UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA VICE – RECTORADO ACADÉMICO DECANATO DE POSTGRADO E INVESTIGACIÓN ESPECIALIZACION EN CONSTRUCCIÓN DE OBRAS CIVILES
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“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 II
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………..
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ES R S O lo más alto y nos acompaña en todo momento……. H Al todo poderoso, que nos ve desde C E DER
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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.
S O D A V Bracho y Harold Sarabia A mis amigos Hernando Caldera, Neger MonteroE ,R Catherine S E en contribuir en la orientación,Sbúsqueda R y participación significativa de esta O investigación……………………………………………………………………………… CH E R E D
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
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ERE D 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
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ES R S O H CAPITULO IV RESULTADOS……………..…...…………………………………59 C E Análisis DEdeRresultados.…...………………………………………..……….. 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 VI
INDICE DE TABLAS Y CUADROS
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
S O D A VTabla de Ensayo- resistencia Tabla Nº 3, Capitulo III, Técnica de recolecciónE de R datos S E de los materiales ……………………….……………………………………....Página 55 R S O CH E Tabla Nº 4, Capitulo IV, Discusión resultados de la investigación, tabla de propiedades R E D Tabla Nº 2, Capitulo II Mapa de variables de tuberías,.……………………......Página 44
mecánicas de tubería de completación..……………………………………… .Página 72
Tabla Nº 3, Capitulo IV, Discusión resultados de la investigación, Tabla de Ensayoresultados 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 VII
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
S O D A RVcon equipo de ensayo Foto 13 y 14., Capitulo IV, Objetivo específico: Analizar E S E R destructivo Broca de ensayo y Máquina de ensayo Tinius Olsen……..…….....Página 62 S O H C específico: Analizar con equipo de ensayo destructivo. Foto 15., Capitulo RIV,EObjetivo E D 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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RESUMEN
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“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, ”
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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.
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CAPITULO I
F U N D A M E N T A C I ÓN
Planteamiento y Formulación del problema
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Durante el siglo XV, como inicio de la historia de la vivienda en Venezuela,
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las etnias venezolana yanomamis, tribus de la gran sabana elaboraban con la corteza de
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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
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deterioro de las aguas.
ES R S O Al pasar los años yH con la conquista de los primeros colonizadores, se destaca la C E DER
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 2
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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
S O D A V Racantonadas provenientes de las colonias americanas y holandesas en Venezuela en la E S E R S O H búsqueda del oro negro. C DERE laminas acanaladas de concreto (asbesto) y demás elementos de origen industrial,
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 3
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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
S O D A RV de concreto y columnas, prolongados por el tiempo de fraguado en vigas, elementos E S E R S O acompañado con el E cálculo CHen los aceros, basados en las normas y estándares de control R E D de calidad. durabilidad
por la nobleza del mismo. Esta ventaja se traduce a periodos mas
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 4
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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”
S O D A V longitud de 5,5 a 6,7 metros; el rango 2, de 8,2S aE 9,1R metros y el rango 3, de 11,6 a 13,7 E R S O metros. CH E R E D
pulgadas. La longitud de cada tubo varía según el rango API. El rango 1 abarca una
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
S O D A RVde la formulación de preguntas para determinar un problema de investigación S es aE través E R S O lo suficientemente precisas…… CH las preguntas que se plantean de manera general deben E R E D Según balestrini (2006), explica que la formulación es “la forma más directa
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. 6
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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
S O D A RseaVde gran aprovechamiento para promedio de la tubería de completación de 9.00 mts, E S E R S O H recorrido y colocadas simplemente sobre tuberías vigas principales conE unC prolongado R E D de completación que funcionarán como columnas de diámetro ø 6.625” plgs. cuya modulo espacial esta diseñado en base a luces de 3.00 a 4.50 mts, donde la longitud
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 7
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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.
S O D A RV de interés social, es una perforados en yacimiento petroleros para uso en viviendas E S E R S O alternativa constructiva, que esta demostrada en otros casos, para la elaboración CH E R E D constructiva en linderos y galpones , sólo que metodológicamente no se ha analizado ni
En fin, la utilización de los tuberías de desechos de completación de pozos
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.
S O D A RVcon el propósito de conocer la de las distintas tuberías de desechos de completación E S E R S O H la selección ideal como sistema estructural. resistencia del material y generar C E R E D Analizar con equipo de ensayo destructivo, el esfuerzos estructurales a tracción
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 9
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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
S O D A V Rdurabilidad, y pesado. Demostrando que estas secciones son de alta por el sometimiento E S E R OS H a altas presiones aE miles de metros/pies de profundidad en la búsqueda de los C ER D yacimientos petrolificos, se probará su utilidad como elemento estructural que implique aplicaciones, tienen uso promedio de 4 años, puesto que su diseño es para empleo fuerte
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. 10
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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
S O D A RV Maracaibo-PDVSA Occidente, Estado Zulia,Sen las zonas denominadas “patios de E E R S de desechos de completación de perforación para O H materiales” que custodian las tuberías C DERE Maracaibo respectivamente, extensiones operativas perteneciente al Distrito Social
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.
Patio de materiales El Cardonal.
Fuente: www. earth gloogle.com (2007)
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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,
S O D A V R patios de materiales de Petróleos de Venezuela, S.A- Occidente, depositándose de E S E R S O H del suelo a perforar, permitiendo la observación, acuerdo a los distintos Cestratos E R E D selección, corte y sometimiento de muestras de tuberías de desechos de completación
son clasificadas (de acuerdo diámetros, grados) e inventariadas en los almacenes o
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. 12
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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 Covenin -mindur S O D A para optar como nueva V R (provisional) 2002-(1988) siendo condiciones constructivas E ES R S Oaplicado para sistema constructivo habitacional. H alternativa de material industrial C E DER mínimas para el proyecto de edificaciones. Norma venezolana
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
S O D A V cuales muestran las distintas Rlos y Procedimientos de uso de tubería Casing yS Tubing, E E R S O diámetro de tuberíasE y sus distintos grados que pueden ser obtenidos para lograr el uso CH R E D de perforación en yacimientos petroleros. de normas internacionales: Tubos de acero de México, S.A.TAMSA (2000) Roscas API
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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MARCO TEÓRICO
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Investigaciones
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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
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funcionamiento y se somete a una nueva inspección. A partir de los resultados de esa
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inspección se decide si la línea sólo debe ser sometida a la reparación de su camada
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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
S O D A otros), que incluyen la pérdida de material. (Ver la figura RV1). E S E R S O CdeHPrincipio físico de la prueba. Figura 1.Esquema E R E D
rotos, picaduras) del tipo LF y defectos conocidos como LMA (corrosión, abrasión, ente
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 17
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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
S O D A RVde la línea se mide como una sección transversal de las estructuras ferromagnéticas E S E R S O variable denominadaE V3. CH R E D
área de la sección transversal metálica. De esta forma, una variación del área de la
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.
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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 19
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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.
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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. 20
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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
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discontinuidades mayores de 4%. Más aún, puede observarse que la resistencia residual
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de la línea, para pérdidas de área de la armadura de tracción mayores de 10%, tiende a
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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 21
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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.
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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%, 22
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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.
S O D A referencia mas cercana al tema de investigación propuesto RV y se escoge como bases para E S E R observándose en tuberías ø 4” flexibles para S la investigación de tuberíasH completación, O EC R E D conducción fluidos petroleros, la probabilidad de determinar y sustituir tuberías con En atención a lo expuesto, el antecedente anterior es de cierta similitud y única
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 23
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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
S O D A RV en soluciones habitacionales materiales industriales, en la construcciones de estructuras E S E R S O H de interés social, siendo el antecedente, un aporte para el uso de las técnicas de pruebas , C E R E D análisis, y resultados en esta investigación. cabo las demostraciones, por medio de un modelo de vivienda, como uso alternativo de
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
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En el ámbito de la industria existen diversos tipos de materiales para la
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elaboración de las tuberías, el cual se destacan las elaboradas en plástico conocidas
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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
S O D A V Rdensidad” domestico Instalación de tuberías de polietileno de alta E S E R S O CH E R E D
acuerdo bajo la norma Venezolana COVENIN 2580-89 “Redes de distribución de gas
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
S O D A V soldadura con que se unan los tubos para este tipo deR material. E S E R S O CH E R E D Tubería galvanizada:
potable, y gases de las tres familias. La presión de utilización dependerá del tipo de
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 hierrocarbono, 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
S O D A RVrecalentado a 250-300 º c y enfriado bruscamente, haciéndose así duro pero frágil”; E S E R S O Hdúctil y maleable conservando su dureza. De este hierro, enfriado lentamente E se C hace R E D y elasticidad por el temple. El templado del acero es calentado a altas temperaturas y
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:
S O D A RVa base de acero al carbono, es de Maracaibo (SAGAS) (2000), las tuberías elaboradas E S E R S O utilizada para conducción de agua, empleada en los sistemas de contra incendio y CH E R E D Puede emplearse para la conducción y/o transporte de presión de gases domésticos de la
Según Guía del Servicio Autónomo para el suministro de Gas e Infraestructura
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
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En la industria petrolera, se utilizan dos tipos de tuberías: una sección metálica
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que protegen el tubo de perforación, denominadas carcasas o revestidores, (casing) cuya
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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)
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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 31
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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
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así un filtro que permite la producción de petróleo.(P.2)
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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) 32
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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.
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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 33
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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.
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Profundidades de tuberías de producción (tubing)
ES R S O en formaciones del Cretáceo, existen antecentes H En la búsqueda de yacimientos C E ER D 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
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este tipo de secciones y de uso alternativo.
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DERE 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,”
S O D A V Rdocumentación producción (tubing) en grado H, J, K y N” (P.S 56). La normativa, indica E E R S O H conceptos de las tuberías en esta investigación a fin de conocer su espesor, tipos y sus C E R E D
donde el grupo 1 : corresponde a “tubos de revestimiento (casing) y tubos de
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. 36
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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%,
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Manganeso 1,65%, Silicio 0,50%, Manganeso+Silicio 2%, cobre (1) 0,40%, Níquel
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0,30%, Cromo 0,30%, Molibdeno 0,08%, Vanadio 0,10, Tungsteno 0,1,entre otros.
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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.
S O D A unidades tales como pascal, bar, atmósferas, kilogramos por centímetro cuadrado y psi RV E S E R S (libras por pulgada cuadrada).www.monografias.com/presión-monografias_com.htm O CH E R E D P.S.I: La presión es una fuerza por unidad de superficie y puede expresarse en
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
S O D A Teoría de los estados de límites: Método deR diseño V que consiste en determinar E S E R S todos los modos potenciales de falla o inutilidad (Estados de límites) y mantener unos O H C ERE límites deDseguridad 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. 39
40
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.
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ES R S Mapa de variables CHO
DERE
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 40
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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 estructural”¨
S O D A V nominal de la variable Rdefinición (1973), se deben seguir los siguientes procedimientos: E S E R S O H a medir, definición real: de sus dimensiones y definición de operacional: Cenumeración E R E D selección de indicadores”.(P.113)
Según Balestrini (2006) “el proceso lógico operacional tal como lo refiere korn
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).
S O D A V y las deformaciones por Rcuerpo Equipo de ensayo: “Máquina que actúan sobre un E S E R S O alargamiento que producen CH(tracción) se suelen representar gráficamente mediante un E R E D
mientras que el Diccionario de arquitectura -construcción/tracción (2007) define como
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.
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ES R S Ola definición operacional de una variable significa H Según BalestriniC (2006) E DER
“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
Definición Nominal
Definición Real (Dimensiones)
Definición Operaciones (indicadores)
Identificar los modelos de tubos de completación de perforación de yacimientos petroleros, adecuados para uso de viviendas de interés social.
Tubería Acero. Tubería Larousee (2005) ¨serie o conjunto de tubos, canalizaciones o cañerías que sirven para conducir un fluido o producto pulvurento en una instalación Diccionario del arquitecto (1993) tubería Conducto de tubos por donde pasa un liquido.
Tubería Completación (casing) : -Tubería Ranurada (liners) carcasa ,diámetro 3 1/2" , resistente
Analizar con equipo de ensayo destructivo , los esfuerzos estructurales a tracción de las distintas tuberías de completación con el propósito de conocer la resistencia del material y generar la sección ideal como sistema estructural.
Diccionario del Ensayo a tracción. arquitecto (1993) Equipo : ¨Conjunto de elementos de trabajo que cumple la función de apoyo a la construcción¨ Diccionario de arquitectura construcción/tracción (2007) 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.
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 que está sometido un cuerpo para la aplicación de dos fuerzas que tienden a estirarlo sufriendo deformaciones por efecto de su aplicación.
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Fuente: Rondón, F (2007).
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Tubería Completación (Tubing): grado N-80, diámetro: 4" y 6" acero al carbono,Mayor resistencia Material alternativo para uso estructural.
Tubería de acero, diametro 3¨ y 6 con mayor capacidad de soporte a tracción.
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CAPITULO III
MARCO METODOLÓGICO
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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
S O D A RelVestudio del comportamiento de transversal, de campo, experimental y aplicada, para E S E R S O H o tubo de desechos de completación de pozos los tipos de secciones Ctubulares E R E D perforados de yacimientos petroleros para uso de viviendas de interés social, cuyo uso
desarrollo y evolución de este proyecto se conocerá en forma Factible, descriptiva,
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.” 46
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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
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causales” (P.132). Según, Ramírez,(1999) define como investigación experimental “son
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los estudios en contextos artificiales , esto es debido
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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
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tuberías de desechos de completación, donde se solicitó los esfuerzos o resistencia del
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material metálico de los tubos de completación de producción y revestidor , generando
DERE
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 48
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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
S O D A RVcon fines sociales. industrial en uso posterior para la reutilizaciónS y reciclable E E R S O CH E R E D
columnas y vigas principales donde se demostrará las posibilidades de este material
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. 49
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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
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mismo, Hernández (1995) corresponde al “tipo de muestra cuya selección no depende
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de que todos tengan la misma probabilidad de ser elegidos, sino de la decisión de un
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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
S O D A V dotando al investigador de emplear para relacionar el sujeto de estudio con el R objeto, E S E R S O H para que la investigación tenga una orientación una teoría y un método Cadecuado E R E D correcta y el trabajo de campo arroje datos exactos y confiables” (P.79) Así mismo, La recolección de datos, según Véliz (2006): “….Es una técnica que se debe
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 51
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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.
S O D A Así mismo, la segunda fase fueron las pruebas V trazadas en el manejo Roperativas E S E Rtablas, gráficos y el recurso de captación de S de máquina de ensayo deH materiales, O EC R E D 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 52
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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).
S O D A Por consiguiente, la búsqueda permitió conocer RVel estudio de tesis de grado de E S E R de tuberías flexibles con defectos naturales, S Alves y Costa (2005). Resistencia residual O CH E R E en donde D 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
S O D A de R los V distintos modelos de elementos E
efectuar la metodología investigativa para emitir repuestas al problema. Se investigó el
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uso frecuente en Petróleos de Venezuela, S.A,
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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
S O D A en una tabla de ensayo-resistencia de los materiales RqueVcorresponden a los tubos de E S E R S completación tipo producción (tubing) y revestidor (casing) modelo liners, con ello, se O H C ERE ensayo la D resistencia máxima de estas secciones como soporte estructural del modelo máquina de tensión a la tracción, denominada tinus olsen, los cuales fueron asentados
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 09/07/2007 09/07/2007 09/07/2007
Prueba 1 2 3
GRUPO
GRADO
TIPO
Diametro:Ø
N-80 N-80 N-80
Producción Producción Liners
6" 4" 3"
Tubo completación Tubo completación Tubo Revestidor
Fuente: Rondón, F (2007)
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MINIMO
MÁXIMO
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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”.
S O D A ERV
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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 56
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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
S O D A RVel resultado final en Lbs/pug2 el área del material en estudio (pulgadas2) obteniéndose E S E R S O (PSI) a fin de efectuar ClaHsimilitud de cada uno de las secciones definidas en esta E R E D
dividir el resultado obtenido de las pruebas provenientes de la tensión a tracción entre
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
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completación de pozos perforados de yacimientos petroleros para viviendas de interés
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social.
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CAPITULO IV Análisis de Resultados
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ES R S Según Seltiz, Jahoda ,O citados por Balestrini (2006), H C E DER
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. 59
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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
S O D A V metálicas mas usadas de Rsecciones denominada grado N-80 y la revestimiento (casing), E S E R S O H razones de diseño constructivo, motivado que las misma diámetro fue seleccionado Cpor E R E D su diseño es acuerdo a el tipo de subsuelo a perfora y de diámetros de Ø2” hasta de Ø completación usada con frecuencia, como lo son las tuberías de producción (tubing)
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
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tubos menores de 4 pulgadas y 1 plg de ancho para tubos de 4 a 7 5/8” (P. 56). (Ver
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fotos 11 y 12 ).
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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
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del material Broca de ensayo y máquina de ensayo Tinius Olsen respectivamente.
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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. 62
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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).
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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)
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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.
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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.
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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 ). 66
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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”.
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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
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tamaño de las muestras, la velocidad de aplicación de las cargas, la temperatura y de
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otras variables”.
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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
S O D A RV tracción obtenido.( con un promedio de 50 años de vida util) (ver gráfico Nº 2). E S E R S O H C DERE
su estampado graficado en papel. que permite la indicación del máximo esfuerzo a
Gráfico Nº 2. Deformación de esfuerzo y deformación.
Fuente: Tamsa (2000).Procedimiento de uso de tubería casing y tubing.
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Discu si ón de Resultados de la Investigación
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
S O D A hipótesis y el sustento teórico de esta investigación R expuesta. V Para ello e iniciando este E S E R S análisis se indica que las H pruebas emitidas en la máquina de ensayo de materiales O EC R E D perteneciente al laboratorio de ensayos y pruebas efectuadas en talleres centrales, La
muestras, organizar los datos obtenidos con el fin de compararlos con la objetivos,
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.
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Luego se obtuvo el valor o área de la tubería (espesor) obteniendo con ello, el área en
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Pulgadas2 .Se procede a efectuar la división aritmética entre las Libras logradas en la
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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
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según norma: “ tubería de revestimiento y de producción para uso en la industria
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petrolera 2541:1999 norma venezolana Covenin (P.14)”. (ver tabla Nº 4)
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Tabla Nº 4 : Propiedades mecánicas
1
2
TABLA DE PROPIEDADES MECÁNICAS 3 4 5 Esfuerzo a la fluencia
GRUPO
GRADO
1
H 40 J 55 K 55 N 80
TIPO
MINIMO (psi)
40.000 55.000 55.000 80.000
MAXIMO (psi)
80.000 80.000 80.000 110.000
6 Resistencia a la tracción (PSI)
7 Dureza máximo
Mínimo
60.000 75.000 95.000 100.000
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 72
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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
S O D A RV cuadrada) en un orden tuberías con diámetro superando a los 100 milS PSI (Lbs/pulgadas E E R S O HNº 3) de 33,000 mil PSI. (ver tabla C E R E D es un resultado satisfactorio, debido a que supera el rango solicitado para este tipo de
Tabla
Nº 3. Tabla de ensayo- resultados resistencia desechos de los
materiales.
TABLA DE RESISTENCIA DE MATERIALES
Fecha prueba Prueba 09/07/2007 09/07/2007 09/07/2007
1 2 3
GRUPO
GRADO
TIPO
Tubo completación Tubo completación Tubo Revestidor
N-80 N-80 N-80
Producción Producción Liners
RESISTENCIA A TRACCIÓN (PSI) Diámetro: Mínimo norma Máximo según Ø 2541:99 pruebas
6" 4" 3"
100.000 100.000 100.000
113.583 133.000
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 73
74
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
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la tensión el material logró alcanzar la tracción de 113,000 lbs/plg2 hasta permitir que
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el material cediera al máxima soporte y fatiga .
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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 74
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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
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completación.
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TÉRMICO ERE DE FABRICACIÓN Y TRATAMIENTO DPROCESO Temperatura mínima GRUPO
GRADO
1
H 40 J 55
TIPO
PROCESO FABRICACION
K 55
S ó EW S ó EW vease nota S ó EW
N 80
S ó EW
TRATAMIENTO TÉRMICO
ºF
ninguno ninguno ninguno vease nota vease nota
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 75
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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
S O D A industria petrolera 2541:1999 norma venezolana Covenin” RV donde los requerimientos E S E R tales como el azufre y el fósforo contienen S químicos máximos de las tuberías en estudio, O CH E R E D en peso para ambos de 0,030 para ambos elementos, (P4) siendo valores un porcentaje solicitada en la norma “Tubería de revestimiento y de producción para uso en la
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 76
77
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
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agotamiento de las tuberías de desechos de producción y revestimiento con todos estos
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resultados presentados en esta investigación.
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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 ensayoresistencia 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 77
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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.
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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 venezolanas vigentes:
Norma venezolana
en
construcciones
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”.
78
79
Conclusiones
En el presente estudio, denominado “Demostración del uso de tuberías de
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desechos de completación de pozos perforados en yacimientos petroleros en viviendas
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de interés social, Edo Zulia, Venezuela” se expresa que los experimentos en esta tesis
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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
79
80
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,
S O D A con el propósito de conocer la resistencia del material y generar la selección ideal, se RV E S E R S permitió llegar a la conclusión : O CH E R E D
esfuerzos estructurales a tracción a las distintas tuberías de desechos de completación
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
S O D A RVsu probabilidad de ser utilizado siendo la de mayor resultado , el diámetro de S la tubería, E E R S O H no es compatible con las columnas en sistema como columna en E unaC vivienda, R E D se va a unificar como sistema constructivo. La prueba Nº 3, no es la más indicada
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 81
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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
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(COVENIN) para permitir cumplir con los reglamentos vinculados en materia
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constructiva.
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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 82
83
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
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tubería grado N-80 para convertirse a ser todo una práctica constructiva integral.
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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.
Limitaciones
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 83
84
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.
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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 84
85
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
S O D A V que determinaban sus Reléctrico esfuerzos a tracción y por pulsaciones de S contacto E E R S O H defectos naturales enE la C tuberías. R E D
los puntos donde las secciones de acero presentan en su constante uso, logrado por
Recomendaciones
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
85
86
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
S O D A una pistola digital donde al efectuar contacto conR el V material, determina el tipo de E S E R S aleaciones y composicionesH químicas que posee el mismo, con ello se logra una mejor O EC R E D calidad en la investigación al agregar mas información del modelo de tubería,
seguimientos con mayor profundidad, efectuando estudios metalográficos, a fin aplicar
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.
86
87
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
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sencillos de armado de las estructuras, procurando ser un método se convierta de mayor
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facilidad, permitiendo que a los futuros constructores populares logren un mejor
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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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CAPITULO V La propuesta
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Introducción
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ERE D 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 88
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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.
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ES R S bjetivo General CHO O
DERE
Demostración del uso de tuberías de desechos de completación de pozos perforados en yacimientos petroleros para la construcción de viviendas de interés social.
Objetivos específ icos
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. 89
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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.
S O D A V A c t i v i d a d e s pS r oE p uR estas E R S O CH E R E D
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
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Fuente: Rondón, F (2007)
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Recursos Humanos y materiales
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
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completación de pozos perforados de yacimientos petroleros en la construcción de
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viviendas de interés social” es importante establecer los rubros y montos a fin de
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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 Universidad Rafael Urdaneta-Postgrado Especialización en Construcción de Obras Civiles Mes Año Nombre del Contrato: Día 27 1 2008 Demostración del uso de desechos de tuberías de completación de pozos perforados de yacimientos petroleros en la construcción de viviendas de interés social Partida
Unidad Cómp. Medida Métrico
Descripción
Precio Unit
Total Precio Bs F.
1 1.1 1.2 1.3 1.4
CALCULO DE INGENIERIA BASICA Y DETALLE MANO DE OBRA PARA CONSTRUCCIÓN DE LA VIVIENDA: SOLDADORES, CUADRILLA DE OBREROS,AYUDANTES, MAESTRO DE OBRA, TECNICOS E PROFESIONAL DE LA INGENIERIA . GASTOS ADMINISTRATIVOS: PERMISOLOGIA, EQUIPOS, PAPELERIA, ENTRE OTROS PROCURA DE MATERIALES Y EQUIPOS DE LA PROPUESTA DE LA VIVIEN
Fuente: Estimado de Costo, PDVSA-D Urbano (2008) 92
M2
1
200
SG
1
2.142
SG
1
10.000
10.000
M2
72
902.7
64.994,40
TOTAL :
104388,4
14.400 14.994
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P r o p u e s t a d e P l a n o s e n 2D
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Plano de planta general de distribución de la vivienda de interés social.
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Fuente: Rondón, F (2007)
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Plano de propuesta de fachadas de vivienda de interés social
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Fuente: Rondón, F (2007)
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Plano de propuesta de fachada Lateral derecha
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Fuente: Rondón, F (2007)
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Plano de propuesta de Planta estructural (techo)
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Fuente: Rondón, F (2007)
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Plano de propuesta Detalle A y B Estructura.
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Fuente: Rondón, F (2007)
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Plano de propuesta Detalle C. Sistema Estructura. Tuberías de Completación N-80 en
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viviendas de interés social.
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Fuente: Rondón, F (2007)
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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)
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Fuente: Rondón, F (2007)
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Imagenes
e n 3D d e l a p r o p u e s t a
Imagen 3D de Fachada Principal
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Fuente: Rondón, F (2007) Imagen 3D Corte-detalle perspectiva lateral.
Fuente: Rondón, F (2007)
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Imagen detalle- Fachada Lateral.
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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.
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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)
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