Qué es la tubería de perforación de petróleo? Qué tipos de tubos de perforación petrolera existen?

Qué es la tubería de perforación de petróleo?
La tubería de perforación petrolera se utiliza para la perforación de pozos petroleros. La tubería de perforación se caracteriza por tener paredes delgadas y un peso ligero por unidad de longitud. Proporciona principalmente paso de lodo y transmite fuerza de tracción y torsión. (También existe un tipo de gato perforador de petróleo: pared gruesa, peso pesado por unidad de longitud, que proporciona principalmente paso de lodo, transmite fuerza de tracción y torsión y proporciona peso de perforación para la broca).

Cuáles son los grados de acero de los tubos de perforación petrolera?
Los grados comunes de acero para tuberías de perforación petrolera incluyen E75, X95, G105 y S135. (Tamaño de 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. En el proceso de extracción y refinación de petróleo y gas, la tubería de perforación se puede utilizar varias veces. La tubería de perforación se divide en tres categorías: Kelly, tubería de perforación y tubería de perforación ponderada. La secuencia de conexión es Kelly (1 pieza) + tubería de perforación (n piezas, determinada por la profundidad del pozo) + tubería de perforación ponderada (n piezas, determinada por el diseño del conjunto de la herramienta de perforación). Según el tipo de rosca, las uniones de las tuberías de perforación se dividen en cuatro tipos: IF, FH, REG y NC.

Cuál es la longitud de la tubería de perforación petrolera?

La longitud de la tubería de perforación petrolera es generalmente de unos 9 metros y el diámetro es de 5 pulgadas. Además, los tubos de perforación petrolera son tubos de acero laminados sin costura. Para fortalecer la resistencia de la conexión entre el cuerpo del tubo y las juntas, ambos extremos del cuerpo del tubo de perforación están rugosos y engrosados. Las formas de engrosamiento se dividen en engrosamiento interno y engrosamiento externo. De acuerdo con los estándares API, hay tres tipos: engrosamiento interno y externo. La sección de transición de engrosamiento generalmente tiene una longitud de 20 a 65 mm, y la más larga puede ser de 120 a 130 mm.

Tipos de tuberías de perforación petrolera y sus diferencias:

La tubería de perforación petrolera es una herramienta importante en la extracción de petróleo y se utiliza principalmente para operaciones de perforación y perforación. Según sus usos y características, los tipos comunes de tuberías de perforación petrolera y sus diferencias son las siguientes:

Existen muchos tipos de tubería de perforación, entre los que destacan la tubería Kelly, la tubería de perforación estándar y la tubería de perforación pesada.

1. Tubería Kelly
La tubería Kelly se ubica en la parte superior de la sarta de perforación y puede tener diseños cuadrados o hexagonales. Desempeña un papel crucial.

Funciones:
① Durante la perforación, la tubería Kelly trabaja con el buje y el buje rotatorio para transmitir el par de rotación del terreno a la tubería de perforación, impulsando así la sarta de perforación y la broca.
② Soporta todo el peso de la sarta de perforación.
③ Sirve como canal para la circulación del fluido de perforación.

Estructura:
La tubería Kelly consta de juntas superior e inferior y un cuerpo de tubería. El cuerpo de la tubería puede ser cuadrado o hexagonal (generalmente cuadrado en la perforación petrolera). La junta superior tiene una rosca hembra izquierda (rosca inversa) que se conecta al grifo y evita el retroceso durante la rotación. La junta inferior tiene una rosca macho derecha que se conecta a la tubería de perforación. Durante la operación, el extremo superior del vástago Kelly siempre se encuentra por encima de la superficie de la mesa giratoria, mientras que el extremo inferior se encuentra por debajo.

2. Tubería de Perforación Ordinaria

Función:
La tubería de perforación es un componente fundamental de la sarta de perforación. Sus funciones principales son transmitir torque y transportar fluido de perforación, y su alargamiento gradual permite la profundización continua del pozo. Por lo tanto, la tubería de perforación desempeña un papel crucial en la perforación petrolera.

Estructura:
La tubería de perforación generalmente está hecha de tubería de acero sin costura, con un espesor de pared de 9-11 mm. La tubería de perforación se compone de dos componentes principales: el cuerpo de la tubería de perforación y la junta de la tubería de perforación. El cuerpo, como cuerpo principal de la tubería de perforación, proporciona soporte y transmisión principales. La junta desempeña un papel crucial en la conexión de múltiples piezas de tubería de perforación para formar una sarta de perforación continua. Estos componentes están conectados estructuralmente mediante un proceso artesanal sofisticado, lo que garantiza la estabilidad y la eficiencia de la tubería de perforación durante la perforación. Con la aplicación generalizada de la tecnología de soldadura a tope por fricción, la fabricación moderna de tuberías de perforación ha alcanzado nuevas cotas.

3. Tubería de Perforación de Gran Peso

La tubería de perforación con peso, similar a la tubería de perforación petrolera, también consiste en una columna hueca de acero de aproximadamente 10 metros de longitud. Sin embargo, cada pieza es más pesada que la tubería de perforación petrolera, con un espesor de pared dos o tres veces mayor que el de la tubería de perforación.

Función:
La tubería de perforación con peso (WDPP) es una herramienta de fondo de pozo utilizada para lastrar las plataformas de perforación. Generalmente se instala entre la tubería de perforación y el portamechas, transmitiendo potencia y aplicando peso a la broca. Previene el daño por fatiga causado por cambios en la sección transversal de la sarta de perforación y también puede reemplazar algunos portamechas. Su suspensión es sencilla, lo que facilita las operaciones de desenganche y desenganche, ahorrando tiempo.

Estructura:
La WDPP presenta juntas extendidas, mayor espesor de pared y secciones externas engrosadas. Las superficies revestidas de carburo prolongan su vida útil.

Durante las operaciones de perforación, estos diferentes tipos de tubería de perforación se conectan en una secuencia específica para adaptarse a las distintas profundidades del pozo y al diseño del conjunto de la sarta de perforación. Además, el diseño de la unión de la tubería de perforación, las especificaciones, el grado de acero y la clasificación de resistencia son factores clave que influyen en su rendimiento.

La sarta de perforación, otro componente clave en las operaciones de perforación, suele constar de numerosos componentes, como la broca, los portamechas, la tubería de perforación, los estabilizadores, las juntas especializadas y el kelly. La operación coordinada de estos componentes garantiza operaciones de perforación eficientes y seguras.

1. Tubo ascendente de perforación y reacondicionamiento (Drill Pipe): tubo que se utiliza para conectar herramientas de perforación y brocas, generalmente está hecho de acero no magnético para evitar que el magnetismo interfiera con el registro y la exploración geomagnética. Según las diferentes necesidades, se puede dividir en tubería de perforación estándar y tubería de perforación de alta resistencia.
2. Collar de perforación: se utiliza para conectar dos secciones de tubería de perforación para aumentar el peso total de la tubería de perforación, mejorar la perforación y estabilizar el pozo. Según la forma y el uso, se puede dividir en sarta de perforación recta y sarta de perforación turbulenta.
3. Ancla (Estabilizador): se utiliza para estabilizar la pared del pozo durante la perforación y evitar el colapso de la pared del pozo y la expansión del diámetro. Según el principio de forma y función de estabilizar la pared del pozo, se puede dividir en estabilizador de tipo cortante y estabilizador de tipo deslizante.

4. Detector magnético de cambio de presión (MWD) en la sarta de perforación: Al instalar un dispositivo de medición en la sarta de perforación, los parámetros de perforación de fondo, incluida la presión, la temperatura, la vibración, etc., se pueden monitorear en tiempo real para guiar las operaciones de perforación. Estos tubos de perforación petrolera desempeñan diferentes funciones en el proceso de perforación petrolera y son adecuados para diferentes condiciones y necesidades de trabajo. Según la profundidad del pozo, las propiedades de la formación y los requisitos de trabajo, los ingenieros de perforación seleccionarán el modelo de tubería de perforación petrolera apropiado para completar la tarea de perforación.

Funciones de la tubería de perforación:

La tubería de perforación es una herramienta multisegmentada en la plataforma de perforación que cuelga junto con la sarta de perforación. Se utiliza principalmente para bajar la broca y otros materiales al fondo del pozo, y al mismo tiempo extraer el petróleo, el gas natural, el agua y otras sustancias del fondo. En las operaciones de perforación, la tubería de perforación es una herramienta indispensable, ya que puede realizar las siguientes tareas importantes:

1. Proporcionar la resistencia y rigidez necesarias
La tubería de perforación debe soportar el peso de herramientas como las brocas y las fuerzas de torsión y laterales generadas durante la perforación. Por lo tanto, debe tener cierta resistencia y rigidez para garantizar la estabilidad y seguridad de la perforación.

2. Transferencia de potencia y torque
La tubería de perforación no solo debe soportar el peso de herramientas como las brocas, sino también transferir la potencia y el torque generados por la plataforma de perforación para garantizar una perforación fluida.

3. Transferencia de fluidos y muestras
El interior de la tubería de perforación permite transportar fluidos como fluidos de perforación y fluidos de fracturación, así como materiales como muestras de roca y suelo, facilitando así la recolección y el análisis oportunos de las tareas de exploración geológica.

Importancia de la tubería de perforación:

La tubería de perforación desempeña un papel fundamental en las operaciones de perforación. No solo es el componente principal de todo el sistema de perforación, sino también una herramienta esencial para completar las tareas. Además, la tubería de perforación también cumple las siguientes funciones importantes:

1. Garantizar la seguridad y la estabilidad de la perforación
La tubería de perforación debe soportar el peso y la fuerza de torsión de las brocas y otras herramientas, y debe tener cierta resistencia y rigidez para garantizar la seguridad y la estabilidad de la perforación.

2. Recolección de muestras y fluidos geológicos
El interior de la varilla de perforación permite transportar rocas, suelos y otras muestras y líquidos, y proporciona un soporte fiable para las tareas de exploración geológica.

3. Solución de problemas de perforación
Las cajas de herramientas y el equipo que proporcionan la tubería y la plataforma de perforación pueden solucionar diversos problemas de perforación, como atascamiento de la broca en el pozo, colapso de la formación, etc.

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