Drill Collar

Collares de perforación

Los collares de perforación son una de las partes de la sarta de perforación. El propósito de los collares de perforación es proporcionar peso para fines de perforación. Los collares de perforación son piezas de pared gruesa similares a tubos que se mecanizan a partir de barras de acero sólido, aunque a menudo están hechos de acero al carbono simple o de la aleación no magnética de cobre y acero u otras aleaciones premium que no son magnéticas por naturaleza. Los collares de perforación se utilizan principalmente para proporcionar presión de perforación a la broca durante la perforación, de modo que la tubería de perforación esté en un estado de tracción y, con su mayor rigidez, pueda enderezar la broca y mantener la trayectoria del pozo. Los collares de perforación en espiral y los collares de perforación no magnéticos son collares de perforación especiales. Los collares de perforación en espiral se fabrican mecanizando tres ranuras en espiral en la superficie cilíndrica del collar de perforación para reducir el área de contacto con la pared del pozo. Los collares de perforación en espiral pueden prevenir eficazmente la diferencia de presión y el atascamiento de la broca. Los collares de perforación no magnéticos se utilizan principalmente para el monitoreo durante la perforación petrolera.

Especificaciones de rendimiento del collar de perforación

Ranurado en espiral
Para evitar que se pegue por presión diferencial, la superficie del collar de perforación puede ranurarse en espiral, generalmente con tres espirales hacia la derecha.

Las secciones transversales del collar de perforación que se muestran a continuación muestran el área de contacto reducida con la pared del pozo.

SPIRAL GROOVED DRILL COLLAR SPECIFICATIONS
Size O.D.	Depth of Cut	Spirals	Direction	Pitch	Type
41/2 - 51/8	7/32 ± 1/32	3	R.H.	38 ± 1	A
57/8 - 63/8	9/32 ± 1/16	3	R.H.	42 ± 1	A
61/2 - 67/8	5/16 ± 1/16	3	R.H.	46 ± 1	A
7	5/16 ± 1/16	3	R.H.	64 ± 1	A
71/8 - 77/8	11/32 ± 1/16	3	R.H.	64 ± 1	B
8 - 87/8	3/8 ± 1/16	3	R.H.	68 ± 1	B
9 - 97/8	13/32 ± 3/32	3	R.H.	72 ± 1	B
10 - 103/8	7/16 ± 3/32	3	R.H.	76 ± 1	B
11 - 12	15/32 ± 3/32	3	R.H.	80 ± 1	B

Hardbanding
Se aplica mediante el proceso de electrodo consumible protegido con gas de arco metálico, que incorpora carburo de tungsteno granular, que se introduce automáticamente en el baño de soldadura fundido para obtener una distribución uniforme.
El precalentamiento entre pasadas y el tratamiento térmico posterior a la soldadura controlados con precisión garantizan que solo se apliquen capas de soldadura de integridad óptima. El depósito se realiza a ras de + 1/32 por encima del diámetro exterior del collar.

Características de alivio de tensión
Se ha demostrado que las características mecánicas de las conexiones de las herramientas de fondo de pozo sujetas a flexión y, posteriormente, a fatiga cíclica mejoran con la aplicación de ranuras de alivio de tensión y perforaciones posteriores de API. Como se muestra en la siguiente ilustración, las ranuras de alivio de tensión y las perforaciones posteriores se mecanizan de acuerdo con la especificación API (última edición).

STRESS RELIEF GROOVE FOR CONNECTIONS
Number or Size and Style ofConnection	Length,Shoulder Face to Groove of Box Member, Tol. +0, -1/8 LX	Diameter of Pin Member at Groove, Tol. +0, -1/32 DRG
NC44	41/8	43/16
NC46 (4 IF)	41/8	421/64
NC50 (41/2 IF)	41/8	43/4
NC56	45/8	519/64
NC61	51/8	555/64
NC70	55/8	647/64
NC77	61/8	727/64
41/2 FH	35/8	415/64
51/2 REG	43/8	455/64
65/8 REG	45/8	527/64
75/8 REG	47/8	613/32

Tamaños de los collares de perforación

Los collares de perforación están disponibles en longitudes de 5, 10, 15,
20, 30, 31 y 32 pies y en tamaños nominales que van desde 3½” a 14”.

Los tamaños más comunes se enumeran aquí. Hay otros tamaños disponibles a pedido.

DRILL COLLAR SPECIFICATIONS
SIZE O.D INS.	BORE		CONNE	CTION STYLE AND		SIZE	APPROX WEIGHT (30FT LONG) LB.	APPROX WEIGHT (3FT LONG) LB.
	Standard Ins.	Optional Ins.	Standard Bore		Optional Bore
	Standard Ins.	Optional Ins.	A.P.I.	No. Other	A.P.I.	No. Other
3½	1½		NC26	2⅜ IF	NC26	2⅜ IF	1012	1045
4⅛	2	1¾	NC31	2⅞ IF	NC31	2⅞ IF	1045	1078
4¼	2	1¾	NC31	2⅞ IF	NC31	2⅞ IF	1122	1155
4½	2	1¾	NC31	2⅞ IF	NC31	2⅞ IF	1298	1342
4¾	2¼	2¼	NC35		NC38	3½ IF	1412	1463
5	2¼	2	NC38	3½ IF	NC38	3½ IF	1606	1659
5¼	2¼	2	NC38	3½ IF	NC38	3½ IF	1793	1848
5½	2¼	2	NC38	3½ IF	NC38	3½ IF	2046	2112
5¾	2¼	213/16	NC40	4 FH	4½ FH		2253	2328
6	2¼	213/16	NC44		NC40	4½ FH	2486	2570
6¼	2¼	213/16	NC46	4 IF	NC46	4 IF	2728	2816
6½	2¼	213/16	NC46	4 IF	NC50	4½ IF	2761	2851
6¾	2¼	213/16	NC46	4 IF	NC50	4½ IF	3025	3124
7	213/16	2¼	NC50	4½ IF	NC50	4½ IF	3304	3412
7¼	213/16	3	NC50	4½ IF	5½ FH		3586	3705
7½	213/16	2¾	NC50	4½ IF	5½ REG		3885	4013
7¾	213/16	3	NC56	6⅝ REG	NC56	6⅝ REG	4191	4327
8	213/16	3	NC56	6⅝ REG	NC56	6⅝ REG	4514	4653
8¼	213/16	3	6⅝ REG		6⅝ REG		4840	4990
8½	213/16	3	6⅝ REG		6⅝ REG		5181	5337
8¾	213/16	3	6⅝ REG		6⅝ REG		5416	5577
9	3	213/16	NC61	7⅝ REG	NC61	7⅝ REG	5786	5973
9¼	3	213/16	NC61	7⅝ REG	NC61	7⅝ REG	6182	6369
9½	3	213/16	7⅝ REG		7⅝ REG		6538	6750
9¾	3	213/16	NC70	7⅝ REG	NC70	7⅝ REG	6930	7154
10	3	213/16	NC70	8⅝ REG	NC70	8⅝ REG	7260	7480
11	3	213/16	NC77	8⅝ REG	NC77	8⅝ REG	9020	9295
11¼	3	213/16	NC77	8⅝ REG	NC77	8⅝ REG	9460	9768
12	3	213/16	NC77	8⅝ REG	NC77	8⅝ REG	10868	11187
14	3	213/16	NC77	8⅝ REG	NC77	8⅝ REG	14949	15400
With 2 ends 11¼ O.D.

Material y proceso de fabricación de los collares de perforación

Los collares de perforación están disponibles en longitudes estándar de 30 o 31 pies y se clasifican en collares de perforación lisos y espirales, según el proceso de tratamiento de la superficie. Los collares de perforación lisos se laminan para darles un acabado de alta calidad. Los collares de perforación espirales tienen ranuras en la superficie exterior para promover un flujo uniforme del fluido de perforación alrededor del collar de perforación, equilibrando así la presión durante la perforación y reduciendo la adherencia diferencial entre el collar de perforación y la pared del pozo.

El material del collar de perforación es acero AISI 4145H modificado y se suministra con un acabado de superficie laminado. El material se perfora y se fabrica en estricta conformidad con la especificación API 7-1. Para garantizar que las propiedades mecánicas cumplan o superen la norma API, el collar de perforación se trata térmicamente en toda su longitud y el rango de dureza de 1 pulgada por debajo de la superficie se controla a una dureza Brinell de 285 a 341, y la resistencia mínima al impacto de la muesca Charpy en "V" a 70 °F alcanza las 40 libras-pie.

Tipos de collarines de perforación

El collarín de perforación se encuentra en la parte inferior de la columna de perforación y es el componente principal del conjunto de perforación inferior. Sus principales características son un gran espesor de pared (generalmente 38~53 mm, equivalente a 4~6 veces el espesor de pared de la tubería de perforación), con mayor gravedad y rigidez. Los collarines de perforación generalmente se dividen en tres tipos: collarines de perforación en espiral, collarines de perforación no magnéticos y collarines de perforación integrales.

El collarín de perforación en espiral es un collarín de perforación especial entre los collarines de perforación. El collarín de perforación en espiral se procesa con tres o nueve ranuras espirales derechas en la superficie cilíndrica del collarín de perforación integral para reducir el área de contacto y la resistencia a la rotación de la pared del pozo. El collarín de perforación en espiral puede prevenir eficazmente la diferencia de presión y el atascamiento de la broca. Mejora la eficiencia de perforación y la seguridad de perforación, las especificaciones y dimensiones son las mismas que las de los collarines de perforación ordinarios.

El collarín de perforación no magnético está hecho de un acero de aleación de manganeso con alto contenido de cromo y bajo contenido de carbono. Se refina después de una estricta proporción de composición química y se forja para lograr sus propiedades mecánicas. Tiene buena permeabilidad magnética baja, propiedades mecánicas de alta resistencia, excelente resistencia al agrietamiento por corrosión intergranular y excelente resistencia al desgaste. Cuando la intensidad del campo magnético es 1×105/4π A/m, la permeabilidad magnética relativa μr del collar de perforación no magnético es ≤1.010.

El collar de perforación integral es un tubo redondo liso de paredes gruesas con conexiones roscadas en ambos extremos. El collar de perforación integral es un tipo común e importante de collar de perforación. Está forjado a partir de un solo acero de alta resistencia y toda la estructura no tiene soldaduras ni otras piezas de conexión, por lo que se denomina collar de perforación "integral".

Drill Collars

Características de la conexión del collar de perforación

Recubrimiento de fosfato
Para mejorar la capacidad antiadherente de la conexión del collar de perforación, todas las piezas de conexión están recubiertas de fosfato.

Alivio de tensión
El diseño de la ranura de alivio de tensión del pasador API y el orificio posterior del eje de la caja API pueden reducir de manera efectiva la frecuencia de falla por fatiga. Estas características de alivio de tensión se procesan de acuerdo con la norma API Spec. 7-2, que mejora significativamente la flexibilidad de la conexión y reduce la alta concentración de tensión que generalmente ocurre cerca del extremo de la rosca de engrane.

Laminado en frío
La raíz de la rosca del collar de perforación se lamina en frío. Este proceso puede formar un estado de tensión de compresión en la raíz de la rosca, minimizando así la aparición de grietas y extendiendo la vida útil por fatiga del collar de perforación.

Nuestras uniones de collar de perforación se fabrican estrictamente de acuerdo con las dimensiones estándar de API Spec. 7/7-1 y siguen las pautas relevantes en API RP7G.

Las conexiones de collar de perforación que proporcionamos cumplen con los requisitos de la norma API Spec. 7-2, incluidas las conexiones convencionales, las conexiones NC, las conexiones H90 y las conexiones PAC. Además, se pueden proporcionar otros tipos de conexiones según las necesidades específicas del cliente. Todos los collares de perforación se inspeccionan estrictamente antes de salir de la fábrica para garantizar que cumplan con los estándares API y las especificaciones de Grant Prideco. Estas inspecciones incluyen inspecciones dimensionales visuales e inspecciones ultrasónicas de toda la longitud para garantizar que cada collar de perforación tenga un rendimiento de alta calidad.