pm-2005-ingenieria-diseÑo de la soldadura

CORPORACIÓN MEXICANA DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES S.A. DE C.V.

CONVENIO PEP-COMIMSA No. 421001854

PROYECTO COMIMSA No. 6749

INSPECCIÓN EN LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN Y SEGURIDAD DE LOS EQUIPOS DE PERFORACIÓN Y REPARACIÓN DE POZOS DE LAS

DIVISIONES NORTE, SUR Y MARINA A CARGO DE LA UNIDAD DE PERFORACIÓN Y MANTENIMIENTO DE POZOS DE PEP

INGENIERÍA PARA LAS MODIFICACIONES DERIVADAS DE LA REEVALUACIÓN ESTRUCTURAL A EQUIPOS A CARGO DE LA DIVISIÓN

SUR CON UNA POTENCIA DE MALACATE DE 3000 HP.

INGENIERIA PARA EL REFUERZO DE LA 1ra, 2da Y 3ra SECCION DEL MASTIL DEL EQUIPO PM-2005

INGENIERIA PARA EL REFUERZO DE LA 1ra, 2da Y 3ra SECCION DEL MASTIL DEL EQUIPO PM-2005.

CONTENIDO

1.0 APLICACIÓN 32.0 OBJETIVO 33.0 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO ANALIZADO 34.0 DESARROLLO 45.0 REFERENCIAS 196.0 NORMATIVA 197.0 SOPORTE TÉCNICO 20

Fecha: Noviembre de 2011 Convenio: PEP-COMIMSA No. 421001854EQ. PM-2005

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1.0 APLICACIÓN.

El presente documento aplica para el contrato denominado "Inspección en las condiciones de operación y seguridad de los equipos de perforación y reparación de pozos de las divisiones norte, sur y marina a cargo de la unidad de perforación y mantenimiento de pozos de PEP", referente al equipo de perforación de pozos con No. PM-2005.

2.0 OBJETIVO.

Aumentar la capacidad de soportar cargas de las estructuras del tren central del equipo PM-2005, cumpliendo con los requerimientos particulares establecidos por el usuario y/o el cliente, así como con las especificaciones y prácticas recomendadas de ingeniería aplicables, reconocidas internacionalmente.

El análisis estructural se efectúa por medio de un programa tridimensional para computadora que permite calcular las fuerzas actuantes en los elementos estructurales del mástil, debido a las cargas gravitacionales, sísmicas o de viento tomando en cuenta los requisitos de códigos y especificaciones, también permite conocer la deformación de toda la estructura y en cada uno de sus elementos.

3.0 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO ANALIZADO.

El equipo analizado presenta las siguientes características generales

Información empleada en el análisis y la revisión estructural:

No. económico: PM-2005Marca del mástil: L.C.MOORE.Modelo del mástil: 27304Altura del mástil: 141.60 pies (43.16 m, referencia plano G-400)Altura de la Subestructura: 26.42 pies (8.05 m, referencia plano G-400)

Malacate PrincipalMarca: NATIONAL.Modelo: 1625-DECapacidad: 3000 HP.Carga Máxima de Izaje: 968,270 Lbs. (439,200 Kg) No de líneas en la polea viajera: 12.


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VISTA FRONTAL

VISTA POSTERIOR


4.0 DESARROLLO

DISEÑO DE SOLDADURA. 1ª SECCION.

COMPATIBILIDAD ENTRE MATERIAL BASE Y EL MATERIAL DEL ELECTRODO.

o MATERIAL A SOLDAR (BASE).UBICACIÓN: PRIMERA SECCION VISTA FRONTAL, REFERENCIA PLANO G-407, ZONA AZUL EN LA FIGURA

ESPECIFICACION DEL ACERO BASE: ASTM A572 GR 50ESFUERZO DE FLUENCIA CARACTERIZADO: 3515 kg/cm2PERFIL BASE: LI-203mm x 16 mm (LI 8 plg x 8 plg x 0.625 plg)PERFIL DE REFUERZO: SOLERA 101.6 mm x 9.52 mm (4 plg x 3/8 plg)ESPECIFICACION DEL ACERO DE REFUERZO: ASTM A36ESFUERZO DE FLUENCIA CARACTERIZADO = 3398 kg/cm2 (promedio)

o ELECTRODO COMPATIBLE.E70XX, ESFUERZO DE FLUENCIA MINIMO, Fy= 70 ksi (4921.5 kg/cm2, TABLA 3.1 STD. AWS D1.1 1998

o PROCESO DE SOLDADURA COMPATIBLE.SMAW (SHIELDED METAL ARC WELDING, SOLDADURA DE ARCO PROTEGIDO, TABLA 3.1 STD. AWS D1.1 1998)


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TAMAÑO MINIMO DEL FILETE.

ESPESOR DE LA PARTE UNIDA CON MAYOR ESPESOR: 16 mmTAMAÑO MINIMO DE LA SOLDADURA DE FILETE:

6.35 mm (1/4”, TABLA J2.4 manual AISC-ASD)

TAMAÑO MAXIMO DEL FILETE.16 mm -1.6 mm = 14.4 mm (1/2”)

13 mm (1/2”)

MIEMBRO MAS ESFORZADO EN LA QUINTA SECCION:

Miembro numero 871 en el modelo estructural.Caso de carga critica = LOAD COMB 19 CM + CARGA VIVA TOTAL + CARGA SOBRE EL MASTIL.CLASIFICADA COMO CARGA GRAVITACIONAL


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FUERZAS ACTUANTES Y ESFUERZOS PERMISIBLES EN LA SECCION CRITICA:


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DISTRIBUCION DE ESFUERZOS EN LA SECCION CRITICA


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CORTANTE PERMISIBLE EN EL AREA EFECTIVA.Esfuerzo máximo actuante en la sección transversal = 1411.31 kg/cm2

Fuerza de transmisión entre solera y ángulo = 1411.31 x 10.16 x 0.95 = 13621.96 kgEspesor propuesto = 6.35 mm (1/4”)Garganta efectiva = 0.707 x 6.35 = 4.48 mm = 0.44 cmResistencia permisible de la soldadura por centímetro = 0.44 x 0.30 x 4921.5 = 649.63 kg/cmLongitud requerida = 13621.96 / 649.63 = 20.96 cm, se tienen 200 cm por lado por tanto es correcto.

TENSION O COMPRESION PERMISIBLE DE LA SOLDADURAEsfuerzo máximo actuante en la sección transversal = 1411.31 kg/cm2 Fuerza de transmisión entre solera y ángulo = 1411.31 x 10.16 x 0.95 = 13621.96 kgEspesor propuesto = 6.35 mm (1/4”)Garganta efectiva = 0.707 x 6.35 = 4.48 mm = 0.44 cmEsfuerzo permisible de la soldadura = al del metal base = 227.50 N/mm2 = 2319.68 kg/cm2

Resistencia permisible de la soldadura por centímetro = 0.44 x 2319.68. = 1020.65 kg/cmLongitud requerida = 13621.96 / 1020.65 = 13.34 cm, se tienen 200 cm por lado por tanto es correcto.

USAR FILETE CONTINUO DE 6.35 mm (1/4”); ELECTRO0O E70XX


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VISTA FRONTAL

VISTA POSTERIOR


DISEÑO DE SOLDADURA. 1ª SECCION.


o MATERIAL A SOLDAR (BASE).UBICACIÓN: PRIMERA SECCION VISTA POSTERIOR, REFERENCIA PLANO G-407, ZONA AZUL EN LA FIGURA

ESPECIFICACION DEL ACERO BASE: ASTM A572 GR 50ESFUERZO DE FLUENCIA CARACTERIZADO: 3515 kg/cm2PERFIL BASE: LI-152mm x 13mm (LI 6 plg x 6 plg x 1/2 plg)PERFIL DE REFUERZO: SOLERA 101.6 mm x 9.52 mm (4 plg x 3/8 plg)ESPECIFICACION DEL ACERO DE REFUERZO: ASTM A-36ESFUERZO DE FLUENCIA CARACTERIZADO = 3398 kg/cm2 (promedio)




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TAMAÑO MAXIMO DEL FILETE.13 mm -1.6 mm = 11.4 mm

13 mm (1/2”)




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B

A

VISTA POSTERIOR


DISEÑO DE SOLDADURA. 2ª y 3 ª SECCION.


o MATERIAL A SOLDAR (BASE).UBICACIÓN: SEGUNDA Y TERCERA SECCION, REFERENCIA PLANO G-407, ZONA AZUL EN LA FIGURA

ESPECIFICACION DEL ACERO BASE: ASTM A572 GR 50ESFUERZO DE FLUENCIA CARACTERIZADO: 3515 kg/cm2PERFIL BASE: LI-203mm x 19 mm (LI 8 plg x 8 plg x 3/8 plg)PERFIL DE REFUERZO: SOLERA 101.6 mm x 9.52 mm (4 plg x 3/8 plg)ESPECIFICACION DEL ACERO DE REFUERZO: ASTM A-36ESFUERZO DE FLUENCIA CARACTERIZADO = 3398 kg/cm2 (promedio)




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TAMAÑO MAXIMO DEL FILETE.16 mm -1.6 mm = 14.4 mm (1/2”)

13 mm (1/2”)




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5.0 REFERENCIAS.

Consecutivo Documento.01 “Análisis estructural PM-2005” Ed. Noviembre de 2011.

02 “Resumen ejecutivo PM-2005” Ed. Noviembre de 2011.

03 Plano G-404 “Mástil: Sección Izquierda y Derecha.”

04 Plano G-407 “Refuerzo: Mástil Sección 1, 2 y 3”.

05Procedimiento para el refuerzo de la 1ra, 2da y 3ra sección del mástil del equipo PM-2005

6.0 NORMATIVA Normas empleadas como referencia:

Partida Abreviatura Descripción

01 R.C.D.F. Reglamento de Construcción para el Distrito Federal.

02 N.T.C.Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcción para el Distrito Federal.

03 M.D.O.C.-C.F.E.Manual de obras civiles. Comisión Federal de Electricidad. Sismo y Viento.

04 API American Petroleum Institute.

05 M.C.A.- DEP.IMCAManual de construcción en acero. Diseño por esfuerzos permisibles. Instituto Mexicano de la Construcción en Acero.

06S.C.M.- A.S.D.-

AISCAmerican Institute of Steel Construction.AISC, ASD Novena Edicion.

NOTA: LA NORMATIVIDAD ARRIBA ENLISTADA CORRESPONDE A SU EDICIÓN MAS RECIENTE, EXCEPTO DONDE SE INDIQUE


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7.0 SOPORTE TÉCNICO.

Relación del personal responsable en el presente documento aplica para el contrato denominado "Inspección en las condiciones de operación y seguridad de los equipos de perforación y reparación de pozos de las divisiones norte, sur y marina a cargo de la unidad de perforación y mantenimiento de pozos de PEP”.

RESPONSABLE DE LA COORDINACIÓN TÉCNICA DEL ANÁLISIS DEL EQUIPO PM-2005.

LÍDER DE PROYECTO

ING. JOSE MANUEL VILLEGAS GUZMAN. Firma:

RESPONSABLE DE LA COORDINACIÓN TÉCNICA DEL ANÁLISIS

ING. MANUEL JESUS SARAO ALMEYDA Firma:

ESPECIALISTAS

ING. RICARDO MONTEJO FLORES Firma:

ING. CARLOS ADALBERTO MARTINEZ PALOMEQUE Firma:

ING. LUIS ALBERTO SANCHEZ TRUJILLO Firma:

ING. RAÚL FRÍAS SÁNCHEZ Firma:

TEC. IBET TOMAS RAMOS PÉREZ Firma:

T.S.U. MIGUEL CARRERA ZAPATA Firma:

ING. OMAR OLIVARES CACHO Firma:

ARQ. OTONIEL ZAPATA ALONSO Firma:

Los arriba firmantes, bajo protesta de decir verdad, manifiestan que la información contenida en el análisis de "Reevaluación de análisis estructural equipos PM-2005”, a su leal saber y entender, es real y fidedigna, y que saben de la responsabilidad en que incurren los que declaran con falsedad ante autoridad administrativa distinta de la judicial, tal y como lo establece el artículo 247 del Código Penal.Ni COMIMSA, ni ninguno de sus trabajadores, tiene la habilidad de poder predecir o adivinar los hechos que pueden suceder en el futuro, y en la mayoría de los casos éstos son ajenos a la aplicación de las diversas medidas de recomendación que en este estudio se emiten, dado que la finalidad de la presente evaluación, es la de mostrar un panorama del nivel certidumbre estructural que tienen los mástiles analizados, y de esta forma analizar las posibles consecuencias en caso de que alguno de los eventos aquí analizados se presente, y no es el fin del estudio, el predecir si estos eventos o accidentes se pueden presentar.


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