Junta roscada para tuberías de acero.

Una tubería de pozo petrolífero o un miembro de conexión de una tubería de pozo petrolífero que comprende un pasador o una caja o ambos,

teniendo el pasador o la caja o ambos una superficie de contacto que incluye una superficie de contacto de una parte roscada, una superficie de contacto de una parte de contacto de metal no roscada formada en el extremo de la parte roscada, y un revestimiento sólido seco sobre al menos una de las superficies de contacto en el que la superficie de contacto sobre la que se dispone el revestimiento sólido seco se ha sometido a un tratamiento superficial preparatorio, caracterizado por que el revestimiento sólido seco está basado en una resina de curado por ultravioleta.

Junta roscada para tuberías de acero

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una junta roscada para tuberías de acero, en particular a una junta roscada para OCTG (bienes tubulares para formaciones petrolíferas) y a un método de tratamiento superficial para la misma. Una junta roscada para tuberías de acero de acuerdo con la presente invención puede exhibir de manera fiable excelente resistencia a la excoriación sin estar revestida con una grasa compuesta que en el pasado se ha aplicado a las juntas roscadas cuando se conectan a OCTG. Por consiguiente, una junta roscada para tuberías de acero de acuerdo con la presente invención puede evitar los efectos nocivos sobre el medio ambiente global y la salud humana provocados por la grasa compuesta.

Técnica anterior

OCTG tal como las tuberías y tuberías de revestimiento usadas en los pozos petrolíferos para la exploración de petróleo crudo y gasóleo se conectan normalmente unos a otros por medio de juntas roscadas. En el pasado, la profundidad de los pozos petrolíferos era de 2.000-3.000 metros, pero en los pozos petrolíferos profundos tales como los actuales campos petrolíferos marinos se pueden alcanzar los 8.000-10.000 metros.

En su entorno de uso, las juntas roscadas para OCTG están sometidas a fuerzas de tracción axial provocadas por el peso de OCTG y las propias juntas roscadas, la combinación de presiones interna y externa y el calor geotérmico. Por consiguiente, es necesario que sean capaces de mantener la estanqueidad sin experimentar daño alguno incluso en dicho entorno hostil.

Una junta roscada típica usada para conectar OCTG tiene una estructura de tuerca con pasador donde un pasador tiene una rosca macho formada sobre la parte terminal de una tubería de pozo petrolífero y una tuerca tiene una rosca hembra formada sobre la superficie interna de un miembro de conexión roscada (un acoplamiento) . La parte de contacto de metal no roscada está formada en el extremo de la rosca macho del pasador y en la base de la rosca hembra de la tuerca. Insertando un extremo de una tubería de pozo petrolífero en el interior de un miembro de conexión roscado y apretando la rosca macho y la rosca hembra una con la otra, las partes de contacto de metal roscadas del pasador y la tuerca entran en contacto una con la otra para formar una parte sellada metal a metal que garantiza la estanqueidad.

Durante el proceso de bajada de la tubería o tubería de revestimiento al interior del pozo petrolífero, debido a varios problemas, en ocasiones es necesario desmontar una junta que se ha montado una vez, elevar las tuberías fuera del pozo petrolífero, rehacerlas y posteriormente volverlas a bajar. API (American Petroleum Institute) requiere una resistencia a la excoriación tal que no tenga lugar la excoriación intensa irrecuperable y se mantenga la estanqueidad incluso si se repiten el montaje (apretado) y desmontaje (aflojado) diez veces de una junta para tuberías o tres veces de una junta para tuberías de revestimiento.

En el momento del montaje, con el fin de aumentar la resistencia a la excoriación y la estanqueidad, se aplica un lubricante líquido viscoso que contiene polvos de metal pesado y que es denominado "grasa compuesta" a las 45 superficies de contacto (concretamente, a las partes roscadas y a las partes de contacto de metal no roscadas) de la junta roscada. Dicha grasa compuesta viene especificada por el API Bulletin 5A2.

En el pasado, se ha propuesto llevar a cabo varios tipos de tratamiento superficial tal como tratamiento de nitruro, varios tipos de metalizado incluyendo metalizado con cinc y metalizado compuesto, y tratamiento de conversión química de fosfato sobre las superficies de contacto de una junta roscada para formar una o más capas con el fin de aumentar la retención de la grasa compuesta y mejorar las propiedades de deslizamiento. No obstante, como se describe a continuación, el uso de la grasa compuesta supone la amenaza de efectos nocivos sobre el medio ambiente y la salud humana.

La grasa compuesta contiene grandes cantidades de polvos de metales pesados tales como cinc, plomo y cobre. Cuando se lleva a cabo el montaje de una junta roscada, se lava la grasa que se ha aplicado o rebosa a la superficie exterior, y existe la posibilidad de producir efectos nocivos sobre el medio ambiente y especialmente sobre la fauna marina, en particular debido a los metales pesados nocivos tales como plomo. Además, el proceso de aplicación de la grasa compuesta empeora el entorno de trabajo, y también existe el problema de sus efectos nocivos sobre la salud humana.

En los últimos años, como resultado de la entrada en vigor en 1998 de la Convención OSPAR (Convención de Oslo-París) para evitar la contaminación oceánica en el Atlántico Norte, han proliferado las restricciones severas relacionadas con el medio ambiente global, y en algunas regiones, el uso de la grasa compuesta se encuentra ya en 65 proceso de restricción. Por consiguiente, con el fin de evitar efectos nocivos sobre el medio ambiente y la salud humana en la excavación de pozos de gas y pozos petrolíferos, se ha desarrollado una demanda de juntas roscadas

que puedan exhibir excelente resistencia a la excoriación sin usar grasa compuesta.

Como junta roscada que se puede usar para conectar OCTG sin aplicación de grasa compuesta, los presentes inventores propusieron en el documento JP 2002-173692A una junta roscada para tuberías de acero que tiene revestimiento lubricante líquido viscoso o semisólido formados sobre la misma, y en el documento JP 2004-53013 una junta roscada para tuberías de acero donde se evita la adhesión de la superficie de junta roscada, que es un inconveniente del revestimiento lubricante líquido o semisólido viscoso, cubriendo el revestimiento lubricante con una capa lubricante superior que puede estar basada en un cierto polvo o cera de óxido para minimizar la adhesión de materia extraña tal como polvo, arena y residuos.

El documento US 6.017.857 desvela una grasa/gel que otorga resistencia contra la corrosión para las tuberías de una refinería, columnas de craqueo, oleoductos o gaseoductos y recipientes de reacción.

El documento WO 00/57070 desvela artículos roscados que tienen un sellante pre-aplicado para su utilización en 15 industrias con altos niveles de ensamblado y producción en masa, tales como la industria del automóvil.

El documento US 2003/0160446 desvela una tubería de un pozo petrolífero de acuerdo con la sección precaracterizadora de la reivindicación 1.

Divulgación de la invención Un revestimiento lubricante líquido o semisólido viscoso como se describe en el documento JP 2002-173692 A tiene excelentes propiedades lubricantes sin aplicación de una grasa compuesta debido a su función auto-lubricante ya que exhibe ductilidad o fluidez en forma de un revestimiento. No obstante, la superficie adherente de dicho revestimiento es problemática ya que la materia extraña tal como suciedad e incrustaciones de óxido, y en particular corrosión permanece sobre la superficie interna de OCTG y las partículas para el granallado que se introducen en el OCTG para la retirada de la corrosión caen cuando OCTG está en posición vertical, y se adhieren al revestimiento lubricante y terminan intercaladas con el mismo. Esto provoca una problema significativo ya que la materia extraña intercalada no se puede retirar por completo por medio de insuflado de aire o medios similares. Como resultado de ello, las propiedades lubricantes empeoran, y no se puede evitar completamente la excoriación intensa cuando OCTG están sometidos repetidamente a montaje y desmontaje.

Incluso si se forma una capa lubricante superior que es sólida a 40 º C de acuerdo con JP 2004-53013A, la superficie del revestimiento lubricante todavía es blanda y permanece adherente en cierto modo. Además, con frecuencia OCTG están expuestos a temperatura elevada que supera 40 º C, en particular cuando se usan en campos petrolíferos en regiones desiertas o durante el almacenamiento en determinadas condiciones. En esta situación, la capa superior no es eficaz ya que se ablanda y termina fluyendo.

Un objeto de la presente invención es solucionar los problemas anteriormente mencionados de la técnica anterior.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una junta roscada para tuberías de acero que evite la formación de corrosión y que tenga excelente resistencia a la excoriación y estanqueidad sin usar grasa compuesta.

Otro objeto de la invención es proporcionar una junta roscada para tuberías de acero que tiene un líquido viscoso o 45 revestimiento lubricante semisólido siendo su superficie dura, seca y no adherente de... [Seguir leyendo]

1. Una tubería de pozo petrolífero o un miembro de conexión de una tubería de pozo petrolífero que comprende un pasador o una caja o ambos, teniendo el pasador o la caja o ambos una superficie de contacto que incluye una superficie de contacto de una parte roscada, una superficie de contacto de una parte de contacto de metal no roscada formada en el extremo de la parte roscada, y un revestimiento sólido seco sobre al menos una de las superficies de contacto en el que la superficie de contacto sobre la que se dispone el revestimiento sólido seco se ha sometido a un tratamiento superficial preparatorio, caracterizado por que el revestimiento sólido seco está basado en una resina de curado por ultravioleta.

2. La tubería de pozo petrolífero o miembro de conexión de la tubería de pozo petrolífero de la reivindicación 1, donde el tratamiento superficial preparatorio es un método seleccionado de entre granallado, decapado, tratamiento de conversión química de fosfato, tratamiento de conversión química de oxalato, tratamiento de conversión química de borato, metalizado con metal y una combinación de dos o más de estos tratamientos antes de formar el revestimiento sólido seco.

3. La tubería de pozo petrolífero o miembro de conexión de la tubería de pozo petrolífero de la reivindicación 1, donde el tratamiento superficial preparatorio es un tratamiento de conversión química de fosfato que utiliza fosfato de cinc, y el tratamiento superficial preparatorio se aplicó a la superficie de contacto preparada por mecanizado.

4. La tubería de pozo petrolífero o miembro de conexión de la tubería de pozo petrolífero de la reivindicación 1, donde el revestimiento sólido seco formado a partir de la resina de curado por ultravioleta además comprende una sustancia sólida seleccionada a partir de un lubricante y una carga fibrosa.

5. Una tubería de pozo petrolífero conectada a otra tubería o miembro de conexión de la tubería de pozo petrolífero de la reivindicación 1-4 o donde las dos tuberías de pozo petrolífero están conectadas por un miembro de conexión de tuberías de pozo petrolífero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4.