La soldadura de tubos de perforación está estrictamente limitada y altamente regulada.
Aunque las tuberías de perforación se pueden soldar, sólo se permite soldar para grados de acero específicos, ubicaciones específicas y bajo condiciones de proceso estrictamente controladas. Las tuberías de perforación API convencionales no deben soldarse arbitrariamente en el sitio como conexiones de carga, ya que esto puede comprometer gravemente la integridad estructural y provocar accidentes graves de seguridad en el fondo del pozo.
¿Cuándo se permite soldar tubos de perforación?
En la práctica, la soldadura de tubos de perforación generalmente se refiere a las siguientes aplicaciones sin carga o controladas en fábrica:
Reparación de soldaduras de zonas no portantes.
Soldadura de juntas de cachorro o componentes auxiliares.
Soldadura por fricción (soldadura por inercia) que conecta el cuerpo de la tubería de perforación a la junta de herramienta
Según API Spec 5DP, la conexión entre el cuerpo de la tubería de perforación y la junta de herramienta se logra mediante soldadura por fricción, no mediante soldadura por arco manual. La calidad de la soldadura afecta directamente la eficiencia de la perforación, la vida útil a la fatiga y la seguridad operativa.
Principios básicos de la soldadura de tuberías de perforación
La soldadura en campo nunca debe reemplazar la conexión de soporte de carga original.
Los procedimientos de soldadura deben coincidir con el grado de acero de la tubería de perforación.
Los parámetros de soldadura deben estar documentados y trazables.
Todas las soldaduras requieren inspección antes del servicio.
Procesos clave en la soldadura de tubos de perforación
1. Precalentamiento de la tubería de perforación
El precalentamiento es fundamental para reducir:
Estrés térmico
Grietas de soldadura
Deformación estructural
Temperatura típica de precalentamiento:
100–250°C, dependiendo del grado del acero y del espesor de la pared.
2. Control de parámetros de soldadura
Los parámetros críticos incluyen:
corriente de soldadura
voltaje del arco
Velocidad de alimentación de alambre
Caudal de gas de protección
Todos los parámetros deben ajustarse en función de:
Química del material base
Grosor de la pared
Especificación del procedimiento de soldadura aplicable (WPS)
3. Tratamiento post-soldadura
Las operaciones posteriores a la soldadura incluyen:
Alisado y rectificado de cordones de soldadura
eliminación de escoria
Inspección de soldadura mediante UT/MT
Estos pasos garantizan la integridad de la soldadura antes de que la tubería vuelva a ponerse en servicio.
Equipos y herramientas para soldar tubos de perforación
Equipo de soldadura
Máquinas de soldar CC
Sistemas de soldadura automáticos o semiautomáticos.
Máquinas de soldadura por fricción (solo para uso en fábrica)
Herramientas auxiliares
Dispositivos de precalentamiento (inducción o llama)
Herramientas de monitoreo de temperatura (infrarrojos o termopares)
Herramientas de rectificado y equipos END (UT/MT)
Electrodos de soldadura comunes para tubos de perforación
Varilla de soldadura E5015
tipo alcalino
Alta densidad de corriente
Buena tenacidad y resistencia al calor.
Adecuado para secciones medias y gruesas.
Nota: produce más salpicaduras
E5016 Welding Rod
Tipo alcalino con mayor resistencia a la tracción que E5015
Adecuado para estructuras de acero de alta resistencia.
Nota: puede causar tensión de contracción en secciones delgadas
Varilla de soldadura E5018
Electrodo alcalino de bajo hidrógeno
Excelente resistencia al agrietamiento y calidad de soldadura.
Debe secarse completamente para evitar defectos inducidos por el hidrógeno.
Varilla de soldadura serie E55
Tipo de bajo hidrógeno para aceros ordinarios y de baja aleación.
Bajas salpicaduras y fuerte resistencia al impacto
Se requiere protección ocular debido a la intensa radiación del arco
Varilla de soldadura serie E6010
Tipo celulósico, adecuado para operaciones de campo.
Strong penetration and adaptability
Requires experienced welders
Precauciones previas a la soldadura
Antes de soldar, son obligatorios los siguientes pasos:
Limpie a fondo la tubería de perforación para eliminar aceite, óxido y contaminantes.
Seleccione materiales y procedimientos de soldadura según el grado de acero de la tubería de perforación.
Registre todos los parámetros de soldadura para inspección y trazabilidad.
Problemas comunes en la soldadura y soluciones de tuberías de perforación
Penetración de soldadura incompleta
Causas: aporte de calor insuficiente o falta de coincidencia de materiales
Soluciones: aumentar la corriente, optimizar la selección de electrodos
Grietas de soldadura
Causas: temperatura de soldadura excesiva o tensión residual.
Soluciones: parámetros controlados, precalentamiento adecuado, procedimientos con bajo contenido de hidrógeno
Deformación de soldadura
Causas: control inadecuado del calor o precalentamiento insuficiente
Soluciones: secuencia de soldadura optimizada y tratamiento post-soldadura
Conclusión
La soldadura de tuberías de perforación no es una operación de campo de rutina, sino un proceso de alto riesgo y estrictamente controlado que se rige por los estándares API. Una soldadura inadecuada puede reducir significativamente la vida por fatiga y provocar fallas catastróficas en el fondo del pozo.
Sólo los métodos de soldadura aprobados, los materiales calificados, los procedimientos controlados y la inspección adecuada pueden garantizar la seguridad y confiabilidad de los componentes soldados de la tubería de perforación.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la conexión de tubería de acero sin costura más fuerte?
R: La soldadura proporciona la mayor resistencia y sellado.
P: ¿Cuándo se deben utilizar conexiones roscadas?
R: Para tuberías de pequeño diámetro y baja presión.
P: ¿Por qué utilizar conexiones de brida?
R: Para un fácil desmontaje y mantenimiento.
P: ¿Qué sellado se utiliza para tuberías roscadas?
R: Cinta de PTFE o sellador de roscas.
P: ¿Qué afecta el rendimiento del sellado de juntas de tuberías?
A: Tipo de conexión, junta, superficie y precarga.
