La inspección de la tubería de perforación es un proceso crítico para prevenir fallas catastróficas en el pozo, las cuales pueden resultar en operaciones de pesca costosas, pérdida del pozo o riesgos de control de brotes. Existen tres estándares principales que rigen estas inspecciones a nivel mundial.
1. Los Tres Estándares Principales
A. API RP 7G-2
Publicado por el American Petroleum Institute, es el estándar tradicional para la inspección de elementos de la sarta de perforación.
Enfoque: Establece las prácticas recomendadas para la inspección y clasificación de tubería usada.
Uso: Es el estándar base, aunque muchas operadoras modernas lo consideran un "mínimo aceptable" y prefieren normativas más estrictas para proyectos de alta complejidad.
B. TH Hill DS-1 (Drilling Support 1)
Desarrollado originalmente por T.H. Hill Associates (ahora Bureau Veritas). Es probablemente el estándar más utilizado en la industria para pozos complejos.
Enfoque: Se divide en varios volúmenes que cubren desde el diseño hasta la inspección de tubería nueva y usada.
Niveles de Inspección: DS-1 introduce "Categorías de Servicio" (del 1 al 5) según la severidad del pozo, donde la Categoría 5 es la más rigurosa.
C. NS-1 (Fearnley Procter)
Es un estándar muy popular en el Mar del Norte y en operaciones de ERD (Extended Reach Drilling).
Enfoque: Se centra no solo en la inspección, sino también en la fabricación y el mantenimiento de la tubería. Es extremadamente estricto en cuanto a las tolerancias de desgaste y grietas por fatiga.
2. Clasificación de la Tubería según su Desgaste
Independientemente del estándar, la tubería se clasifica comúnmente según el desgaste de la pared del tubo (cuerpo):
3. Métodos de Inspección Comunes
Un programa de inspección completo suele incluir varios de los siguientes métodos:
Inspección Visual (Visual Inspection)
Se revisa el cuerpo del tubo en busca de abolladuras, corrosión severa, rectitud y daños evidentes en las conexiones (roscas y hombros).
Inspección de Partículas Magnéticas (MPI)
Utilizada principalmente en las conexiones y áreas de recalce (upsets). Se aplica un campo magnético y partículas fluorescentes para detectar grietas finas que no son visibles al ojo humano.
Inspección Electromagnética (EMI)
Una unidad (comúnmente llamada "Buggy") recorre el cuerpo del tubo. Utiliza corrientes de Foucault para detectar variaciones en el espesor de la pared y defectos transversales.
Ultrasonido (UT)
Se utiliza para medir con precisión el espesor de la pared en puntos específicos o para inspeccionar áreas críticas donde otros métodos no tienen alcance. Es vital para detectar corrosión interna (pitting).
4. Inspección de las Conexiones (Tool Joints)
Las conexiones sufren la mayor cantidad de estrés. Los puntos clave de inspección son:
Hombro de Sellado: Debe estar perfectamente liso para evitar fugas y erosión.
Raíz de la Rosca: Lugar común para el inicio de grietas por fatiga.
Diámetro Exterior (OD): Si el tool joint está muy desgastado, no tendrá suficiente fuerza de torsión (torque de apriete).
5. ¿Por qué es necesaria la inspección periódica?
La tubería de perforación está sujeta a:
Fatiga Ciclista: Por la rotación en secciones curvas del pozo.
Corrosión: Por gases como o y el oxígeno en el lodo.
Cargas de Tensión: Especialmente en pozos profundos.
Nota Crítica: Una falla por fatiga a menudo ocurre sin previo aviso en superficie. La única forma de prevenirla es identificar la grieta microscópica durante una inspección programada antes de que se propague y cause una ruptura.
Conclusión Técnica
Para un pozo de exploración estándar, el nivel API suele ser suficiente. Sin embargo, para pozos direccionales, de alta presión/alta temperatura (HPHT) o en aguas profundas, es imperativo exigir estándares DS-1 Categoría 4 o 5 o NS-1 para garantizar la integridad de la sarta.
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Para calcular la carga en el gancho al límite elástico (Hook Load at Min. Yield), es fundamental entender que este valor representa la tensión máxima que la tubería puede soportar antes de sufrir una deformación permanente.
A continuación, presento una tabla técnica de referencia basada en los estándares API RP 7G, que detalla la carga de fluencia (Yield) para los tamaños y grados más comunes de tubería de perforación en sus tres clasificaciones principales.
Tabla de Resistencia a la Tensión (Yield Strength)
| Tamaño (OD) | Peso (lb/ft) | Grado | Nueva (100%) [lb] | Premium (80%) [lb] | Clase 2 (70%) [lb] |
| 3-1/2" | 13.30 | E-75 | 221,500 | 170,100 | 146,000 |
| 13.30 | G-105 | 310,100 | 251,500 | 217,300 | |
| 13.30 | S-135 | 398,700 | 332,900 | 288,500 | |
| 4" | 14.00 | E-75 | 243,300 | 188,400 | 162,300 |
| 14.00 | X-95 | 308,200 | 249,700 | 216,200 | |
| 14.00 | G-105 | 340,600 | 279,700 | 243,200 | |
| 4-1/2" | 16.60 | E-75 | 330,600 | 248,300 | 211,700 |
| 16.60 | G-105 | 462,800 | 363,200 | 313,200 | |
| 16.60 | S-135 | 595,000 | 488,200 | 425,700 | |
| 5" | 19.50 | E-75 | 395,600 | 311,500 | 269,300 |
| 19.50 | G-105 | 553,800 | 448,500 | 390,700 | |
| 19.50 | S-135 | 712,100 | 592,900 | 520,300 | |
| 5-1/2" | 21.90 | E-75 | 445,300 | 353,200 | 306,400 |
| 21.90 | S-135 | 801,500 | 674,800 | 594,400 |
Consideraciones Críticas para el Cálculo
Definición de Clases:
Nueva: Pared nominal al 100%.
Premium: Tubería con un desgaste de pared no mayor al 20% (mínimo 80% de espesor restante). Es el estándar para la mayoría de las operaciones.
Clase 2: Tubería con un espesor de pared de al menos el 70%.
Factor de Seguridad: Los valores de la tabla son de ruptura teórica (Yield). En operaciones reales, siempre se debe aplicar un factor de diseño (usualmente 0.85 o 0.90) para obtener la Carga Máxima Permitida.
Efecto de la Torsión: Si estás aplicando torque (rotando) mientras tensionas, la capacidad de tensión disminuye significativamente. Debes consultar una gráfica de carga combinada (Combined Load Graph).
Carga en el Gancho Actual: Recuerda que para comparar estos valores con tu indicador de peso, debes considerar el efecto de flotación () y el peso del bloque viajero.
FUENTES
- Brief Of Drill Pipe Inspections to be performed:
- Possible Thread Damages
- Drill Pipe Inspection Standards.
