Método de conexión de la tubería de perforación

Qué es la tubería de perforación?

La tubería de perforación es una tubería de acero con una rosca en el extremo, que se utiliza para conectar el equipo de superficie de la plataforma de perforación al equipo de perforación y molienda o al dispositivo de fondo del pozo de perforación. El propósito de la tubería de perforación es transportar el lodo de perforación a la broca y subir, bajar o girar el dispositivo de fondo del pozo junto con la broca. La tubería de perforación debe poder soportar enormes presiones internas y externas, torsiones, flexiones y vibraciones.

Unión de tubería de perforación:
La unión de la tubería de perforación es un componente de la tubería de perforación, dividido en una unión macho y una unión hembra, que se conectan a los dos extremos del cuerpo de la tubería. Para mejorar la resistencia de la unión, es necesario aumentar el espesor de la pared del cuerpo de la tubería. Según el método de engrosamiento, se puede dividir en tres tipos: engrosamiento interno, engrosamiento externo y engrosamiento interno y externo.

La conexión por hebilla debe cumplir tres condiciones:
① Igualdad de tamaño;
② Mismo tipo de rosca;
③ Coincidencia de hebillas macho y hembra.

Método de conexión de tubería de perforación API 5DP:

El método de conexión de la tubería de perforación es un factor clave que afecta el rendimiento general de la sarta de perforación. Se clasifica principalmente en dos tipos: uniones estándar API y uniones especiales de alto rendimiento. La elección del método afecta directamente la resistencia a la torsión, el sellado y la resistencia a la fatiga.

1) Métodos de conexión de tuberías de perforación según el estándar API

Según el tipo de rosca, las uniones de tuberías de perforación se dividen en cuatro tipos: IF (conexión de descarga interna), FH (conexión de pozo completo), REG (conexión regular) y NC (conexión numerada).

NC es una nueva serie que reemplaza gradualmente a todos los conectores IF del estándar API y a todos los conectores FH, excepto el de 5 1/2" FH. Existen varios conectores intercambiables con los antiguos, principalmente NC50-2 3/8" IF, NC38-3 1/2" IF, NC40-4" FH, NC46-4" IF y NC50-4 1/2" IF.

1. Conexión de descarga interna (IF)
Se utiliza principalmente para tuberías de perforación con engrosamiento externo. Se caracteriza por tener el mismo diámetro interno en todo el cuerpo y una baja resistencia al flujo del fluido de perforación; sin embargo, el diámetro exterior es grande y propenso al desgaste.

2. Conexión de pozo completo (FH)
Se utiliza principalmente para tuberías de perforación gruesas con engrosamiento interno y externo. Se caracteriza por tener dos diámetros internos; la resistencia al flujo del fluido de perforación es mayor que la del tipo de descarga interna, pero su diámetro exterior es menor que el del tipo regular.

3. Conexión regular (REG)
Se utiliza principalmente para tuberías de perforación con engrosamiento interno, brocas y herramientas de salvamento. Se caracteriza por tener un diámetro interno de la unión engrosada menor que el diámetro interno del cuerpo de la tubería, una alta resistencia al flujo del fluido de perforación y la mayor resistencia relativa al flujo entre los tres tipos de hebilla, pero con un diámetro exterior menor y una mayor resistencia. Los tres tipos de unión mencionados utilizan roscas en V, pero el tipo de hebilla, la distancia entre ellas, la conicidad y el tamaño son muy diferentes.

4. Conexión numerada (NC)
La unión de serie digital es la serie de roscas gruesas del estándar nacional estadounidense. Actualmente, API la ha adoptado como estándar internacional. La rosca NC también es una rosca en V. Algunas uniones NC tienen el mismo diámetro de paso, conicidad, paso y longitud de rosca que las antiguas uniones estándar API y pueden utilizarse indistintamente.

2) Métodos de unión especiales de alto rendimiento

1. Unión de doble hombro (como la XT57): Añade un hombro secundario, lo que aumenta la resistencia a la torsión en un 30 %. Es la opción preferida para pozos de fracturación de gas de esquisto y resiste la fatiga por vibración.
2. Hebilla de sellado metálica (como la VAM TOP): Las superficies metálicas rectificadas con precisión crean un sello hermético al gas. Esencial para la perforación en aguas profundas para evitar la canalización de gas.
3. Conexión directa (TLC): No se requieren acoplamientos y el diámetro de la galería se incrementa en un 15 %. Reduce la fricción y el riesgo de atascamiento de la tubería en pozos horizontales.
4. Unión antifatiga: Optimiza la distribución de la tensión en la base de la rosca.

La mayoría de las uniones de tuberías de perforación petrolera se realizan mediante engrosamiento externo o interno y externo. El diámetro exterior de la unión de la tubería de perforación es mayor que el diámetro exterior del cuerpo de la tubería. Durante el proceso de perforación, está en constante contacto y fricción con la pared del pozo o la tubería de revestimiento, lo que provoca desgaste. Para evitar accidentes de perforación tales como rotura de tuberías de perforación y tropiezos causados por el desgaste de la unión, se debe colocar una correa antidesgaste en la unión hembra de la tubería de perforación.

Coincidencia de tipo y tamaño de unión de tubería de perforación:

La función del conector:

Como componente clave para conectar tuberías de perforación, las juntas desempeñan un papel muy importante. Las uniones no sólo deben poder soportar enormes presiones y tensiones, sino también tener propiedades resistentes al desgaste y a la corrosión.

Existen muchos tipos de juntas, entre las que las más comunes incluyen juntas roscadas, juntas reversibles, juntas sin torsión, etc. Estas juntas tienen sus propias características y ámbito de aplicación, y deben seleccionarse según las condiciones de funcionamiento.

Además de la función de la junta en sí, la junta se utiliza a menudo para la exploración geológica y la recopilación de datos, como medición de temperatura, medición de presión, medición de flujo, etc. Estas operaciones requieren la transmisión de datos a través de conectores y son fundamentales para los esfuerzos de exploración y adquisición.

Cómo conectar la tubería Kelly y la tubería de perforación?

1. Conexión directa
La tubería Kelly y la tubería de perforación se pueden conectar mediante conexión directa. Este método requiere limpiar primero la superficie del Kelly y la tubería de perforación para garantizar la seguridad de la conexión.
La ventaja de la conexión directa es que es simple y conveniente de conectar, evita espacios en la conexión y puede reducir efectivamente la pérdida por fricción durante la rotación de la conexión y la resistencia a la descarga de lodos. Sin embargo, la conexión directa tiene desventajas como baja resistencia de la conexión y fácil rotura. Es necesario prestar atención a la resistencia durante la conexión y la inspección después del uso.

2. Instalar la conexión de la interfaz
Además de la conexión directa, también puede utilizar el método de conexión de la interfaz de instalación. Este método requiere que la tubería de perforación y la tubería Kelly se instalen con sus respectivas interfaces y se conecten a través de las interfaces.
Las ventajas de la conexión de la interfaz de instalación son la alta resistencia de la conexión, la alta eficiencia y la fácil sustitución de las piezas de conexión. Sin embargo, la instalación de conexiones de interfaz requiere más trabajo de preparación, incluida la instalación de interfaces, la inspección de interfaces, la instalación de tuberías de perforación, etc.

Ya sea que se trate de una conexión directa o de una conexión de interfaz de instalación, debe prestar atención a las siguientes precauciones de uso:
a.Antes de la conexión, se debe verificar el acabado superficial de las piezas de conexión y el error de desviación circular de las piezas de conexión.
b. Al realizar la conexión, la tubería de perforación debe instalarse correctamente y con la resistencia adecuada, y no debe estar excesivamente floja ni demasiado apretada.
c. Se debe realizar una limpieza minuciosa después de la conexión para evitar que entre barro en los orificios de conexión.
d. Durante el uso, verifique periódicamente el grado de desgaste de las piezas de conexión y realice los reemplazos necesarios.

En resumen, el método de conexión entre Kelly y la tubería de perforación juega un papel vital en la operación segura de los proyectos de perforación y en la eficiencia de la perforación. De acuerdo con las necesidades y condiciones reales, seleccionar métodos de conexión adecuados y fortalecer el mantenimiento y la inspección pueden mejorar efectivamente la eficiencia del proyecto y reducir los riesgos.

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