Este documento describe dos métodos para calcular el vacío dentro de una tubería de entubación durante su instalación. El primer método usa mediciones de peso, mientras que el segundo método usa mediciones de volumen. Ambos métodos buscan determinar la presión de aplastamiento dentro de la tubería debido al vacío, para garantizar que no exceda los límites de resistencia del material de la tubería.

1. Controles que hay que tener en cuenta en una entubación
El nivel de inyección es el mismo por dentro y por afuera.
La cañería tiene un determinado Peso
específico, según Norma API
Va a depender del material.
Ej: acero  P = 7,82 kg/lt.
Según Arquímedes: El volumen
desalojado es igual al peso del
volumen sumergido
H= long
Peso= Pe x H (peso por unidad de long x
H) (es el peso nóminal, no el específico)
Pa= Pe x H (Pa: peso en el aire)
Pa= dens Acero x Vau x H
Vau= Vol Acero unitario
(por unidad de long)

2. Pa= dens Acero x Vau x H
Sumergido el Peso en el líquido  Arquímedes
E= dens fluido x vol total desalojado (E= empuje)
E= dens fluido x Vau x H
Fuerza resultante es: R= Pa – E
R= (dens ac x Vau x H) – (dens flu x Vau xH)
R= (dens ac – dens flu) x Vau x H
Para independizar el volumen del material (Vau) se define el
“factor de flotación”: que es la relación entre el peso sumergido
y peso en el aire.
R/Pa= ((dens ac – dens fl) x Vau x H)/(dens ac x Vau x H)
Simplificando: R/Pa= (dens ac – dens fl)/dens ac =ff
Dens fl= puede ser cualquier fluído
ff: factor de flotación, es adimensional, es un valor específico
R/Pa= ff  R= ff x Pa peso de la cañería sumergida

3. ¿Para que se controla el peso? ¿Por qué es tan importante
este control?
Si el lodo está contaminado (esté sucio, tiene mugre), entonces
se tapa el agujero y la cañería baja vacía.
Lo que sucede es que al entrar mugre al pozo, hace que el
peso del lodo aumente, en consecuencia aumenta el empuje y
la cañería pesa menos.
Síntesis: me doy cuenta en el indicador de peso  la cañería
pesa menos por el Empuje.
ΔP= dens fl x (H - h)
H= long total del caño

4. Los esfuerzos que existen son tracción y presiones internas.
Ley de HooK: σ= E x Є σ: tensión
E: módulo elástico del material Є: deformación específica
Є= ΔL / L es adimensional
La tracción genera Presión de
Aplastamiento.
La Presión de Aplastamiento genera un
mayor esfuerzo de tracción en el
caño.
Entonces, el vacío en la cañería está permitido hasta un cierto
valor. Los valores de Resistencia neta están registrados en
tablas.
Depende de la Resistencia del tipo de rosca, es por eso que se
usan distintos tipos de roscas, ya que son las que más sufren en
la tracción.

5. Como se calcula el vacío dentro del caño?
La cañería es de acero, que pesa 7,82 kg/lt, el empuje varía con
la cantidad de fluido dentro del caño. ¿Cómo me doy cuenta?,
con el control del peso, el empuje es proporcional a la cantidad
de fluido (lo noto en el indicador de peso).
Peso sumergido= P aire – E
Ps= Pa – E
E= V desalojado x dens fl V desalojado= Vfe + Vvacío
E= dens fl x (Vfe + Vvac)= dens fl x Vfe + dens fl x Vvac
Psvac= Pa – E= Pa – (dens fl x Vfe + dens fl x Vvac)

6. Psvac= Pa – E= Pa – (dens fl x Vfe + dens fl x Vvac)
Recordar que: R= ff x Pa
Entonces: Psvac= ff x Pa – dens fl x Vv (Vv: es lo que no ingresó)
De la fórmula obtenemos el vol. De vacío, para calcular la long.
De vacío (Lv) (que es la longitud de ese volumen que no ingresó)
Vv= (ff x Pa – Psvac) / dens fl
Vv= (peso sumergido lleno – peso sumergido vacío) / dens fl
Vv= capacidad de la cañería x h
Capacidad de la cañería en lt/m o bbl/ft
 Calculado h, puedo calcular: ΔP= dens fl x (H - h)
La longitud de cañería vacía, generará una presión de
aplastamiento

7. Fórmulas para tener en cuenta:
El volumen de fluído desplazado es el volumen de hierro:
Desplazamiento= (Л/4) x (Dext2
– Dint2
) x L
Capacidad: es cuanto entra dentro del caño
capacidad= (Л/4) x Dint2
x L

8. Curva de llenado
El control de llenado se realiza mediante las “Curvas de llenado”.
Se hace la curva para tener el control sobre el valor de la Presión
de Aplastamiento.
Supongamos que se baja una cañería de diámetro uniforme (o
sea cañería del mismo peso)

9. Peso cañería= peso específico x L
P= Pe x L Pe= Paire  Psumerg= Paire x ff
Psumerg= Pe sumerg x Prof.. es la ecuación de una recta
El ang α es la pendiente de la recta que es el peso sumergido
α= Psumerg
A la fórmula hay que sumarle el peso del aparejo (Pap), que lo
leo del indicador de peso (MD)
Psumerg= Pe sumerg x Prof.. + Pap
(Pe depende del espesor de la pared de la cañería)

10. Cómo hacemos para considerar un % de llenado, por ej. el 50%
(o sea 50% vacío, entonces el otro 50% lleno)?
El resultado ve a ser otra recta, el valor va a estar afectado por
un Empuje adicional (Ead).
Psumerg= Pe sumerg x Prof. y un Ead
Conozco C: capacidad de cañería= Cap csg
Ead= Ccgs x Hv x dens iny (Hv: altura de vacío)
Indica el empuje del fluído que no
ingresó
Peso sumerg vacío= Peso sumerg – Empuje Adicional
Psv= Ps – Ead Peso de la cañería semivacía (o semisumergida)

11. Psv= Ps – Ead
Método 1: se mide peso y no volúmenes
Ejemplo: datos
Prof.: 1000 mts Peso aparejo: 10 tn
Dens lodo: 1,2 kg/lt Pe csg: 40 kg/m
despl. csg: 10 lt/m 50% de la cañería baja vacía
Capac csg: 30 lt/m dens ac: 7,82 kg/lt
Ps= ff x Pa ff= (dens ac – dens lodo) / dens ac
Ff= 0,85 Ps= 0,85 x 40 kg/m= 34 kg/m
Peso (cañería llena)= Ps x Prof..= Pt= 34 kg/m x 1000 m= 34000 kg
Pt md= Pt + Pap= 34000 kg + 10000 kg= 44000 kg
Hasta ahora conozco el peso (del volumen) total de la cañería llena
(100%), pero la cañería bajó 50 % vacía. Entonces hay que
averiguar el peso de volumen de la inyección que no ingresó, que
es igual al Empuje Adicional.

12. 1° Debo saber cuanto es Hv, o sea el 50% de la profundidad,
entonces Hv es el 50% de 1000 m= 500 m
2° Hay que calcular el empuje adicional
Ead= Ccsg x Hv x dens fl= 30 lt/m x 500 m x 1,2 Kg/lt
Ead= 18000 kg
3° cálculo peso sumergido vacío
Psv= Ps – Ead
Psv= Pt md – Ead= 44000 kg – 18000 kg= 26000 kg= 26 tn
El empuje adicional es función de la
cantidad de vacío, y el vacío es
función de la longitud total.

13. El empuje adicional es función de la cantidad de vacío, y el vacío
es función de la longitud total.
Lo puedo dividir en segmentos y determinar las curvas de los %
intermedios.
Tomo peso real con MD y obtengo una serie de puntos (X).

14. Para qué hago el Control?
Para saber cuanto se está llenando, para conocer en todo
momento que Presión de Aplastamiento (Pº Apl) se tiene en el
caño.
Aunque la P Apl sea lo suficientemente baja, el efecto que produce
es un aumento de esfuerzo de tracción de la cañería.
Lo lógico es elegir un % de vacío necesaria para producir una
determinada presión.
En el programa de pozo (en oficina) se sabe si el coeficiente está
bien o hay que bajarlo (recomendación del fabricante del caño).

15. Nos hacemos el siguiente cuestionamiento?
El vacío es un volumen y lo calculamos en base a una diferencia
de peso (lo medimos con el Martín Decker)
Que pasa si la cañería se recuesta en la pared del pozo  se
produce un roce, entonces existirá un esfuerzo adicional (peso)
que lo voy a detectar en superficie (MD)
Entonces, la cañería roza y se nota en MD, por lo que me da un
Ead adicional, no debido a l peso sino por el roce.
El vacío Real es menor que el vacío que leo (va a estar más lleno).
Si el vacío que leemos es mayor que el vacío real (como sucede)
vamos a calcular que el casing está menos lleno de lo que en
realidad está  el cálculo está mal.
¿Cómo podemos calcular mejor el vacío?
 Teniendo en cuenta : volúmenes.

16. Método 2: Se miden volúmenes no peso
-Por fórmula saco el volumen de lodo desplazado para 100 % de
cañería llena.
-Luego cálculo el volumen de desplazamiento para la mitad de la
cañería llena o vacía
- ambas curvas las llevo a un gráfico de Vol de pileta vs Prof...
-Lo puedo dividir en segmentos y determinar las curvas de los %
intermedios.

17. - Así determino el volumen de lodo que no ingresó que será igual al
volumen de vacío.
Vv= capacidad de la cañería x h
Capacidad de la cañería en lt/m o bbl/ft
 Calculado h, puedo calcular: ΔP= dens fl x (H - h)
La longitud de cañería vacía, generará una presión de
aplastamiento (los volúmenes se miden en la pileta)

18. Discusión
Este método no tiene el error que se tiene en el anterior,
porque intervienen volúmenes y no peso.
El método 2, sería perfecto si las formaciones fueran
perfectamente impermeables (pero como no es así,
parte del volumen se va a la fm y no se sabe cuanto) 
Comentemos un error: suponer un volumen desplazado,
pero que es menor al volumen desplazado realmente.
El error está en suponer que las formaciones son
perfectamente impermeables. Entonces tenemos mas
vacío del que creemos tener, o sea calculamos una
Presión de aplastamiento menor de la que tenemos
realmente.
Consejo
•Si las formaciones admiten (son permeables) el método
2 no sirve (empleo el método 1)
•Si las formaciones no admiten (son impermeables) se
usa el método 2 (el método 1 no).