1. Componentes del Drill Pipe
Una pieza de tubería de perforación no es un tubo uniforme; consta de tres partes soldadas por fricción:
Cuerpo del Tubo: La sección central larga y delgada.
Tool Joint (Pin): La conexión macho con roscas externas.
Tool Joint (Box): La conexión hembra con roscas internas.
2. Clasificación API de la Tubería
La API (American Petroleum Institute) clasifica la tubería según varios criterios críticos:
A. Grados de Acero (Resistencia a la Fluencia)
Los grados determinan la capacidad de carga de la tubería. Los más comunes son:
E-75: Resistencia mínima a la fluencia de psi. (Uso en pozos someros).
X-95: psi.
G-105: psi.
S-135: psi. (Uso en pozos profundos y de alta exigencia).
B. Rangos de Longitud
La tubería se fabrica en tres rangos de longitud estándar:
Rango 1 (R1): pies ( m).
Rango 2 (R2): pies ( m). Es el más utilizado en la industria.
Rango 3 (R3): pies ( m).
3. Tipos de Recalcado (Upsetting)
El recalcado es el proceso de engrosar la pared del tubo en los extremos antes de soldar los tool joints para fortalecer la zona de transición.
IU (Internal Upset): El exceso de grosor está hacia el interior.
EU (External Upset): El exceso de grosor está hacia el exterior.
IEU (Internal-External Upset): El grosor aumenta tanto hacia adentro como hacia afuera (proporciona la máxima resistencia).
4. Clasificación según el Desgaste (Clases de Tubería)
Durante la inspección (usualmente mediante métodos electromagnéticos o ultrasonido), la tubería se marca con bandas de colores para indicar su estado:
5. Propiedades Físicas y Mecánicas
El diseño de la sarta debe considerar:
Capacidad de Tensión: La carga máxima que puede soportar el tubo antes de deformarse permanentemente.
Resistencia al Colapso: Resistencia a la presión externa (lodo en el anular).
Resistencia al Estallido: Resistencia a la presión interna.
Capacidad de Torque: La torsión máxima permitida, crucial en pozos direccionales.
6. Heavy Weight Drill Pipe (HWDP)
Es una tubería de transición entre los drill collars (pesados y rígidos) y la tubería de perforación estándar (ligera y flexible).
Características: Tiene paredes mucho más gruesas y un "protector de desgaste" (center upset) en el medio del cuerpo para evitar el pandeo lateral y el desgaste por abrasión.
Función: Proporciona peso sobre la barrena en pozos direccionales y reduce la fatiga en la zona de transición de la sarta.
🛠 Guía de Identificación y Prevención de Fallas en la Sarta
1. Fatiga Mecánica (La "Muerte Silenciosa")
Es la causa número uno de fallas. Se produce por esfuerzos cíclicos de tensión y compresión, especialmente en pozos con curvas pronunciadas (doglegs).
Cómo identificarla: Grietas finas, usualmente en la raíz del último hilo de rosca del pin o en la zona de transición del recalcado (upset).
Relación con artículos anteriores: El pandeo helicoidal y las vibraciones laterales aceleran exponencialmente la fatiga al forzar a la tubería a doblarse mientras rota.
Prevención: * Monitorear severidad de doglegs.
Rotar la sarta para distribuir el desgaste.
Inspección electromagnética regular (Paso de Clase Premium a Clase 2).
2. Lavado de Conexión (Washout)
Ocurre cuando el fluido de perforación atraviesa el sello de la conexión y erosiona el acero.
Cómo identificarla: Pérdida repentina de presión en las bombas de lodo. Visualmente, se observa un surco erosionado en el hombro de la conexión o en las roscas.
Causa raíz: Torque de apriete insuficiente en superficie o daños previos en los hombros de sellado.
Relación con artículos anteriores: El uso de conexiones NC (Numbered Connections) asegura que el perfil de rosca sea el correcto, reduciendo este riesgo si se aplica el torque API recomendado.
3. Falla por Torsión (Twist-Off)
La sarta se corta físicamente debido a que el torque aplicado supera la capacidad del acero.
Cómo identificarla: Pérdida total de torque y peso en superficie. La tubería queda "pescada" en el pozo con una fractura helicoidal o rugosa.
Relación con artículos anteriores: El fenómeno de Stick-Slip (vibración torsional) es el principal detonante. Cuando la barrena se libera súbitamente tras estar pegada, la energía acumulada puede superar el límite de fluencia del grado de acero (ej. S-135).
Prevención: * Uso de sistemas Soft Torque.
Lubricación adecuada del lodo.
No exceder el torque máximo del tool joint.
4. Bloqueo por Pandeo (Buckling Lock-up)
La tubería se deforma tanto que se "acuña" contra las paredes del pozo.
Cómo identificarla: El peso aplicado en superficie no se refleja en la barrena (el WOB no aumenta). El torque se vuelve errático.
Relación con artículos anteriores: Exceder el Límite de Pandeo Helicoidal.
Prevención: * Añadir Heavy Weight Drill Pipe (HWDP) para mover el punto de transición de peso.
Colocación estratégica de estabilizadores según el análisis de BHA.
📋 Matriz de Acción Rápida para el Perforador
Consejo Pro: Siempre verifica que el Grado de Acero (E, X, G o S) sea el adecuado para la profundidad del pozo. Un error común es usar Grado E-75 en secciones profundas donde la carga de tensión es crítica.
MAS INFORMACION
- Manufacturing Process
- Types of Drill Pipe
- Drill Pipe Specifications
- What is The Common Drill Pipe Ranges
- Drill Pipe Class
- Criteria For Determining The Class
- Identification Marks
