La resistencia de la unión de la carcasa se refiere a la capacidad de una conexión roscada para soportar diversas cargas mecánicas. No es una métrica única, sino más bien un reflejo del desempeño integral en condiciones reales de fondo de pozo, incluidas tensión, compresión, flexión y presión interna/externa.
Componentes principales de la resistencia de las juntas de la carcasa
Resistencia a la tracción
Definición: La tensión axial máxima que puede soportar la articulación.
Importancia: La sarta de revestimiento está suspendida en el pozo, soportando su propio peso. La junta debe ser lo suficientemente fuerte para soportar la carga total de toda la carcasa debajo de ella.
Resistencia a la presión interna
Definición: La presión interna máxima que la junta puede resistir sin expandirse ni tener fugas.
Importancia: Durante las pruebas, la producción o la fractura, se produce una presión interna alta y la junta debe mantener un sello confiable.
Resistencia al colapso externo
Definición: La presión externa máxima que la junta puede soportar sin deformarse.
Importancia: En formaciones débiles o plásticas (por ejemplo, capas de yeso salino), las juntas deben resistir fuertes fuerzas externas para evitar el colapso.
Una sarta de revestimiento es tan fuerte como su eslabón más débil, y ese eslabón suele ser la unión. Por lo tanto, garantizar la resistencia de las uniones es tan crítico como garantizar la integridad del cuerpo de la carcasa.
Cómo garantizar la resistencia de las juntas de la carcasa
Mantener la resistencia de las juntas de la carcasa es un proceso sistemático que involucra diseño, fabricación y operación en campo.
1. Diseño y Fabricación
Siga los estándares API y las especificaciones globales:
API 5CT define estándares industriales para juntas de carcasa, que incluyen:
Hilos redondos API (STC/LTC):
Rosca redonda corta (STC): simple y rentable pero de menor resistencia.
Rosca redonda larga (LTC): compromiso más largo, que ofrece una mayor fuerza de conexión.
Resistencia a la tracción típica: 60 a 80 % de la resistencia del cuerpo de la carcasa (p. ej., 1200 a 1500 kN para una carcasa de 244,5 mm).
Rosca trapezoidal (BTC):
Proporciona entre el 80% y el 95% de la resistencia del cuerpo de la carcasa (≈1800–2200 kN).
Comúnmente utilizado en pozos profundos y ultraprofundos.
Conexiones Premium:
Para entornos hostiles (alta presión, pozos profundos o pozos de alcance extendido), las juntas roscadas especiales superan a las conexiones API estándar en capacidad de sellado y tracción.
Grados de acero de la carcasa:
Los grados API como H40, J55 y N80 indican límites elásticos mínimos (por ejemplo, Grado C75 ≥ 517 MPa según API 5A). Los grados superiores como P110 o Q125 alcanzan ≥ 758 MPa.
2. Operación en el sitio
Incluso las uniones mejor diseñadas pueden fallar si se manejan mal en el campo. Los pasos clave incluyen:
Limpieza e inspección de hilos:
Limpie minuciosamente las roscas macho y hembra con cepillos y disolventes aprobados. Inspeccione si hay abolladuras, corrosión o daños.
Aplique el compuesto para hilos correctamente:
Utilice compuesto para roscas que cumpla con API para lubricación y sellado.
Controle el par y la velocidad del ajuste:
Un par insuficiente provoca conexiones flojas y fugas.
El exceso de torsión provoca deformación o irritación de la rosca.
Registre el torque y los giros de cada junta para producir una curva de composición, asegurándose de que coincida con los perfiles estándar.
Pruebas:
API 5B requiere pruebas de tracción y hermeticidad a gran escala. Para pozos de gas de alta presión, el rendimiento del sellado debe soportar ≥ 70 MPa.
Medidas clave para optimizar la fuerza de las articulaciones
Mejora de materiales y procesos
Utilice aceros aleados de alta resistencia (P110, Q125).
Aplique enfriamiento y revenido para mejorar la tenacidad y prevenir el agrietamiento por tensión.
Diseño de roscas y tecnología de sellado
Optimice la geometría de la rosca (p. ej., rosca de doble hombro VAM TOP) para lograr >95 % de eficiencia de tracción.
Utilice sellos de metal compuesto o PTFE para temperaturas de hasta 140 °C y ambientes ácidos.
Control de calidad de la instalación
Siga las pautas de posición de torsión API RP 5C1 (p. ej., 8–12 kN·m para carcasa de φ177,8 mm).
Realizar pruebas no destructivas (ultrasónicas o de partículas magnéticas). Las roscas con grietas > 0,2 mm se rechazan según ISO 10893-8.
Adaptación ambiental específica
Utilice materiales resistentes al azufre de grado SM (HRC < 22 según NACE MR0175) para pozos ácidos.
Aplique recubrimientos de zinc y aluminio para aplicaciones en aguas profundas para extender la vida útil a la fatiga de 3 a 5 veces.
Conclusión
Garantizar la resistencia de la conexión de la carcasa requiere integrar un diseño adecuado, una fabricación precisa y un estricto control de campo.
La selección del tipo de conexión correcto, desde juntas API estándar hasta diseños premium de alto rendimiento, debe alinearse con las condiciones operativas reales.
Incluso un error menor en la manipulación o el montaje puede provocar fugas o fallos en la carcasa, lo que provocaría graves pérdidas operativas y económicas.
Por lo tanto, mantener la resistencia de las juntas del revestimiento no es sólo un requisito técnico: es la piedra angular de las operaciones de perforación seguras y eficientes.
