Estructura de las tuberías de perforación

Los tubos de perforación son componentes cruciales de las plataformas de perforación, directamente involucrados en el proceso de perforación. En la minería de carbón y otros proyectos de exploración geológica, juegan un papel irremplazable. Los tubos de perforación de exploración geológica se utilizan para la exploración de agua, exploración de gas y perforación en minas de carbón. Estos incluyen tubos de perforación convencionales para túneles de minas de carbón, tubos de perforación de exploración de menos de 89 mm para perforación de petróleo y tubos de perforación de fondo para perforación de rocas en minas. Como componente básico de la sarta de perforación, generalmente conectada a un collar de perforación, los tubos de perforación generalmente están hechos de tubos de acero sin costura (con un espesor de pared de 9 a 11 mm). Sus funciones principales son transmitir torque y transportar fluido de perforación, y se alargan progresivamente para profundizar el pozo. Por lo tanto, los tubos de perforación ocupan una posición importante en las operaciones de perforación.

Material de los tubos de perforación

Los requisitos de material para los tubos de perforación varían según el tipo de operación de perforación. Para las tareas de perforación estándar en yacimientos de carbón, generalmente se utiliza acero DZ40 o 45# regular. Cuando se utilizan brocas de diamante para perforar formaciones rocosas, se prefieren los tubos de perforación de material R780 o DZ50. En el sector de la perforación petrolera, se utilizan comúnmente tubos de aleación de mayor calidad. Los tubos de perforación de acero son los más frecuentes, y se seleccionan aleaciones de acero especiales, generalmente acero de baja aleación y alta resistencia (HSLA), por su capacidad para soportar las duras condiciones de perforación, que incluyen alta tensión, corrosión y desgaste.

Otros nombres para los tubos de perforación

Especificaciones de los tubos de perforación

Diámetro: Φ34,0 mm, Φ42,0 mm, Φ50,0 mm, Φ63,5 mm, Φ73,0 mm, Φ89,0 mm

Longitud: 0,5 m, 0,8 m, 1,0 m, 1,5 m

Los tubos de perforación consisten en tubos de acero sin costura con un espesor de pared de 9 a 11 mm y comprenden dos partes: el cuerpo del tubo de perforación y la unión del tubo de perforación. Los diámetros comunes de los tubos de perforación incluyen Φ34 mm, Φ42 mm, Φ50 mm, Φ60 mm, Φ63,5 mm, Φ73 mm y Φ89 mm. La exploración geológica utiliza comúnmente tubos de 42 mm y 50 mm, mientras que los tubos de perforación geológica de mayor diámetro se utilizan para perforar pozos de agua o pozos de petróleo de gran diámetro.

Longitud de los tubos de perforación

En cuanto a la longitud, los tubos de perforación se pueden personalizar según los requisitos del cliente sin comprometer el proceso de fabricación. Las longitudes comunes incluyen 0,5 m, 1 m, 1,5 m, 2 m, 2,5 m, 3 m y 4 m, siendo las longitudes de 1 m y 1,5 m las más comunes. Para perforaciones más profundas, generalmente se recomienda utilizar tubos de perforación de más de 3 metros de largo, pero se pueden utilizar tubos de perforación más cortos con herramientas de perforación tipo cuerda para facilitar la instalación y el desmontaje.

Tipos de conexión de los tubos de perforación

Tipos de conexión: Rosca plana, Rosca cónica

Rosca plana: Φ34,0 mm, Φ42,0 mm, Φ50,0 mm

Rosca cónica: Φ63,5 mm, Φ73,0 mm, Φ89,0 mm

Los tubos de perforación geológica de diámetro más pequeño generalmente utilizan conexiones de rosca plana. A medida que aumenta el diámetro, también lo hacen la profundidad y el par del pozo, lo que hace necesario el uso de conexiones con rosca cónica para garantizar la transmisión del par y facilitar el desmontaje. Se pueden personalizar para cumplir con los requisitos especiales de los clientes.

Estructura de los tubos de perforación

Los tubos de perforación se componen principalmente de tubos de acero sin costura, que consisten en el cuerpo del tubo de perforación y la junta del tubo de perforación. Se detalla a continuación:

Cuerpo del tubo de perforación: generalmente está hecho de tubos de acero sin costura con un espesor de pared de 9 a 11 mm. Los extremos del cuerpo del tubo se pueden conectar a las juntas a través de conexiones de rosca fina o soldadura por fricción. Los tubos de perforación soldados por fricción (sin roscas finas) se han eliminado en gran medida y, ahora, todos los tubos de perforación producidos en el país o importados están soldados por fricción.

Junta del tubo de perforación: las juntas se dividen en juntas macho y hembra, conectadas en ambos extremos del cuerpo del tubo. El diámetro de la junta es mayor que el diámetro del cuerpo del tubo, y está en contacto y desgaste continuo contra el pozo o la carcasa durante la perforación. Para evitar el desgaste de la junta, que podría provocar la rotura o la desconexión de los tubos, se debe colocar una banda resistente al desgaste en la junta hembra.

Material y grado del acero: los materiales de los tubos de perforación pueden incluir acero, aleación de aluminio, aleación de titanio y compuestos. Los tubos de acero se utilizan ampliamente debido a su proceso de fabricación maduro y su bajo costo. El grado de acero de una tubería de perforación se determina por su límite elástico mínimo, y las normas API especifican los grados D, E, 95(X), 105(G) y 135(S).

Tipos especiales: por ejemplo, las tuberías de perforación de doble pared, compuestas de tuberías internas y externas con un anillo entre ellas, se utilizan en la perforación hidráulica de rocas y el muestreo de núcleos para bombear el medio de lavado al fondo del pozo.

Estas características estructurales permiten que las tuberías de perforación soporten presiones internas y externas significativas, torsión, flexión y vibración en aplicaciones como la perforación petrolera.

Aplicaciones de las tuberías de perforación

Campos de aplicación: las tuberías de perforación se utilizan ampliamente en la minería de carbón, la minería, la construcción, los proyectos de conservación de agua, los ferrocarriles, las carreteras y los túneles de puentes para la perforación, la excavación y el anclaje. En las minas de carbón, se utilizan principalmente para la exploración de agua, la exploración de gas y la exploración de túneles.

Ventajas de los tubos de perforación

El cuerpo principal del tubo de perforación utiliza acero de aleación geológica especial y las uniones utilizan acero estructural de aleación, fabricado mediante conformado a alta presión, templado al vacío, soldadura por fricción y endurecimiento general de la superficie. Las roscas se mecanizan utilizando equipos automatizados para garantizar la precisión. El proceso de soldadura antes del roscado garantiza que varios tubos de perforación conectados mantengan una alineación coaxial durante la perforación de pozos profundos. En comparación con productos similares, estos tubos de perforación ofrecen una alta resistencia a la flexión, una gran transmisión de par y un funcionamiento suave.

En resumen, la estructura y las especificaciones comunes de los tubos de perforación geológica están en constante evolución. El creciente mercado de tubos de perforación, tanto a nivel nacional como internacional, impulsa una creciente demanda de los usuarios. Los tubos de perforación se han convertido en parte integral de la industria minera del carbón moderna, y mejorar su rendimiento y presencia en el mercado puede traer beneficios significativos al sector de la minería del carbón.