Los portamechas son equipos auxiliares que se utilizan en la parte inferior de la sarta de perforación y son componentes clave del conjunto de herramientas de perforación. Se caracterizan por su gran espesor de pared y su alta gravedad. El espesor de pared suele ser de 38 a 53 mm, equivalente a entre 4 y 6 veces el de la tubería de perforación. Debido a su entorno de trabajo específico, el portamechas ejerce presión sobre la broca durante el proceso de fracturación de roca y desempeña un papel fundamental en la perforación de pozos rectos. Debe tener buena rigidez.
¿Qué es la especificación API 7-1?
En proyectos de perforación de petróleo y gas, la estabilidad y la eficiencia del sistema de la sarta de perforación son cruciales. Como componente principal de la sarta de perforación, que soporta el lastre y proporciona presión descendente a la broca, los estándares de calidad y fabricación del portamechas afectan directamente la seguridad y la confiabilidad del proceso de perforación. La especificación API 7-1 es una importante norma técnica establecida por el Instituto Americano del Petróleo para componentes de la sarta de perforación, como los portamechas.
La especificación API 7-1 es una especificación técnica formulada específicamente para componentes de sartas de perforación (como portamechas, tubos de perforación con peso, tubos de perforación cuadrados, estabilizadores, etc.) que abarca la selección de materiales, las propiedades mecánicas, el tratamiento térmico, los ensayos no destructivos, la precisión dimensional, el control de tolerancias y otros aspectos. Los portamechas fabricados según esta norma se utilizan ampliamente en proyectos de perforación terrestres y marítimos, especialmente para operaciones de perforación en pozos profundos, pozos de alta presión y formaciones complejas.
API Spec 7-1: Materiales y procesos de fabricación de portamechas
1. Material convencional para portamechas: Acero aleado AISI 4145H
Los portamechas estándar suelen fabricarse con acero estructural aleado AISI 4145H forjado o laminado fino, que ofrece excelente resistencia, tenacidad y dureza, y cumple con los requisitos de uso en condiciones de alto par y carga. Tipo: Acero redondo laminado en caliente o forjado
Método de tratamiento térmico: Temple + revenido
Dureza Brinell (HBW): 285 - 341
Tenacidad al impacto: Prueba Charpy de entalla en V a 20 °C ± 5 °C, a 2,54 cm de profundidad desde la superficie exterior, energía de impacto ≥ 40 ft-lb (aprox. 54 J)
2. Proceso de tratamiento térmico
Para garantizar que el producto tenga propiedades mecánicas uniformes y estables en toda su longitud, el collarín de perforación debe recibir un tratamiento térmico en toda su longitud durante el proceso de producción. El proceso estándar de tratamiento térmico incluye:
Calentamiento uniforme
Temple (generalmente en aceite)
Revenido (mejora de la tenacidad y eliminación de tensiones residuales)
El collarín de perforación tratado térmicamente presenta alta resistencia, alta dureza, buena resistencia a la flexión y la torsión, y cumple plenamente con los requisitos de rendimiento de la especificación API 7-1.
Especificaciones del collarín de perforación según la especificación API 7-1:
Diseño estructural y tipo de interfaz de collarines de perforación según la especificación API 7-1
Los collarines de perforación según la especificación API 7-1 suelen tener los siguientes diseños estructurales:
Collarín de perforación simple: se utiliza para el lastrado convencional;
Collarín de perforación espiral: reduce el riesgo de atascamiento por presión diferencial y mejora la eficiencia de perforación;
Diseño de junta engrosada: mejora la resistencia de la conexión y evita roturas;
Tipos de rosca de conexión: NC31, NC38, NC50, REG, IF, etc., seleccionados según las necesidades del cliente, con tratamiento de lubricación de roscas según la norma API y manguito de protección de roscas.
Inspección y control de calidad
Los collarines de perforación fabricados según la especificación API 7-1 están sujetos a las siguientes inspecciones de calidad clave:
Inspección ultrasónica UT: para detectar defectos internos
Inspección por partículas magnéticas MT: para detectar grietas superficiales
Inspección dimensional: para garantizar que las tolerancias cumplan con los requisitos API
Inspección de propiedades mecánicas: incluye pruebas de dureza, tenacidad al impacto, resistencia a la tracción, etc.
El collar de perforación API Spec 7-1 representa altos estándares y un alto rendimiento en la tecnología de sartas de perforación. Ya sea un collar de perforación de aleación convencional o un collar de perforación no magnético de alta gama, su papel en las operaciones de perforación es indispensable. Gracias a una rigurosa selección de materiales, procesos de fabricación estandarizados y métodos de prueba exhaustivos, este tipo de producto garantiza la seguridad, estabilidad y eficiencia del proceso de perforación, y es la opción ideal para proyectos de perforación de alta tecnología, como pozos profundos, pozos complejos y pozos direccionales.
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