Cálculo de la carga de gancho de un equipo de workover.

Qué incluye realmente la carga de gancho.

La carga de gancho es la fuerza aal que el bloque viajero, el gancho y el malacate soportan al tirar de la sarta. No es solo el peso de la tubería. Cuaro componentes importan:

• Peso de la sarta en aire — tubería o tubería de perforación más collares, herramientas y BHA.
• Factor de flotabilidad — la sarta está sumergida en el fluido del pozo, por lo que su peso aparente se reduce por el factor de flotabilidad del fluido.
• Peso del bloque viajero y gancho — el bloque, el gancho y la elevadora mismos cuelgan de la misma línea.
• Margen dinámico y de fricción — el jarqueo, la sobreextracción por tubería aascada y la fricción del pozo agregan carga temporal por encima de la cifra estática.

El cálculo.

La carga estática de gancho es:

Hook load = (W_{string air} × BF) + W_block + W_tools

Donde:

• W_{string air} = weight of tubing/DP in air (kg/m × length, in kN)
• BF = factor de flotabilidad = (65.5 - peso del lodo en ppg) / 65.5 para acero; o (7.85 - SG del fluido) / 7.85
• W_block = bloque viajero + gancho + peso de elevadora (típicamente 20-60 kN según la clase de equipo)
• W_tools = BHA, jarquillos, aceleradores, sarta de asentamiento

Luego aplique un margen de seguridad: la carga máxima esperada de gancho debe situarse por debajo de la carga nominal de gancho del equipo, y la carga máxima de gancho del equipo es el techo estructural. Un objetivo práctico es un margen del 20-30% entre la carga calculada y la calibración nominal.

Worked example: 4,000 m workover with 2 7/8" tubing.

Take a 4,000 m well with 2 7/8" EU tubing (nominal weight 9.5 lb/ft = 14.1 kg/m), BHA of about 1,200 kg, and 1.15 SG brine.

Ahora compare contra las calibraciones del equipo. El 350HP XJ350 tiene una carga nominal de gancho de 650 kN y una máxima de 900 kN. Los 519 kN calculados se sitúan por debajo de los 650 kN nominales — unos 20% de margen — que es la envolvente correcta. El 250HP XJ250 con 400 kN nominales estaría subdimensionado para este pozo: la carga calculada excede la calibración nominal.

Cómo la gama ZYT se mapea a este cálculo.

Errores comunes a evitar.

• Usar el peso en aire sin flotabilidad. Esa sobreestima la carga y conduce a sobreespecificar el equipo, pero es más seguro que lo contrario. Siempre aplique el factor de flotabilidad para el fluido real del pozo.
• Comparar la carga calculada con la máxima en lugar de la nominal. La calibración máxima es un techo estructural para cargas de corta duración, no una carga de trabajo. Si la carga esperada está cerca del máximo, suba un tamaño de equipo.
• Olvidar el bloque y las herramientas. Los 30-60 kN de bloque, gancho y elevadora no son opcionales — cuelgan de la misma línea que el malacate está tirando.
• Ignorar la sobreextracción por tubería aascada. El jarqueo y las extracciones en puna libre pueden agregar 100-300 kN por encima de la carga estática. El margen entre la carga calculada y la calibración nominal es donde vive esa carga transiaria.

Qué enviar en la consulta.

Cuando solicite a un proveedor una recomendación de equipo, incluya la carga de gancho calculada, no solo la profundidad. Indique: el tamaño y peso de tubería/DP, la profundidad del pozo, la densidad del fluido, el BHA esperado, y la sobreextracción que espera para tubería aascada. Eso produce una selección de equipo emparejada a la carga real en lugar de a un número genérico de potencia. La guía de selección de equipos de workover recorre el resa del proceso de selección, y la comparación workover vs. equipo de perforación explica dónde aplica cada clase.