptura de la ensayo tubería Ø 6” pulgadas...……..............................................Página 64
Foto 17., Capitulo IV Objetivo especifico :Analizar con equipo de ensayo destructivo Reloj de máquina Tinius Olsen…………..……………………………………..Página 65
Foto 18., Capitulo IV, Objetivo específico: Analizar con equipo de ensayo destructivo. Muestra perteneciente a tubo de completación diámetro Ø 4” plgs ….……….Página 66
Foto 19, Capitulo IV, . Objetivo especifico :Analizar con equipo de ensayo destructivo Final de proceso a tensión a tracción de la tubería de desecho de completación modelo revestidor (ranurado) diámetro Ø 3”……………………………………………Página 67
Foto 20 y 21, Capitulo IV. Objetivo específico :Analizar con equipo de ensayo destructivo Resultado final de la tubería Ø 3” en la maquina olsen y presentación final de la muestra. (tubería superior)……………………..……...………………….Página 67
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UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA VICE – RECTORADO ACADÉMICO
DECANATO DE POSTGRADO E INVESTIGACIÓN ESPECIALIZACION EN CONSTRUCCIÓN DE OBRAS CIVILES
RESUMEN
“DEMOSTRACIÓN DEL USO DE TUBERÍAS DE DESECHOS DE COMPLETACIÓN DE POZOS PERFORADOS EN YACIMIENTOS PETROLEROS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS DE INTERES SOCIAL, ESTADO ZULIA, ”
Autor: Félix E. Rondón T. Tutor: , Tomás Chavier. Año: Feb. 2008
El propósito de presente estudio, fue en demostrar el uso de tuberías de desechos
de completación de pozos perforados en yacimientos petroleros para la construcción de viviendas de interés social, Estado Zulia, Con diseño fue de campo, y sus niveles de tipo descriptivo, y exploratorio. La muestra, fue de tres (03) tuberías de desechos de completación, grado N-80. En referencias a las técnicas utilizadas, cabe destacar la observación directa en campo, la selección, pruebas de ensayos, análisis y discusión de los resultados. El instrumento utilizado fue una máquina de ensayo a tracción, los resultados se plasmaron en una tabla, comparándolos con la norma Covenin de tuberías de revestimiento y de producción para uso en la industria petrolera, a fin, de demostrar que el material resiste estructuralmente. En el desarrollo del estudio se determinó que los diámetros de los tubos de desechos Ø 6” y 3” pulgadas superó el resultado standard, con resistencias de 113.000 a 133.000 PSI (Libras/pulgadas cuadrada) respectivamente. Se concluye que las tuberías de desechos pueden cumplir otra aplicación alterna como sistema constructivo estructural, sirviendo de los resultados obtenidos de base en viviendas de interés social y finalmente se plantean limitaciones y recomendaciones para continuar con la problemática.
Descriptores: Tuberías de desechos de completación, construcción, viviendas. [email protected]
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C A P I T U L O I F U N D A M E N T A C I ÓN Planteamiento y Formulación del problema
Durante el siglo XV, como inicio de la historia de la vivienda en Venezuela,
las etnias venezolana yanomamis, tribus de la gran sabana elaboraban con la corteza de
los árboles selváticos, los inmensos “shabonos”, que permitían el hábitat de decenas de
familias bajo un mismo techo, logrando de esta manera una gran estructura sencilla con
elementos provenientes de la misma área. (Ver foto 1)
Foto 1. Estructura tipo shabono, Chichiriviche, municipio Monseñor Iturriza,
Edo. Falcón, Venezuela.
Fuente: Rondón, F (2007)
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Así mismo, mientras los pueblos del sur de Venezuela formaban su propias
viviendas vernáculas, los pueblos de aguas diseñaron modelos en todas las riberas de la
costa del lago de Maracaibo, cuyas varas de mangle cubrían los pasillos y paredes de las
chozas, conformando los “Palafitos”, cuya estructura, se integraba por una serie de
tablas que descansaban sobre listones y pilotes de madera de vera, resistente al
deterioro de las aguas.
Al pasar los años y con la conquista de los primeros colonizadores, se destaca la
introducción de las primeras técnicas de construcción de casas en sus estilos coloniales,
obedeciendo a la arquitectura y estructura urbana española, con signos de elementos
europeos y la intención en la utilización del hierro, como protecciones metálicas ,
columnas en madera de Ceiba (horcones) ,madera de vera como listones para correas de
los techos, recubiertas con caña brava e incluso en paredes, con muros de piedra de ojo
o piedra propia del área, acompañada de barro, y celosías translucidas, a fin de permitir
un sitio totalmente ventilado y logrando una arquitectura bioclimática. El desempeño de
las estructuras tenía el mismo significado, la búsqueda de materiales nobles para iniciar
la construcción de modelos en toda el área y una lectura visual de una tipología de
fachada en reconocimiento del grado jerárquico en la trama urbana.
Dentro de este orden de ideas, a fines del colonialismo e inicios del nuevo siglo
XX, surge como consecuencia de las primeras guerras del continente europeo, por
emigraciones, los tipos de viviendas con arquitectura de detalle, e implementación de
nuevos sistemas constructivos: hierro, donde las edificaciones aun tenían en su mayoría,
combinaciones de madera como columnas, elementos metálicos y la inclusión de los
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cimientos de hormigón o concreto como base sólida de las nuevas soluciones
habitacionales. En el año de 1928, se funda el banco obrero, cuyo objetivo es la
incorporación de construcciones a los estratos sociales mas bajos, consolidación de la
nueva cultura de viviendas con estructuras en acero y cemento e influencias de modelos
foráneos petroleros, donde las viviendas son estructuras metálicas, el techo es de
laminas acanaladas de concreto (asbesto) y demás elementos de origen industrial,
provenientes de las colonias americanas y holandesas acantonadas en Venezuela en la
búsqueda del oro negro.
Cabe considerar que, este tipo de viviendas corresponde a una visión de
campamentos de construcción ligera, económica, ambiental y bajo una búsqueda de una
trama urbana industrial. Hasta la década de 1940 se torna la masificación de
construcción de nuevos urbanismos, propuestas de viviendas con arquitectura
ambiental, incorporación de equipamientos, detalles y conexión de veredas urbanas
denominadas bajo la corriente del Movimiento Moderno, cambios y experiencias
positivas vividas en Venezuela a la par tecnológica mundial. Así llegan a la década de
los años 1970 donde las viviendas se convierten en un estándar constructivo, y son de
tipo apareadas, compartiendo un muro común, en sistema aporticado tradicional de
columnas y losa nervada.
Durante las tres ultimas décadas del siglo XX, las soluciones habitacionales
fueron retrocediendo en los elementos constructivos, donde las propuestas de
cerramientos de bloques de cemento sin frisar y el concepto perdurable de columnas de
concreto y la búsqueda de elementos metálicos como vigas para cubiertas de laminas
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de zinc y acerolit, se mantienen durante largo tiempo bajo signos de economía y
disminución de la calidad de vida.
Las alternativas constructivas en las viviendas populares venezolanas, siempre
están bajo el mismo criterio de elementos constructivos en concreto lo que permite más
durabilidad por la nobleza del mismo. Esta ventaja se traduce a periodos mas
prolongados por el tiempo de fraguado en vigas, elementos de concreto y columnas,
acompañado con el cálculo en los aceros, basados en las normas y estándares de control
de calidad.
Al inicio del nuevo milenio, tanto en Venezuela, como en algunos países
latinoamericanos, se han sustituido los sistemas aporticados tradicionales, por
estructuras de elementos metálicos, generando confianza en este material, de fácil
construcción, instalación, y maniobralidad, por ser económicos y con mayor
rendimiento en los tiempos de labor de obra, con la construcción de elementos
metálicos, donde el material es de fácil colocación, corte, limpieza y aminoramiento de
periodos constructivos, que esto eleva la implantación masiva de viviendas de interés
social en corto plazo
Ahora bien, en la industria y en la empresa petrolera venezolana, se utilizan los
aceros, empleado en tuberías para la extracción de petróleo, que son clasificadas de
acuerdo a su función: revestidores (casing) cuyo propósito es aislar las rocas de las
zonas no deseadas para producir en el pozo y tubería de completación o producción
(tubing) que se encarga de conducir los fluidos encontrados en los yacimientos, tales
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como gas y petróleo. La tubería de perforación se fabrica en una variada selección de
diámetros externos nominales desde 25,4 hasta 317,5 milímetros. Los diámetros por
debajo de 76 milímetros y los mayores de 139,7 milímetros se emplean para casos
especiales. Generalmente, los diámetros de uso corriente son de 88,9, 101,6, 114,3, 127
y 139,7 milímetros que, respectivamente, corresponden a 31/2”, 4”, 41/2”, 5”, 51/2”
pulgadas. La longitud de cada tubo varía según el rango API. El rango 1 abarca una
longitud de 5,5 a 6,7 metros; el rango 2, de 8,2 a 9,1 metros y el rango 3, de 11,6 a 13,7
metros.
Sin embargo, durante mas de 50 años, en la industria petrolera, se observa gran
cantidad de tuberías usadas de completación, las cuales generalmente son enviadas a
patios de materiales de las distintas unidades de explotación, donde son ubicadas para
su custodia, una vez terminada su utilidad para la cual fueron diseñadas. Se han
efectuado usos alternativos tímidos y eventuales como la fabricación de estructuras para
techos de parqueo de vehículos o linderos, entre otras, permitiendo reingeniería del
material, años de vida útil después de la función principal que brindo.
Sin embargo, generalmente, las secciones metálicas permanecen , sin otra
función más de jerarquía constructiva para efectuar un aporte de mayor significado
social , derivándose por el uso industrial o actividad exclusiva para perforación y
extracción de yacimientos petroleros, donde cumpla un rol protagónico dentro del
campo de los aspectos constructivos de la vivienda en Venezuela, abarcado por medio
de la sustitución de aporticados de concreto tradicional por el uso alternativo de material
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metálico como las tuberías de completación de pozos perforados de yacimientos
petroleros.
Formulación del problema
Según balestrini (2006), explica que la formulación es “la forma más directa
para determinar un problema de investigación es a través de la formulación de preguntas
lo suficientemente precisas…… las preguntas que se plantean de manera general deben
delimitarse a fin de deslindarse ellas del problema de estudio” (P.51), es por ello se
efectúa la pregunta: ¿ Son utilizables las tuberías de desechos de completación de pozos
perforados en yacimientos petroleros en la construcción en viviendas de interés social?
Siendo una incógnita muy precisa, debido que en la documentación y antecedentes
existentes nos indican que las tuberías de completación (producción y carcasas tipo
liners) funcionan como elementos en estructuras ligeras y delimitación de espacios,
observándose como demostración práctica de la investigación en forma sencilla, sin
ningún estudio técnico.
Se observa en la norma venezolana Covenin 2541:1999 “Tubería de
revestimiento y producción para uso en la industria petrolera” tablas de elongación ,
(P.18) muestra la resistencia a las pruebas a tracción del material de tuberías de
completación modelos para producción (tubing) y revestidores (casing) permitiendo
además por sus características de soporte de presiones bajo las profundidades del
subsuelo , condiciones desfavorables del tipo de suelo y la extracción del petróleo,
indica la alta resistencia del material apto para funcionar como elemento constructivo.
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Se plantea entonces, que la selección del tema se basa en demostrar las tuberías
de desechos de completación de pozos perforados en yacimientos petroleros para la
utilización en la construcción en viviendas de interés social. Como sistema alternativo,
incorporando la utilización del elemento metálico industrial como columnas, donde el
modulo espacial esta diseñado en base a luces de 3.00 a 4.50 mts, donde la longitud
promedio de la tubería de completación de 9.00 mts, sea de gran aprovechamiento para
vigas principales con un prolongado recorrido y colocadas simplemente sobre tuberías
de completación que funcionarán como columnas de diámetro ø 6.625” plgs. cuya
unión de este elemento sea elaborada con soldadura sobre planchas o flaches de 4 mm,
fijadas con pernos de acero.
Las uniones de los cerramientos deben ser guiadas por aceros ø 3/8” lisa para
funcionar como arrostramiento entre el bloque de arcilla de espesor de 15 cm. y la
columna metálica. Se prevé que sea mostrada la tubería como estructura en la vivienda,
a fin de facilitar un mantenimiento con recubrimiento de pintura metálica exterior con
fondo antioxido y estético.
De hecho, se propone, que el mantenimiento de todos los metales, se efectúa
bajo colocación de pintura mate, como fondo en elementos antióxido y cuyo acabado
final sea en mate , su inspección y supervisión sea definida por los mismos usuarios,
siguiendo los controles normales de calidad : eliminación de óxido, grasa y partículas en
elementos metálicos, cordón electro soldado que corresponda a la unión de tuberías de
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completación, utilización de guías y niveles, a fin de lograr una correcta colocación de
todos las distancias (luces) expresadas bajo las normas de aceros, controles de higiene y
seguridad.
En fin, la utilización de los tuberías de desechos de completación de pozos
perforados en yacimiento petroleros para uso en viviendas de interés social, es una
alternativa constructiva, que esta demostrada en otros casos, para la elaboración
constructiva en linderos y galpones , sólo que metodológicamente no se ha analizado ni
estudiado, pero empíricamente ha permitido la creatividad, diseño y soluciones
adaptables , cuyo valor toma, al concretarlo en espacio, forma y función; sustituyendo
un uso en el elemento industrial, ganando confiabilidad a los cambios, sobre el material
que se encuentra en el suelo convertido en metal, como es el acero.
Objetivos de la investigación Objetivo general
Demostración del uso de tuberías de desechos de completación de pozos
perforados en yacimientos petroleros para la construcción de viviendas de interés
social.
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Objetivos específicos
Identificar los modelos de tuberías de desechos de completación de perforación
de yacimientos petroleros, adecuados para uso de viviendas de interés social.
Analizar con equipo de ensayo destructivo, el esfuerzos estructurales a tracción
de las distintas tuberías de desechos de completación con el propósito de conocer la
resistencia del material y generar la selección ideal como sistema estructural.
Representar en software de AutoCAD, la tubería de desecho de completación
seleccionada en planos 2D de modelo de vivienda de interés social.
Demostrar con el tipo de tubo de desecho de completación, su utilización como
sistema estructural, para ser implementados como alternativa constructiva en diseño
3D de vivienda de interés social.
Justificación
El tema seleccionado, es derivado de conversaciones entre compañeros de
trabajo de la industria nacional petrolera en sitios en común y observaciones efectuadas
en los distintos patios de materiales de las unidades de explotación pertenecientes a la
costa tierra Este y Oeste (Distrito Social Maracaibo) donde la mayoría de estos
materiales una vez cumplida su función operativa especifica, son enviados a los
distintos depósitos de áreas de materiales, custodiadas por las gerencias o unidades de
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explotación y producción a fin de inventariarlas y almacenarlas, sin determinar otra
posible utilización alterna para fines constructivos de mayor responsabilidad social.
La mayoría de las secciones metálicas industriales utilizadas para estas
aplicaciones, tienen uso promedio de 4 años, puesto que su diseño es para empleo fuerte
y pesado. Demostrando que estas secciones son de alta durabilidad, por el sometimiento
a altas presiones a miles de metros/pies de profundidad en la búsqueda de los
yacimientos petrolificos, se probará su utilidad como elemento estructural que implique
un cambio de uso.
Es Por ello, que se selecciona este tema, como investigación de tipo factible y
descriptiva, que será de aporte al área de soluciones habitacionales, donde la mayoría de
las personas de bajos recursos económicos serán las más beneficiadas como alternativa
constructiva, contribuyendo como otra opción de inversión social en el programa de la
siembra petrolera que lleva a cabo la empresa Petróleos de Venezuela. Así mismo, La
descripción de la tubería de desechos de completación de pozos perforados de
yacimientos petroleros se inserta como un nuevo tema de investigación, que contribuirá
como base a futuras investigaciones en la especialización de construcción de obras
civiles de la Universidad Rafael Urdaneta, permitiendo ampliar dentro del pensum
académico, la implementación de proyectos con uso de elementos alternativos para
fines sociales, logrando de esta manera una apertura de diseños, propuestas y resultados
en el campo de la construcción, ingeniería y arquitectura en el estado Zulia.
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Delimitación de la Investigación
Se plantea entonces, que el tema de esta investigación, se ubica espacialmente
en los municipios Cabimas y Jesús Enrique Lossada, específicamente en locaciones de
Cardonal área 25 y La Concepción (ver foto 2) costa oriental y occidental del Lago de
Maracaibo respectivamente, extensiones operativas perteneciente al Distrito Social
Maracaibo-PDVSA Occidente, Estado Zulia, en las zonas denominadas “patios de
materiales” que custodian las tuberías de desechos de completación de perforación para
yacimientos petroleros. Así mismo, este estudio se demarcó en forma temporal , ya que
fue efectuada durante el periodo del primer semestre, específicamente desde el mes de
enero al mes de julio del año 2007, requiriendo las correspondientes visitas de campo a
patios de materiales y búsqueda de documentación a fin de permitir una base temática
sustentada.
Foto 2. Patio de materiales el cardonal (área 25). Zona industrial La Salina,
Munic. Cabimas, Edo Zulia.
Fuente: www. earth gloogle.com (2007)
Patio de materiales El Cardonal.
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Para el levantamiento de este estudio, fue estratégica, ya que se realizó
recopilación de información y muestreo de campo, seleccionando las tres secciones
metálicas de distintos diámetros de tuberías de desechos de completación con uso
frecuente en PDVSA, las cuales se ubican en las locaciones mencionadas con
anterioridad. Esta limitación espacial, deriva a partir que las tuberías una vez usadas,
son clasificadas (de acuerdo diámetros, grados) e inventariadas en los almacenes o
patios de materiales de Petróleos de Venezuela, S.A- Occidente, depositándose de
acuerdo a los distintos estratos del suelo a perforar, permitiendo la observación,
selección, corte y sometimiento de muestras de tuberías de desechos de completación
grado N-80 en laboratorio de ensayo de tensión del material, generando pruebas a
tracción, respuesta y análisis de los elementos de estudio, validando estas secciones,
basado en la normas venezolanas: “Tubería de revestimiento y producción para uso en
la industria petrolera 1ra (revisión). Norma venezolana covenin (ANSI/API/5ct)
2541:(1999)”.
Así mismo, esta comprobación de sometimiento del material a ensayos a
tracción permitió generar o demostrar el limite elástico máximo que el material resiste a
la deformación, traduciéndose la aplicación de estas fuerzas en libras; Con ello, este
ensayo es comparado en tabla de tensiones a tracción en las tuberías de completación
como diseño industrial que fue creado, indicando que las tuberías a 3000 mts de
profundidad resisten altas tensiones a grandes profundidades en la corteza terrestre,
siendo el ensayo de material, el primer resultado demostrativo, metodológico y
experimental que se verificó para su resistencia para el cambio a uso domestico.
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De igual manera, según los criterios mínimos en la aplicación de proyectos
constructivos en aceros, establecido en norma, con el experimento sometido a la
tracción, reforzó la teoría anterior que el material de la tubería de completación, es apto,
cumpliendo la resistencia de los estados de límites según los “Criterios y acciones
mínimas para el proyecto de edificaciones. Norma venezolana Covenin -mindur
(provisional) 2002-(1988) siendo condiciones constructivas para optar como nueva
alternativa de material industrial aplicado para sistema constructivo habitacional.
Se empleó el diseño de una propuesta de vivienda de interés social, por medio
de la presentación de planos de arquitectura donde se demostró la aplicación y diseño de
detalles de uniones de las secciones tubulares de completación, con la tubería que
obtuvo la mayor resistencia a la deformación, siendo de diámetro D= Ø 6” con fines de
aplicación tecno-constructiva dadas por el soporte de información en normativas
venezolanas en el área de la construcción, manejo de elementos en aceros, ambiente y
seguridad permitiendo la aprobación en la aplicación en el área de construcciones
sencillas ya nombradas anteriormente. No se aplicará demostraciones de cálculos
estructurales o modelos matemáticos, simplemente esta investigación se delimita a
aplicar, experimentar y describir con un modelo de vivienda de interés social, el uso de
secciones tubulares de completación de pozos perforados de yacimientos petroleros para
ser utilizadas como alternativa constructiva, utilitaria y social.
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Su documentación teórica se apoyó de exploraciones documentales basadas en
tesis de Alves y Costa, (2005), “Resistencia residual de tuberías flexibles con defectos
naturales, Técnica de control de Arena (2006, Nov)”, el uso de métodos descrito por
Azcona, J.P (2006). “Perforación y terminación de pozos petroleros.”, “antecedentes de
Historia del petróleo (2006) sin autor”. Por otra parte, se efectuó el apoyo documental
de normas internacionales: Tubos de acero de México, S.A.TAMSA (2000) Roscas API
y Procedimientos de uso de tubería Casing y Tubing, los cuales muestran las distintas
diámetro de tuberías y sus distintos grados que pueden ser obtenidos para lograr el uso
de perforación en yacimientos petroleros.
Así mismo, el uso de documentación emitida en el Servicio Autónomo Nacional
de Normalización, Calidad, Metrología y Reglamentos Técnicos, (SENCAMER) serie
de normativas y reglamentos los cuales se basan en el Código Venezolano de Normas
(COVENIN) : “Tubería de revestimiento y producción para uso en la industria petrolera
1ra (revisión). Norma venezolana Covenin (ANSI/API/5ct) 2541:(1999)”, “Criterios y
acciones mínimas para el proyecto de edificaciones. Norma venezolana Covenin -
mindur (provisional) 2002-(1988) definiciones, notaciones y unidades entre Otras”,
“Estructuras de acero para edificación. Métodos de estados de límites” Norma
venezolana Covenin, 1618:(1998), “Diccionario gratis del Petróleo. Glosario de
significados de términos petroleros (2006)”.
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C A P I T U L O II
M A R C O T E Ó R I C O
Investigaciones Antecedentes
En las investigaciones realizadas para conocer antecedentes, se halló la tesis,
efectuada por Alves y Costa, (2005), tilulada Resistencia residual de tuberías flexibles
con defectos naturales, métodos y condiciones para decidir cuándo descartarlas.-
Departamento de Investigación, Desarrollo e Ingeniería de E&P. S.I.C donde los
resultados de ensayos experimentales de tracción uní axial realizados en muestras de
líneas flexibles de perforación, con defectos naturales, permitieron determinar si una
línea debía ser sometida a la reparación de su camada externa (no metálica) o si el
segmento averiado debía ser descartado.
Dentro de este marco, se efectuaron pruebas de tracción uní axial hasta el
colapso en muestras de tubería de descarga de diámetro ø 4” pulgadas con defectos
naturales, a fin de determinar la resistencia estructural residual de las tuberías y las
consecuentes indicaciones relativas al descarte del segmento averiado. Se realizó la
correlación entre los resultados obtenidos en las inspecciones electromagnéticas de los
defectos naturales y la pérdida de resistencia estructural de la tubería.
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Se concluyó que si la reducción de la sección metálica de la tubería debido a la
presencia de defectos naturales gira en torno de 10%, entonces el descarte se torna
incuestionable. Durante la inspección de las líneas flexibles en operación, pueden
detectarse defectos en la capa plástica externa, que pasan a ser vigilados. Pero si el
defecto amenaza comprometer la integridad estructural de la línea, esta se retira de
funcionamiento y se somete a una nueva inspección. A partir de los resultados de esa
inspección se decide si la línea sólo debe ser sometida a la reparación de su camada
externa (no metálica) o si el segmento averiado será descartado, lo que implica la
instalación de nuevas conexiones. Esta operación es demorada y de costo elevado. Por
otro lado, si la línea ofrece resistencia estructural residual confiable para continuar en
servicio, puede determinarse mejor el momento más adecuado para efectuar el descarte
del segmento averiado, con la consecuente reducción de costos.
De hecho, los resultados de ensayos experimentales de tracción uníaxial en
muestras de líneas flexibles con defectos naturales, detectados y medidos con equipo de
inspección para líneas flexibles, con el objetivo de obtener muestras de la línea flexible
de ø 4” pulgadas, estructura 101-0171, que presenta discontinuidades o defectos
naturales, expresados por la pérdida de área de la sección metálica de su armadura de
tracción, se realizó la inspección electromagnética en la línea, por medio de equipo
desarrollado para la inspección en líneas flexibles. El equipo de inspección utilizado
consta de una consola y un juego de cabezales, Cada cabezal atiende a un diámetro de
la línea. En el equipo se encuentran los imanes permanentes y los sensores de detección
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de las discontinuidades o defectos. La consola procesa las señales enviadas por los
cabezales y suministra el registro de la inspección.
El equipo permite la detección simultánea de defectos localizados (alambres
rotos, picaduras) del tipo LF y defectos conocidos como LMA (corrosión, abrasión, ente
otros), que incluyen la pérdida de material. (Ver la figura 1).
Figura 1.Esquema de Principio físico de la prueba.
Fuente: Alves y Costa, (2005) Resistencia residual de tuberías flexibles con
defectos naturales.
Dentro de este orden de ideas, se cuenta con un potente imán permanente, capaz
de saturar las estructuras ferromagnéticas de las líneas flexibles (hilos del blindaje de
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tracción y capa zeta), en una longitud determinada, y una bobina sensoria que envuelve
la línea. Cualquier variación del área de la sección transversal metálica de las
estructuras ferromagnéticas de las líneas (causada por defectos tales como corrosión,
abrasión o alambres partidos) causará una diferencia de su flujo magnético MM. Una
vez saturado magnéticamente, el flujo magnético MM es directamente proporcional al
área de la sección transversal metálica. De esta forma, una variación del área de la
sección transversal de las estructuras ferromagnéticas de la línea se mide como una
variable denominada V3.
Para ello, las muestras consideradas en este programa experimental se
obtuvieron a partir de la inspección electromagnética en la línea de flujo de 794 metros
de longitud y ø 4” pulgadas, de estructura 101-0171, que mostraba discontinuidades o
defectos naturales generados durante el funcionamiento. Tras la inspección se
identificaron siete segmentos de la línea para la toma de las muestras, de las cuales
cinco presentaban defectos naturales y las otras dos no tenían defectos. Las muestras se
identificaron de la A1 a A7, (ver foto 3) donde los testigos (ver foto 4) A1 y A3 no
tenían defectos y se usaron como muestras de referencia.
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(Fotos 3 y 4) Fotos de testigos.
Fuente: Alves y Costa, (2005) Resistencia residual de tuberías flexibles con
defectos naturales.
Las Pruebas experimentales de tracción uníaxial, en las muestras seleccionadas
se efectuaron en el Laboratorio de Pruebas Mecánicas de la Gerencia de Tecnología de
Materiales, Equipamientos y Corrosión del Centro de Investigación de Petrobrás, Rió de
Janeiro, Brasil. Donde se utilizó un cuadro o banco de ensayos especialmente
proyectado para pruebas en líneas flexibles, equipado de accionador con capacidad de
100 kN, de fabricación MTS. Para el experimento de aplicación de carga fue de 10
kN/min, control de carga, observada y medida por un controlador MTS 45820
sometidas a la tracción axial hasta finalizar al colapso, a fin de correlacionar los
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resultados obtenidos en la inspección electromagnética con la pérdida de resistencia
estructural de la línea, debida a la presencia de defectos naturales. (Ver Foto 5)
Foto 5. Máquina de ensayo Universal para prueba de testigos.
Fuente: Alves y Costa (2005). Resistencia residual de tuberías flexibles con
defectos naturales.
El Análisis de los resultados, indica la variación de carga máxima de tracción
tolerada por las muestras con las respectivas pérdidas de área de la armadura de tracción
y como segundo resultado se expresa en el análisis, la variación de la resistencia de
tracción residual de las muestras con las respectivas pérdidas de área de la armadura de
tracción. La resistencia nominal de la línea fue establecida como la media de las
resistencias de las muestras A1 y A3, tomadas como referencia.
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A pesar del pequeño número de pruebas efectuadas, puede observarse una
reducción de la resistencia a la tracción de la línea con la pérdida de la armadura de
tracción. Donde se mostró que la tasa de pérdida de resistencia a la tracción pasa a ser
mayor que la tasa de pérdida de área de la armadura de tracción, para las
discontinuidades mayores de 4%. Más aún, puede observarse que la resistencia residual
de la línea, para pérdidas de área de la armadura de tracción mayores de 10%, tiende a
mantenerse constante, teniendo en cuenta los niveles de pérdida de área metálica aquí
presentados. Por otro lado, reducciones de área superiores a 5,0% comprometen la
armadura de tracción, que pasa a ser responsable por la falla de la línea. O sea que para
el flujo inspeccionado y para los daños evaluados existe una reducción de área de la
sección recta de la armadura de tracción entre 2,5% y 5,0%, donde el mecanismo de
falla deja de ser el colapso de la carcasa, y pasa a ser ruptura de la armadura de tracción.
Los resultados de los ensayos de tracción uníaxial de las muestras con
discontinuidades mostraron que una pérdida de área de la armadura de tracción implica
una reducción de la resistencia a la tracción de la línea flexible. La tasa de pérdida de la
resistencia residual pasa a ser mayor que la tasa de pérdida de área de la armadura de
tracción, cuando se consideran discontinuidades mayores de 4% y para mayores 10%
cuando llega al límite mínimo, resulta incuestionable su descarte
Aquí entran en juego los mecanismos de falla, colapso de la carcasa y ruptura de
los alambres de la armadura de tracción, que están asociado a la reducción de la sección
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metálica de la armadura de tracción. Situándose entre 2,5% y 5%, tiene lugar el cambio
de un mecanismo de falla a otro. (Ver Foto 6). Defectos naturales de tuberías flexibles.
Foto 6. Defectos naturales de tuberías flexibles.
Fuente: Alves y Costa (2005) Resistencia residual de tuberías flexibles con
defectos naturales.
Resulta claro, que el equipo utilizado para la inspección en línea de flujo de ø
4,0” pulgadas demostró ser adecuado para medir reducciones de la sección central de la
armadura de tracción. Se observó, que hay un cambio en el tipo de falla de la línea de
flujo en el intervalo entre 2,5% y 5% de reducción de área metálica. Los resultados
obtenidos de la línea de flujo de ø 4” pulgadas, con daños en la armadura de tracción del
tipo evaluado, que resultan en reducciones de área de su sección recta inferiores a 2,5%,
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presentan falla por colapso de la carcasa. Los resultados de inspecciones
electromagnéticas, requiere pruebas experimentales adicionales en líneas flexibles con
discontinuidades en la armadura de tracción.
En atención a lo expuesto, el antecedente anterior es de cierta similitud y única
referencia mas cercana al tema de investigación propuesto y se escoge como bases para
la investigación de tuberías completación, observándose en tuberías ø 4” flexibles para
conducción fluidos petroleros, la probabilidad de determinar y sustituir tuberías con
defectos naturales, en un tiempo las carcasas metálicas, determinándose por pruebas
uníaxiales el colapso de la misma, sin esperar el que la sección metálica sea sometida a
su máximo soporte. La tubería flexible tuvo un comportamiento que un porcentaje por
el rango de 2 a 5 % las tubería o carcasas tiende a reducirse su sección metálica (tubería
de diámetro ø 4”) sometidas a esfuerzos a tracción y es el momento que llega a su limite
de resistencia del material y continua a la ruptura de mismo.
Sin embargo, el antecedente indica, que en función al tipo de tubería, los
colapsos o limites de tensión, pueden variar de acuerdo al tipo de material y espesor del
acero , ya que las líneas de transporte de flujo, son elaboradas con hilos metálicos y su
característica de flexibilidad, tienden en tiempos de uso prolongados su desgaste.
La tubería de Completación de perforación de yacimientos petroleros, es
elaborada en acero continuo ,sin ningún tipo de uso de hilos metálicos, por su función
de extracción de petróleo bajo condiciones extremas de presión a miles de metros de
profundidad del subsuelo que por estas razones, el uso de la técnica con máquina de
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ensayo para la investigación desarrollada, arrojará las condiciones que soportan el
material en los estados de limites (elástico y plástico) al que puede someterse las
tuberías de completación petrolera, condiciones a ser comparadas con otro testigo a fin
de efectuar una selección ideal, basados en normas Covenin , normas internacionales de
uso de acero (API), seguridad, validación y calidad del material, para permitir llevar a
cabo las demostraciones, por medio de un modelo de vivienda, como uso alternativo de
materiales industriales, en la construcciones de estructuras en soluciones habitacionales
de interés social, siendo el antecedente, un aporte para el uso de las técnicas de pruebas ,
análisis, y resultados en esta investigación.
Bases teóricas de lá investigación
Tubo:
Según el diccionario del Arquitecto, Bermúdez (1993) en instalaciones, se define
como tubo “Pieza hueca en forma cilíndrica, abierta en ambos lados extremos y que
sirve para conducir líquidos”.Así mismo, para el diccionario Larousse (2005) el tubo, es
un “Elemento de sección constante en la conducción, utilizando para la circulación de
un fluido o un producto pulvurento: tubo de calefacción; tubo de desagüe.”
Tubería:
Según Larousse (2005) se conoce como tubería, “Serie o conjunto de tubos,
canalizaciones o cañerías que sirven para conducir un fluido o un producto
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pulverulento en una instalación.” Así mismo, el diccionario del Arquitecto, Bermúdez
(1993) el concepto de las tuberías es: “Conducto de tubos por donde pasa un liquido”.
Tipos de tuberías
En el ámbito de la industria existen diversos tipos de materiales para la
elaboración de las tuberías, el cual se destacan las elaboradas en plástico conocidas
como plástico pead, plástico pvc., asbesto Así mismo, tuberías elaboradas en cobre,
galvanizadas, acero y astm cuyos materiales van de acuerdo al uso que van a someterse.
Plástico:
Según el diccionario del Arquitecto, Bermúdez (1993) denomina al plástico
como: “materia resinosa que se puede moldear por el calor”. (P.443 ) y el diccionario
Larousse (2005) denomina al plástico como “ polímeros formados por la repetición de
un número elevado de un motivo de base A-B (copolimeros).La estructura pude ser
lineal, bidimensional o tridimensional (si el monómero tiene al menos lugar a
crecimiento en las tres dimensiones)”.
Los plásticos pueden ser termoplásticos : “que admiten reformarse”, Bermúdez
(1993) y termo enduceribles,: “que no admiten reformarse”, transformándose los
primeros en segundos por introducción de un tercer polímero reticulable. Estos plásticos
se clasifican en PVC que provienen de la formación de cloruro de polivinilo, capaces de
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transportar aguas potables y lluvia, evacuar aguas residuales y condiciones de resistir
sustancias corrosivas y calor. Para ello existen Tuberías empleadas para la conducción
de gas: Polietileno de Alta Densidad (PEAD) utilizadas para la conducción de gas
natural y polietileno (PE) utilizadas para el suministro de gas dósmetico. Las
condiciones que deben cumplir las tuberías destinadas a conducciones de gas de
acuerdo bajo la norma Venezolana COVENIN 2580-89 “Redes de distribución de gas
domestico Instalación de tuberías de polietileno de alta densidad”
Asbesto:
Según diccionario Larousse (2005), el asbesto es una “Sustancia mineral fibrosa
e inalterable al fuego” y el Diccionario del arquitecto, Bermúdez (1993) el asbesto es un
“mineral de fibras duras y rígidas que mezclado con cemento, se empleaba en la
fabricación de asbesto cemento- Amianto” (P. 93). Las láminas de fibras de asbesto
mezclada con cemento, se utilizaron durante el siglo pasado, entre las décadas del 1930
a 1980 en Venezuela como material en la construcción por sus condiciones de ligereza e
incombustibilidad para la elaboración de tuberías para evacuación de aguas servidas, en
uso de colectores principales urbanos como en áreas domesticas.
Tuberías descontinuadas por ser un material que representa alto peligro para la
salud, siendo sustituidas por plástico pvc con características de material manejable,
mayor resistencia y durabilidad.
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Tubería de cobre:
Según el Diccionario del Arquitecto, Bermúdez (1993) se define el cobre en el
área de la construcción: “Metal de color amarillo rojizo, mas blando y menos resistente
que el hierro” (P 171). Posee múltiples usos: Tuberías de uso para conducción para agua
potable, y gases de las tres familias. La presión de utilización dependerá del tipo de
soldadura con que se unan los tubos para este tipo de material.
Tubería galvanizada:
Según diccionario Larousse (2005) ,el galvanizado se denomina “dar un baño de
cinc a otro metal para preservarlo del proceso de la oxidación” . Así mismo, como
concepto en tecnología se conoce la tubería en galvanizado como“aplicar una capa de
metal sobre otro por procedimiento galvanico”. De uso para la colocación en
instalaciones eléctricas en viviendas, comercio y área industrial.
Acero:
Según el diccionario del petróleo (2006) el acero,” es una aleación hierro-
carbono, capaz de ser deformado plásticamente con tenores mínimos y máximos de
carbono en un orden de 6,008 y 2% respectivamente, pudiendo contener otros
elementos de aleación, axial como también impurezas inherentes al proceso de
fabricación”.
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Según el diccionario Larousse Ilustrado (2005), se denomina como acero la
“Aleación de hierro y carbono que contiene menos del 1.8% de este ultimo elemento,
susceptible, de adquirir por tratamientos mecánicos y térmicos propiedades muy
variadas”. Mientras que el Diccionario del Arquitecto, Bermúdez (1993) se conoce
como acero: “Hierro combinado con una cantidad de carbono, que adquiere gran dureza
y elasticidad por el temple. El templado del acero es calentado a altas temperaturas y
enfriado bruscamente, haciéndose así duro pero frágil”; recalentado a 250-300 º c y
enfriado lentamente se hace dúctil y maleable conservando su dureza. De este hierro,
derivan varios tipos de Acero al crisol, oxigeno y aleación o muy especial, que son
elaborados por fusión en un crisol, fundición en altos hornos enriquecidos por oxigeno
puro y confeccionados con otros metales como níquel, cobre, cromo, respectivamente.
Tipos de aceros:
Los aceros se pueden dividirse en corte rápido, para ser utilizados en la
elaboración de herramientas, duro que contiene 0,60 y 0,70% de carbono, extra duro
superior de 0,70 % de carbono y extra suave con un porcentaje por debajo de 0,15 %
carbono. Otros, son los aceros forjados, con bajo contenido de carbono y que pueden
soldarse bajo forja, el acero Inoxidable, resistentes a diversos agentes corrosivos a
temperatura ambiente (300º) el acero laminado, con un ligero carbono o contenido de
aleación para ser Chapas, rieles o perfiles laminados, el acero Moldeado, muy duro ,
rico en carbono y elaborado en fundición, los aceros semi duros, con rangos de 0,60 al
0,40% de carbono y aceros semisuave de 0,40% a 0,25% de contenido carbono, aceros
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suaves entre 0,25 y 0,15% de carbono y el acero trefilado, menos rico en carbono que
el acero moldeado, cuyo uso es para hacer hilos para cables.
Tubería astm:
Según Guía del Servicio Autónomo para el suministro de Gas e Infraestructura
de Maracaibo (SAGAS) (2000), las tuberías elaboradas a base de acero al carbono, es
utilizada para conducción de agua, empleada en los sistemas de contra incendio y
Puede emplearse para la conducción y/o transporte de presión de gases domésticos de la
1era., y 2da., familia. Para la 3era., familia sólo podrá utilizarse el acero estirado.
Las siderúrgicas y suplidores de tuberías para la industria petrolera, ofrecen una
variada selección corriente de tubos, pero también pueden satisfacer pedidos especiales
de los usuarios. Cuando se requiere una sarta de perforación debe pensarse en las
características deseadas: longitud total de la sarta y rango de longitud de los tubos;
diámetro nominal e interno del tubo; grado del material (D, E u otro especial); punto
cedente en tensión (carga); punto cedente en torsión (momento); peso por metro de
longitud; tipo de conexión; longitud, diámetro externo e interno, recalcado interior o
exterior o ambos; punto cedente de tensión y en torsión, y momento necesario de torsión
de enrosque.
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Tipos de tuberías de completación
Carcasas o revestidores (casing)
Definición carcasas
En la industria petrolera, se utilizan dos tipos de tuberías: una sección metálica
que protegen el tubo de perforación, denominadas carcasas o revestidores, (casing) cuya
función es aislar las zonas de yacimientos o de las áreas no deseadas para la extracción
de un pozo. Estas se dividen en dos modelos: liners, cuya superficie del mismo posee
ranuras que se utilizan para pozos con control de arena y estos son más resistentes, ya
que el área de flujo de las ranuras son máximo 3%. Los tubos tienen un diseño de
ranuración longitudinal y de acuerdo al ancho de ranuras son las longitudes de estas.
(ver foto 7)
Foto 7. Objetivo específico: Identificación de tuberías de desechos de
completación. Tubería ranurada (Liners) de Ø 3” Izquierda.
Fuente: Rondón, F (2007)
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Ahora bien, el otro modelo son las carcasas con perforaciones (orificios) que
proporcionan menos resistencia, motivado por un número de perforaciones que tiene
por cada pie, es decir seis a ocho huecos como mínimo por cada 30 cms, a medida que
el diámetro aumenta, suma más perforaciones en la sección metálica de la carcasa. (ver
tabla Nº 1)
Tabla Nº 1: Diámetros Recomendados de Rejillas para el Interior del Revestidor
Fuente: Azcona, (2006) Perforación y terminación pozos petroleros.
Para un mejor entendimiento de lo que es una tuberías con rejillas, se hallo los
autores de tesis, Aguirre y Vivas (2006, Caracas) "Completación de Pozos Petroleros",
técnicas de control de Arena donde Las rejillas o "liners" ranurados sin empaques con
grava, constituyen la manera más sencilla de controlar la producción de arena en pozos
horizontales dependiendo lógicamente del grado de consolidación de la arena a
producir. Este mecanismo debe emplearse, sólo si se tiene una arena bien distribuida y
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limpia, con un tamaño de grano grande, porque de lo contrario la rejilla o forro
terminará taponándose. Las rejillas y "liners" actúan como filtros de superficie entre la
formación y el pozo, puesto que el material de la formación se puentea a la entrada del
"liner". Las rejillas y los "liners" ranurados previenen la producción de arena basados en
el ancho de las ranuras o aperturas para el flujo, denominado también calibre, creando
así un filtro que permite la producción de petróleo.(P.2)
Tubos de producción (tubing)
Definición de Tuberías de producción:
Los tubos de producción o denominados “tubing”, como tubos de completación,
tiene la función de transportar al pozo, los fluidos que se producen al perforar
yacimientos de gas y petróleo. De estas Existen varios tipos de tubos, el cual de
acuerdo a este estudio, los más utilizados en la industria petrolera venezolana, de
acuerdo al tipo de suelo o roca en el Estado Zulia, son elaboradas en acero al carbono
de grado N-80 (H2S /corrosión/arena) resistencia a la cedencia mínima de 80.000 psi
con una longitud promedio 30 pies (9.45 mts), diámetro de la tubería es de D= 2”
pulgadas hasta de 7” plg. con un peso 4 hasta 23 kilos por cada 30 cms, Estas tuberías
soportan una tensión desde 70 mil hasta 72 mil libras/pulgadas. Y tubería homologa de
tipo J55 con las mismas condiciones, características y utilidad en la extracción de
petróleo. (ver Foto 8)
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Foto 8. Objetivo especifico : identificación de tuberías de desechos de completación de
producción (tubing), Patio de Materiales, La Concepción. PDVSA Occidente,
Municipio Jesús E. Lossada, Edo Zulia.
Fuente: Rondón, F. (2007)
En algunos casos las tuberías de completación reservan data de la década de
1920, la cual, por su resistencia a bajas presiones bajo la corteza terrestre, está siendo
utilizada en la actualidad. Pero, la mayoría de estas secciones al cumplir su vida útil,
son desmontadas retiradas y colocadas en áreas de patios de materiales, limpiadas e
inventariadas.
Sin embargo, con tantas características a favor, es sustituida por una nueva
sección metálica del mismo modelo, en el caso que durante un término de tiempo haya
cumplido su función como tal. La selección de los componentes principales de toda la
sarta, así como dispositivos auxiliares necesarios, dependen fundamentalmente del
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diámetro y de la profundidad del hoyo como también de las características y
comportamiento de los estratos que ha de desmenuzar la barrena. La selección se hace
aún más importante para áreas donde se dificulta mantener el hoyo recto, debido al
buzamiento y al grado de dureza e intercalación de estratos diferentes.
Profundidades de tuberías de producción (tubing)
En la búsqueda de yacimientos en formaciones del Cretáceo, existen antecentes
de las perforaciones de reservas petroleras, desde 1980 en el estado Zulia Lagoven,
filial de PDVSA, efectuó las perforaciones más profundas registradas en Venezuela:
Urdaneta 5.740 metros; Cabimas 5.049 metros; Sur-Oeste-Lago 5.263 metros; Tía Juana
5.379 metros; Aricuaisá 5.685 metros; Alturitas 5.263 metros; San Julián 5.635
metros, donde Corpoven terminó un magnífico productor, 1.495 b/d de petróleo de
34,3° API, cuya profundidad final llegó a 5.678 metros.
Así mismo, en el oriente del país, la perforación profunda en áreas conocidas y
nuevas tuvo éxito en Quiriquire 5.490 metros, Orocual 4.320 metros, Amarilis 5.948, El
Furrial 4.750, Piedritas 4.941. Costafuera de la península de Paria y la región del delta
del Orinoco se perforaron pozos profundos: Patao 4.146, Caracolito 5.675 y Tajalí
4.560 metros. Toda esta actividad indica que en el país hay experiencia y capacidad
para realizar la perforación de pozos profundos, al igual que en las áreas de operaciones
más destacadas del mundo. En 1990 a profundidad promedio fue de 5.059 metros.
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Todas estas características señalan, que básicamente, la tubería de desechos de
completación es ideal para realizar cualquier uso de tipo estructural aplicable en obras
civiles sencillas tales como cercas, paradas, cubiertas ligeras, pequeñas pasarelas,
locales comerciales y en el caso de la investigación en cuestión en su aplicación como
estructuras en viviendas de interés social, que permiten llevar la aplicación reciclable de
este tipo de secciones y de uso alternativo.
Normativas y Aspectos Legales
Durante el desarrollo del tema seleccionado, se consultó documentación del
Servicio Autónomo Nacional de Normalización, Calidad, Metrologia y Reglamentos
Técnicos, (SENCAMER) que es el órgano desconcentrado con autonomía funcional,
financiera, administrativa y organizativa de carácter técnico especial, adscrito al
Ministerio de Industria Ligeras y Comercio (MILCO) el cual tiene como misión
asegurar el funcionamiento del sistema venezolano para calidad como soporte al modelo
desarrollo socioeconómico del país y mejoramiento de la calidad de vida del
venezolano. Este ente emana una serie de normativas y reglamentos los cuales se basan
en el Código Venezolano de Normas (COVENIN), a fin de establecer una relación legal
de las secciones tubulares si están dentro de las normativas, Standard y aspectos legales
y poder aplicar los elementos en estudio como sistemas estructurales en obras civiles.
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Para la demostración de la utilización de estas secciones metálicas en cuestión se
inicio con el estudió de la Norma venezolana Covenin 2541: 1999 (ANSI/api/5ct)
“Tuberías de revestimiento y de producción en la industria petrolera” (1ra revisión)
donde esta norma contempla “los tubos de revestimiento de producción y liners en la
designación y espesores de paredes aplicables para los cuatro grupos posteriormente,”
donde el grupo 1 : corresponde a “tubos de revestimiento (casing) y tubos de
producción (tubing) en grado H, J, K y N” (P. 56). La documentación normativa, indica
conceptos de las tuberías en esta investigación a fin de conocer su espesor, tipos y sus
características fundamentales de estas secciones en cuestión. Así mismo, señala los
pasos a seguir para la realización de probetas de ensayo a la tracción, el cual es parte de
los objetivos trazados para la demostración en esta investigación.
Dentro de este marco, se revisó la norma venezolana covenin 1618, (1998),
comité técnico CT-03, “Estructuras de acero para edificaciones método de los estados
Límites (1RA Revisión)”, donde expresa la utilización de estructuras, miembros,
componentes, elementos, juntas y conexiones que no pertenezcan a edificaciones. Así
mismo, se revisó la normativa 803-89 Aceros. Definición y Clasificación. (1RA
Revisión) Norma Venezolana Covenin, comité técnico 7, donde en su objeto y campo
de aplicación se menciona que “esta norma venezolana contempla las definiciones y
clasificaciones de los aceros, basados en su composición química, proceso de
obtención, grado de oxidación y sus principal aplicación” (P.1) con ello permitirá un
soporte técnico de la investigación si estos tubos de completación cumplen con los
aspectos técnicos para una vida prolongada como uso alternativo y velando por su
aplicación en normas de seguridad.
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Términos Básicos
Acero al carbono: Es una aleación de Hierro-Carbono que contiene además otros
elementos cuyas, proporciones no excedan los siguientes limites: Aluminio 010%,
Manganeso 1,65%, Silicio 0,50%, Manganeso+Silicio 2%, cobre (1) 0,40%, Níquel
0,30%, Cromo 0,30%, Molibdeno 0,08%, Vanadio 0,10, Tungsteno 0,1,entre otros.
http://www.zonagratuita.com/diccionario petróleo.
Barrena de perforación (Dril bit):
La parte de una herramienta de perforación que corta la roca.
http://www.zonagratuita.com/diccionario petróleo
Palafitos: Viviendas de la etnia goajira venezolana, apoyadas en pilares o
simples estacas, generalmente construidas sobre cuerpos de aguas tranquilas como
lagos, lagunas y caños (cursos irregulares y lentos por los que desaguan los ríos y
lagunas de las regiones bajas); aunque también son construidas a orilla del mar. La
palabra deriva del italiano palafitta. Américo vespucio, en 1.499 en visita a Venezuela
denominó así, las viviendas autóctonas, con cierta similitud con Venecia,Italia.
http://www.upload.wikipedia.org
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Perforación: Pozo excavado mecánicamente en el subsuelo y destinado al
reconocimiento y la explotación de un yacimiento de hidrocarburo: Perforación
Petrolera.http://www.zonagratuita.com/diccionariopetróleo.
P.S.I: La presión es una fuerza por unidad de superficie y puede expresarse en
unidades tales como pascal, bar, atmósferas, kilogramos por centímetro cuadrado y psi
(libras por pulgada cuadrada).www.monografias.com/presión-monografias_com.htm
Pozo (well): Agujero perforado en la roca desde la superficie de un yacimiento a
efecto de explorar o para extraer aceite o gas.
http://www.zonagratuita.com/diccionariopetróleo.
Sarta de perforación (Drill string): Tuberías de acero de aproximadamente 10
metros de largo que se unen para formar un tubo desde la barrena de perforación hasta
la plataforma de perforación. El conjunto se gira para llevar a cabo la operación de
perforación y también sirve de conducto para el lodo de perforación.
http://www.zonagratuita.com/diccionariopetróleo.
Tensión: Fuerza por unidad de área, úsese preferentemente en lugar de esfuerzo.
Esfuerzo producido por solicitaciones exteriores en los materiales. Las
principales tensiones son: la tracción, la compresión, la flexión, el esfuerzo cortante y la
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torsión. A fin de que una pieza resista con seguridad, es preciso que la tensión o
esfuerzo obtenido sea igual o inferior l valor que pueda soportar el material o esfuerzo
obtenido sea igual o inferior al valor que pueda soportar el material escogido.
Diccionario del arquitecto .Bermúdez (2006), P.537
Teoría de los estados de límites: Método de diseño que consiste en determinar
todos los modos potenciales de falla o inutilidad (Estados de límites) y mantener unos
límites de seguridad aceptables contra la ocurrencias, las cuales se establecen
habitualmente con criterios probalísticos.
http://www.prisma.com/diccionario del gratis del petróleo.
Resistencia cedente: La tensión para la cual un material exhibe una desviación
límite de la proporcionabilidad entre tensiones de deformaciones siembre que se
especifica la resistencia cedente, es necesario citar el método de ensayo, utilizando así
el porcentaje de desviación o la deformación total (“yield strength”).
http://www.prisma.com/diccionario del gratis del petróleo.
Yacimiento (Reservoir): Acumulación de aceite y/o gas en roca porosa tal como
arenisca. Un yacimiento petrolero normalmente contiene tres fluidos (aceite, gas y agua)
que se separan en secciones distintas debido a sus gravedades variantes. El gas siendo el
más ligero ocupa la parte superior del yacimiento, el aceite la parte intermedia y el agua
la parte inferior. http://www.prisma.com/diccionario del gratis del petróleo.
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Yacimiento de gas / condensado (Gas / condensate reservoir):
Un yacimiento en el cual ni el gas natural ni el aceite crudo son las corrientes de
producción predominantes. Para incrementar la recuperación del condensado, el gas de
be ser recirculado durante los primeros años y producido en una fecha posterior.
http://www.zonagratuita.com/diccionariopetróleo.
Mapa de variables
Según Lazarsfeld (1969) citado por Ramírez,(1999) define como variable “una
dimensión de un objeto”. Así mismo, para Hollander (1975) citado por Ramírez,(1999)
indica que “es un atributo que puede variar de una o más maneras”. ( P.121) Mientas
que Véliz, (2006) tiene como concepto de variable que “es un elemento que se va
desglosando de lo general a lo particular, hasta llevarlo a la expresión mas especifica
este elemento puede adquirir valores diferentes” (P.21).
Así mismo, Véliz (2006) plantea que las variables “se pueden extraer del
objetivo general o especifico y vincular los ítems o preguntas de los cuestionarios .Hay
que realizar la definición conceptual y la definición operacional” (P.21).
En esta investigación se inicia citando los dos primeros objetivos específicos:
“Selección de los modelos de tubos de completación de desechos de perforación de
yacimientos petroleros, adecuados para uso de viviendas de interés social.”¨y como
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segundo objetivo “Analizar con equipo de ensayo destructivo, los esfuerzos
estructurales a tracción de las distintas tuberías de desechos de completación con el
propósito de conocer la resistencia del material y generar la selección ideal como
sistema estructuralӬ
Según Balestrini (2006) “el proceso lógico operacional tal como lo refiere korn
(1973), se deben seguir los siguientes procedimientos: definición nominal de la variable
a medir, definición real: enumeración de sus dimensiones y definición de operacional:
selección de indicadores”.(P.113)
Así mismo, Balestrini (2006) dicta como definición Nominal, aquel que”se
encuentra estrechamente vinculada con el cuerpo teórico contenida la hipótesis en
cuestión o la variable en estudio. Se establece específicamente el significado que ha de
otorgarse a un determinado término dentro de la investigación” (P.114) En este caso
para iniciar se selecciona y se conceptualiza la variable “tubería”, buscando si esta
hipótesis es cierta para ser utilizadas en la construcción de viviendas de interés social.
Como segundo objetivo específicos es el concepto de equipo de ensayo, el cual
es parte del proceso demostrativo de la investigación a fin de permitir si la tubería es la
ideal como sistema estructural.
Según Larousse (2005) se conoce como tubería, “Serie o conjunto de tubos,
canalizaciones o cañerías que sirven para conducir un fluido o un producto
pulverulento en una instalación.” Así mismo, el diccionario del Arquitecto, Bermúdez
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(1993) el concepto de las tuberías es: “Conducto de tubos por donde pasa un
liquido”.(P.551).
Según el diccionario del Arquitecto, Bermúdez (1993) define equipo: “Conjunto
de elementos de trabajo que cumple la función de apoyo a la construcción¨ .(P.237).
mientras que el Diccionario de arquitectura -construcción/tracción (2007) define como
Equipo de ensayo: “Máquina que actúan sobre un cuerpo y las deformaciones por
alargamiento que producen (tracción) se suelen representar gráficamente mediante un
diagrama de ejes cartesianos que ilustra el proceso y ofrece información sobre el
comportamiento del cuerpo de que se trate. ”
Estas variables a su vez se descomponen bajo definiciones reales, expresadas
según Balestrini (2006) “son los enunciados relativos a las propiedades (dimensiones)
consideradas esenciales del objeto u hecho referido en la definición”. Según Ramírez
(1999) define en “descomponer la variable en estudio en las dimensiones que la
componen que pueden tener una o varias facetas. El conjunto de estas facetas
constituyen los rasgos característicos de la variable en estudio”. Para estos las tuberías
pueden ser por su material: en acero (Aleación de hierro y carbono) y los tipos de
tuberías de completación: Carcasas o revestidores (casing) y tuberías de completación
de producción (tubing).
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Así mismo, la definición del equipo de ensayo, tiene sus rasgos característicos,
que se descomponen, al ser aplicado por este método a las tuberías de acero,
permitiendo tracción del material sometiéndolo a dos fuerzas que tienen a generar un
máximo estiramiento para conocer su extrema deformación y soporte del cuerpo.
Según Balestrini (2006) la definición operacional de una variable significa
“seleccionar los indicadores de acuerdo al significado que se le ha otorgado a través de
sus dimensiones a la variable en estudio” Para ello en esta investigación se les a
otorgado significados de acuerdo al diseño, composición del material y sometimiento de
fuerzas conlleva a una la función que desempeñan las tuberías metálicas, permitiendo
llegar a indicadores más precisos y detallados del objeto de estudio. A continuación se
presenta la tabla de mapa de variables de las tuberías de completación con su variable,
dimensiones e indicadores correspondiente a este estudio emprendido. (ver tabla 2,
Mapa de variables).
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Tabla Nº 2. Mapa de variables
Objetivos Específicos
Tubería Completación (casing) : -Tubería Ranurada (liners) carcasa ,diámetro 3 1/2" , resistente
Tubería Completación (Tubing):grado N-80, diámetro: 4" y 6" acero al carbono,Mayor resistenciaMaterial alternativo para uso estructural.
Diccionario del arquitecto (1993) tracción :Esfuerzo sometido por solicitaciones
exteriores en los materiales.Diccionario de arquitectura -
construcción/tracción en mecánica física,se denomina tracción al esfuerzo a queestá sometido un cuerpo para laaplicación de dos fuerzas que tienden aestirarlo sufriendo deformaciones porefecto de su aplicación.
Tubería de acero, diametro 3¨ y6 con mayor capacidad de soporte atracción.
Identificar los modelosde tubos decompletación deperforación deyacimientos petroleros,adecuados para uso deviviendas de interéssocial.
Ensayo a tracción.Analizar con equipo deensayo destructivo , losesfuerzos estructurales atracción de las distintastuberías de completacióncon el propósito deconocer la resistenciadel material y generar lasección ideal comosistema estructural.
Diccionario delarquitecto (1993)Equipo : ¨Conjunto deelementos de trabajoque cumple la funciónde apoyo a laconstrucción¨Diccionario dearquitectura -construcción/tracción(2007) Equipo deensayo: Máquina queactúan sobre uncuerpo y lasdeformaciones poralargamiento queproducen (tracción) sesuelen representargráficamente medianteun diagrama de ejescartesianos que ilustrael proceso y ofreceinformación sobre elcomportamiento delcuerpo de que se trate.
Tubería Acero.
Definición Real (Dimensiones) Definición Operaciones (indicadores) Definición Nominal
Tubería Larousee(2005) ¨serie oconjunto de tubos,canalizaciones ocañerías que sirvenpara conducir un fluidoo producto pulvurentoen una instalaciónDiccionario delarquitecto (1993)tubería Conducto detubos por donde pasaun liquido.
Fuente: Rondón, F (2007).
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C A P I T U L O I I I
M A R C O M E T O D O L Ó G I C O
Balestrini (2001), define como marco metodológico “la instancia referida a los
métodos, las diversas reglas, registros, técnicas y protocolos con las cuales una teoría
y su método calculan las magnitudes de lo real” (P. 104). Según el manual Universidad
Pedagógica Experimental Libertador UPEL (2003) “consiste en la investigación,
elaboración y desarrollo de una propuesta de un modelo operativo viable para
solucionar problemas, requerimientos o necesidades de organización o grupos sociales;
puede referirse a la formulación de políticas, programas, tecnologías, métodos o
procesos.” (P. 16)
Tipo de investigación
El tipo de investigación a presentarse es descriptiva. Según Arias (2004), plantea
“La Investigación descriptiva, consiste en la caracterización de un hecho, fenómeno o
grupo con el fin de establecer una estructura o comportamiento” (P.48). Bavaresco
(2006), afirma “los estudios de campo, se realizan en el propio sitio donde se encuentra
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el objeto de estudio. Ello permite el conocimiento más a fondo del problema por
parte del (la) investigador (a) y puede manipular los datos con mas seguridad” (P.28).
Así mismo, Bavaresco (2006), define la búsqueda aplicada “cuando la
investigación es la que se debe tener presente en los países en vías desarrollo y son los
gobiernos que deben prestar su apoyo financiero” arrojando con estas citas, el
desarrollo y evolución de este proyecto se conocerá en forma Factible, descriptiva,
transversal, de campo, experimental y aplicada, para el estudio del comportamiento de
los tipos de secciones tubulares o tubo de desechos de completación de pozos
perforados de yacimientos petroleros para uso de viviendas de interés social, cuyo uso
adecuado de secciones revestidores y producción, permitirá demostrar en una prueba,
las resistencia de estas muestras de tubos metálicos a esfuerzos estructurales: a la
tracción del elemento. La proyección de una nueva alternativa constructiva, como
elemento y sistema estructural para ser implementadas en construcciones
habitacionales de interés social a fin de cambiar el uso industrial a uso residencial y
generar un diseño viable constructivo.
Diseño de la investigación
En la investigación planteada se presentaron conceptos metodológicos a fin de
indicar y aplicar el tipo de diseño investigativo en este estudio. Para ello, Arias (2004)
“El diseño es la estrategia adoptada por el investigador para responder el problema
planteado” (P.47). Según Balestrini (2001), un diseño de investigación se define como
“un plan global de indagación, que integra coherentemente las técnicas de recopilación
de datos, el análisis de la información; y los objetivos de la investigación.”
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Así mismo, Balestrini , (2006) asume que el diseño de la investigación puede
ser de tipo experimental “en el se manipulan una o más variables independientes
(supuestas causas) en una situación controlada por el experimentador , a fin de detectar
sus efectos sobre las variables dependientes (supuestos efectos) y determinar relaciones
causales” (P.132). Según, Ramírez,(1999) define como investigación experimental “son
los estudios en contextos artificiales , esto es debido a que las condiciones de
experimentalidad de la investigación supone la manipulación de las variables de
estudio” (P.78).
Según, Balestrini (2006) cita a Hernández Sampieri et al (1991), donde plantea
que los diseños pueden ser de tipo transversales: “es la recolección de datos, se efectúa
una sola vez y en un tiempo único” (P.133). Una vez, presentados todos estos
conceptos con anterioridad, el presente estudio: “Demostración del uso de tuberías de
desechos de completación de pozos perforados en yacimientos petroleros para la
construcción de viviendas de interés social” aplica un diseño de tipo experimental, de
campo y transversal , basándose en los objetivos específicos planteados, el cual se
procedió a la recopilación de datos documentales y físicos, en este caso, en la búsqueda
de tuberías de desechos de completación en área de patio de materiales de PDVSA –
Occidente (U.E Tierra Oeste ,La concepción, Edo. Zulia, Venezuela).
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Ahora bien con base en la selección de los elementos en estudio más utilizados
para perforación de yacimientos petroleros (modelo N-80), se procedió a efectuar toma
de muestras de los elementos en estudio (cortes) en la taller metalúrgico de PDVSA
para ser sometidas en máquina de ensayo de materiales, colocándose tres probetas de
tuberías de desechos de completación, donde se solicitó los esfuerzos o resistencia del
material metálico de los tubos de completación de producción y revestidor , generando
resistencia a tracción, permitiendo resultados de estos para el análisis, comparación y
sección ideal a utilizar.
Así mismo, se utilizaron tuberías de desechos de completación, diámetro Ø 3 ” ,
4” y 6” Plg, en solo una recolección de datos durante una semana ( 2da semana del mes
de julio 2007), resultado tracciones óptimas de cada uno de estos, para su posterior
inferencia en la selección del tubo de desecho de completación, ideal para uso de
viviendas de interés social. Por su observación simple y resultados, el modelo ranurado
o “liners” y el de producción son los más resistentes e indicados en el área de
construcción por no presentar espacios vacíos. El tubo el cañoneo o perforado (casing)
presenta una serie de orificios que permiten la absorción de petróleo crudo, agua, gas,
arena y otros sedimentos encontrados en el yacimiento petrolifico.
De este modo, las características y resistencia del material influirán en la
elección ideal por motivos constructivos y estructurales, permitiendo la aplicación de
normas de seguridad e higiene en cuanto al alojo de materiales, insectos u oxidación
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inmediata o progresiva del elemento metálico al estar expuesto a condiciones externas:
asoleamiento, ventilación y lluvia. De acuerdo a estos resultados generales, se indicó la
tubería desechada para ser utilizada en diseño de viviendas de interés social a fin de
iniciar su aplicación a posterior con la presentación de un modelo estructural en vistas
de planos de arquitectura en 2D y 3D que permita su uso con las secciones en forma de
columnas y vigas principales donde se demostrará las posibilidades de este material
industrial en uso posterior para la reutilización y reciclable con fines sociales.
Sujetos de análisis
Para Balestrini (1998), se entiende por población “cualquier conjunto de
elementos de los que se quiere conocer o investigar, alguna o algunas de sus
características” (P.122). Para Tamayo y Tamayo (2000), está determinada por sus
características definitorias, por tanto, el conjunto de elementos que posea esta
características se denominará población, la cual es la totalidad del fenómeno a estudiar,
en donde las unidades poseen una característica común, que se estudia y da origen a los
datos de la investigación”. En atención a lo expuesto, la población que se tomó en el
presente estudio, fue la selección de dos tuberías de desechos de completación de
producción de pozos perforados en yacimientos petroleros, tipo producción (tubing)
modelo N-80 y una tubería de completación tipo revestidor, modelo rasurado “liners”
por ser las elementos de estudio de uso frecuente y de mayor sección (diámetro),
previendo estas alternativas como sustitución de las columnas ortogonales efectuadas en
concreto para la utilización en la construcción de viviendas de interés social.
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Según Sampieri (1994) y citado por Balestrini (2006), La muestra “es la esencia,
un subgrupo de la población. Es un subconjunto de elementos que pertenecen a ese
conjunto definido en sus características al que llamamos población” (P.141). Así
mismo, Hernández (1995) corresponde al “tipo de muestra cuya selección no depende
de que todos tengan la misma probabilidad de ser elegidos, sino de la decisión de un
investigador o grupo de encuestadores” (P.226).
Es por ello, que este estudio, se dirigió en la toma de secciones o pruebas de
tuberías de desechos de completación de longitud de 30 cms, específicamente el
modelo: grado N-80 con el mismo uso y distintos diámetros, en el rango de diámetro D
Ø 4”¨(10,16 cms) a 6.625”¨ Plgs (16,82 cm) y una tubería de revestidor (casing),
modelo ranurado (liners) con un diámetro Ø 3 ” plgs ,los cuales estas secciones
arrojaron por medio de máquina de ensayo de resistencia en el laboratorio de pruebas
diques y drenajes, talleres centrales, Cabimas, La Salina PDVSA, el resultado de la
mayor resistencia a esfuerzo a tracción que resisten estas tuberías de acero al carbono,
determinándose con ello, el analisis y elección de la sección ideal por mayor capacidad
de soporte estructural y demostrativo, para su aplicación a modelo representativo en
planos de arquitectura de 2D y 3D de vivienda de interés social.
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Técnica de recolección de datos
Técnica de recolección y plan de análisis de datos
La recolección de datos, según Véliz (2006): “….Es una técnica que se debe
emplear para relacionar el sujeto de estudio con el objeto, dotando al investigador de
una teoría y un método adecuado para que la investigación tenga una orientación
correcta y el trabajo de campo arroje datos exactos y confiables” (P.79) Así mismo,
para Muñoz (1998), en la recolección de datos se distingue en dos observaciones:
directa e indirecta. Esta investigación se clasifica en directa: “Es la inspección
que se hace a un fenómeno dentro del campo en que se presenta, a fin de contemplar
todos los aspectos inherentes a su comportamiento y características dentro de ese
medio”. En éste caso, el observador entra en contacto directo con el fenómeno
observado, pudiendo permanecer aislado o participar en él.
Así mismo, Véliz, (2006), plantea, “Los datos se obtendrán con la aplicación de
los instrumentos que serán presentados en cuadros distributivos de frecuencias e índices
porcentuales de las respuestas que arrojará cada ítems con la finalidad de desarrollar
objetivos planteados” (P.81). Una vez planteados estos conceptos, se previo esta
investigación en tres fases fundamentales ….. fase de teórica y metodologica, que se
efectuó en forma documental por medio de investigaciones, basándose en antecedentes,
formulación y delimitación del problema, objetivos generales y específicos, permitiendo
la selección de dos modelos de tuberías de desechos con mayor uso, secciones
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producción (tubing) y revestidores o rejillas (liners) y recopilación de datos “in situ” es
decir de campo, lo que derivó la observación directa con la toma de muestras
representativas de tubos de desechos de completación N-80 de 30 cms de longitud,
permitiendo conocer el comportamiento de los elementos en estudio.
Así mismo, la segunda fase fueron las pruebas operativas trazadas en el manejo
de máquina de ensayo de materiales, tablas, gráficos y el recurso de captación de
imágenes siendo estos ensayos experimentales, lo que emitieron respuestas de cada una
de las elementos metálicos en estudio; Los resultados obtenidos se plasmaron en una
tabla y compararlos con tabla estandarizadas de resultados de la norma Covenin de
tuberías de revestimiento y producción para uso en la industria petrolera completación,
a fin de revelar una previa demostración de la hipótesis de esta investigación. Así
mismo, La tercera fase que contempla el uso de los resultados probados en el anterior
plan, un análisis y elaboración de conclusiones para demostrarlos con termino en la
elaboración de planos en 2D y 3D de modelo de vivienda de interés social determinando
la demostración del uso las tuberías de desechos de completación de pozos perforados
de yacimientos petroleros en viviendas de interés social.
Procedimiento de la investigación
El presente estudio se inicio con la búsqueda y recopilación de información en
distintas fuentes investigativas, documentales y/o antecedentes tales como de tesis de
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grado o presentaciones, dedicadas a la investigación con el uso de tuberías de desechos
de completación para perforación de yacimientos petroleros, siguiendo el esquema
investigativo según las normas de trabajos de grado y/o trabajos especiales de grado de
la Universidad Rafael Urdaneta (U.R.U).
Por consiguiente, la búsqueda permitió conocer el estudio de tesis de grado de
Alves y Costa (2005). Resistencia residual de tuberías flexibles con defectos naturales,
en donde por medio equipo utilizado para la inspección en línea de flujo de dicho
estudio de diámetro ø 4,0” pulgadas demostró ser adecuado para medir reducciones de
la sección central de la armadura de tracción. Se observó, que hay un cambio en el tipo
de falla de la línea de flujo en el intervalo entre 2,5% y 5% de reducción de área
metálica. Los resultados obtenidos de la línea de flujo de diámetro ø 4” pulgadas, con
daños en la armadura de tracción del tipo evaluado, que resultan en reducciones de área
de su sección recta inferiores a 2,5%, presentan falla por colapso de la carcasa. Los
resultados de inspecciones electromagnéticas, requiere pruebas experimentales
adicionales en líneas flexibles con discontinuidades en la armadura de tracción.
Por otra parte, estos estudios derivaron que al aplicarse la pruebas de tracción se
logró determinar una respuestas de observar los puntos donde colapsaba las tuberías
flexibles por defectos naturales y a su vez se demostró que las carcasa son las que
recibían la mayor parte de ruptura de las mismas. Esta es la única documentación
investigación para enriquecer el presente estudio, siendo vinculante para aplicarlo a la
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demostración del uso de tuberías de desechos de completación de pozos perforados de
yacimientos petroleros.
Así mismo, se desarrolló los objetivos generales y específicos procurando
efectuar la metodología investigativa para emitir repuestas al problema. Se investigó el
uso frecuente en Petróleos de Venezuela, S.A, de los distintos modelos de elementos
metálicos para las perforaciones , encontrándose un número considerables de tuberías
de completación para perforación de yacimientos petrolificos en los patios de tuberías
de PDVSA : sector El cardonal (área 25), área industrial La Salina, municipio Cabimas,
y patio de materiales U.E Tierra Oeste, La concepción, Municipio Jesús Enrique
Lossada, Edo Zulia, que pueden ser sustituidas para uso estructural constructivo.
Es por ello, al conocer los diversidad de elementos para perforación de
yacimientos petroleros se prosiguió a identificar y seleccionar los diversos tipos de
tuberías de completación, para efectuar el corte o muestra a las secciones metálicas :
dos muestras tubos de completación de producción (tubing) denominadas # 1 y 2 por el
tipo de diámetro (D= Ø 4” y 6.625”) y una muestra denominada # 3, modelo tipo
rejilla o “liners”, diámetro Ø 3” determinándose como la población de estudio; Se
procedió con el envió ante laboratorio de ensayo de materiales de la Gerencia Diques y
Drenajes, área de talleres centrales La Salina, PDVSA, las cuales se sometieron a
pruebas en equipo de ensayo , con el propósito de conocer la resistencia a la tracción
del material, cumpliendo con el procedimiento para toma de ensayos, dictado en la
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norma venezolana Covenin “tubería de revestimiento y de producción para uso en la
industria petrolera 2541:1999” (P.55).
Los resultados de las tensiones del material investigado fueron obtenidos de
máquina de tensión a la tracción, denominada tinus olsen, los cuales fueron asentados
en una tabla de ensayo-resistencia de los materiales que corresponden a los tubos de
completación tipo producción (tubing) y revestidor (casing) modelo liners, con ello, se
ensayo la resistencia máxima de estas secciones como soporte estructural del modelo
de la vivienda a diseñar. (ver tabla Nº 3 y foto 9 ).
Tabla Nº 3. Tabla de ensayo- resistencia de los materiales.
TABLA DE RESISTENCIA DE MATERIALES
RESISTENCIA A TRACCIÓN
(LBS)
Fecha prueba Prueba GRUPO GRADO TIPO Diametro:Ø MINIMO MÁXIMO
09/07/2007 1 Tubo completación N-80 Producción 6" 09/07/2007 2 Tubo completación N-80 Producción 4" 09/07/2007 3 Tubo Revestidor N-80 Liners 3"
Fuente: Rondón, F (2007)
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Foto 9. Objetivo especifico: Identificación (Toma de muestras) de tuberías de desechos
de completación de producción (N-80) D: Ø 4” y 6.625”.
Fuente: Rondon, F. (2007).
Cabe considerar, que durante el desarrollo de las pruebas de ensayo de las
tuberías de desechos de completación se efectuó a la captación de imágenes, logradas
con cámara fotográfica, modelo digital, capacidad de resolución de 5.0 mega píxeles
(imagen más nítida y de mayor captación) siendo utilizadas como recurso documental,
descriptivo, demostrativo e investigativo, incluido en la recolección de los datos y
ensayos de esta investigación.
Ahora bien, una vez obtenidos los resultados de las tensiones de cada uno de las
tuberías de completación, según tabla estandarizada de esfuerzos mínimos y máximos a
la tracción indicados en “Tubería de revestimiento y de producción para uso en la
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industria petrolera 2541:1999 norma venezolana covenin, Tabla Nº 3 (P.14). Se realizó
análisis de los resultados, efectuando el procedimiento aritmético, el cual se efectuó la
sustracción entre la medida de cada uno de los diámetro de las tuberías en estudio
menos la medida interna del material, a fin de obtener el área del espesor de las tuberías
desechos en estudio en unidades de medición en Pulgadas cuadradas (plg2) a fin de
dividir el resultado obtenido de las pruebas provenientes de la tensión a tracción entre
el área del material en estudio (pulgadas2) obteniéndose el resultado final en Lbs/pug2
(PSI) a fin de efectuar la similitud de cada uno de las secciones definidas en esta
investigación como muestras # 1, 2 y 3 , lográndose comparar los resultados de las
pruebas finales con los establecidos en tabla stardard mencionada con anterioridad.
De este modo, de acuerdo al cumplimiento máximo de sometimiento
experimentado a las fuerzas a tensión en el material y por el mayor diámetro de la
tubería que servirá como sustitución a modelos típicos de columna ortogonal en
concreto, se desarrolló la discusión de resultados y se concluyó con la definición del
elemento estructural ideal como propuesta de diseño de la vivienda de interés social, de
de 72 metros cuadrados, aplicándose el programa de diseño Autocad en 2D, plano
bidimensional, presentándose la sustitución de las columnas en concreto por la
propuesta de sección metálica de diámetro D: Ø 6.625” Desarrollándose los planos de
detalles estructurales de las soportes de las uniones entre columna metálica circular y la
plancha metálica empernados a la base de pavimento de la vivienda y el diseño de la
unión tubería de completación que servirá como vigas principales (carga) para recibir
las fuerzas muertas provenientes de cubierta metálica ligera.
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Finalmente, se mostró como procedimiento el uso del recurso tecnológico de
presentación de vista virtual de la vivienda de interés social, bajo programa básico de
diseño digital de arquitectura en 3D, permitiendo la observación y demostración desde
una perspectiva de 3 puntos de una prospectiva de la alternativa idónea y los resultados
de la investigación como la demostración del uso de tuberías de desechos de
completación de pozos perforados de yacimientos petroleros para viviendas de interés
social.
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C A P I T U L O I V
A n á l i s i s d e R e s u l t a d o s
Según Seltiz, Jahoda , citados por Balestrini (2006), denominan como análisis
de resultados es “el propósito del análisis es resumir las observaciones llevadas a cabo
de forma tal que proporcionen respuestas a las interrogantes de investigación” (P.169)
Así mismo Balestrini (2006) Indica que “ el análisis implica el establecimiento de
categorías, la ordenación y manipulación de los datos para resumirlos y poder sacar
algunos resultados en función de las interrogantes de la investigación” (P. 169). Este
párrafo citado por esta autora venezolana en la metodología de proyectos de
investigación concurre en este hecho derivado a sus estudios y presentaciones descritas
durante tres décadas como orientadora en los trabajos de pregrado y especiales de
postgrado.
Así mismo, esta investigación inicio con la observación y efectuó de una
principal pregunta ¿en que se pueden usar los tubos de desechos de completación de
pozos perforados de yacimientos petroleros? ¿Se puede hacer un uso alternativo con
estos? .Para ello derivó en una investigación tanto descriptiva y de campo para analizar
si estas secciones tubulares pueden obtener un rango de uso y constructivo a fin de
permitir la prolongación de su principal función industrial en un uso utilitario en
viviendas de interés social.
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Se recopiló información del tipo de los tipos de tuberías que existen para uso
constructivo lográndose el manejo del mapa de variables del tipo de términos e
indicadores de tuberías en la tabla 2, (P. 42) acompañado con el manejo de norma
Covenin referido a tipos de tuberías de revestimiento producción para uso de la
industria petrolera de esta investigación, generando el estudio de la tubería de
completación usada con frecuencia, como lo son las tuberías de producción (tubing)
denominada grado N-80 y la revestimiento (casing), secciones metálicas mas usadas de
diámetro fue seleccionado por razones de diseño constructivo, motivado que las misma
su diseño es acuerdo a el tipo de subsuelo a perfora y de diámetros de Ø2” hasta de Ø
11” pulgadas limitándose este estudio hasta diámetros de Ø 3” Ø 4” y Ø 6.625” (16,82
cms) grado N-80 por técnicas constructivas, 0.15 mts (15 cms) hasta el rango de 20
cms corresponde a una columna en concreto en una vivienda de interés social. (ver
foto 10)
Foto 10. Objetivo Especifico: Analizar con equipo de ensayo destructivo
Tuberías de desechos de Completación revestidor y producción (D= Ø 4” y Ø 6”).
Fuente: Rondón, F (2007) taller tubular La Salina, PDVSA.
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Así mismo, se llevó 3 muestras de tuberías seleccionas de acuerdo al criterio
antes mencionado y cortadas según pasos para probetas de ensayo a la tracción referida
a norma covenin (2541:1999) : “todas las probetas de tiras deberán ser
aproximadamente de 1 ½” pulgada de ancho en la zona de ensayo de sección calibrada”.
Así mimo refiere “Ellos deberán ser aproximadamente ¾” pulgadas de ancho para
tubos menores de 4 pulgadas y 1 plg de ancho para tubos de 4 a 7 5/8” (P. 56). (Ver
fotos 11 y 12 ).
Foto 11 y 12. Objetivo específico :Analizar con equipo de ensayo destructivo la tensión
del material . Corte de tubería, diámetro Ø 6” para obtención de muestra.Patio tubulares
talleres centrales La Salina, PDVSA.
Fuente: Rondon, F (2007)
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Posteriormente extraídas las muestras de las tuberías de desechos de Ø 3” (tipo
liners), Ø 4” y 6” pulgadas se enviaron al laboratorio de suelos, concretos y asfaltos de
la gerencia de diques y drenajes PDVSA, para ser colocadas en las brocas de la máquina
de ensayo tinus olsen (ver foto 12 y 13 respectivamente)
Foto 13 y 14. Objetivo específico: Analizar con equipo de ensayo destructivo la tensión
del material Broca de ensayo y máquina de ensayo Tinius Olsen respectivamente.
Foto 13 Foto 14
Fuente: Rondón, F (2007)
Se efectúo la colocación de la primera muestra denominada ensayo Nº 1, el cual
fue una tira metálica de la tubería de desechos de completación de producción (Tubing)
grado N-80, cuyo diámetro es de Ø 6.625” pulgadas. Para ello se procedió a ser medida
la longitud de la muestra y su ancho de ensayo Nº 1 y efectuando una marca en su
centro de la misma con un cincel para verificar el estiramiento elástico inicial y su
posterior final.
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El resultando de la muestra Nº 1, alcanzó una longitud inicial de 0.31 metros
(31 cms) y ancho de 6 cms que al ser colocado en la máquina de ensayo, comenzó su
proceso de pasar del estado del limite del material elástico a plástico ocurriendo que la
muestra se fracturó al lapso de 60 segundos, indicando una medición final de 32,4 cms
de largo por efecto de la tracción. (Ver foto 15 y 16).
Foto 15. Objetivo específico: Analizar con equipo de ensayo destructivo la tensión del
material Colocación de la muestra Nº 1
Fuente: Rondón, F (2007)
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Foto 16. Objetivo especifico :Analizar con equipo de ensayo destructivo la tensión del
material ruptura de la ensayo tubería de desecho de Ø 6” pulgadas.(Muestra 1)
Fuente: Rondón , F (2007)
Con un resultado de sometimiento de tensión a la tracción de limite máximo para
tubería de desechos de completación de Ø 6” tipo producción (tubing), grado N-80 de
49,500 Libras (Lbs) equivalente a 22,452 mil Kg. con diferencia de estiramiento a la
tracción fue de 11,4 cms. Este resultado es marcado en máquina anexa de resultados por
un reloj manual y marcaje de gráfica de el sometimiento, el cual indicó las libras en el
reloj pero la gráfica no fue emitida por estar la máquina averiada por lo que se recurrió a
ver en las tablas de límites a tracción mínimos y máximos para secciones tubulares de
completación tipo producción grado N-80 para efectuar la comparación del estándar,
según el diámetro y tipo de tubería.(ver foto 17).
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Foto 17. Objetivo especifico :Analizar con equipo de ensayo destructivo la
tensión del material Reloj de máquina Tinius Olsen.
Fuente: Rondón, F (2007)
Así mismo, la muestra Nº 2 correspondió a la tubería de desechos de
completación de producción, N- 80 de diámetro Ø 4” pulgadas. A la Muestra se le
realizó el procedimiento similar con su medición de la longitud inicial de la muestra de
0 .21 metros (21,5 cms) y un ancho de 0,06 mts (6 cms), y su marcaje desde el centro
de la muestra. Al ser presentada en la máquina de ensayo, la muestra no tenia la
longitud debida, es decir fue corta la misma (rango normal es de 30 cms) lo cual, broca
de la máquina no la tomó. Esta muestra fue rechazada, Sin embargo, se efectuaron tres
intentos u oportunidades para registrar la tensión de esta muestra.(ver foto 18).
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Foto 18. Objetivo específico: Analizar con equipo de ensayo destructivo la tensión del
material Muestra perteneciente a tubo de desechos de completación diámetro Ø 4” plgs.
Fuente: Rondón, F (2007).
Así mismo, se efectuó con la tubería de revestidor, tipo ranurada (Liners) de
diámetro de Ø 3” a fin de permitir realizar la toma de resistencia de este modelo de
tubo. Para ello se realizó el mismo procedimiento que los anteriores muestras: Se
efectuó el respectivo relevamiento o medición de la tira o muestra el cual fue de 0.30
metros (30.5 cms) fue colocada en la máquina de ensayo logrando efectuar un registro
de 31 cms de longitud de estiramiento de tensión a la atracción con ruptura en la parte
media de la muestra y marcar un soporte de tensión máximo de 40.000 libras de presión
equivalente a 18.143 mil Kg. de resistencia a tensión a tracción (ver foto 19 y 20 ).
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Foto 19. Objetivo especifico :Analizar con equipo de ensayo destructivo la tensión del
material Final de proceso a tensión a tracción de la tubería de desecho de completación
modelo revestidor (ranurado) diámetro Ø 3”.
Fuente: Rondón, F (2007).
Foto 20 y 21. Objetivo especifico :Analizar con equipo de ensayo destructivo la tensión
del material Resultado final de la tubería Ø 3” en la máquina olsen y presentación final
de la muestra. (Tubería superior).
Fuente: Rondón, F (2007).
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Según Ochoa, (2003) en el trabajo de “resistencia de materiales práctica Nº 1 el
ensayo a la tracción “explica “El uso de los materiales en las obras de ingeniería hace
necesario el conocimiento de las propiedades físicas de aquellos, y para conocer estas
propiedades es necesario llevar a cabo pruebas que permitan determinarlas” …. “A las
muestras hay que definirles límites, ya que los resultados dependen de la forma y el
tamaño de las muestras, la velocidad de aplicación de las cargas, la temperatura y de
otras variables”.
Así mismo, la resistencia de materiales realizada en el acero: es el ensayo a la
tracción, el cual consiste en someter una barra de acero o material metálico a una fuerza
que trata de estirarla; se grafican la carga y alargamiento, y con base en estos datos se
hallan las propiedades que se quieren conocer. Para efectuar el análisis de los resultados
de esta investigación debe estar acompañado de la gráfica de diagrama de esfuerzo –
deformación y por tablas de tubos de completación de producción y revestidores grado
N- 80. Así, con la marcación efectuada por la máquina de ensayo nos indicó la
resistencia máxima a la tracción que están sometidos las tuberías de completación de
diámetros Ø 3” (revestidor) Ø 6” (producción) y para seleccionar la de mayor
capacidad de resistencia en las pruebas y se adapte al diseño constructivo de la vivienda
de interés social.
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Para efectuar, el análisis de los resultados de esta investigación debe estar
acompañado de gráfica de diagrama de esfuerzo –deformación para demostrar
gráficamente la resistencia máxima de los tubos de desechos de completación de
producción y revestidores grado N- 80. Sin embargo, la máquina Tinus olsen no realizó
la impresión, motivado a la vida útil de la misma, el cual no funciona en su actualizada
su estampado graficado en papel. que permite la indicación del máximo esfuerzo a
tracción obtenido.( con un promedio de 50 años de vida util) (ver gráfico Nº 2).
Gráfico Nº 2. Deformación de esfuerzo y deformación.
Fuente: Tamsa (2000).Procedimiento de uso de tubería casing y tubing.
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D i s c u s i ó n d e R e s u l t a d o s d e l a I n v e s t i g a c i ó n
Una vez efectuados los ensayos en las tuberías de desechos de completación
estudiadas, se hace necesario recolectar los resultados a partir del sometimiento de los
muestras, organizar los datos obtenidos con el fin de compararlos con la objetivos,
hipótesis y el sustento teórico de esta investigación expuesta. Para ello e iniciando este
análisis se indica que las pruebas emitidas en la máquina de ensayo de materiales
perteneciente al laboratorio de ensayos y pruebas efectuadas en talleres centrales, La
Salina, Distrito Maracaibo Petróleos de Venezuela, S.A. (PDVSA).
Así mismo, se realizó una toma de ensayo por cada una de las tuberías de
completación con la denominación grado N-80, el cual las mismas arrojaron : Tuberías
desechos de diámetro Ø 6” (producción) , obtuvo una capacidad de soporte a la tensión
a la tracción : de 49.500 Lbs, Tubería diámetro Ø 4” (producción) no se obtuvo el
resultado por ser la muestra muy corta con respecto a la broca o ubicación en la
máquina y Tubería diámetro Ø 3” (revestidor) dio como resultado 40.000 Lbs. siendo
resultado asentados en la tabla Nº 3 de resistencia de los materiales a la tracción. Para
ello antes de su comparación según la tabla Nº 3 de norma en” tubería de revestimiento
y de producción para uso en la industria petrolera 2541:1999 norma venezolana
Covenin (P.14)”.la cual indica pruebas standard a la tracción efectuadas para todos los
diámetro de tuberías de completación grado N-80. Se efectuó el procedimiento a tomar
con cinta métrica al diámetro de todas las muestras sometidas y soportado en tabla de
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valores en tuberías petroleras Manual de cómputos métricos, gerencia de
mantenimiento, PDVSA-División Occidente.
Se efectuó la conversión de los datos obtenidos libras a PSI, es decir de
Libras/pulgadas2, para ello, requirió que se restará el valor del diámetro exterior total
del tubo y efectuar la sustracción de diámetro interno de las tuberías en este estudio.
Luego se obtuvo el valor o área de la tubería (espesor) obteniendo con ello, el área en
Pulgadas2 .Se procede a efectuar la división aritmética entre las Libras logradas en la
tensión a tracción y dividirla por el área en plgs2. Se destaca que esta sustracción previa
fue lograda con la conversión de cms y llevarlas a pulgadas a fin de facilitar la
obtención directa en pulgadas2.
Para ello se demuestra que:
Diámetros Ø 6” (tubería producción) :
Área Plgs2 = Diámetro exterior – Diámetro interior =
6,625 PLG - 5.7561= 0,432 plg2 modelo grado N-80 (Clase Acero XS)
Al aplicarse la división, se obtiene: 49.500 Lbs / 0,432 plg2 = 114.583,33 PSI
Así mismo, en la tubería de Diámetro Ø 3” (tubería revestidor) :
Área Plgs2 = Diámetro exterior – Diámetro interior =
3,500 PLG - 2900= 0,300 plg2 modelo grado N-80 (Clase Acero XS)
Al aplicarse la división se obtiene : 40.000 Lbs / 0,300 plg2 = 133.000,00 PSI
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La tubería de diámetro Ø 4” se obvia , debido a que la muestra presentada ante la
máquina de ensayos fue de tamaño menor y no cumplió con el procedimiento para
efectuar la tracción en tuberías de completación petroleras de acuerdo a la norma.
Así mismo, se procedió a cumplir con los ensayos a la tracción, realizando la
comparación de los resultados obtenidos con la tabla Nº 4 de propiedades mecánicas
según norma: “ tubería de revestimiento y de producción para uso en la industria
petrolera 2541:1999 norma venezolana Covenin (P.14)”. (ver tabla Nº 4)
Tabla Nº 4 : Propiedades mecánicas
1 2 3 4 5 6 7 Resistencia a la
tracción (PSI)
Dureza máximo
GRUPO GRADO TIPOMINIMO
(psi)MAXIMO
(psi) Mínimo
1 H 40 40.000 80.000 60.000J 55 55.000 80.000 75.000K 55 55.000 80.000 95.000N 80 80.000 110.000 100.000
Esfuerzo a la fluencia
TABLA DE PROPIEDADES MECÁNICAS
Fuente: “ Tubería de revestimiento y de producción para uso en la industria petrolera
2541” norma venezolana Covenin (1999) (P.14)
Los resultados obtenidos de las muestras estudiadas, arrojó que en la tubería de
completación diámetro Ø 6.625” el resultado de 49.500 Lbs es equivalente a 22.452 mil
Kg de estiramiento y soporte final a esta tensión, indicando que este resultado está por
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encima del rango de lo que considera la norma 2541:1999 (norma venezolana covenin)
lo cual experimenta una diferencia de 14.583,33 lbs/pgs2 con respecto al tracción
mínima solicitada. Mientras que para la tubería de revestidor, Grado N-80 se diámetro
Ø 3” registró un valor de la muestra y soporte de 40.000 libras de tensión equivalente a
18.143 mil Kg. de resistencia a la tracción, siendo un valor de 133.000,00 PSI lo cual
es un resultado satisfactorio, debido a que supera el rango solicitado para este tipo de
tuberías con diámetro superando a los 100 mil PSI (Lbs/pulgadas cuadrada) en un orden
de 33,000 mil PSI. (ver tabla Nº 3)
Tabla Nº 3. Tabla de ensayo- resultados resistencia desechos de los
materiales.
Fecha prueba Prueba GRUPO GRADO TIPODiámetro:
ØMínimo norma
2541:99 Máximo según
pruebas
09/07/2007 1 Tubo completación N-80 Producción 6" 100.000 113.58309/07/2007 2 Tubo completación N-80 Producción 4" 100.00009/07/2007 3 Tubo Revestidor N-80 Liners 3 " 100.000 133.000
RESISTENCIA A TRACCIÓN (PSI)
TABLA DE RESISTENCIA DE MATERIALES
Fuente: Rondón, F (2007)
Los rangos de las pruebas efectuadas en este estudio, supera los valores
mínimos solicitado o lo aceptado para las tensiones en tuberías de desechos de
completación N-80, esto es debido a las características y composición del acero, es
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decir las propiedades químicas con que fue elaborado este elemento metálico; Lo que
indica que por su mayor tracción o limite elástico de acuerdo a la teoría Hock, es lo que
permite que este tipo de tuberías de completación logre pasar del estado elástico al
estado plástico con una mayor estiramiento y ruptura experimentado por encima de un
rango optimo. Por ello se demuestra en las tabla Nº 3, el cual, la prueba Nº 1 sometida a
la tensión el material logró alcanzar la tracción de 113,000 lbs/plg2 hasta permitir que
el material cediera al máxima soporte y fatiga .
Se observa, que la mayor tensión, se experimentó para la prueba Nº 3 , permitió
40.000 libras de presión equivalente a 18.143 mil Kg., que al realizar la conversión a
libras/Plgs2 emite una respuesta 133.000 mil Lbs/plg2 alcanzando la mayor fatiga y
tensión de la tracción mínima standard de las pruebas experimentadas. Esto es debido
que el material posee características químicas más alta que el material de la prueba Nº 1,
ya que las secciones N-80 son diseñadas por las características del sub-suelo a perforar
para el mayor soporte de tensión a grandes profundidades para la búsqueda de
yacimientos, ya que estas tuberías de acuerdo la norma Covenin de tuberías de
petroleras, son clasificadas como grupo 1, y sometidas a procesos metalúrgicos
normalizadas y revenidas, es decir son templadas por métodos de enfriamiento
interrumpidos: donde la tubería es removidas del medio de enfriamiento mientras que la
tubería esté a una temperatura mayor al medio de enfriamiento
y métodos de enfriamiento controlados : cuando esta tubería es elevada a una
temperatura predeterminada para no permitir que se produzcan grietas o daños internos
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obteniéndose propiedades deseadas en toda su longitud (ver tabla Nº 5, proceso de
fabricación y tratamiento térmico).
Tabla Nº 5, proceso de fabricación y tratamiento térmico tuberías de
completación.
GRUPO GRADO TIPOPROCESO
FABRICACION º F
1 H 40 S ó EW ningunoJ 55 S ó EW ninguno
vease notaK 55 S ó EW ninguno
vease notaN 80 S ó EW vease nota
TRATAMIENTO TÉRMICO
Temperatura mínima PROCESO DE FABRICACIÓN Y TRATAMIENTO TÉRMICO
Fuente: Norma venezolana “Tubería de revestimiento y producción para uso en la
industria petrolera, Covenin 2541, (1999).(P.10)
Así mismo, Se revisó los resultados standards de las características químicas de
las tuberías de completación y se compara la norma venezolana “Barra y rollos de
aceros con resaltantes como refuerzo estructural” norma Covenin venezolana
316:2000” donde los aceros al carbono son utilizados como cabillas dentro de un
sistema aporticado tradicional en concreto y mampostería estructural deben cumplir con
los requisitos como elementos estructurales, se demuestra que la cabilla en todos sus
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diámetros debe poseer un limite de composición en aceros tipo S, de un porcentaje de
análisis de la colada en azufre y fósforo de 0,050 y 0,040 respectivamente. (P.6)
Se observa, que para las tuberías de completación, la composición química
solicitada en la norma “Tubería de revestimiento y de producción para uso en la
industria petrolera 2541:1999 norma venezolana Covenin” donde los requerimientos
químicos máximos de las tuberías en estudio, tales como el azufre y el fósforo contienen
un porcentaje en peso para ambos de 0,030 para ambos elementos, (P4) siendo valores
bajos por debajo de lo exigido en las normas para barras de acero. Esta comparación es
de vital importancia, debido a requerimientos normativos para desempeñarse como
aceros de calidad y resistencia para comportamientos estructurales.
Así mismo, con los resultados obtenidos se refuerza los procedimientos exigidos
para este tipo de materiales a ser utilizados como sistemas estructurales en acero,
basados en los requerimientos de la norma: “Criterios y acciones mínimas para el
proyecto de edificaciones. Norma venezolana Covenin -mindur (provisional) 2002-
(1988)” siendo condiciones constructivas para optar como nueva alternativa de material
industrial aplicado para sistema constructivo habitacional.
Dentro de este marco, los experimentos efectuados, se investigó que para
verificar y lograr ser normalizados el elemento en estudio, como lo son las tuberías de
desechos de completación grado N- 80, ya que por ser elementos no tradicional es a
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nivel constructivo, deben ser aplicadas a condiciones basadas en la experimentabilidad
con que fue elaborado y diseñado, a fin de procurar la alternatividad, eficiencia,
resistencia y pruebas de tracción, para demostrar que el material cumple con las
condiciones sismoresistente y resistencia lateral, todas definidas en la norma venezolana
Covenin 2002-88, articulo 3.1 (P.15), es por ello que se cumplen las condiciones de
agotamiento de las tuberías de desechos de producción y revestimiento con todos estos
resultados presentados en esta investigación.
Por consiguiente, para optar por la definición en la selección de la tubería de
ideal, es derivada de los resultados mostrados en la tabla Nº 3 Tabla de ensayo-
resistencia de los material, donde las tubería mas demostrativa para ser sustituida como
elemento portante y vertical similar a la columna típica tradicional aporticada, es la
tubería de desecho de acero al carbono, N-80 de producción , por ser la mas precisa y la
más adecuada para ser adaptada constructivamente en una pared o mampostería de E:
15 cms , que al ser tratada el acabado final alcanzará finalmente con el enlucido y
colocación de mortero quedar la termino lineal entre la pared de arcilla o de cemento
con la tubería de diámetro Ø 6.662” (16,82 cms), siendo de menor resistencia al
agotamiento, permite decir que cumple con la norma a tensión a la tracción , ya que su
selección es motivado a que la tubería de diámetro Ø 3” (7,62 cms) por todo lo
contrario a la prueba Nº 1, es de mayor resistencia de agotamiento demostrada en la
prueba Nº 3, cuyos resultados expresan 133 mil PSI (Lbs/plgs2) muy alejado y superior
a la pruebas standard solicitada, por ser un material con altas propiedades de
elaboración metálica y propiedades mecánicas, pero siendo una tubería de menor
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diámetro, no adaptable como columna y en la unión de pared de e: 0.15 m es un
elemento, que puede ser utilizada dentro de su aplicación como componente
constructivo secundario en la vivienda de interés social, se propone su integración y
aprovechamiento en resistencia y ser propuesta en la colocación de correas para la
recepción de cubiertas ligeras en la solución habitacional.
Así mismo, el estudio de la demostración del uso de tuberías de desechos de
completación pozos perforados de yacimientos petroleros en viviendas de interés social,
al revisar la norma venezolana, “Estructuras de acero para edificación. Métodos de
estados de límites” Norma venezolana Covenin, 1618:(1998) en su alcance “excluye
del dominio de aplicación de la norma los perfiles tubulares, los perfiles formados en
frío y las vigas de alma abierta, los cuales se regirán por normas especificas” (P.1) .Para
ello se realizó los experimentos basados en las solicitudes u obligaciones emitidas en la
norma Covenin 2541, (1999) de “Tubería de revestimiento y producción para uso en la
industria petrolera” , por ser material no tradicional, lo cual se procedió con el
reglamento a fin de cumplir con las pruebas experimentales para tubos de desechos de
completación , pero permitiendo revisar los patrones exigidos en construcciones
venezolanas vigentes: Norma venezolana Covenin -Mindur (provisional) 2002-
(1988)“Criterios y acciones mínimas para el proyecto de edificaciones.
A fin de lograr el principio en el tubo de completación, el cual, cumple con el
proceso de agotamiento máximo del elemento y pandeo sometidas a esfuerzos
aplicadas para las tuberías de completación de diámetros Ø 3” y Ø 6”.
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C o n c l u s i o n e s
En el presente estudio, denominado “Demostración del uso de tuberías de
desechos de completación de pozos perforados en yacimientos petroleros en viviendas
de interés social, Edo Zulia, Venezuela” se expresa que los experimentos en esta tesis
emitieron resultados, generándose conclusiones en base a los objetivos específicos
siendo los siguientes :
1. Identificar los modelos de tuberías de desechos de completación de
perforación de yacimientos petroleros , adecuados para uso de viviendas de interés
social , se permitió la identificación por medio de visitas y observaciones, donde se
logró reconocer, detallar y descartar los distintos tipos de tubos, seleccionando el
modelo (Grado) N-80 de tuberías de desechos de completación para su posterior toma
de ensayo, logrado por un proceso dedicado en la obtención de información teórica,
arrojando el logro eficaz de este objetivo, apoyado con personal especializado o
técnicos en esta área, lo cual se hace la búsqueda más rápida y eficaz.
2. El uso de tuberías de desechos de completación petrolera , en acero al
carbono, es un material altamente resistente por su elaboración como material y según
diseño solicitado , generada por el tipo de profundidad terrestre que va perforar desde
cientos hasta miles de metros sobre la corteza o subsuelo terrestre zuliano y cuerpo de
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agua marino a la que es experimentada, siendo información ideal para ser demostrada
como uso alternativo.
En cuanto al objetivo Nº 2 en analizar con equipo de ensayo destructivo,
esfuerzos estructurales a tracción a las distintas tuberías de desechos de completación
con el propósito de conocer la resistencia del material y generar la selección ideal, se
permitió llegar a la conclusión :
1.-Mediante el uso de la prueba de tracción de las tuberías de desechos de
completación para registrar los resultados de las mínimas y máximas tolerancia de
estiramiento del material sometido de acuerdo a la norma covenin 2541, (1999)
“Tubería de revestimiento y producción para uso en la industria petrolera” registran las
probabilidades que las tuberías de completación N-80 de producción y revestimientos,
son secciones de desechos tubulares que permiten mayor sometimiento al agotamiento
por sus propiedades físicas y químicas , permitiendo registrar 113.000 mil PSI (113.000
mil libras /Pulgadas cuadradas) para la tubería de diámetro Ø 6” y un total de tensión a
tracción para la tubería de diámetro Ø 3” : 133.545 PSI (133.000 Mil libras /Pulgadas
cuadradas) superando la tensión mínima solicitada en la tensión estándar de 100.000 mil
PSI, demostrando la resistencia y uso, para ser aplicadas en la construcción de sistemas
estructurales para viviendas de interés social.
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2. Las tuberías de desechos de completación de producción, cuyo tamaño de
exterior es de diámetro Ø 6” es la que generó un resultado más bajo con respecto a las 3
pruebas efectuadas en el laboratorio de ensayos, el cual se, en este caso, no se toma el
mayor rango, motivado al tamaño de la sección tubular que debe ser compatible al
soporte de las paredes de bloque de arcilla o de concreto de espesor: 15 cms, con quien
se va a unificar como sistema constructivo. La prueba Nº 3, no es la más indicada
siendo la de mayor resultado , el diámetro de la tubería, su probabilidad de ser utilizado
como columna en una vivienda, no es compatible con las columnas en sistema
aporticado tradicional para resistir todas las fuerzas laterales y axiales provenientes de
las cubiertas y paredes de la vivienda.
3. Las pruebas Nº 1 y Nº 3, demostraron que siguiendo ordenadamente el
procedimiento, de la toma de muestras o probetas para ser colocadas en las brocas de la
máquina tinus de pruebas de ensayo a tracción , se logra el objetivo de permitir que el
material en estudio, logre superar el límite elástico al estado plástico, donde efectúa el
agotamiento máximo y ruptura del material, sin esto no posible, esto genera más
pruebas metodológicas , tal como lo ocurrido con la prueba Nº 2, donde el tubo de
completación (Producción) diámetro Ø 4” no logró superar la prueba por no tener las
medidas de la probeta , expresadas en norma norma venezolana Covenin 2541, (1999).
4. La mayoría de los materiales no tradicionales , son productos de propuesta de
diseño, reingeniería o uso alternativo como el que se presenta en el presente estudio,
deben ser sometido a pruebas de normas venezolanas Covenin 2541, (1999) “Tubería
de revestimiento y producción para uso en la industria petrolera”, Norma venezolana
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Covenin -mindur (provisional) 2002-(1988) : “Criterios y acciones mínimas para el
proyecto de edificaciones” siendo de mayor importancia para permitir cumplir con
obligaciones de tipo constructiva (sismoresistente) para ser objeto de estudio y
aprobación por parte del Servicio Autónomo Nacional de Normalización, Calidad,
Metrologia y Reglamentos Técnicos, (SENCAMER) y Código Venezolano de Normas
(COVENIN) para permitir cumplir con los reglamentos vinculados en materia
constructiva.
5. El presente estudio es de tipo Factible, descriptiva, transversal, de campo,
experimental y aplicada es imposible efectuar demostraciones, sin pasar por
procedimientos metodológicos: selección, estudio, toma de ensayos y resultados por el
método de ensayo: estados de límites, obteniéndose el estiramiento o agotamiento
máximo del material elaborado de las secciones metálicas circulares, que son
materiales resistentes por su diseño y uso principal otorgado.
Así mismo, para el objetivo especifico Nº 3: Representar en software Autocad ,
la tubería de desecho de completación seleccionada en planos de modelo de vivienda de
interés social , es factible , debido en base a los resultados de ensayo obtenidos,
constituye un ejemplo en propuestas de cambio de usos de materiales industriales en
alternativas en sistemas estructurales en soluciones habitacionales. Así mismo, basado
en un plano de modelo de vivienda de interés social, las típicas columnas, vigas
principales y secundarias en concreto aporticado tradicional, se sustituyen por la
utilización de un modelo estructural en acero ,diseñado y dibujando la conformación
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general de columnas, vigas y detalles con una sección metálica de D= Ø 6” sin orificios
(de producción) para no permitir el acceso de partículas exteriores, alojo de insectos y el
acelerado proceso de oxidación con aberturas en contacto con la corrientes heólicas,
donde se aprovechan los tubos de D= Ø 3” pulgadas presentadas en este estudio, para
ser diseñadas como correas en las cubiertas, permitiendo una utilización completa del la
tubería grado N-80 para convertirse a ser todo una práctica constructiva integral.
En su objetivo Nº 4 culmina con demostrar el tipo de tubo de desecho de
completación, su utilización como sistema estructural para ser implementado como
alternativa constructiva en diseño simulado 3D viviendas de Interés social, donde se
diseñó en maqueta virtual (Perspectivas o distintos ángulos) que es posible el
levantamiento practico de esta solución habitacional basándose en los resultados y
diseños en planos bidimensional.
L i m i t a c i o n e s
El presente estudio realizado para la demostración del uso de tuberías de
desechos de completación de pozos perforados de yacimientos petroleros en viviendas
de interés social, revelo que para la obtención de estas secciones debe ser efectuado bajo
solicitudes previas y documentación como requisitos solicitados por Petróleos de
Venezuela (PDVSA) para proceder a su donación de las tuberías en el caso de
implementarse su aplicación y construcción en cualquier tipo de viviendas a ser
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implantadas en alguna región el estado Zulia. Esto retrasa los procesos y cronogramas
constructivos planificados en la construcción, ya que en ocasiones esto deben pasar por
rigurosos revisiones a fin de proceder a desactivar este activo (en forma funcional y
financiera) por parte de organizaciones internas que conforman a la estatal petrolera
venezolana.
Entre otras limitantes encontradas en el proceso de los ensayos, el material
sometidos a las pruebas de tracción , no se obtuvo la curva de los estados de límites
(curva de hook) debido a que la máquina al final de los ensayos, efectuó el marcaje en
el reloj con los resultados finales de las probetas, sin permitir la impresión de los datos
en físico (curva de los límites) debido que el mecanismo no funcionó por ser una
artefacto con una data de 55 años de funcionamiento, sin la existencia de repuestos
específicos para su reparación de esta impresora, por lo cual se recurrió a la obtención
de los resultados por métodos aritméticos y comparación en tablas estandarizadas de
pruebas a tracción, efectuadas por los grupos o compañías internacionales elaboradores
de diseños de tuberías de completación petrolera, a fin de conocer el resultado final para
verificar si las secciones metálicas experimentadas superaban el standard o el
sometimiento de estiramiento del material asignados para los diámetros de los
elementos en estudio.
Así mismo, en investigaciones efectuadas para recopilación de divulgaciones,
tesis de ingeniería petrolera pregrado y postgrado o algún tipo de informaciones
referidas a tuberías de completación para pozos perforados de yacimientos petroleros
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para un uso alternativo de tipo constructivo, es casi nulo debido que están dirigidos los
estudios exploratorios de su uso, sólo a mejorar o describir un funcionamiento más
efectivo de las tuberías de completación en sus modelos de producción y de rejilla. La
investigaciones o antecedentes arrojaron la selección de estudio de los defectos de
tuberías flexibles en la extracción de pozos petroleros siendo la relación en determinar
los puntos donde las secciones de acero presentan en su constante uso, logrado por
esfuerzos a tracción y por pulsaciones de contacto eléctrico que determinaban sus
defectos naturales en la tuberías.
R e c o m e n d a c i o n e s
Durante el proceso de investigación de este estudio, se observó algunos aspectos
encontradas de los desechos de tuberías de completación, lo cual algunas
recomendaciones mejorarían, sin duda alguna, un mejor estudio en este material
alternativo el cual se presentan a continuación:
La mayoría de las tuberías de completación investigadas tenían contenidos de
oxidación en la superficie del mismo, lo cual se requirió por ser material en acero,
cuando pasa mucho tiempo en patios de materiales no techados deben ser recubiertas a
fin mantener un material de mejor calidad en su superficie. Esto limita el cronograma
de construcción, requiriendo tiempo prudente de instalación, invirtiendo tiempo
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preparación del área de la tubería para protegerla de procesos de
desprendimientos de conchas de óxidos y polvo adherido producto de su falta de uso.
Así mismo, los elementos metálicos de desechos estudiados deben efectuarse
seguimientos con mayor profundidad, efectuando estudios metalográficos, a fin aplicar
una pistola digital donde al efectuar contacto con el material, determina el tipo de
aleaciones y composiciones químicas que posee el mismo, con ello se logra una mejor
calidad en la investigación al agregar mas información del modelo de tubería,
permitiendo un mejor análisis, conocimiento y validez al finalizar el sometimiento de la
muestra a los esfuerzos a tracción en la máquina de ensayos.
Resulta claro, que las versiones de tuberías de desechos encontradas del modelo
N-80, (casing) , es decir tipo rejilla, son secciones perforadas, los cuales tiene casi
alrededor de 30 orificios por pie, lo que impide el uso para sistemas estructurales , ya
que al tener espacios vacíos, el material debe ser rellenado o soldado en su totalidad lo
que deja de ser un elemento con pocas probalidades de ser utilizados como elemento
constructivo al invertir más tiempo en el relleno o sellado de los vanos o aberturas
propias del uso original con que fue diseñado y elaborado.
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Se recomienda a los estudiantes de postgrado de la especialización en
construcción en obras civiles, que deseen continuar este tipo de estudio para la
“demostración del uso de tuberías de desechos de perforación de yacimientos petroleros
en viviendas de interés social”, deben orientarse en estudios de soldaduras y sistemas
sencillos de armado de las estructuras, procurando ser un método se convierta de mayor
facilidad, permitiendo que a los futuros constructores populares logren un mejor
rendimiento en sus labores constructivas al efectuar el armado. Así mismo,
demostrando que esta propuesta no se limita para un tipo de vivienda, sino adaptándose
a cualquiera modelo de residencia popular.
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C A P I T U L O V
L a p r o p u e s t a
I n t r o d u c c i ó n
La demostración del uso de tuberías de desechos de completación de pozos
perforados en yacimientos petroleros para la construcción de viviendas de interés
social, estado Zulia, presentándose distintos tipos de alternativas constructivas para ser
enfocados en la solución del déficit del problema de la vivienda en Venezuela, siendo
de vital importancia el tipo de material a utilizar , la factibilidad , tiempo y costo,
características y respuestas comunes para ser presentadas como propuesta o proyecto
tecnológico y constructivo ante el Ministerio del Poder Popular para el Hábitat y
Urbanismo. De lograr la aprobación de un estudio como este, se ingresar en el aporte
de la disminución de la cifras en el déficit de viviendas populares, meta propuesta para
el estado en la dignificación social de un sin número de familias sin hogar propio.
Para ello se presenta el siguiente estudio donde por medio de recopilación
documental, antecedentes, observaciones, visitas de campo, ensayos destructivos y
resultados comparativos con normas Venezolanas Covenin, permitieron ser estos
procedimientos como base de la demostración del uso de desechos de tuberías de
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completación , grado N-80, para ser diseñado, dibujado y plasmado en planos en 2D y
adaptándola y sustituyendo el sistema aporticado tradicional en vivienda popular
permitiendo una visión de maqueta virtual en 3D a fin de completar y mostrar la
posibilidad del levantamiento como propuesta constructiva con materiales alternativos
de la industria petrolera venezolana.
O b j e t i v o G e n e r a l
Demostración del uso de tuberías de desechos de completación de pozos
perforados en yacimientos petroleros para la construcción de viviendas de interés
social.
O b j e t i v o s e s p e c í f i c o s
Identificar los modelos de tuberías de desechos de completación de perforación
de yacimientos petroleros, adecuados para uso de viviendas de interés social.
Analizar con equipo de ensayo destructivo, el esfuerzos estructurales a tracción
de las distintas tuberías de desechos de completación con el propósito de conocer la
resistencia del material y generar la selección ideal como sistema estructural.
Representar en software de AutoCAD, la tubería de desecho de completación
seleccionada en planos de modelo de vivienda de interés social.
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Demostrar con el tipo de tubo de desecho de completación, su utilización como
sistema estructural, para ser implementados como alternativa constructiva en diseño
simulado 3D de vivienda de interés social.
A c t i v i d a d e s p r o p u e s t a s
Es importante que para la presentación de la propuesta: Demostración de uso de
tuberías de desechos de completación para pozos perforados de yacimientos petroleros
en la construcción de viviendas de interés social, se debe efectuar un proyección de los
tiempos, donde el aporte financiero que un organismo nacional, en este caso el
Ministerio popular para el hábitat y vivienda en conjunto con Desarrollos Urbanos
PDVSA que permita el aporte económico, a fin de emprender un proyecto en base a una
visión de vivienda con materiales alternos y de carácter de dignificación social.
Es por ello, que las actividades propuestas que se exponen en este estudio, son
en base a los procedimientos investigativos e informativos, visitas de campos,
identificación de los muestras, resultados, comparaciones con las normas vigentes,
análisis de los mismo, conclusiones, limitaciones y recomendaciones y propuesta, para
llegar a la demostración el uso de de tuberías de desechos de completación de pozos
perforados de yacimientos petroleros para la construcción de viviendas de interés social.
(Ver gráfico 3, Actividades de la propuesta)
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Gráfico Nº 2. Actividades de la Propuesta
Fuente: Rondón, F (2007)
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R e c u r s o s H u m a n o s y m a t e r i a l e s
Con el fin de procurar recursos económicos para el desarrollo de la propuesta
como unidad aislada y permitir los costo en una futura construcción de un urbanismo
habitacional de este estudio: “Demostración del uso de tuberías de desechos de
completación de pozos perforados de yacimientos petroleros en la construcción de
viviendas de interés social” es importante establecer los rubros y montos a fin de
realizar la formulación de apartados presupuestarios. Para ello, es necesario un estimado
de costo, clase V (Grosso modo) a fin de cualquier organismo, pueda someter a estudio
técnico y económico o permitir una toma de decisión firme para desarrollar esta
propuesta o futuro proyecto. (Ver cuadro Nº 6, Estimado Clase V propuesta)
Cuadro Nº 6, Estimado Clase V de propuesta.
Cómputos Métricos
Nombre del Contrato: Día Mes Año27 1 2008
Partida Descripción UnidadMedida
Cómp.Métrico
Precio Unit
TotalPrecio Bs F.
1
1.1 CALCULO DE INGENIERIA BASICA Y DETALLE M2 1 200 14.400
1.2MANO DE OBRA PARA CONSTRUCCIÓN DE LA VIVIENDA:SOLDADORES, CUADRILLA DE OBREROS,AYUDANTES, MAESTRO DEOBRA, TECNICOS E PROFESIONAL DE LA INGENIERIA .
SG 1 2.14214.994
1.3 GASTOS ADMINISTRATIVOS: PERMISOLOGIA, EQUIPOS, PAPELERIA,ENTRE OTROS SG 1 10.000 10.000
1.4 PROCURA DE MATERIALES Y EQUIPOS DE LA PROPUESTA DE LA VIVIEN M2 72 902.7 64.994,40
TOTAL : 104388,4
Universidad Rafael Urdaneta-Postgrado Especialización en Construcción de Obras Civiles
Demostración del uso de desechos de tuberías de completación depozos perforados de yacimientos petroleros en la construcción deviviendas de interés social
Fuente: Estimado de Costo, PDVSA-D Urbano (2008)
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P r o p u e s t a d e P l a n o s e n 2D
DERECHOS RESERVADOS
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Plano de planta general de distribución de la vivienda de interés social.
Fuente: Rondón, F (2007)
DERECHOS RESERVADOS
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Plano de propuesta de fachadas de vivienda de interés social
Fuente: Rondón, F (2007)
DERECHOS RESERVADOS
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Plano de propuesta de fachada Lateral derecha
Fuente: Rondón, F (2007)
DERECHOS RESERVADOS
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Plano de propuesta de Planta estructural (techo)
Fuente: Rondón, F (2007)
DERECHOS RESERVADOS
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Plano de propuesta Detalle A y B Estructura.
Fuente: Rondón, F (2007)
DERECHOS RESERVADOS
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Plano de propuesta Detalle C. Sistema Estructura. Tuberías de Completación N-80 en
viviendas de interés social.
Fuente: Rondón, F (2007)
DERECHOS RESERVADOS
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Plano de la propuesta detalle D Unión de columna y final de carga con viga construidos
con tuberías de completación N-80 Ø 6, 62” (16, 82 cms)
Fuente: Rondón, F (2007)
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I m a g e n e s e n 3D d e l a p r o p u e s t a
Imagen 3D de Fachada Principal
Fuente: Rondón, F (2007)
Imagen 3D Corte-detalle perspectiva lateral.
Fuente: Rondón, F (2007)
DERECHOS RESERVADOS
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Imagen detalle- Fachada Lateral.
Fuente: Rondón, F (2007)
Imagen en 3D Corte- Fachada.
Fuente: Rondón, F (2007)
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Imagen en 3D Corte- Fachada lateral completa de vivienda.
Fuente: Rondón, F (2007)
Imagen perspectiva aérea de la propuesta con tuberías de desechos de completación de vivienda de interés social.
Fuente: Rondón, F (2007)
DERECHOS RESERVADOS
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Mensajes electrónicos
Chavier, T. (2006, Oct, 18) Solicitud de información tubo de cañoneo (msj 1)
chavier/chaviert/ep/pdvsa
Montero, N. (2007, Junio, 05) información tesis URU (msj. 1) monterongs/
monterongs/ep/pdvsa
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