API 5C3 — Tablas de Referencia de Colapso, Reventón y Peso de Casing
Fórmulas de propiedades de rendimiento API TR 5C3 / ISO/TR 10400: modelo de presión de colapso de cuatro regímenes, coeficientes por grado desde H40 hasta Q125, presión de fluencia interna de Barlow (reventón) y peso por metro de tubería. Incluye tabla de referencia de reventón de Barlow y ejemplos resueltos.
Acerca de API TR 5C3 / ISO/TR 10400
El Informe Técnico API 5C3 (ahora reemplazado por ISO/TR 10400:2011) define las fórmulas para calcular tres propiedades de rendimiento clave de OCTG: presión de colapso, presión de fluencia interna (reventón) y peso de tubería. Estas son las calificaciones publicadas en las Tablas de API 5CT y utilizadas en el diseño de sartas de casing.
El modelo de colapso utiliza cuatro fórmulas dependiendo de la relación D/t (diámetro/pared) — colapso por resistencia a la fluencia para tubería de pared gruesa y colapso elástico para tubería de pared delgada, con fórmulas plásticas y de transición que cubren el rango intermedio que rige la mayoría del casing y tubing de producción.
Modelo de Colapso de Cuatro Regímenes
La fórmula de colapso aplicable depende de D/t (OD ÷ espesor de pared nominal). Aplique la fórmula correspondiente al rango D/t en que se encuentra su tubería, usando los coeficientes específicos por grado de la pestaña superior. Los límites (D/t)_YP, (D/t)_PT, (D/t)_TE están tabulados en la Tabla 1 de API TR 5C3 y varían según la resistencia mínima a la fluencia del grado.
Definición de Variables
| Símbolo | Definición | Unidades |
|---|---|---|
| D or OD | Diámetro exterior del tubo (nominal) | mm (o pulg) |
| t | Espesor de pared nominal | mm (o pulg) |
| D/t | Relación diámetro/espesor (adimensional) | — |
| Yp | Resistencia mínima a la fluencia del grado (de API 5CT) | MPa (o psi) |
| A, B, C | Coeficientes de colapso plástico per API TR 5C3 Tabla 1 | A, B adimensional; C mismas unidades que Yp |
| F, G | Coeficientes de colapso de transición per API TR 5C3 | Adimensional |
| Pyp | Presión de colapso por resistencia a la fluencia | MPa (o psi) |
| Pp | Presión de colapso plástico | MPa (o psi) |
| Pt | Presión de colapso de transición | MPa (o psi) |
| Pe | Presión de colapso elástico — constante del acero = 323 700 MPa (46 950 000 psi) | MPa (o psi) |
| (D/t)_YP | Límite D/t entre régimen de fluencia y plástico | — |
| (D/t)_PT | Límite D/t entre régimen plástico y de transición | — |
| (D/t)_TE | Límite D/t entre régimen de transición y elástico | — |
Límites de Régimen D/t Aproximados por Grado
Los límites D/t se desplazan hacia abajo a medida que aumenta la resistencia a la fluencia (la tubería de mayor grado tiene un rango de colapso plástico más pequeño). Los valores siguientes son aproximados — use la Tabla 1 de API TR 5C3 o la Tabla B.1 de ISO/TR 10400 para valores precisos en el diseño de casing.
| Grado | Fluencia Mín. (ksi) | Régimen fluencia: D/t ≤ | Régimen plástico: D/t | Régimen transición: D/t | Régimen elástico: D/t ≥ |
|---|---|---|---|---|---|
| H40 | 40 | ~16–17 | ~17 – ~27 | ~27 – ~43 | ~43 |
| J55/K55 | 55 | ~15–16 | ~16 – ~26 | ~26 – ~38 | ~38 |
| N80/L80 | 80 | ~13–14 | ~14 – ~22 | ~22 – ~32 | ~32 |
| C90 | 90 | ~13 | ~13 – ~21 | ~21 – ~30 | ~30 |
| T95/R95 | 95 | ~12–13 | ~13 – ~20 | ~20 – ~29 | ~29 |
| P110/C110 | 110 | ~12 | ~12 – ~19 | ~19 – ~27 | ~27 |
| Q125 | 125 | ~11–12 | ~12 – ~18 | ~18 – ~25 | ~25 |
La mayoría del casing de producción (4½" – 9⅝", pesos estándar) cae en el régimen de colapso plástico o de transición. El casing de superficie (13⅜" – 20", paredes más ligeras) frecuentemente cae en el régimen de transición o elástico.
Especificaciones y Herramientas Relacionadas
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