Static and fluid dynamic analysis of an oil well cementing head
DOI:
https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v28n1a09Keywords:
fluid dynamics, finite element analysis, cementing, simulation, SolidWorks®Abstract
Based on the design of a double plug cementing head for oil wells, a fluid dynamic analysis was carried out considering the minimum and maximum flows and pressures of a high-pressure unit (HPU) as well as finite element analysis to observe the behavior of the device when applying different internal pressures, simulating the operating and hydrostatic test pressure. The fluid analysis allowed observing and detecting the points where the fluid presents accumulations to modify the geometry and reduce this effect, improving the flow of cement and avoiding the generation of clogging and possible damage to the cement pumping system, the results obtained validated the cementing head design, ensuring compliance with the specific requirements of resistance to operating pressures and cement flow values in an efficient way for its implementation in wells.
References
F. Carlos, J. Guzmán, L. Gonzalez, K. Malave, “Aplicación de cementación remedial para solucionar problemas de producción en pozos petroleros,” Tesis Ingeniería, Ingeniería en Ciencias de la Tierra, Escuela Superior Politécnica del Litoral, Ecuador, 2012, Available: https://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/19720
Schlumberger Co. “Cementación.” glossary.slb.com/es. Energy Glossary. Accessed: Oct. 4th 2023. [Online]. Available: https://glossary.slb.com/es/terms/c/cementing
J. A. Aizprúa Borbor, M. E. Quinde Mero. “Cementación primaria del pozo Jame ubicado en el campo Mina del oriente ecuatoriano.” Tesis Ingeniería, Ingeniero en Petróleo, Escuela Superior Politécnica del Litoral, Ecuador, 2014. Available: http://www.dspace.espol.edu.ec/xmlui/handle/123456789/29893
B. E. Estrada Estrada. “Cementaciones forzadas en reparaciones menores y mayores.” Tesis Ingeniería. Ingeniería Petrolera. Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, 2019. Available: http://132.248.52.100:8080/xmlui/handle/132.248.52.100/16499
E. B. Nelson, D. Guillot, Well Cementing. Texas, USA: Schlumberger, 2006. Available: https://www.slb.com/resource-library/book/well-cementing
D. Albarrán Flores, L. A. Hernández Sandoval, “Cementación de pozos petroleros en aguas profundas,” Tesis Ingeniería. Ingeniería Petrolera. Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, 2012. Available: http://132.248.52.100:8080/xmlui/handle/132.248.52.100/1790
Focus Technology Co., “Casing Single Plug Cementing Head for Well Drilling China API,” Petroleum Machinery Parts. Accessed: Oct. 8th 2023. [Online]. Available: https://lakepetro.en.made-in-china.com/product/kFWTmcoDvtfQ/China-Casing-Single-Plug-Cementing-Head-for-Well-Drilling-China-API.html
Focus Technology Co., “Double Plug Casing Cementing Head,” Petroleum Machinery Parts. Accessed: Oct. 8th 2023. [Online]. Available: https://lakepetro.en.made-in-china.com/product/SFifDjeoZTtY/China-Double-Plug-Casing-Cementing-Head.html
F. Guerra Chávez, “Cementación de pozos de petróleo,” Tesis Ingeniería, Ingeniería de Petróleo, Universidad Nacional de Ingeniería, Perú, 1961.
Secretaría del Trabajo y Previsión Social, “NOM-020-STPS-2011,” México, 2011. Available: https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/138731/NOM-020-STPS-2011.pdf
M. V. Avilés Ramírez, D. Hernández Camacho, A. Hernández Plaza, H. A. Oropeza García, A. Suárez Velasco, “Cementación de pozo en aguas profundas,” Tesis Ingeniería, Ingeniería petrolera, Instituto Politécnico Nacional, 2018.
Olam Energy, “UAP HT-400,” Catálogo de productos. Accessed: Aug. 22nd 2024. [Online]. Available: https://olamenergy.com/productos/#se6
O. Vicente Aguirre, J. López, H. Muñoz, X. Vargas, “Diseño, corrida y cementación de línea de producción en el pozo ESPOL X-4H En El Oriente Ecuatoriano,” Tesis Ingeniería, Ingeniero en Petróleo, Escuela Superior Politécnica del Litoral, Ecuador, 2012. Available: http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/20959
P. A. Herzog Zambrano, K. K. Camba Holguín, M. L. Salinas Merchán, X. E.Vargas Gutiérrez, “Metodología en operaciones de cementación primaria y forzada utilizando nuevas tecnologías,” Tesis Ingeniería, Ingeniero en Petróleo, Escuela Superior Politécnica del Litoral, Ecuador, 2011. Available: http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/14816
Autodesk, “Análisis de elementos finitos.” latinoamerica.autodesk.com. Accessed: Nov. 15th 2023. [Online]. Available: https://latinoamerica.autodesk.com/solutions/finite-element-analysis
L. Espinoza, O. Andrés González Estrada, C. Graciano, C. Graciano Análisis, “Análisis de un interno tipo brida de un recipiente horizontal a presión utilizando elementos finitos,” Revista UIS Ingenierías, vol. 18, no. 3, 2019, doi: https://doi.org/10.18273/revuin.v18n3-2019015
O. Andrés González-Estrada, J. D. Leal-Enciso, J. D. Reyes-Herrera, J. D. Reyes-Herrera Análisis, “Análisis de integridad estructural de tuberías de material compuesto para el transporte de hidrocarburos por elementos finitos,” Revista UIS Ingenierías, vol. 15, no. 2, 2017, doi: https://doi.org/10.18273/revuin.v15n2-2016009
Dassaut Systemes, “Solidworks,” 3ds.com. 2023. Available: https://www.3ds.com/products/solidworks
Grupo Carman, “Análisis estático,” grupocarman.com/blog/. Accessed: Nov. 26th 2023. [Online]. Available: https://grupocarman.com/blog/2014/11/06/analisis-estatico/
Grupo Carman, “Método de elementos finitos con Solidworks simulation,” grupocarman.com/blog/. Accessed: Nov. 26th 2023. [Online]. Available: https://grupocarman.com/blog/2013/06/18/solidworks-simulation/
Redacción Aceromafe, “Conoce las características y usos del Acero 4140,” aceromafe.com/. Accessed: Nov. 26th 2023. Available: https://www.aceromafe.com/acero-4140-caracteristicas/
Cementos Tequendama, “¿Cuáles son los tipos de cementos para pozos petroleros?” cetesa.com.co. Accessed: Oct. 04, 2023. [Online]. Available: https://cetesa.com.co/blog/cuales-son-los-tipos-de-cementos-para-pozos-petroleros/
A. H. Erazo Flores, “Estudio de la cementación remedial del pozo Tiguino 3,” Tesis ingeniería, Ingeniería en Petróleo, Universidad Tecnológica Equinoccial, Ecuador, 2010.
American Petroleum Institute, “Specification for Cements and Materials for Well Cementing,” Mar. 2019
American Society for Testing and Materials, “Standard Specification for Portland Cement,” astm.org. 2012. [Online]. Available: www.astm.org
Halliburton, “Halliburton Technical Data Calculations, Formuelae and Slurry Tables.” ir.halliburton.com. 2001. Available: https://ir.halliburton.com/
A. Lavrov, M. Torsæter, “Properties of Well Cement,” in Springer Briefs in Petroleum Geoscience and Engineering, USA: Springer Nature, 2016, pp. 9-23. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-43165-9_2
S. Montenegro, P. Nicoletti, A. Villanueva, J. Ganiele, S. Lingeri, L. Quinteros, D. Anello, M. Melo, L. Ponzoni, “Diseño y simulación de un aerogenerador de eje vertical mediante Solidworks Flow Simulation para hallar los coeficientes estáticos de torque,” Innova Untref, Revista Argentina de Ciencia y Tecnología, vol. 1 no.8, 2021. Available: https://revistas.untref.edu.ar/index.php/innova/article/view/1235
Downloads
Published
Versions
- 16-10-2024 (2)
- 16-10-2024 (1)
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Luis Alberto Ramírez López, Jesus Bermudez Vilchiz, Iván Enrique Martínez Merlín, Víctor Augusto Castellanos Escamilla, Apolinar Albiter Hernández (Autor/a)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
