Una falla en la sarta de perforación se define como la terminación prematura de la vida útil de un componente, ya sea por una ruptura física o por una deformación que impide que cumpla su función operativa. Estas fallas representan uno de los mayores costos no planificados (NPT) en la industria.
1. Mecanismos Principales de Falla
El artículo categoriza las fallas en cuatro tipos principales, cada uno con características físicas distintas:
A. Fatiga (El principal enemigo)
La fatiga es el agrietamiento progresivo del acero bajo cargas cíclicas repetidas.
Causas: Ocurre principalmente en pozos con alta severidad de pata de perro (doglegs). Al rotar, la tubería se somete a ciclos de tensión (en la parte exterior de la curva) y compresión (en la parte interior).
Fatiga por Corrosión: La presencia de gases corrosivos ( o ) o un pH bajo en el lodo acelera la formación de microfisuras, reduciendo drásticamente la vida útil de la tubería.
B. Fallas por Tensión (Sobrecarga)
Ocurren cuando la carga de tracción supera el límite de fluencia del acero.
Apariencia: El tubo presenta un "estiramiento" o reducción de diámetro (necking) antes de la ruptura.
Escenario común: Intentar liberar una sarta pegada aplicando un exceso de tensión desde la superficie.
C. Fallas por Torsión (Twist-off)
Se producen cuando el torque aplicado excede la capacidad de la conexión o del cuerpo del tubo.
Causas: Generalmente asociadas a un torque excesivo en la mesa rotaria o eventos de stick-slip severo.
Efecto: La falla suele ocurrir en el pin de la conexión, que se corta limpiamente.
2. Factores Contribuyentes
El artículo destaca que rara vez una falla se debe a una sola causa. Los factores que exacerban el riesgo son:
Daño Mecánico Superficial: Muescas causadas por las cuñas (slips) o llaves de potencia actúan como concentradores de esfuerzos donde se inician las grietas.
Desgaste por Abrasión: La reducción del espesor de pared debido al roce con la formación o el revestidor disminuye la resistencia mecánica (paso de clase Premium a Clase 2).
Ambiente Químico: * Fragilización por Hidrógeno (): El hidrógeno penetra en la estructura del acero, volviéndolo quebradizo.
Oxígeno y : Causan picaduras (pitting) que sirven como puntos de inicio para la fatiga.
3. Inspección y Control de Calidad
Para prevenir estas fallas, el artículo recomienda seguir estándares de inspección rigurosos (como API RP 7G-2 o TH Hill DS-1):
Inspección Visual: Revisión de hombros de sellado y roscas.
Partículas Magnéticas (MPI): Para detectar grietas superficiales en las conexiones.
Ultrasonido / Electromagnetismo: Para medir el espesor de pared y detectar fallas internas en el cuerpo del tubo.
4. Estrategias de Prevención en el Campo
Control de Vibraciones: Mantener los parámetros dentro de la "ventana segura" para evitar vibraciones laterales y axiales que inducen fatiga.
Química del Lodo: Mantener un pH superior a 9.5 y utilizar secuestrantes de oxígeno y .
Gestión de Torque: No exceder el torque de apriete (make-up torque) recomendado por el fabricante para evitar estirar los pines.
Prácticas de Manejo: Evitar el uso de cuñas excesivamente afiladas y asegurar que los protectores de rosca se usen en cada movimiento de la tubería.
Conclusión Técnica
La prevención de fallas no es solo responsabilidad del inspector, sino del perforador al manejar los parámetros de operación. Una sarta que opera en un ambiente corrosivo y con altas vibraciones fallará mucho antes de alcanzar su límite de diseño teórico.
MAS INFORMACION
- Fatigue
- Tensile Drill String Failures
- Torsion Failures
- Burst & Collapse Drill String Failure
- Split Box
- Weld Related Drill String Failures
- Sulfide Stree Cracking
- Stress Corrosion Cracking & Drill String Failure
..
