Grados de tuberías de perforación API 5DP

API 5DP Drill Pipe Grades: Guía Completa de las Clases de Tubería de Perforación

Las tuberías de perforación son componentes esenciales en la industria petrolera y de gas. Estas tuberías están diseñadas para resistir condiciones extremas, como altas presiones y temperaturas, mientras aseguran la eficiencia y seguridad en las operaciones de perforación. Existen diferentes calificaciones de tubería de perforación, que incluyen tanto calificaciones API estándar como calificaciones propietarias, cada una destinada a satisfacer requisitos específicos según las condiciones operativas.

Tubería de Perforación API

La norma API SPEC 5DP especifica las condiciones técnicas de entrega para las tuberías de acero para perforación. Estas tuberías están diseñadas con extremos de cuerpo de tubo sobresalientes y juntas de herramienta soldadas, y son utilizadas tanto en perforación como en operaciones de producción en las industrias del petróleo y gas. API clasifica las tuberías de perforación en tres niveles de especificación de producto: PSL-1, PSL-2 y PSL-3, cada uno con diferentes requisitos de material.

PSL-1: Este nivel especifica los requisitos básicos como el grosor de la pared, la resistencia al impacto y la resistencia a la fluencia.
PSL-2 y PSL-3: Los niveles PSL-2 y PSL-3 incluyen requisitos adicionales más estrictos, adecuados para condiciones de alta presión, temperatura y entornos más agresivos.

Calificaciones Comunes de API

Grado E

Resistencia a la fluencia: Menor a 80,000 psi.
Características: El Grado E, conocido como "acero suave", tiene la resistencia a la fluencia más baja en comparación con otras calificaciones. Este grado es más dúctil, lo que significa que puede resistir un mayor alargamiento o "deformación" antes de fracturarse. Además, ofrece mayor resistencia a la corrosión y a la fisuración.
Aplicaciones: Se utiliza comúnmente en pozos de profundidad media, entre 10,000 y 15,000 pies.

Grado X-95

Resistencia a la fluencia: Superior al Grado E.
Características: El Grado X-95 es una tubería de perforación de alta resistencia que ofrece mayor resistencia a la fluencia, lo que es necesario para perforaciones en pozos más profundos. Este grado es más resistente a la deformación bajo alta presión y estrés.
Aplicaciones: Se utiliza principalmente en pozos más profundos donde se requieren mayores niveles de resistencia.

Grado G-105

Resistencia a la fluencia: Mayor que el Grado X-95.
Características: El Grado G-105 es otro grado de alta resistencia que ofrece un rendimiento superior en condiciones de perforación difíciles. Este grado proporciona una mayor resistencia al desgaste y la fatiga.
Aplicaciones: Ideal para perforación de pozos más profundos, donde la resistencia a la fatiga es crucial.

Grado S-135

Resistencia a la fluencia: La más alta de las calificaciones estándar API.
Características: El Grado S-135 está diseñado para las condiciones de perforación más extremas. Con la resistencia a la fluencia más alta, este grado es particularmente efectivo en condiciones de alta presión y perforaciones profundas.
Aplicaciones: Se utiliza en pozos profundos y en condiciones de alta presión y temperatura.

API Drill Pipe Grade	Minimum Yield Strength (psi)	Minimum Tensile Strength (psi)
E-75	75,000	100,000
X-95	95,000	105,000
G-105	105,000	115,000
S-135	135,000	145,000

Calificaciones Propietarias

Además de las calificaciones estándar API, existen calificaciones propietarias que se desarrollan para superar las especificaciones establecidas en la API SPEC 5DP. Estas calificaciones se diseñan para cumplir con requisitos específicos de los usuarios, como perforación en servicios ácidos o críticos.

Calificaciones para Servicio Ácido

Propósito: Las calificaciones para servicio ácido se diseñan para resistir la corrosión por estrés por sulfuro (SSC). Este tipo de corrosión puede ocurrir cuando el sulfuro de hidrógeno está presente en el ambiente.
Impacto del SSC: La corrosión por estrés puede generar propagación de fisuras y fallas en el acero, especialmente cuando se combinan altas tensiones, bajas temperaturas, baja acidez y altos niveles de cloruro.
Aplicaciones: Se utilizan en pozos con gas ácido o en ambientes donde el SSC representa un riesgo significativo.
Calificaciones para Servicio Crítico
Propósito: Las calificaciones para servicio crítico están diseñadas para resistir la corrosión cuando se encuentra gas dulce o altas concentraciones de dióxido de carbono (CO2).
Ventajas: Estas calificaciones son una solución rentable para aplicaciones de inyección de agua y otras situaciones donde el CO2 y la corrosión son un desafío.
Aplicaciones: Se utilizan comúnmente en proyectos de inyección de agua o en ambientes con altas concentraciones de CO2.

Tamaños y Especificaciones

La tubería de perforación se fabrica según especificaciones estándar y se ofrece en tamaños nominales. Las dos especificaciones dimensionales más importantes son longitud y diámetro.

Note: EU— external upset; IU— internal upset; IEU—internal & external upset.

Longitud

El "tren de perforación" está compuesto por varias secciones de tubería de perforación. Estas secciones, conocidas como "stand", generalmente constan de dos o tres secciones de tubería de perforación que se introducen en el pozo para realizar entre 60 a 90 pies de perforación. API clasifica estas longitudes en tres rangos distintos: R1, R2 y R3, cada uno con requisitos específicos según las condiciones de perforación.
R1: Longitud más corta, utilizada en perforaciones poco profundas o menos complejas.
R2: Longitud intermedia, adecuada para pozos de profundidad media.
R3: Longitud más larga, utilizada principalmente en perforaciones profundas o con alta presión.

Diámetro

El diámetro de la tubería de perforación es crucial para determinar su capacidad de soportar altas presiones y la eficiencia general del proceso de perforación. Los diámetros más grandes se utilizan para pozos más profundos, mientras que los diámetros más pequeños son adecuados para perforaciones menos exigentes.

Conclusión

Elegir la calificación correcta de tubería de perforación es esencial para asegurar el éxito de las operaciones de perforación. Las calificaciones API como Grado E, X-95, G-105 y S-135 ofrecen una variedad de niveles de rendimiento, desde aplicaciones generales hasta condiciones extremas de perforación. Además, las calificaciones propietarias proporcionan soluciones especializadas para servicios ácidos y críticos, mejorando la capacidad de las tuberías para resistir desafíos específicos, como la corrosión y el estrés.

La selección de la calificación adecuada depende de varios factores, incluidos la profundidad del pozo, las condiciones ambientales y los requisitos específicos de la perforación. Comprender las diferencias entre las calificaciones estándar y propietarias permite a los operadores tomar decisiones informadas que optimicen tanto el rendimiento como la rentabilidad de las operaciones de perforación.