API 5DP

API 5DP es una norma crucial en la industria del petróleo y el gas que especifica los requisitos técnicos de las tuberías de perforación de acero utilizadas en operaciones de perforación. Abarca los requisitos para extremos recalcados, soldadura de juntas de herramienta y diversos aspectos de rendimiento, garantizando la calidad y durabilidad de las tuberías de perforación para soportar las exigentes condiciones de los entornos de perforación. La norma API 5DP define las condiciones técnicas de entrega para tres niveles de especificación de producto (PSL-1, PSL-2 y PSL-3) de tuberías de perforación de acero con extremos recalcados y soldadura a tope de juntas de herramienta para operaciones de perforación en la industria del petróleo y el gas natural. Los requisitos de PSL-1 constituyen la base de esta norma internacional. El Apéndice G proporciona requisitos técnicos complementarios para PSL-2 y PSL-3.

API 5DP se aplica a las tuberías de perforación de acero utilizadas en operaciones de perforación de petróleo y gas y se divide en tres niveles de especificación de producto (PSL):

PSL-1: El nivel básico, que constituye la base de la norma API 5DP. PSL-2 y PSL-3: Presentan requisitos técnicos más estrictos que la PSL-1, como se especifica en el Apéndice G de la norma.

Esta norma abarca diferentes grados de tubos de perforación, incluyendo:

Tubería de perforación de grado E (resistencia regular);

Tubería de perforación de alta resistencia, clasificada en grados X, G y S.

La norma proporciona estructuras típicas de tubos de perforación, enumerando los elementos principales y sus longitudes, con dimensiones y pesos clave especificados tanto en unidades del Sistema Internacional (SI) (Tabla A.1) como en unidades del Sistema Americano (USC) (Tabla C.1). Además, API 5DP puede aplicarse a las uniones de tubería de perforación no especificadas en otras normas API o ISO. Permite acuerdos entre compradores y fabricantes para personalizar las dimensiones del cuerpo del tubo de perforación y/o de la unión de tubería. La norma también describe requisitos adicionales de pruebas, verificación del rendimiento y ensayos no destructivos (END) que pueden acordarse mutuamente (véase el Apéndice E).

Las principales características son las siguientes:

1. Material: Se utilizan habitualmente tuberías de acero aleado de alta resistencia, como AISI 4130 o 4140.

2. Rango de tamaños: Diámetro exterior de 60,32 mm a 168,28 mm; espesor de pared de 6,45 mm a 12,7 mm.

3. Longitud: R1 (5,5-6,7 m), R2 (8,2-9,4 m) y R3 (11,6-13,7 m).

4. Tipo de conexión: Incluye conexión interna a ras (IF), conexión de pozo completo (FH), conexión regular API (REG) y conexión numérica (NC).

5. Grado de acero: Abarca E75, X95, G105, S135, etc.

1. Cuerpo de la tubería de perforación: La sección principal que soporta cargas de tracción, torsión y presión interna. 2. Unión de Herramienta: Secciones de extremo engrosadas con roscas para conectar los componentes del tren de perforación.

3. Extremos Recalcados: Para mejorar la resistencia a la fatiga, los extremos de la tubería de perforación se engrosan mediante uno de los siguientes métodos:

Recalcado Externo (EU)

Recalcado Interno (IU)

Recalcado Interno-Externo (IEU)

Para garantizar la calidad y el rendimiento de las tuberías de perforación, la norma API 5DP impone estrictos requisitos de fabricación e inspección, que incluyen:

Control de la Composición Química: Asegurar que el acero cumpla con los requisitos de grado especificados.

Ensayos de Propiedades Mecánicas: Incluyendo pruebas de resistencia a la tracción, límite elástico y tenacidad al impacto.

Ensayos No Destructivos (END): Como la inspección por partículas magnéticas (MPI) y las pruebas ultrasónicas (UT) para detectar grietas o defectos.

Ensayos de Dureza: Verificar los niveles de dureza tanto del cuerpo de la tubería como de la unión de la herramienta para garantizar la resistencia al desgaste y la resistencia.

Inspección Dimensional: Asegurar que el diámetro exterior, el espesor de la pared y las dimensiones de la rosca cumplan con las tolerancias de la norma API 5DP.

Para las tuberías de perforación PSL-2 y PSL-3, la norma API 5DP exige inspecciones de calidad adicionales, incluyendo pruebas de fatiga y evaluaciones no destructivas extendidas, para mejorar la confiabilidad en entornos de perforación extremos.

Si bien la norma API 5DP no aborda directamente el rendimiento en aplicaciones específicas, los usuarios pueden consultar la norma API RP 7G, que proporciona directrices detalladas para optimizar el rendimiento de las tuberías de perforación. Un aspecto crucial es la resistencia a la fatiga, que se centra en prolongar la vida útil de las tuberías de perforación y minimizar el riesgo de falla bajo condiciones de carga repetida. Además, la resistencia a la corrosión es esencial, especialmente en entornos con altas concentraciones de H₂S (gas agrio) o CO₂, donde la selección adecuada de materiales y las medidas de protección son necesarias para prevenir la degradación. Otro factor clave es la resistencia al torque, especialmente en pozos profundos y operaciones de perforación complejas, donde las tuberías de perforación están sometidas a altas cargas de torque que pueden afectar su integridad estructural. En condiciones extremas, como pozos de alta temperatura y alta presión (HPHT), así como en perforación horizontal y direccional, el uso de tuberías de perforación de alta resistencia que cumplan con las especificaciones API 5DP es fundamental para garantizar la seguridad operativa, la eficiencia y la confiabilidad a largo plazo.

La norma API 5DP es una herramienta valiosa para mejorar la calidad de la tubería de perforación y evitar el NPT. Proporciona un método consistente para medir el diámetro interior y el espesor, eliminando así la variabilidad; además, exige que todas las mediciones se realicen en cada nivel estándar de inspección. Al seleccionar las tuberías de perforación, se deben considerar factores como las condiciones del pozo, la profundidad de perforación y las características de la formación para garantizar el cumplimiento de la norma API 5DP y un rendimiento óptimo en las operaciones de perforación.

Para definir los requisitos de entrega para la producción de tuberías de perforación, existen varias normas API vigentes. Estos documentos API le mostrarán cómo debería ser el nuevo formato de los componentes de la columna de perforación:

API Spec 7-1: Especificación para elementos de columna de perforación rotatoria

API RP 7-2: Especificación para roscado y calibrado de conexiones de rosca rotatoria con hombro

API Spec 5B: Roscado, calibrado e inspección de roscas de tubería de revestimiento, tubería de producción y tuberías de conducción

API RP 5B1: Calibrado e inspección de roscas de tubería de revestimiento, tubería de producción y tuberías de conducción

Como estándar clave en la industria del petróleo y el gas, API 5DP garantiza la calidad, el rendimiento y la seguridad de las tuberías de perforación. Abarca tanto las tuberías de perforación de grado E como las de alta resistencia (X, G, S) y ofrece diferentes niveles de PSL para adaptarse a diversas condiciones de perforación. API 5DP establece requisitos estrictos para la composición, fabricación e inspección de materiales para garantizar que las tuberías de perforación resistan entornos de perforación extremos y condiciones de alta tensión.

Al seleccionar tuberías de perforación, además de seguir API 5DP, los usuarios deben consultar normas relacionadas como API RP 7G para optimizar el rendimiento de las tuberías de perforación, extender la vida útil y mejorar la eficiencia de la perforación.