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PRESENTACION TESIS MSC

Presentación tesis de Msc
by

Julio Cesar

on 29 April 2013

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Transcript of PRESENTACION TESIS MSC

DISEÑO POR CONFIABILIDAD DE CIMENTACIONES PARA TORRES DE PERFORACIÓN BASADO EN CARACTERIZACIÓN CON ENSAYOS DE CAMPO. Julio César Ávila Montoya

En los diseños de cimentaciones superficiales para taladros de perforación petrolera se ha evidenciado la falta de claridad en la estimación de adecuados parámetros geoténicos que permitan tomar decisiones previendo los periodos de diseño específicos. Con la caracterización geomecánica con CPTU (ensayo de penetración de cono - con medición de presión de poros) y geofísica se prevé una caracterización confiable de los materiales que deberán soportar las cargas de los taladros de perforación con base a la probabilidad de falla por límites de colapso y servicio. Esto llevará a determinar soluciones costo efectivas considerando los riesgos asociados por la variabilidad de parámetros para una determinada área.

Por ende se requiere la optimización de la cimentación para torres de perforación con base en la consideración de la incertidumbre en los parámetros del suelo y el periodo de diseño real. PROBLEMA JUSTIFICACIÓN OBJETIVOS Este trabajo servirá para determinar un correcto procedimiento y evaluación de los costos de la solución para cimentar equipos de perforación con base en la confiabilidad de parámetros geotécnicos. Teniendo la variabilidad espacial de los parámetros y los cambios de resistencia en profundidad se podrá estimar el límite de colapso y servicio para una cimentación superficial que servirá de soporte para una torre de un taladro de perforación petrolera. Esto llevará a la optimización del diseño y enmarcar el mismo dentro de un índice de confiabilidad adecuado para este tipo de estructuras así como del tiempo de servicio. GENERAL Optimizar el diseño de cimentaciones para torres de perforación con base en la probabilidad de falla. ESPECÍFICOS 1. Definir una función de comportamiento para falla por colapso y servicio de acuerdo a la estimación de las variables aleatorias y determinísticas. 2. Determinar la probabilidad de falla total, incluyendo los criterios de falla por colapso y servicio para una cimentación de una torre de perforación basado en diferentes escenarios de diseño. 3. Generar recomendaciones sobre los criterios de diseño y la probabilidad de falla con base a los costos de la cimentación. MARCO CONCEPTUAL • Análisis por confiabilidad: Herramienta para realizar diseño basado en la incertidumbre de los parámetros que intervienen en los mismos.

• Factor de seguridad: cociente entre un número que mide la capacidad máxima de un sistema dividido por los requerimientos teóricos o asumidos como usuales.

• Rig up: Equipo de perforación que requiere una base firme para desarrollar las actividades de perforación de hidrocarburos.

• Confiabilidad: capacidad que tiene un elemento para realizar una función requerida bajo condiciones establecidas para el período de tiempo determinado.

• Índice de confiabilidad: Medida de la confiabilidad de un sistema de ingeniería que refleja tanto la mecánica del problema y la incertidumbre en las variables de entrada.

• Coeficiente de variación (COV): Coeficiente que sirve para comparar variables que están a distintas escalas mas se encuentran correlacionadas estadísticamente y sustantivamente con un factor en común. Es el resultado de dividir la desviación estándar por el valor esperado o la media. MARCO DE ANTECEDENTES MARCO TEÓRICO 1. Capacidad de carga: Las ecuaciones de capacidad de carga involucran relaciones de Terzaghi y Meyerhof. 2. Límite de servicio - Asentamientos: El diseño basado en confiabilidad persigue determinar el ancho B para el cual la probabilidad de exceder un asentamiento específico es aceptable. 3. Métodos ´Probabilísticos para diseños por confiabilidad: Método de estimativos puntuales y modelo de simulación por Montecarlo. 4. Ensayo de piezocono: La resistencia qc es correlacionada normalmente con la resistencia al corte no drenada 5.Métodos geofísicos para caracterización geotécnica: Refracción y reflexión - ReMi 6. Distribuciones de probabilidad: METODOLOGÍA 1. Definir una función de comportamiento para falla por colapso y servicio con diferentes métodos. 1. Consecución de datos de entrada: Ensayos in situ de piezocono y geofísica. - Área 2. Análisis de datos: Estimación de parámetros
Variabilidad datos - Espacial - Profundidad
Zonificación espacial - Variabilidad 3. Revisión de funciones de comportamiento de acuerdo a los
datos de entrada:
- Elementos finitos
- Límite de colapso y servicio.
- CPTu 4. Definición de variables:
- Aleatorias: parámetros del suelo
- Determinísticas - Cargas 5. Análisis probabilístico de los datos para la estimación de las funciones de probabilidad en las funciones de comportamiento, realizando pruebas de bondad de ajuste donde se permita. METODOLOGÍA 2. Determinar la probabilidad de falla total, incluyendo los criterios de falla por colapso y servicio para una cimentación de una torre de perforación basado en diferentes escenarios diseño.de Determinación de la probabilidad de falla de acuerdo a las funciones de comportamiento previstas Verificación de las funciones de comportamiento por factor de seguridad o factores parciales. Colapso y servicio FEM CPTU - Escenarios
de diseño. Cargas Torre Periodos de diseño
- 20 años ó 1 año? METODOLOGÍA 3. Generar recomendaciones sobre los criterios de diseño y la probabilidad de falla con base a los costos de la cimentación. - Generar los escenarios adecuados para realizar los diseños con base a los periodos de vida útil y los índices de confiabilidad para este tipo de obras. - Estimación de los costos de acuerdo a:
Parada del taladro
Metodología de construcción
Optimización del diseño - Costo vs. diseño - Establecer una metodología adecuada a seguir, con base en los resultados encontrados de las estimaciones de confiabilidad, de acuerdo a comparativo de métodos. PRESUPUESTO CRONOGRAMA
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