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Tubería de revestimiento

Collar de perforación | Alisar & Tipo espiral , Collar de perforación no magnético

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Collar de perforación: Un componente esencial en las operaciones de perforación

Introducción

Un collar de perforación es una pieza tubular de paredes gruesas del equipo de perforación que se utiliza en el conjunto del fondo del pozo. (BHA) de una sarta de perforación. Es fundamental para proporcionar peso a la broca. (WOB) y asegurar la estabilidad y dirección del proceso de perforación.. Este artículo explora las características, tipos, aplicaciones, y beneficios de los portamechas en operaciones de perforación.

Características de los collares de perforación

Material

Los portamechas suelen estar hechos de acero aleado de alta resistencia o de materiales no magnéticos.. El acero utilizado suele ser AISI 4145H modificado., que ofrece excelentes propiedades mecánicas y resistencia a la fatiga y al desgaste..

Nombres de productos

  • Collares de perforación
  • Collar de perforación en espiral
  • Collar de perforación no magnético
  • Accesorios para portabrocas y vástagos de broca

Tallas

  • Diámetro exterior: 3 1/8″ – 11″

Longitudes

  • Longitudes estándar: 30 pie, 31 pie, 43 pie
  • Rango: R1 a R3

Tipos de conexión

  • CAROLINA DEL NORTE (Conexiones numeradas)
  • registro (Regular)
  • FH (Agujero completo)
  • SI (Descarga interna)

Tipos de hilos

  • NC26
  • NC31
  • NC38
  • NC40
  • NC46
  • NC50
  • 5 1/2 FH

Materiales

  • Acero inoxidable
  • Acero aleado (incluyendo AISI 4145H)
  • Acero carbono

Estándares

  • API5DP
  • Especificaciones API 7-1

Aplicaciones

  • Perforación de pozos de petróleo y gas
  • Perforación de yacimientos petrolíferos

Dimensiones

  • Longitud: Las longitudes estándar suelen ser 30 pies, pero pueden variar dependiendo de los requisitos específicos de la operación de perforación..
  • Diámetro exterior (DE): Los tamaños de diámetro exterior comunes varían desde 3.5 pulgadas a 11 pulgadas.
  • Diámetro interior (IDENTIFICACIÓN): El diámetro interior está diseñado para adaptarse al paso de fluidos de perforación y varía según el diámetro exterior y el espesor de la pared..

Tipo de producto

1. Collares de perforación

Los portamechas son componentes esenciales en las operaciones de perforación., Se utiliza principalmente para proporcionar peso a la broca para una perforación efectiva a través de formaciones rocosas.. Son barras sólidas hechas de acero al carbono simple o aleaciones de acero no magnéticas., con un orificio central para permitir el paso de los fluidos de perforación. Típicamente, collares de perforación son 31 pies (9.45 metros) Largos y con extremos roscados para permitir la conexión con otros portamechas..

2. Collar de perforación resbaladizo

  • Material: Acero de aleación modificado, Templado y revenido para las propiedades mecánicas requeridas..
  • Acabado superficial: Enrollado o en espiral.
  • Función: Proporciona el peso necesario sobre la broca y estabiliza el conjunto de perforación..
  • Características: Los portamechas pulidos tienen una superficie exterior lisa, mientras que los portamechas en espiral tienen ranuras para facilitar el flujo de fluido y reducir el pegado diferencial.

3. Collar de perforación en espiral

  • Material: Acero aleado AISI 4145H, acero no magnético.
  • Forma: Cuenta con tres ranuras en espiral de dextrogirato para reducir la fricción de contacto con la pared del pozo..
  • Uso: Ubicado entre el cabezal de perforación y la tubería de perforación para garantizar un funcionamiento suave y mantener la trayectoria de perforación..
  • Estándares: Fabricado según especificaciones API 7-1 o SY/T5144.
  • Inspección & Pruebas: Trazabilidad integral y números de serie estampados en cada pieza. Se realizan inspecciones y pruebas durante todo el proceso de fabricación..

4. Collar de perforación no magnético

  • Material: Aleación austenítica de cromo manganeso con bajo contenido de carbono.
  • Características:
    • Permeabilidad magnética: Bajo, asegurando una interferencia mínima con los instrumentos electrónicos.
    • Propiedades mecánicas: Alta resistencia y excelente resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión..
    • Superficie: No irritante, Prevenir daños en la superficie durante las operaciones..
  • Uso: Ideal para perforación direccional y entornos donde se debe minimizar la interferencia magnética..

 

Peso

Los portamechas son significativamente más pesados ​​que otros componentes de la sarta de perforación., con pesos que van desde unos pocos cientos hasta varios miles de libras, dependiendo de su tamaño y material.

Aplicaciones de portamechas
Peso en la broca (WOB)
Los portamechas proporcionan el peso necesario a la broca., permitiéndole penetrar las formaciones rocosas de manera efectiva. Este peso ayuda a lograr la tasa de penetración deseada. (ROP).|
Estabilidad y control direccional
Añadiendo masa al conjunto del fondo del pozo, Los portamechas ayudan a estabilizar la sarta de perforación y a mantener la dirección deseada del pozo.. Esto es particularmente importante en operaciones de perforación direccional y horizontal..
Amortiguación de vibraciones
La gran masa de los portamechas ayuda a amortiguar las vibraciones y reduce el riesgo de falla de la sarta de perforación debido a la fatiga.. Esto contribuye a operaciones de perforación más fluidas y prolonga la vida útil de los componentes de la sarta de perforación..
Prevención de adherencia del diferencial
Portamechas en espiral, con su diseño ranurado, Ayuda a prevenir el pegado del diferencial mejorando la circulación de los fluidos de perforación y la eliminación de recortes.. Esto reduce el riesgo de que la sarta de perforación se atasque en el pozo..

 

Material del collar de perforación y especificaciones técnicas

Los portamechas son componentes críticos de la sarta de perforación, proporcionando el peso necesario, estabilidad, y fuerza para operaciones de perforación efectivas. El material y las especificaciones técnicas de los portamechas son esenciales para su rendimiento y confiabilidad.. Este artículo describe los materiales comunes utilizados., junto con especificaciones técnicas detalladas.

Especificaciones técnicas

 

Composición química

Número de color de perforación*
Diámetro externo,
en.
Diámetro interior,
en.
Longitud,
pie
Peso aproximado,
libras/pie
Doblado típico
Relación de fuerza
CAROLINA DEL NORTE 23-31
3-1/8
1-1/4
30
22
2.57:1
CAROLINA DEL NORTE 26-35 (2-3/8 SI)
3-1/2
1-1/2
30
27
2.42:1
CAROLINA DEL NORTE 31-41 (2-7/8 SI)
4-1/8
2
30 o 31
34
2.43:1
CAROLINA DEL NORTE 35-47
4-3 /4
2
30 o 31
47
2.58:1
CAROLINA DEL NORTE 38-50 (3-1/2 SI)
5
2-1/4
30 o 31
54
2.38:1
CAROLINA DEL NORTE 44-60
6
2-1/4
30 o 31
83
2.49:1
CAROLINA DEL NORTE 44-60
6
2-13 /16
30 o 31
76
2.84:1
CAROLINA DEL NORTE 44-62
6-1/4
2-1/4
30 o 31
91
2.91:1
CAROLINA DEL NORTE 46-62 (4 SI)
6-1/4
2-13 /16
30 o 31
84
2.63:1
CAROLINA DEL NORTE 46-65 (4 SI)
6-1/2
2-1/4
30 o 31
100
2.76:1
CAROLINA DEL NORTE 46-65 (4 SI)
6-1/2
2-13 /16
30 o 31
93
3.05:1
CAROLINA DEL NORTE 46-67 (4 SI)
6-3 /4
2-1/4
30 o 31
109
3.18:1
CAROLINA DEL NORTE 50-70 (4-1/2 SI)
7
2-1/4
30 o 31
118
2.54:1
CAROLINA DEL NORTE 50-70 (4-1/2 SI)
7
2-13 /16
30 o 31
111
2.73:1
CAROLINA DEL NORTE 50-72 (4-1/2 SI)
7-1/4
2-13 /16
30 o 31
120
3.12:1
CAROLINA DEL NORTE 56-77
7-3 /4
2-13 /16
30 o 31
140
2.70:1
CAROLINA DEL NORTE 56-80
8
2-13 /16
30 o 31
151
3.02:1
6-5/8 Registro API
8-1/4
2-13 /16
30 o 31
162
2.93:1
CAROLINA DEL NORTE 61-90
9
2-13 /16
30 o 31
196
3.17:1
7-5/8 Registro API
9-1/2
3
30 o 31
217
2.81:1
CAROLINA DEL NORTE 70-97
9-3 /4
3
30 o 31
230
2.57:1
CAROLINA DEL NORTE 70-100
10
3
30 o 31
243
2.81:1
8-5/8 Registro API
11
3
30 o 31
300
2.84:1
SOBREDOSIS. profundidad de corte Plomo ±25,4
milímetros en A(milímetros) B(milímetros) milímetros
86 3.375 3.5±0,79 / 679
98.4 3.875 4.0±0,79 / 914
101.6~111.1 4~4 1/8 4.8±0,79 / 914
114.3~130.2 4 1/2~5 1/8 5.6±0,79 / 965
133.4~146.1 5 1/4~5 3/4 6.4±0,79 / 1067
149.2~161,9 5 7/8~6 3/8 7.1±1,59 / 1067
165.1~177,8 6 1/2~7 7.9±1,59 / 1168
181.0~200.0 7 1/8~7 7/8 8.7±1,59 5.6±0,79 1626
203.2~225,4 8~8 7/8 9.5±1,59 6.4±0,79 1727
228.6~250,8 9~9 7/8 10.3±2,37 7.1±1,59 1829
254.0~276.2 10~10 7/8 11.1±2,37 7.9±1,59 1930
279.4 11 11.9±2,37 8.7±1,59 2032

Tamaño típico del ranurado en espiral

DE(En.) Profundidad del tornillo(En.) Tornillo de entrada
4~4 3/8 6/32±1/32 36±1
4 1/2~5 1/8 7/32±1/32 38±1
5 1/4~5 3/4 1/4±1/32 42±1
5 7/8~6 3/8 9/32±1/16 42±1
6 1/2~7 5/16±1/16 46±1
7 1/8~7 7/8 11/32±1/16 64±1
8~8 7/8 3/8±1/16 68±1
9~9 7/8 13/32±3/32 72±1
Rendimiento mecánico
DE Fuerza de producción Resistencia a la tracción σb Alargamiento Reducción de son Impacto
Tamaño σ0,2 MPa(psi) d4% % pies 1b
MPa(psi)
3 1/8~6 3/4 ≥758 ≥827 ≥18 50 ≥50
-110,000 -120,000
7~10 ≥689 ≥758 ≥20
-100,000 -110,000

 

marca de carrete Composición química %
c Y Minnesota PAG S cr Mes Cu Alabama
4145H 0.42~0,48 0.15~0,35 0.90~1.20 ≤0,03 ≤0,03 0.90~1.20 0.15~0,25 ≤0,2 0.025~0,045
Otros elementos：N≤0,015，Ni≤0,5

 

Tamaño Diámetro exterior (mm) DI (mm) Código Hilo Longitud (mm) Peso (kg)
3-1/8 79.4 31.8(1-1/4) NC23-31 NC23 9140 298
3-1/2 88.9 38.1(1-1/2) NC26-35 NC26 9140 364
4-1/8 104.8 50.8(2) NC31-41 NC31 9140/9450 474/490
4-3/4 120.6 50.8(2) NC35-47 NC35 9140/9450 674/697
5 127.0 57.2(2-1/4) NC38-50 NC38 9140/9450 725/749
6 152.4 57.2(2-1/4) NC44-60 NC44 9140/9450 1125/1163
71.4(2-13/16) NC44-60 9140/9450 1022/1056
6-1/4 158.8 57.2(2-1/4) NC44-62 NC44 9140/9450 1237/1279
71.4(2-13/16) NC46-62 9140/9450 1134/1172
6-1/2 165.1 57.2(2-1/4) NC46-65 NC46 9140/9450 1352/1398
71.4(2-13/16) NC46-65 NC50 9140/9450 1249/1291
6-3/4 171.4 57.2(2-1/4) NC46-67 NC46 9140/9450 1471/1521
7 177.8 57.2(2-1/4) NC50-70 NC50 9140/9450 1597/1651
71.4(2-13/16) NC50-70 9140/9450 1494/1545
7-1/4 184.2 71.4(2-13/16) NC50-72 NC50 9140/9450 1625/1680
7-3/4 196.8 71.4(2-13/16) NC56-77 NC56 9140/9450 1895/1960
8 203.2 71.4(2-13/16) NC56-80 NC56/6-5/8REG 9140/9450 2040/2109
8-1/4 209.6 71.4(2-13/16) 6-5/8registro 6-5/8registro 9140/9450 2188/2263
9 228.6 71.4(2-13/16) NC61-90 NC61 9140/9450 2658/2748
9-1/2 241.3 76.2(2-13/16) 7-5/8registro 7-5/8registro 9140/9450 2954/3054
9-3/4 247.6 76.2(3) NC70-97 NC70 9140/9450 3127/3234
10 254.0 76.2(3) NC70-100 NC70 9140/9450 3308/3421
11 279.4 76.2(3) 8-5/8registro 8-5/8registro 9140/9450 4072/4210
Propiedades mecánicas：Collar de perforación <7 pulgadas：Límite elástico≥758MPa，Resistencia a la tracción≥965MPa，Alargamiento cuatro veces ≥13%，Energía de impacto Ak≥54J,(Trabajo de impacto único≥47J，Promedio≥54J）Rango de dureza 285HB～341HB≥7 pulgadas Collar de perforación：Límite elástico≥689MPa，Resistencia a la tracción≥931MPa，Alargamiento cuatro veces ≥13%，Energía de impacto Ak≥54J,(Trabajo de impacto único≥47J，Promedio≥54J） Rango de dureza 285HB～341HB

 

Proceso de producción

embalaje
Tipos de conexión

Los portamechas están equipados con conexiones roscadas para unirlos con otros componentes de la sarta de perforación..

  • Conexiones con hombro giratorio API: Conexiones estandarizadas como API NC38, NC50, y 6 5/8″ registro.
  • Conexiones Premium: Conexiones patentadas diseñadas para un rendimiento mejorado, como los tipos Hydril y VAM.

Acabado superficial

  • Endurecimiento de superficies: Se pueden aplicar técnicas como carburación o nitruración para mejorar la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste..
  • Calidad del acabado superficial: Típicamente, una rugosidad superficial de 63 micropulgadas (1.6 micrones) o más suave se mantiene para reducir la fricción y el desgaste..

Características opcionales

  • Ranuras en espiral: Para portamechas en espiral, Las ranuras están mecanizadas en la superficie exterior para reducir el pegado del diferencial..
  • Funciones para aliviar el estrés: Se pueden agregar ranuras o socavados de alivio de tensión en áreas críticas para reducir las concentraciones de tensión y mejorar la vida útil ante la fatiga..

Conclusión

Los portamechas son indispensables en las operaciones de perforación., proporcionando el peso, estabilidad, y control direccional necesarios para una perforación eficiente y efectiva.. Comprender los materiales y las especificaciones técnicas de los portamechas es crucial para seleccionar los componentes adecuados para condiciones de perforación específicas..

Conclusiones clave

  • Selección de materiales: El acero modificado AISI 4145H es común por su resistencia y durabilidad., mientras que los materiales no magnéticos son esenciales para la perforación direccional, e Inconel se utiliza en ambientes altamente corrosivos..
  • Propiedades mecánicas: Alta resistencia a la tracción y límite elástico, junto con un alargamiento y dureza adecuados, son fundamentales para el rendimiento del portamechas.
  • Precisión dimensional: Las dimensiones precisas garantizan compatibilidad y rendimiento óptimo..
  • Funciones personalizadas: Opciones como ranuras en espiral y funciones de alivio de tensión mejoran la funcionalidad y reducen los riesgos operativos.

Siguiendo estas especificaciones detalladas, Las operaciones de perforación pueden lograr una mayor eficiencia., desgaste reducido en el equipo, y rendimiento general mejorado.

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