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Según el método de fabricación, los tubos de acero se dividen en dos categorías: tubos de acero sin costura y tubos de acero soldados. Entre ellos, el tubo de acero ERW es la principal variedad de tubo soldado.
El revestimiento petrolero se refiere al tubo de acero utilizado para sostener la pared del pozo de petróleo y gas, garantizando así su correcto funcionamiento durante el proceso de perforación y una vez finalizado. Existen dos tipos principales de tubos de acero que se utilizan comúnmente como materia prima para el revestimiento de petróleo: el revestimiento sin costura y el revestimiento ERW. Cuál es la diferencia entre ambos? Analicémoslos y compáremoslos en detalle a continuación.
Revestimiento sin costura: revestimiento fabricado con tubo de acero sin costura como materia prima.
Los tubos sin costura (SMLS) se refieren a tubos de acero fabricados mediante cuatro métodos: laminado en caliente, laminado en frío, estirado en caliente y estirado en frío. El cuerpo del tubo no tiene soldaduras.
Revestimiento ERW: revestimiento fabricado con tubería electrosoldada como materia prima.
La tubería ERW (soldada por resistencia eléctrica) se refiere a una tubería soldada con costura recta, fabricada mediante un proceso de soldadura por resistencia de alta frecuencia. La placa de acero (placa en bobina) de la tubería soldada ERW está hecha de acero microaleado con bajo contenido de carbono, laminado mediante TMCP (Proceso de Control Termomecánico).
| Elemento de comparación | Tubería de revestimiento sin costura | Tubería de revestimiento ERW |
|---|---|---|
| Tolerancia del diámetro exterior | Gran fluctuación, difícil de controlar con precisión | Pequeña fluctuación, controlada con precisión |
| Tolerancia del espesor de pared | ±5~10%t (mayor desviación) | ±0.05mm (altamente uniforme) |
| Calidad de la superficie | Puede tener defectos superficiales del tocho; marcas de trayectoria espiral | Superior, basada en la calidad de la superficie de la bobina laminada en caliente |
| Ovalidad | Mayor fluctuación | Pequeña fluctuación, más redonda |
| Resistencia a la tracción | Generalmente en el límite superior; plasticidad en el límite inferior | Equilibrada, resistencia y plasticidad optimizadas |
| Uniformidad de la dureza | Menos uniforme | Altamente uniforme en toda la bobina |
| Tamaño de grano | Puede haber área de cristal columnar, cavidad de contracción y porosidad | Grano fino, estructura densa, enfriamiento controlado |
| Resistencia al colapso | Inferior debido a variaciones en el espesor de pared y ovalidad | Superior, debido al espesor de pared uniforme y redondez |
| Tenacidad al impacto | Moderada | Superior (la energía de impacto de la soldadura puede alcanzar ≥60% del metal base) |
| Prueba de estallido | Estándar | Mucho más alta que los requisitos estándar |
| Rectitud | Más difícil de controlar | Mejor, debido al procesamiento en frío y enderezado en línea |
| Consumo de revestimiento por 10,000m | Mayor consumo de acero | 5-10% menor, reduciendo el costo de compra |
Nota: La materia prima de la carcasa ERW —bobina laminada en caliente— se produce mediante microaleación, refinado fuera del horno y enfriamiento y laminado controlados, lo que garantiza un rendimiento uniforme y superior en todas las dimensiones.
1. Tolerancia del diámetro exterior
Tubo de acero sin costura: Se fabrica mediante un proceso de laminado en caliente y su dimensionado se completa a aproximadamente 8000 °C. La composición de la materia prima, las condiciones de enfriamiento y el estado de enfriamiento de los rodillos del tubo de acero influyen considerablemente en su diámetro exterior. Por lo tanto, es difícil controlarlo con precisión, y el rango de fluctuación es amplio.
Tubo de acero ERW: Se realiza mediante doblado y dimensionado en frío mediante una reducción de diámetro del 0,6 %. La temperatura del proceso se mantiene prácticamente constante a temperatura ambiente, por lo que el diámetro exterior se controla con precisión y el rango de fluctuación es pequeño, lo que favorece la eliminación de las deformaciones.
2. Tolerancia del espesor de pared
Tubo de acero sin costura: Fabricado mediante perforación de acero redondo, la desviación del espesor de pared es grande. El laminado en caliente posterior puede eliminar parcialmente las irregularidades del espesor de pared, pero actualmente las unidades más avanzadas solo pueden controlarlas dentro de un rango de ±5-10 %.
Tubos de acero ERW: Se utilizan bobinas laminadas en caliente como materia prima, y la tolerancia de espesor de las bandas laminadas en caliente modernas se puede controlar con una precisión de 0,05 mm.
3. Aspecto
Los defectos de la superficie exterior de las piezas brutas utilizadas en tubos de acero sin costura no se pueden eliminar mediante el proceso de laminado en caliente. Solo se pueden pulir una vez finalizado el producto. La espiral que queda tras la perforación solo se puede eliminar parcialmente durante el proceso de reducción de pared.
Los tubos de acero ERW utilizan bobinas laminadas en caliente como materia prima. La calidad superficial de las bobinas es similar a la de los tubos de acero ERW. La calidad superficial de las bobinas laminadas en caliente es fácil de controlar y de mayor calidad. Por lo tanto, la calidad superficial de los tubos de acero ERW es mucho mejor que la de los tubos de acero sin costura.
4. Ovalidad
Tubería de acero sin costura: Mediante el proceso de laminado en caliente, la composición de la materia prima, las condiciones de enfriamiento y el estado de enfriamiento de los rodillos influyen considerablemente en el diámetro exterior del tubo de acero. Por lo tanto, el control preciso del diámetro exterior es difícil y el rango de fluctuación es amplio.
Tubos de acero ERW: Se forman mediante doblado en frío, por lo que el diámetro exterior se controla con precisión y el rango de fluctuación es pequeño.
5. Ensayo de tracción
Los indicadores de rendimiento de tracción de los tubos de acero sin costura y de los tubos de acero ERW cumplen con las normas API, pero la resistencia de los tubos de acero sin costura se encuentra generalmente en el límite superior y la plasticidad en el límite inferior. En comparación, el índice de resistencia de los tubos de acero ERW es óptimo y el índice de plasticidad es un 33,3 % superior al estándar. Esto se debe a que el rendimiento de las bobinas laminadas en caliente, la materia prima de los tubos de acero ERW, se garantiza mediante fundición de microaleación, refinado fuera del horno y enfriamiento y laminado controlados. Los tubos de acero sin costura dependen principalmente de medios para aumentar el contenido de carbono, lo que dificulta garantizar la resistencia y la plasticidad.
6. Dureza
La materia prima de los tubos de acero ERW (bobinas laminadas en caliente) presenta una altísima precisión en el enfriamiento y laminado controlados durante el proceso de laminado, lo que garantiza un rendimiento uniforme en todas sus partes.
7. Tamaño del grano
La materia prima de los tubos de acero ERW (bobinas laminadas en caliente) está compuesta por una palanquilla de colada continua ancha y gruesa, con una capa de solidificación superficial de grano fino y grueso, sin área cristalina columnar, cavidades de contracción ni holgura, una pequeña desviación de composición y una estructura densa. En el proceso de laminado posterior, la aplicación de tecnología de enfriamiento y laminado controlados garantiza aún más el tamaño del grano de la materia prima.
8. Prueba anticolapso
La tubería de acero ERW se caracteriza por sus materias primas y su proceso de fabricación. Su uniformidad del espesor de pared y ovalidad son mucho mejores que las de las tuberías de acero sin costura, lo que explica su mayor rendimiento anticolapso.
9. Prueba de impacto
Dado que la tenacidad al impacto del material base de las tuberías de acero ERW es varias veces superior a la de las tuberías de acero sin costura, la tenacidad al impacto de la soldadura es clave para este tipo de tuberías. El control del contenido de impurezas de las materias primas, la altura y dirección de las rebabas, la forma de los bordes formados, el ángulo de soldadura, la velocidad de soldadura, la potencia y frecuencia de calentamiento, la cantidad de extrusión de soldadura, la temperatura y profundidad de retirada de la frecuencia intermedia, la longitud de la sección de enfriamiento por aire y otros parámetros del proceso garantizan que la energía de impacto de la soldadura supere el 60 % del metal base. Si se optimiza aún más, la energía de impacto de la soldadura puede ser cercana a la del metal base, lo que resulta en un rendimiento sin costura.
10. Prueba de explosión
El rendimiento de la prueba de estallido de las tuberías de acero ERW supera con creces los requisitos estándar, principalmente debido a la alta uniformidad del espesor de pared y del diámetro exterior de las tuberías de acero ERW.
11. Rectitud
Los tubos de acero sin costura se conforman en estado plástico, y la rectitud del extremo del tubo es relativamente difícil de controlar con una sola regla (de 3 a 4 veces una regla para laminado continuo).
Los tubos de acero ERW se procesan en frío y se enderezan en línea en el estado de diámetro reducido. Además, se multiplican infinitamente, lo que mejora la rectitud.
12. Cantidad de acero de revestimiento utilizada en 120.000 metros de superficie
El espesor de pared de los tubos de acero ERW es uniforme y su tolerancia es insignificante. El límite de precisión de control de la diferencia de espesor de pared de los tubos de acero sin costura es de ±5%t, que generalmente se controla entre ±5 y 10%t. Para garantizar que el espesor de pared mínimo cumpla con los requisitos y el rendimiento estándar, la única solución es aumentarlo adecuadamente. Por lo tanto, para tuberías de revestimiento con las mismas especificaciones y peso, las tuberías de acero ERW son entre un 5 % y un 10 % más largas que las tuberías de acero sin costura, o incluso más, lo que reduce el consumo de acero de la tubería de revestimiento por cada 10 000 metros de superficie entre un 5 % y un 10 %. Incluso al mismo precio, las tuberías de revestimiento ERW pueden ahorrar a los usuarios prácticamente entre un 5 % y un 10 % del coste de compra.
● Pozos estándar de petróleo y gas: Elija tubería ERW: ofrece una precisión dimensional superior, un espesor de pared uniforme y un ahorro de costos del 5 al 10 %.
● Pozos de alta presión, con presencia de sulfuro de hidrógeno o críticos: Elija tubería sin costura: es necesaria cuando la ausencia de soldadura es obligatoria por motivos de diseño o seguridad.
● Proyectos con presupuesto ajustado: Elija tubería ERW: reduce el consumo de acero y el costo de compra sin comprometer el rendimiento según la norma API.
● Aplicaciones críticas de colapso/rotura: Elija tubería ERW: supera a la tubería sin costura en las pruebas de colapso y rotura gracias a su mayor uniformidad dimensional.
R: La diferencia fundamental radica en el método de fabricación. La tubería sin costura no tiene soldadura, lo que la hace adecuada para entornos críticos, de alta presión o con presencia de sulfuro de hidrógeno, donde la integridad de la soldadura es crucial. El revestimiento ERW ofrece una precisión dimensional superior (tolerancias más estrictas en el diámetro exterior y el espesor de pared), mayor resistencia al colapso y un ahorro significativo de costos (entre un 5 % y un 10 % menos de consumo de acero). Para la mayoría de los pozos de petróleo y gas estándar, el revestimiento ERW es la opción más económica y técnicamente sólida.
P2: Por qué el revestimiento ERW tiene mayor resistencia al colapso que el revestimiento sin costura?
R: La resistencia al colapso depende en gran medida de la uniformidad geométrica, específicamente, de la consistencia del espesor de pared y la redondez (ovalidad). El revestimiento ERW se forma en frío a partir de bobinas laminadas en caliente de alta precisión, lo que resulta en un espesor de pared extremadamente uniforme (tolerancia de hasta ±0,05 mm) y una redondez superior. El revestimiento sin costura, formado mediante perforación y laminación en caliente, inevitablemente presenta mayores variaciones en el espesor de pared (±5-10 %) y ovalidad, lo que reduce su resistencia a la presión de colapso externa.
P3: Es la soldadura del revestimiento ERW un punto débil para su rendimiento?
R: Las tuberías de revestimiento ERW modernas, fabricadas con parámetros de soldadura controlados y utilizando acero microaleado de bajo contenido de carbono (TMCP) de alta calidad, presentan una tenacidad al impacto de la soldadura que puede alcanzar el 60 % o más de la del metal base. Con una mayor optimización del proceso, puede aproximarse al rendimiento del metal base. Las pruebas de tracción, rotura y colapso confirman que las tuberías de revestimiento ERW cumplen o superan los requisitos de la API. La soldadura no representa un cuello de botella en el rendimiento cuando se fabrican con altos estándares.
P4: Cuánto puedo ahorrar al elegir tuberías de revestimiento ERW en lugar de tuberías sin costura?
R: Para las mismas especificaciones y peso, las tuberías de revestimiento ERW pueden ser entre un 5 % y un 10 % más largas que las tuberías sin costura, ya que su menor espesor de pared, más uniforme, reduce el consumo de acero por metro. Esto se traduce directamente en un ahorro de material del 5 % al 10 % para la misma longitud, lo que supone un ahorro significativo para proyectos de perforación a gran escala.
Leer más:
● Cuáles son los grados de tubería de revestimiento OCTG?
● Especificaciones de la tubería de revestimiento sin costuras
● Tabla de tamaños de espesor de pared de tubería ERW
● Norma API 5CT: Especificaciones de revestimiento y tubería de producción
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