Tubo de perforación pesado (HWDP): o "amortiguador" e o "impulsor de eficiencia" da perforación petrolífera

1. Introdución ás tuberías de perforación pesadas

As tubos de perforación son compoñentes críticos que conectan os equipos de superficie coas ferramentas de fondo de pozo.Tubos de perforación pesados ​​(HWDP), como tubos de perforación especializados, serven como elemento de transición entre os tubos de perforación estándar e os colares de perforación. Mediante un deseño estrutural optimizado e materiais avanzados, os tubos de perforación pesada con estrutura (HWDP) desempeñan un papel vital na capacidade de soporte de carga, a amortiguación de vibracións e a estabilización da traxectoria dos pozos en condicións de perforación complexas.

Características principais do deseño:

Transición estruturalPontes entre tubos de perforación "flexibles" e colares de perforación "ríxidos", mitigando a concentración de tensións nas unións.

Grosor de parede melloradoDe 2 a 3 veces máis grosas que as tuberías de perforación estándar, mantendo o mesmo diámetro exterior (por exemplo, φ50 mm, φ89 mm) para unha maior compatibilidade operativa.

Aplicacións multifuncionaisSubstitúe os colares de perforación na perforación de pozos estreitos, reduce o torque e os riscos de tubaxes atascadas en pozos direccionais e permite un control preciso do peso sobre a broca (WOB).

 

 

2. Deseño estrutural: dobre garantía de resistencia e resistencia ao desgaste

2.1 Estrutura do corpo da tubaxe

Deseño alteradoAtornillamento interno, externo ou combinado nos extremos das tubaxes para mellorar a resistencia á compresión e o rendemento á fatiga.

Malestar internoMantén o diámetro exterior para pozos estreitos.

Malestar externoAumenta a capacidade de carga axial para pozos verticais.

Malestar combinadoÓptimo para ambientes extremos como pozos ultraprofundos.

Selección de materiaisLigas de alta resistencia (por exemplo, 4145H MOD) con límites elásticos que oscilan entre 55.000 e 110.000 KSI.

2.2 Tecnoloxía de unión de ferramentas

Xuntas de ferramentas estendidasAumentar a área de contacto para distribuir as cargas de tensión, compresión e torsión.

Métodos de conexión:

Conexións roscadasRoscas API ou de dobre ombro con selantes para a prevención de fugas.

Estruturas soldadasXuntas forxadas integrais para aplicacións de alta tensión.

2.3 Revestimento resistente ao desgaste

MaterialCarburo de volframio (HRC ≥60)

FunciónsReduce o desgaste do corpo da tubaxe nun 50 % en pozos horizontais.

Mellora a fricción para a estabilización da columna de perforación e o control da traxectoria.

3. Funcións principais: desde a mitigación de tensións ata a estabilidade do pozo

3.1 Amortecemento da tensión

Absorción de vibraciónsAs seccións retorcidas e os materiais elásticos converten as vibracións do colar de perforación en disipación de enerxía elástica.

Amortiguación de parAs unións de ferramentas estendidas redistribúen as tensións torsionais, minimizando as fallas por fatiga en tubaxes estándar.

3.2 Optimización de WOB

Vantaxe de pesoPeso intermedio (por exemplo, 38 kg/m para φ89 mm HWDP) entre as tuberías de perforación e os colares.

Control adaptativoAxusta a WOB para formacións de xisto (evita que as tubaxes se atasquen) e capas de rocha dura (mellora a penetración).

3.3 Traxectoria e integridade do pozo

Estabilidade direccionalO endurecemento minimiza a oscilación da sarta de perforación, mantendo as traxectorias planificadas do pozo.

AnticolapsoReduce os picos de presión localizados por flexión, mentres que a circulación da lama garante a limpeza do burato.

4. Aplicacións prácticas

4.1 Perforación de pozos ultraprofundos

Estudo de casoPozo Tashen-1 (8.408 m de profundidade, >200 °C, presión de 140 MPa).

RendementoAs aliaxes resistentes a altas temperaturas e os deseños de recalcamento superaron as formacións abrasivas e as tensións cíclicas.

4.2 Condicións xeolóxicas desafiantes

Ambientes de gas acedoO pozo Jiaoye-1HF (xacemento de gas de xisto Fuling) empregou aliaxes e revestimentos resistentes á corrosión para combater o H₂S.

Pozos direccionais/horizontaisO HWDP de tipo espiral reduciu a fricción e mellorou o control direccional.

 

5. Avances tecnolóxicos

5.1 Innovacións na fabricación

tratamento térmicoTempeamento e revenido para mellorar a tenacidade ao impacto.

Garantía de calidadeEnsaios ultrasónicos (UT) e inspección de partículas magnéticas (MPI) ao 100 %.

5.2 Fabricación intelixente

Integración MES/ERPTrazabilidade completa do proceso, dende o pedido ata a entrega.

Opcións de personalizaciónConexións de dobre ombro, endurecemento estendido e revestimentos internos de plástico.

 

6. Proceso de fabricación

Selección de materiaisBarras de aceiro de aliaxe 4145H MOD.

Procesamento de tubosPerforación → forxado por recalcado → tratamento térmico.

Fabricación de xuntas de ferramentasForxa → laminación en frío de roscas → fosfatación.

Soldadura/MontaxeSoldadura por fricción ou mecanizado integral.

Control de calidadeMedición de espesores por UT, probas de dureza, validación de presión.

Tratamento de superficiesAplicación de endurecemento e revestimentos anticorrosión.

Conclusión

Como pedra angular da tecnoloxía de perforación moderna, a HWDP combina a innovación estrutural e a ciencia dos materiais para mellorar a seguridade e a eficiencia da perforación. Desde pozos ultraprofundos ata formacións corrosivas, o seu dobre papel como "transición flexible" e "soporte ríxido" continúa a ampliar os límites da exploración de petróleo e gas.

Escolla Womic Steel Group como o seu socio de confianza para tubos de perforación e un rendemento de entrega imbatible. Benvido á súa consulta!

Sitio web: www.womicsteel.com

Correo electrónico: sales@womicsteel.com

Tel./WhatsApp/WeChat: Victor: +86-15575100681 ou Jack: +86-18390957568