Una tubería de perforación es una tubería de acero que juega un rol crucial en el proceso de perforación de petroleo y gas. Una tubería de yacimiento petrolífero es una parte integral de la sarta de perforación, que conecta el equipo de perforación de superficie a la broca y permite la circulación de los fluidos de perforación.
Pero, exactamente, ¿qué es la tubería de perforación, qué hace y cómo darle mantenimiento? En este artículo explicamos todo lo que necesitas saber sobre las tuberías de perforación.
¿Cómo funciona una tubería de perforación?
Las tuberías de perforación sirven como un conducto o tubería para el fluido de perforación o el lodo de perforación. Este fluido es esencial para enfriar y lubricar la broca, transportar los recortes a la superficie, y mantener la presión en el pozo.
El extremo superior de la tubería de perforación está conectado a la mesa giratoria o al top drive de la plataforma de perforación. Esta conexión es el componente principal que permite la transferencia de potencia rotacional desde la plataforma a la tubería de perforación petrolera.
Tipos de tuberías de perforación
Existen varios tipos de tuberías de perforación, incluyendo:
Tubería de perforación estándar
Los tubos de perforación estándar están disponibles en una variedad de diámetros y espesores, lo que permite flexibilidad en diferentes escenarios de perforación.
Las longitudes suelen oscilar entre 30 y 32 pies, pero existen variantes según los estándares de la industria y los requisitos específicos de perforación.
Los tipos de roscas comunes para tubos de perforación estándar incluyen conexiones API, con un par de configuraciones como API Regular y API IF. API Regular y API IF son dos tipos de conexiones roscadas comúnmente utilizadas en la industria del petróleo y el gas para tuberías de perforación y otros equipos de perforación.
Estas conexiones están estandarizadas por el American Petroleum Institute (API) para garantizar compatibilidad y fiabilidad en las operaciones de perforación.
Tubería de perforación peso pesado
Las tuberías de perforación pesadas sirven para agregar peso a la sarta de perforación, lo que puede ser beneficioso para lograr un mayor peso en la broca y mejorar la velocidad de penetración.
Además del peso, una tubería de perforación pesada contribuye a estabilizar el conjunto del fondo del pozo, reducir la vibración, y garantizar una perforación mzás eficiente.
Esta es la razón por la cual la mayoría de las empresas prefieren utilizar una tubería de perforación pesada en lugar de una tubería estándar.
¿Qué es un collar de perforación?
Los collares de perforación o portamechas son componentes esenciales de la sarta de perforación, y desempeñan un papel fundamental en la optimización de las operaciones de perforación.
Localizados sobre la broca o cerca de la parte inferior de la sarta de perforación, estos componentes tubulares pesados y gruesos cumplen funciones cruciales que impactan significativamente la eficiencia de la perforación. Con estos, la extracción de petróleo se puede realizar sin problemas.
Concentración de peso
Los portamechas están estratégicamente colocados para concentrar peso adicional en la broca. Esta distribución deliberada del peso mejora la eficacia del proceso de perforación al mejorar la tasa de penetración y permitir un mejor control sobre la trayectoria de perforación.
Mejorar la eficiencia de la perforación
Debido a su concentración de peso, los portamechas contribuyen a la transmisión de fuerza a la broca, permitiéndole penetrar el subsuelo de manera mucho más eficiente.
Esto es particularmente beneficioso en condiciones geológicas desafiantes donde un mayor peso en la broca es esencial para el progreso.
Estabilidad del pozo
Una de las funciones principales de loscollares de perforación es mejorar la estabilidad del pozo. Desempeñan un papel clave a la hora de minimizar la desviación del pozo y evitar que la sarta de perforación se desvíe de su curso.
Esta estabilidad es crucial para mantener la precisión durante la perforación, especialmente cuando se apunta a zonas específicas del subsuelo.
Evitar el agrandamiento del pozo
Los portamechas también actúan como estabilizadores al reducir el riesgo de agrandamiento del pozo. El diseño de paredes gruesas ayuda a reducir la tendencia natural del pozo a ampliarse debido a factores geológicos y relacionados con la perforación.
Sinergía con las tuberías de perforación
La tubería de perforación, aunque esencial, necesita de la presencia de portamechas para maximizar su eficacia. La combinación de los dos componentes crea un sistema de perforación equilibrado y bien coordinado, lo que garantiza un rendimiento óptimo en diversos escenarios de perforación.
Componente crítico en la sarta de perforación
Los collares de perforación no son sólo adiciones opcionales; son una parte indispensable de la sarta de perforación. Su presencia es fundamental para superar los desafíos que plantean las diferentes formaciones geológicas y condiciones de perforación.
Componentes y construcción
El diámetro exterior de la tubería de perforación varía según los requisitos específicos de la operación de perforación. Los tamaños más comunes varían de 2 a 6 pulgadas. El espesor de la pared es una consideración importante para la integridad estructural de la tubería de perforación. Debe estar basada en factores como las cargas previstas y las condiciones de perforación.
El extremo superior de la tubería está equipado con una junta de herramienta que facilita la conexión a la mesa giratoria o al top drive de la plataforma de perforación. Este punto de conexión es fundamental para transferir potencia de rotación desde las plataformas a las tuberías de perforación.
El extremo inferior de la tubería también tiene una junta de herramienta, lo que permite la conexión a otras tuberías de perforación o componentes del conjunto del fondo del pozo, como una tubería de perforación pesada o portamechas.
Extremos roscados y no roscados
Extremos roscados y no roscados se refieren al diseño de los extremos de una tubería de perforación, específicamente las juntas de herramientas. Estos términos describen si los extremos de la tubería tienen material adicional (acanalado) o tienen un diámetro consistente (no acanalado).
Extremos roscados
Los extremos roscados se refieren a la porción de mayor grosor en los extremos de la tubería de perforación. Este diseño aumenta la resistencia general de la tubería, proporcionando una mejor resistencia al desgaste. Los extremos roscados se utilizan a menudo en secciones críticas del conjunto de perforación, especialmente cerca de las juntas de herramientas.
Extremos no roscados
Los extremos no roscados tienen un grosor de pared consistente a lo largo de la longitud de la tubería de perforación. Aunque es posible que no ofrezcan el mismo nivel de resistencia que los extremos acanalados, a menudo son más rentables y adecuados para secciones del conjunto de perforación donde la resistencia adicional no es tan crítica
Propiedades y especificaciones
Los tubos de perforación están diseñados para soportar cargas y esfuerzos importantes durante las operaciones de perforación. El material, a menudo una aleación de alta resistencia o acero al carbono, se elige por su capacidad de proporcionar la resistencia a la tracción necesaria para soportar el peso de la sarta de perforación y transmitir el torque a la broca.
La resistencia del tubo de perforación es crucial para evitar fallos, como fracturas, que podrían producirse bajo las altas presiones y fuerzas que se encuentran en el pozo.
Resistencia es esencial para que el tubo de perforación pueda absorber y soportar impactos y cargas cíclicas sin sufrir fallas. Los materiales resistentes pueden resistir el agrietamiento y garantizar la confiabilidad de la tubería de perforación en condiciones de perforación desafiantes.
Los procesos de tratamiento térmico, como el enfriamiento y el revenido, a menudo se emplean para optimizar el equilibrio entre resistencia y tenacidad en el material de la tubería de perforación.
Materiales usados en las tuberías de perforación
Las tuberías de perforación están hechas de acero carbono o aleado. Comúnmente utilizado en la fabricación de tuberías de perforación, el acero carbono proporciona fuerza y durabilidad. El acero aleado de alta resistencia se emplea a menudo para elementos mecánicos mejorados.
El acero, con su fuerza inherente y naturaleza robusta, es un material primario en la construcción de tuberías de perforación, asegurando la capacidad de soportar condiciones de perforación exigentes y contribuyendo a la vida útil prolongada de las tuberías de perforación.
El acero inoxidable tiene aplicaciones específicas en la industria de la perforación, principalmente debido a su resistencia a la corrosión. Esto es especialmente importante en entornos con fluidos de perforación corrosivos o condiciones agresivas en el pozo. Las propiedades únicas del acero inoxidable lo hacen adecuado para componentes específicos dentro de la sarta de perforación, mejorando su rendimiento general y su longevidad.
Los componentes de acero inoxidable desempeñan un papel crucial en la reducción de los desafíos que plantean los fluidos de perforación corrosivos y las duras condiciones del fondo del pozo, asegurando la integridad de la sarta de perforación a lo largo del tiempo.
Conclusión
Las complejidades de la construcción de tuberías de perforación y sus componentes asociados son elementos vitales para el éxito de las operaciones de perforación de petróleo y gas.
Desde la resistencia esencial del cuerpo de la tubería hasta las funciones especializadas de componentes como los collares de perforación, cada parte desempeña un papel crucial a la hora de optimizar la eficiencia de la perforación y garantizar la integridad del pozo.
Cuando todo funciona a la perfección, el proceso de fabricación se vuelve sencillo y la plataforma de perforación puede funcionar a plena capacidad.