Por qué la conexión, no la tubería, a menudo establece el límite
Una sarta de revestimiento es una pila de uniones de 9 a 12 m atornilladas o soldadas entre sí, y la unión es el eslabón más débil de la sarta. En tensión, la eficiencia de la conexión suele ser del 100 por ciento para las uniones acopladas API porque el cuerpo del acoplamiento es más grueso que la pared de la tubería, pero la raíz de la rosca del pasador sigue siendo el lugar sensible-a la fatiga. En estallido, la punta del pasador y el acoplamiento vuelven a ser la sección crítica. Es por eso que API 5CT controla tanto el cuerpo de la tubería como la conexión, y por qué la práctica de campo se enfoca en la composición correcta-en lugar de solo en las propiedades del cuerpo de la tubería.
API 5CT cubre los grados normalmente utilizados para carcasas y tubos - H40, J55, K55, N80 (tipo 1 y Q), L80, C90, T95, P110 y Q125 - y los requisitos dimensionales y de rosca de las juntas estándar suministradas con ellos.
Conexiones roscadas y acopladas
Las uniones roscadas dominan el trabajo de revestimiento porque pueden cerrarse y romperse repetidamente con tenazas de perforación o tenazas eléctricas, y toleran la flexión que ocurre en los pozos desviados.
| Tipo de articulación | Forma de hilo | Afilar | Uso típico |
|---|---|---|---|
| Hilo redondo corto (STC) | Redondo API, 8 hilos por pulgada para 4-1/2 pulgadas de diámetro exterior y mayores | 1:16 (3/4 pulgadas por pie) | Pozos poco profundos y de baja-tensión |
| Hilo redondo largo (LTC) | Ronda API, longitud de rosca más larga | 1:16 | Servicio general, mayor resistencia a la tracción que STC. |
| Contrafuerte (BTC) | Contrafuerte, 5 hilos por pulgada | 1:16 | Paredes pesadas y cuerdas de alta-tensión |
| Junta integral | Cuerpo de tubería retorcido, sin acoplamiento | 1:16 | Despacho restringido |
| Premium / propietario | Perfil modificado con sello de metal-a-metal | Varía | Pozos de gas, HPHT, servicio térmico. |
La rosca redonda API tiene una conicidad de 1:16 y una cresta truncada; La rosca de contrafuerte utiliza una forma de 5 hilos por pulgada con un flanco de carga empinado y un flanco plano, lo que le da una clasificación de tracción mucho más alta que la rosca redonda del mismo diámetro exterior. Normalmente se suministra un acoplamiento del mismo grado que la tubería, y se pueden pedir acoplamientos con espacio libre-especiales cuando los espacios anulares son ajustados.
Uniones soldadas y mecánicas
La soldadura se utiliza para revestimientos de superficie, tuberías conductoras, tuberías de impulsión y algunas cuerdas de amarre-donde no es necesario romper la unión. Un procedimiento típico es un pase de raíz TIG manual o automatizado seguido de pases de llenado y tapado, con precalentamiento en grados de carbono más altos-y calificación completa del procedimiento de soldadura. Los principales inconvenientes son que la unión no se puede desenroscar, la calidad de la soldadura depende de las condiciones del campo y el tratamiento térmico posterior-a la soldadura es difícil en el sitio.
Las alternativas mecánicas incluyen bridas atornilladas, conectores de unión-tipo abrazadera y martillo-y conectores deslizables-o soldados-que se utilizan con elevadores de perforación y revestimientos durante la perforación. Estos se eligen cuando la velocidad de composición-importa más que la estanqueidad-al gas, o cuando la rotación debe transmitirse a través de la conexión.
-Inspección de campo, torsión y composición
La composición-correcta se define mediante un valor de torsión y, para conexiones premium, mediante una curva de giro-de torsión. Las pinzas eléctricas normalmente están equipadas con un sistema de control y registro del par, de modo que cada unión se coteja con la hoja de datos de conexión proporcionada por el fabricante. El compuesto para roscas se aplica tanto al pasador como a la caja; La especificación del compuesto normalmente sigue la práctica API RP 5A3 para la temperatura de servicio.
Antes de correr, las roscas se limpian e inspeccionan para detectar irritaciones y se deriva la tubería para confirmar que el diámetro de deriva especificado no esté obstruido. API 5CT exige una prueba hidrostática del cuerpo de la tubería para la mayoría de los grados de revestimiento y normalmente se presencia o informa como parte de la documentación de prueba del molino. La medición de roscas, utilizando los calibres de referencia y de trabajo adecuados, es una actividad de fábrica, pero las comprobaciones de campo para detectar pasadores dañados o con roscas cruzadas-siguen siendo una práctica estándar en cada viaje.
Elegir una conexión para una cadena determinada
Comience desde el resultado del diseño: carga máxima de tracción, requisitos de estallido y colapso, si el pozo será hermético al gas-y la gravedad esperada del dogleg. La rosca redonda es adecuada para pozos poco profundos y de tensión moderada. Se prefiere el contrafuerte para cuerdas pesadas y paredes gruesas debido a su mayor eficiencia de tracción. Cuando se trata de estanqueidad al gas-, ciclos térmicos o alta presión, normalmente se especifica una conexión premium con un sello de metal-con-metal y un hombro de torsión. Luego se deben comparar el espesor de la pared, el diámetro exterior y la deriva con el diámetro exterior del acoplamiento para confirmar que el espacio anular es aceptable.
Preguntas frecuentes
Q:¿Cuál es la diferencia entre las roscas de carcasa STC y LTC?
R: Ambos utilizan la forma de rosca redonda API con una conicidad de 1:16; la versión de hilo largo tiene una longitud de rosca más larga y, por lo tanto, una mayor resistencia a la tracción, mientras que la versión de hilo corto necesita menos-tiempo de recuperación. El hilo redondo corto normalmente se limita a cuerdas más ligeras.
Q:¿Se puede conectar la carcasa mediante soldadura en lugar de roscas?
R: Sí, la soldadura se utiliza para conductores, tuberías de superficie y de conducción y para algunas cuerdas de amarre-. No es común en el revestimiento de producción porque las uniones no se pueden romper y la calidad de la soldadura y el tratamiento térmico son más difíciles de controlar en el sitio de la plataforma.
Q:¿Cómo se determina-el par de apriete?
R: El torque óptimo se obtiene de la hoja de datos de conexión entregada con la tubería o del compuesto para roscas y las recomendaciones de conexión. En la práctica, el objetivo se verifica en las primeras uniones y luego se monitorea con un sistema de registro de torsión-giro para el resto de la cuerda.
Q:¿Qué especifica API 5CT para la carcasa?
R: API 5CT especifica los grados de acero, las dimensiones, las tolerancias de espesor de pared, las propiedades mecánicas y los requisitos de prueba para carcasas y tubos, incluidos los tipos de roscas y acoplamientos estándar que se suministran con ellos.
Q:¿Cuándo se justifica una conexión premium sobre una junta de contrafuerte API?
R: Cuando se requiere estanqueidad al gas-, carga térmica cíclica o presión interna alta, o cuando el pozo está lo suficientemente desviado como para que la conexión deba resistir la flexión sin perder la integridad del sello. Las conexiones premium se califican mediante pruebas físicas de protocolos reconocidos en lugar de solo mediante la forma del hilo.
Q:¿Qué documentos deben acompañar a una orden de revestimiento?
R: Certificados de pruebas de materiales que muestran el número de calor, grado, composición química, resultados de tracción y rendimiento y valores de impacto cuando corresponda, junto con registros de pruebas hidrostáticas y de deriva e informes de inspección de roscas.