Precauciones para el uso de tuberías de perforación petrolera

Las tuberías de perforación petrolera son un componente crítico en las operaciones de perforación (como la exploración y producción petrolera, la reparación de pozos y el desarrollo geotérmico). Sus precauciones de manejo impactan directamente en la eficiencia, la seguridad y la vida útil del equipo. Las siguientes son precauciones clave a tener en cuenta al utilizar tuberías de perforación petrolera, que abarcan procedimientos operativos, mantenimiento y prevención de riesgos de seguridad:

Especificaciones operativas y requisitos de uso para tuberías de perforación:

1. Conexión y desmontaje de tuberías de perforación

Limpieza y lubricación de roscas:
Antes de enroscar, limpie a fondo las roscas para eliminar impurezas como lodo y óxido y evitar daños.

Utilice un compuesto para roscas específico (como un producto con certificación API) para cubrir uniformemente las roscas, reducir la fricción y evitar el desgaste por rozamiento.

Control de Torque:
Utilice una llave dinamométrica o una máquina de enroscado hidráulica para enroscar según las normas API o las recomendaciones del fabricante (p. ej., el valor de torque para la tubería de perforación de acero S135 suele ser de 25,000 a 30,000 ft·lbs).
Evite un torque excesivo, que puede causar deformación de la rosca, o un torque insuficiente, que puede causar fugas.

Roscado y Enderezamiento:
Al roscar, asegúrese de que los ejes de los conectores macho y hembra estén alineados para evitar dañar las roscas debido a una rosca inclinada.
Se puede utilizar un estabilizador para facilitar el roscado durante las operaciones de pozos profundos.

2. Control de Parámetros de Perforación

Peso sobre la Broca y Velocidad de Perforación:
Ajuste el peso sobre la broca según la dureza de la formación y el grado de acero de la tubería de perforación (reduciendo el peso sobre la broca en formaciones duras) para evitar sobrecargarla.
La velocidad de la tubería de perforación debe ser acorde con su vida útil por fatiga para evitar fracturas por fatiga causadas por vibraciones de alta frecuencia.

Manejo del Fluido de Perforación:
Controle la densidad y el caudal del fluido de perforación para evitar la erosión de la pared interna de la tubería de perforación (por ejemplo, los altos caudales de fluidos de perforación con contenido de arena pueden acelerar el desgaste).
Analice periódicamente el pH del fluido de perforación para evitar que los medios ácidos corroan la tubería de perforación.

3. Monitoreo del Estado del Fondo de Pozo

Monitoreo de Torque y Arrastre:
Monitoree el torque y el arrastre de la sarta de perforación en tiempo real. Detenga la perforación e inspeccione cualquier aumento anormal (como atascamiento o doblamiento de la tubería de perforación).

Detección de Vibraciones e Impactos:
Utilice sensores de vibración para monitorear las vibraciones laterales y longitudinales de la tubería de perforación y así evitar fallas por fatiga causadas por resonancia.

Requisitos de Mantenimiento y Cuidado de la Tubería de Perforación:

1. Inspección Diaria

Inspección Visual:
Después de cada viaje, inspeccione la superficie de la tubería de perforación para detectar grietas, desgaste o corrosión (enfocándose en las juntas de la tubería de perforación, las secciones recalcadas y el cuerpo de la tubería).
Utilice un detector ultrasónico de fallas para verificar el espesor de la pared. Cualquier reducción en el espesor de la pared que supere el 12,5 % (norma API) requiere desguace.

Inspección de la rosca:
El perfil de la rosca está intacto. Cualquier desgaste en la cresta de la rosca que supere los 0,03 pulgadas (0,76 mm) requiere reparación o sustitución.
Inspeccione la base de la rosca para detectar grietas o deformaciones.

2. Almacenamiento y transporte

Condiciones de almacenamiento:
La tubería de perforación debe almacenarse horizontalmente en un almacén seco y ventilado para evitar la corrosión causada por la humedad.
Utilice soportes específicos para evitar que se doble o deforme.

Requisitos de transporte:
La tubería de perforación debe estar asegurada durante el transporte para evitar daños por impacto.
No apile objetos pesados sobre la tubería de perforación.

3. Reparación y desguace

Reparación de roscas:
El desgaste leve de la rosca puede repararse mediante torneado o soldadura de sobrecapa, pero la tubería de perforación debe volver a mecanizarse a las dimensiones estándar. Las roscas reparadas deben pasar pruebas de partículas magnéticas o de líquidos penetrantes.

Criterios de descarte:
Las tuberías de perforación con una reducción del espesor de pared superior al valor especificado, una profundidad de grieta superior al 10 % del espesor de pared o daños graves en las roscas deben desecharse de inmediato.

Prevención de riesgos de seguridad:

1. Prevención de fracturas por fatiga

Evite la alternancia de cargas:
Reducir la frecuencia de los viajes y las operaciones de perforación reduce el riesgo de daños por fatiga en las tuberías de perforación.
En operaciones de pozos profundos, utilice tuberías de perforación de gran espesor o aceros de alta resistencia (como el S135) para mejorar la resistencia a la fatiga.

Reemplazo regular:
Desarrolle un programa de reemplazo basado en la antigüedad de las tuberías de perforación y la profundidad acumulada del pozo (por ejemplo, inspeccione el estado de las tuberías de perforación cada 5000 metros).

2. Protección contra la corrosión

Selección de materiales:
Utilice tuberías de perforación resistentes al azufre (como acero 13Cr) o tuberías de perforación revestidas en formaciones que contengan sulfuro de hidrógeno o dióxido de carbono.

Control ambiental:
Agregue inhibidores de corrosión al fluido de perforación para reducir la velocidad de corrosión.
Inspeccione regularmente la corrosión superficial de las tuberías de perforación y trátela de inmediato.

3. Seguridad Operacional

Capacitación del Personal:
Los operadores deben estar familiarizados con las especificaciones de uso de la tubería de perforación y los procedimientos de operación segura.

Plan de Emergencia:
Desarrolle planes de respuesta ante emergencias en caso de accidentes, como roturas y fugas de la tubería de perforación, para garantizar una respuesta rápida.

Precauciones para Condiciones Especiales de Trabajo:

1. Pozos Profundos y Ultraprofundos

Uso de Tubería de Perforación de Gran Capacidad:
Inserte un tubo de perforación pesado entre el collar de perforación y el tubo de perforación estándar para reducir la fatiga del sarta de perforación.

Optimice el Conjunto de Herramientas de Perforación:
Utilice un conjunto de herramientas de perforación tipo torre para reducir la tensión de flexión de la tubería de perforación.

2. Pozos Horizontales y Pozos de Alcance Extendido

Diseño con Resistencia a la Torsión y a la Flexión:
Utilice tubería de perforación de alto torque y juntas flexibles para reducir la fricción entre la tubería de perforación y la pared del pozo.

Lubricación del Fluido de Perforación:
Mejore la lubricidad del fluido de perforación para reducir el torque y la fricción.

3. Formaciones de Alta Temperatura y Alta Presión

Mejora del Material:
Utilice tubería de perforación de acero aleado resistente a altas temperaturas.

Sellado Mejorado:
Utilice juntas de sellado metal-metal para evitar fugas a altas temperaturas y altas presiones.

Conclusión:
El uso de la tubería de perforación debe cumplir estrictamente las especificaciones operativas, junto con el mantenimiento regular y las medidas de prevención de riesgos, para garantizar operaciones de perforación seguras y eficientes. Los puntos clave incluyen:

Limpieza de roscas y control de torque: Evite daños en las roscas y fugas.
Optimización de los parámetros de perforación: Evite la sobrecarga de la tubería de perforación y la fractura por fatiga.
Inspección y desguace regulares: Identifique y aborde rápidamente los posibles peligros.

Adaptación a condiciones de trabajo especiales: Seleccione el material y la estructura adecuados para la tubería de perforación según las condiciones de la formación.

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