1. Concepto y Objetivo
El Desenrosque Mecánico es una operación de pesca (fishing) que se utiliza para separar deliberadamente la sarta de perforación (drill string) en una conexión de rosca específica, justo por encima del punto donde la tubería ha quedado atascada (stuck pipe).
* Finalidad: Recuperar la porción libre de la tubería para luego intentar pescar la parte atascada con herramientas especializadas, o abandonar esa porción en el pozo si fuera necesario.
* Mecanismo: La operación combina la aplicación de torsión inversa (izquierda) con una fuerza de impacto explosiva cuidadosamente colocada.
2. Principios del Desenrosque Mecánico
El éxito de la operación depende de la combinación precisa de tres factores en la conexión de la junta (tool joint) seleccionada:
* Tensión Apropiada: Aplicar una tensión que resulte en una carga de tracción nula o ligeramente positiva en la rosca de la junta.
* Torsión Reversa (Izquierda): Aplicar una torsión en sentido contrario al apriete (izquierda), generalmente entre el 50% y el 75% del torque de apriete original (make-up torque).
* Carga Explosiva: Utilizar una carga explosiva (string-shot o cordón detonante) de tamaño suficiente y colocada con precisión dentro de la tubería, justo frente a la conexión seleccionada.
El momento de la verdad ocurre cuando la torsión de izquierda se aplica a toda la sarta libre, y la onda de choque de la explosión afloja instantáneamente la rosca en el punto seleccionado, permitiendo que la torsión acumulada complete el desenrosque.
3. Procedimiento Detallado de Operación y Seguridad
La operación requiere estricto control y preparación para garantizar la seguridad y la efectividad:
| Paso | Descripción de la Acción | Justificación Educativa y de Seguridad |
|---|---|---|
| 1. Selección de la Junta | Elegir una conexión (tool joint) que haya sido previamente separada y vuelta a apretar durante el viaje de entrada (tripping). | Estas juntas tienen menos probabilidades de estar demasiado apretadas y ofrecen un punto de falla predecible. |
| 2. Determinación del Punto Libre | Calcular con precisión el punto libre de la tubería (free point calculation) para saber exactamente dónde comienza la sección atascada. | El desenrosque debe realizarse en una junta lo más cercana posible, pero por encima del punto de atasco. |
| 3. Aplicar el torque de reversa (izquierda) deseado desde la superficie |. Este torque debe "trabajarse" lentamente hacia abajo por toda la sarta libre. | Esto garantiza que la tensión de torsión requerida esté presente en la conexión seleccionada al momento del disparo. |
| 4. Cálculo y Aplicación de Tensión | Aplicar la tracción superficial necesaria para generar una tensión nula o ligeramente positiva en la junta seleccionada. | Concepto Clave: En pozos rectos, el tiro necesario es el peso de la tubería libre más el peso de los equipos (bloques). En pozos desviados, se requiere un cálculo más complejo debido a la fricción (drag) y el soporte de pared (wall support). |
| 5. Colocación de la Carga | Bajar el dispositivo de carga explosiva (string-shot) y posicionarlo con precisión frente a la junta seleccionada. | La onda de choque debe actuar directamente sobre la conexión. |
| 6. Disparo y Reintento | Disparar la carga explosiva. Si la sarta no se desenrosca, se debe continuar "trabajando" la torsión por la sarta antes de intentar una segunda carga. | La energía de la explosión afloja la rosca para que la energía de torsión acumulada en la sarta pueda desenroscarla. |
🚨 Requisitos Clave de Seguridad
* Asegurar que las cuñas de agarre (slips) de la mesa rotatoria y los dados de las llaves (tongs) estén limpios, afilados y del tamaño adecuado.
* Bloquear los mangos de las cuñas (slip handles) para evitar que salgan despedidas por la fuerza del quiebre.
* Cuando se aplica torsión, las llaves de seguridad (back-up tong) deben sujetar la tubería y los elevadores deben estar asegurados y bloqueados.
* Mantener al personal alejado del área peligrosa mientras se aplica y se libera la torsión en la sarta.
4. Cálculos de Torsión y Giros
La cantidad de torsión (torque) que la tubería de perforación puede almacenar de forma segura antes de alcanzar su límite elástico se calcula utilizando la siguiente relación:
Torque (T) = {Giros/Longitud} x (D^4 - d^4)
* Donde T es la torsión aplicada, y D y d son los diámetros exterior e interior de la tubería, respectivamente.
* Limitación: El torque máximo aplicado no debe exceder el torque de apriete original de la junta (make-up torque), reducido por un factor de seguridad, ya que este es el punto más débil que se busca desconectar. El cuerpo de la tubería es generalmente más fuerte que la conexión.
Ejemplo de Cálculo
donde K se da en la siguiente tabla:
Nota :
- En unidades del SI: K = 0,00051 (D 4 – d 4 ) [D y d en mm]
- En unidades de campo: K = 50,16 (D 4 – d 4 ) [D y d en pulgadas]
Estos factores se basan en un módulo de corte de 8,274 x 10 10 N/m 2 (11,71 x 10 6 psi).
Ejemplo para unidades SI:
Tubería de perforación de primera calidad, 127 mm IEU, 29,02 kg/m, grado E, rosca con juntas de herramienta NC50. Atascada a 3630 m.
- El peso aproximado del DP es de 28,9 kg/m (descargar Manual de datos de perforación PDF)
- El peso de la tubería libre en el aire es 3.630 x 28,9 x 9,81/10 = 102.900 daN
- Utilizando un factor de diseño de 1,15, el par admisible es de 1.850 daN-m.
- Vueltas por 100 m = (1.850 x 10)/ 47.000 = 0,394
- El número de vueltas es 0,391 x 36,30 = 14,3
Ejemplo para unidades no pertenecientes al SI:
Tubería de perforación premium de 5″ IEU, 19.5 lb/ft, grado E, con juntas de herramienta NC50. Atascada a 11,900 pies. Calcule el número de vueltas para realizar el retroceso mecánico de la tubería de perforación.
Solución:
- El peso aproximado del DP es de 19,4 lbs/ft (Descargar Libro Rojo de Halliburton )
- El peso de la tubería libre en el aire es 11.900 x 19,4 = 230.900 libras.
- Usando un factor de diseño de 1,15, el torque permitido es 13.300 lbs-ft.
- Vueltas por 1000 pies = 13.300/11.100 = 1,20
- El número de vueltas es 1,20 x 11,9 = 14,3
Nota:
Recuerde que si el torque de apriete de la junta de herramienta es inferior al torque admisible en el cuerpo de la tubería, al aplicar el torque a la izquierda, la tubería podría retroceder antes de alcanzar dicho par. Si esto no se desea, el límite superior del torque se determina por el torque de apriete más bajo utilizado en la junta de herramienta, reducido por un factor de seguridad.
Fuente
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