Especificaciones de la Tubería usada en Perforación, Revestimiento y Completación de Pozos de Petróleo

 

Dimensiones y Resistencias de los Tubulares usados en Perforación

Cómo se fabrica la tubería de revestimiento
· Cuáles son las tolerancias de la tubería de revestimiento
· Qué significan las tolerancias
· Cuál es el tamaño real de una tubería de revestimiento
· Qué hay que considerar al ordenar la compra de un Tubular API para servicio en en el campo petrolero


 

Especificaciones de Revestidores




 

 
 

¿Cuáles son los parámetros que especifican las tuberías de revestimiento de acero?

  1. Tamaño de la carcasa.      
  2. Rango de longitud de la carcasa      
  3. Peso nominal de la carcasa / peso por unidad de longitud
  4. Grado de carcasa de acero 
  5. Tipos de acoplamientos de carcasa

El primer parámetro de especificaciones de carcasa son los tamaños de carcasa

Hay tres tipos de designaciones de tamaño de carcasa

  • Diámetro exterior: es el diámetro de la carcasa medido desde la pared exterior hasta la pared exterior y es el diámetro con el que se identifica la carcasa.
  • Diámetro interior: es el diámetro de la carcasa medido desde la pared interior hasta la pared interior.
  • Diámetro de deriva: es el diámetro mínimo garantizado de la carcasa, el diámetro de deriva es importante porque indica si la carcasa es lo suficientemente grande para que pase un tamaño específico de broca.

El segundo parámetro de especificaciones de la carcasa es el rango de longitud  

API ha establecido tres rangos de longitud para tuberías de revestimiento con límites y tolerancias como se muestra a continuación. Las especificaciones API para tuberías de revestimiento y tuberías de tubería designan el rango de longitud de cada junta. Hay tres rangos de longitud para tuberías de revestimiento (R1, R2, R3):

Las tuberías de revestimiento se ejecutan principalmente en longitudes R-3. Estas longitudes más largas reducen el número total de conexiones roscadas necesarias para la sarta de revestimiento. Dado que la carcasa se suele ejecutar en juntas simples (en lugar de dobles o triples), las longitudes más largas de R-3 son más fáciles de manejar. 

Designación de peso de tubería y tubería de revestimiento API 

Los pesos de las tuberías y revestimientos son una de las especificaciones que se expresan en lb / pie lineal y se designan como pesos de extremos planos o pesos nominales. 
  • El peso del extremo liso por pie es el peso por pie del cuerpo de la tubería, excluyendo la parte roscada y el acoplamiento.  
  • El peso nominal por pie es el peso por pie que se refleja en las tablas de revestimiento y es un peso promedio aproximado por pie de la tubería con conexiones API, incluidos los desajustes, roscas y acoplamientos. 
  • El peso promedio por pie es el peso total de una junta promedio de tubería roscada con un acoplamiento dividido por la longitud total de la junta promedio. 
El peso del extremo plano de las tuberías de revestimiento se puede calcular conociendo el diámetro exterior e interior de la tubería y la densidad del acero (489 lb / ft3):
La diferencia entre el peso nominal y el peso promedio es generalmente pequeña y la mayoría de los cálculos de diseño se realizan utilizando el peso nominal por pie.

El parámetro de especificación de tuberías de revestimiento denominado grados de revestimiento 

Los grados de tubería de revestimiento de acero se identifican mediante letras y números que indican varias características del acero de tubería de revestimiento (como el ejemplo P110). Es una especificación de acuerdo con su límite elástico, resistencia máxima a la tracción, composición química, tratamiento térmico u otras características . Hay muchos grados de tuberías de acero de revestimiento que forman los tubulares de los campos petrolíferos.

Grados de tuberías de revestimiento API  

Los grados de acero de la tubería de revestimiento API-5CT común para campos petrolíferos incluyen J55, K55, N80-1, N80Q y P110. La tubería de revestimiento se utiliza principalmente para la perforación de pozos de petróleo.

Para comprender los grados de tubería de revestimiento API, es importante comprender los términos límite elástico mínimo, límite elástico máximo y resistencia máxima mínima. Para explicar estos términos, se utilizarán como ejemplo dos grados populares de tubulares para yacimientos petrolíferos: L-80 y N-80.

El grado de las tuberías de revestimiento de acero se indica con una letra del alfabeto seguida del límite elástico mínimo del acero en particular. Por ejemplo, el API P-110, tiene un límite elástico mínimo de 110,000 psi, el grado API L-80, tiene un límite elástico mínimo de 80,000 psi como se muestra en el punto “A” en la Figura 2. En otras palabras, puede soporta una tensión de 80.000 psi con un alargamiento del
0,5%.

La 'L' es un prefijo distintivo para evitar confusiones entre diferentes grados de acero. La letra junto con el número designa parámetros tales como el límite elástico máximo y el límite elástico mínimo mínimo.

En L-80, el límite elástico máximo se muestra en el punto "B" como 95,000 psi, que es 15,000 psi más alto que el límite elástico mínimo. La resistencia máxima mínima se muestra en el punto "C" como 95.000 psi. Tenga en cuenta que no se especifica una resistencia máxima máxima.

N-80, otro grado API (ver Figura 3), también tiene un límite elástico mínimo de 80,000 psi, pero es diferente del L-80 en que el primero tiene un límite elástico máximo mayor de 110,000 psi (mostrado por el punto "B" ).
Esto es 30,000 psi más alto que el límite elástico mínimo y el doble de la tolerancia de L-80. La resistencia a la rotura mínima de 100,000 psi también es mayor, como se muestra en el punto "C". Mientras que N-80 no tiene especificación de dureza, L-80 tiene una especificación de dureza de 23 HRC. La estrecha tolerancia en el límite elástico y la dureza permite que el L-80 sea más adecuado para el servicio de H2S que los tubulares de grado N-80.

Grados de tuberías de revestimiento no API 

Además de los grados API, existen muchos grados de acero patentados que pueden no cumplir con las especificaciones API, pero que se utilizan en la industria. Estos grados especiales de uso extendido a menudo se ejecutan para diversas aplicaciones que requieren propiedades tales como resistencia a la tracción muy alta, alta resistencia al colapso o aceros resistentes al agrietamiento por tensión de sulfuro.

Esta tubería se fabrica según muchas, pero no todas, las especificaciones API con variaciones como el grado de acero, el grosor de la pared, el diámetro exterior, la conexión roscada y el malestar relacionado.

Como resultado de estos cambios, las calificaciones de rendimiento interno, colapso y tensión para la tubería y la conexión no son API.

La calificación de estos productos patentados generalmente se calcula usando fórmulas API o son consistentes con métodos API. Además, parámetros como el diámetro de deriva, la tolerancia del espesor de la pared, el rango de longitud y la tolerancia de peso se mantienen iguales o son consistentes con las especificaciones API.

Ahora, el último parámetro de especificación de tuberías de revestimiento que es conexiones de revestimiento

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  • Diametro Nominal
  • Dimensiones Nominales del Tubo
  • Tool Joint
  • Peso Aproximado
  • Torque de Conexión
  • Capacidad
  • Desplazamiento
 
 

La Tubería de Producción es el conducto principal para los fluidos producidos por el pozo. También protege a la tubería de revestimiento de la presión y la corrosión. Su tamaño puede variar desde varias pulgadas en fracciones de pulgadas. Los tamaños más comunes son de 2 7/8” y de 2 3/8” de diámetro externo. Generalmente la tubería de producción (tubing) se corre desde el cabezal del pozo hasta la zona productiva.




La tubería se clasifica por tamaño (diámetro externo e interno, diámetro externo e interno de la rosca de unión de la tubería, peso; lbs/pie) y grados tales como J-55, N-80, P-110, etc. La tubería de producción puede estar hecha de materiales exóticos para soportar las presiones, velocidades y corrosividad producida por el pozo y el entorno del pozo. Se puede aplicar un revestimiento interno como protección contra la corrosión.

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FUNCIONES DE LA TUBERIA DE PRODUCCION

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Empacaduras en Completación de Pozos

Las Empacaduras son herramientas de fondo que se usan para proporcionar un sello entre la tubería de producción y el revestidor, a fin de evitar el movimiento vertical de fluidos desde la empacadura hacia arriba por el espacio anular.


En la actualidad existe una gran variedad de empacaduras en el mercado, pero todas ellas poseen básicamente la misma estructura.

 

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Equipos Usados en Completaciones de Pozos

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La función para la cual una válvula de seguridad es diseñada es para evitar el flujo incontrolado de gas o petróleo de un pozo.
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Tipos de Completaciones

Existen muchas maneras de clasificar o categorizar los tipos de completaciones. Los criterios más comunes para la clasificación de completaciones incluye lo siguiente:
  • Estructura del hoyo / interfase del yacimiento, hueco abierto o entubado, completaciones horizontales.
  • Zona productoras, zona sencilla o múltiples zonas productoras. 
  • Método de Producción, flujo natural o Levantamiento artificial (Artificial Lift).



COMPLETACIONES A HOYO DESNUDO



COMPLETACIONES CAÑONEADAS



COMPLETACIONES POR FLUJO NATURAL.



COMPLETACIONES CON METODOS ARTIFICIALES

 

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 Configuración de las Completaciones


De acuerdo a su configuración, las completaciones suelen clasificarse de la siguiente manera:
  • Completación de una Sola Zona #1 
  • Completación de Una Sola Zona #2 
  • Completación de Una Sola Zona #3 
  • Completación de Una Sola Zona #4 
  • Completación de Una Sola Zona #5 
  • Completación de Una Sola Zona #6 
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  • Completación de Dos Zonas y Dos tuberías 
  • Completación con Múltiples Zonas 


Completación de Una Sola Zona #1 

Completación de Una Sola Zona #2 

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Completación de Una Sola Zona #4

Completación de Dos Zonas con Una sola T

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