Una unión roscada para una tubería de pozo petrolífero en la que una tensión residual en la dirección axial de una zona inferior roscada es de -400 MPa o menos como un valor del análisis de tensión por rayos X entre una superficie y una zona con una profundidad de 40 µm,

y en la que una forma roscada de la junta roscada de una tubería de pozo petrolífero es cualquiera de entre una rosca de tipo trapezoidal y una rosca redondeada

Junta roscada para tuberías de pozos petrolíferos y método para producir la misma.

Campo técnico

La presente invención se refiere a una junta roscada para una tubería de pozo petrolífero y al método de fabricación de la misma.

Antecedentes técnicos

En años recientes, desde que la técnica de exploración y la técnica de extracción para yacimientos de petróleo y yacimientos de gas se ha mejorado, no está fuera de lo común producir petróleo a partir de yacimientos petrolíferos a una profundidad de miles de metros. Se usa un enorme número de tuberías de pozo petrolífero en tales pozos petrolíferos y cada tubería de pozo petrolífero mantiene la propiedad de sellado mediante una junta roscada en las tuberías de pozos petrolíferos que se conectan entre sí para su uso.

La Solicitud de Patente Japonesa abierta a inspección pública Nº H06-99354 describe una técnica en la que una zona de sellado metal contra metal de una junta de tubería de acero se somete al tratamiento de chorreado con granalla para mejorar la resistencia a la corrosión por frotamiento por medio del aumento de la dureza superficial. Adicionalmente, la Solicitud de Patente Japonesa abierta a inspección pública Nº H08-145248 describe una técnica en la que la dureza de una zona de sellado roscada macho o hembra se aumenta y en la que la rugosidad superficial de la zona de sellado roscada con la dureza aumentada se prescribe en 0,25 a 1,00 µm de forma que se mejora la resistencia a la corrosión por frotamiento del acero con alto contenido de cromo que contiene el 10% o más de Cr en una relación de peso.

Descripción de la invención

En años recientes se ha extendido el desarrollo de los yacimientos petrolíferos o yacimientos de gas de localizaciones oceánicas por localizaciones más profundas y localizaciones en donde el despliegue es más difícil. En consecuencia, la resistencia a la fractura por fatiga es más importante que la resistencia a la corrosión por frotamiento en tuberías bajo el mar entre el lecho marino y la plataforma de sondeo en el mar y por ello se han demandado con frecuencia juntas que tengan una alta resistencia a la fractura por fatiga.

Uno de los métodos para aumentar la resistencia a la fractura por fatiga de las juntas roscadas para tuberías de pozos petrolíferos es un método en el que las uniones del revestimiento para la producción de petróleo originalmente fabricadas con alta resistencia a la fractura por fatiga se han invertido o se han desarrollado para su uso juntas especiales, pero tal método cuesta mucho dinero. Se han incrementado por lo tanto las demandas de juntas particulares existentes o de juntas particulares existentes que tengan el rendimiento necesario debido a una mejora. Por otro lado, como método general para el aumento de la resistencia a la fractura por fatiga de los materiales, es conocido públicamente un método para dar el tratamiento de chorreado con granalla a las superficies de los materiales de modo que se aumente la dureza superficial.

Las Solicitudes de Patente Japonesa abiertas a inspección pública Nº 6-99354 y 8-145248 no incluyen una idea de mejora de la resistencia a la fractura por fatiga y por ello su contenido no describe medios técnicos para la mejora de la resistencia a la fractura por fatiga.

Adicionalmente, la fuente de fractura por fatiga en las uniones roscadas para las tuberías de pozos petrolíferos son principalmente las partes roscadas y por ello es difícil tratar las partes roscadas suavemente usando el chorreado con granalla convencional. Esto es debido a que las juntas roscadas para tuberías de pozos petrolíferos generalmente adoptan una forma roscada especial tal como una forma roscada API.

Por ejemplo, en el caso de una rosca de perfil trapezoidal mostrada en la Figura 7, una zona curvada en la esquina inferior roscada, que es un punto crítico de la resistencia a la fractura por fatiga en las juntas roscadas, tiene un radio de 0,2 mm. No es, por lo tanto, razonable obtener una dureza uniforme mediante la aplicación en esta zona de un chorreado con granalla convencional que usa partículas con un diámetro mínimo de aproximadamente 0,5 mm. Particularmente, está fuera de lugar tratar de aplicar el chorreado con granalla convencional a una junta roscada para una tubería de pozo petrolífero con una forma roscada redonda API mostrada en la Figura 8.

El documento JP 42-69166 describe un método de chorreado con granalla usando un diámetro de partículas de 150-300 µm.

Es por lo tanto, un objeto de la presente invención proporcionar una junta roscada para una tubería de pozo petrolífero en la que se asegure la suficiente resistencia a la fractura por fatiga mediante la mejora de una junta roscada convencional para una tubería de pozo petrolífero formada con una rosca que tenga una forma especial tal como una forma de rosca trapezoidal o una forma de rosca redondeada API y un método para fabricación de la misma.

A continuación se explica la presente invención. Para una fácil comprensión de la presente invención, los números de referencia en los dibujos adjuntos se ponen entre paréntesis, pero la presente invención no se limita a las formas en los dibujos debido a los paréntesis.

Un primer aspecto de la presente invención es una junta roscada para una tubería de pozo petrolífero de acuerdo con la reivindicación 1.

De acuerdo con la junta roscada para una tubería de pozo petrolífero del primer aspecto, se mantiene una tensión de 400 MPa o mayor en la dirección de compresión desde la superficie de un material compuesto metálico que compone la junta hasta la zona con una profundidad de 40 µm. La rotura es, por lo tanto, difícilmente generada cerca de la superficie del material y la resistencia a la fractura por fatiga del material metálico es alta. Por lo tanto, se puede proporcionar la unión roscada para una tubería de pozo petrolífero que se pueda aplicar a yacimientos de petróleo y a yacimientos de gas más profundos en donde el despliegue es difícil.

Un segundo aspecto de la presente invención es un método para la fabricación de una junta roscada para una tubería de pozo petrolífero de acuerdo con la reivindicación 3.

En el segundo aspecto, la forma de la rosca es cualquiera de entre una rosca trapezoidal y una rosca redon- deada.

En consecuencia, se pueden inyectar las partículas en una zona en curvatura de la esquina inferior roscada en donde las partículas convencionales con un diámetro de partículas mayor no se pueden inyectar mediante el chorreado con granalla, de forma que se puede proporcionar la característica del micro chorreado con granalla de modo que se puede asegurar una resistencia a la fatiga suficiente.

En el caso de una formación así, la tensión residual en dirección de la compresión máxima más elevada se puede generar en una zona más plana cerca de la superficie del material que compone la junta roscada para una tubería de pozo petrolífero y de ese modo se mejora adicionalmente la resistencia a la fractura por fatiga.

En la presente invención, se pueden usar partículas que tengan una distribución de diámetros de partículas que tenga un pico.

Adicionalmente, pueden mezclarse para su uso varios tipos de partículas que tengan diferentes picos. Se preparan dos o más clases de partículas con diferentes picos de diámetro y, después de que se inyecta una partícula, se pueden inyectar secuencialmente las otras partículas. En el caso de dicha formación, es preferible que las partículas con un diámetro de partículas más grande se inyecten en primer lugar desde el punto de vista de que la rugosidad superficial del material a ser tratado después de la inyección se disminuye. Cuando la rugosidad superficial acabada disminuye se puede obtener una mayor resistencia a la fractura por fatiga.

En el segundo aspecto (incluyendo los ejemplos modificados respectivos) es preferible que el tratamiento de inyección y rociado se realice solamente a una zona roscada de modo incompleto.

En el caso de dicha formación, el mecanismo no está claro, pero la resistencia a la fractura por fatiga se puede mejorar adicionalmente.

Adicionalmente, en el segundo aspecto (incluyendo los ejemplos modificados respectivos), es preferible que el tratamiento de inyección y rociado se ejecute a 3 s/cm² o menor (el tratamiento de inyección...

1. Una unión roscada para una tubería de pozo petrolífero en la que una tensión residual en la dirección axial de una zona inferior roscada es de -400 MPa o menos como un valor del análisis de tensión por rayos X entre una superficie y una zona con una profundidad de 40 µm,

y en la que una forma roscada de la junta roscada de una tubería de pozo petrolífero es cualquiera de entre una rosca de tipo trapezoidal y una rosca redondeada.

2. Una junta roscada para una tubería de pozo petrolífero de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el tratamiento de inyección y rociado se realiza solamente a una zona roscada incompleta.

3. Un método para la fabricación de una junta roscada para una tubería de pozo petrolífero, que comprende una etapa de inyección y rociado de partículas que tienen una dureza de HRC60 o superior y unas partículas de tamaño de 50 a 100 µm a una superficie de un material a ser tratado, cuya superficie se compone de una junta roscada, a una presión de aire de 0,3 a 0,5 MPa,

en la que una forma de rosca de la unión roscada para una tubería de pozo petrolífero es una cualquiera de entre una rosca de tipo trapezoidal y una rosca redondeada.

4. El método para la fabricación de la junta roscada para una tubería de pozo petrolífero de acuerdo con la reivindicación 3 en la que el tratamiento de inyección y rociado se realiza solamente a una zona roscada incompleta.

5. El método de fabricación de la junta roscada para una tubería de pozo petrolífero de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, en el que el tratamiento de inyección y rociado se ejecuta a 3 s/cm² o menos.