Productos tubulares para campos petrolíferos (OCTG)
Productos tubulares para campos petroleros (OCTG) es una familia de productos laminados sin costura que consisten en tubos de perforación, revestimiento y tuberías sujetos a condiciones de carga de acuerdo con su aplicación específica. (ver Figura 1 para un esquema de un pozo profundo):
El Tubería de perforación es un tubo sin costura pesado que hace girar la broca y hace circular el fluido de perforación. Los segmentos de tubería de 30 pies (9 m) de largo están acoplados con juntas de herramienta. La tubería de perforación está sujeta simultáneamente a un alto par de torsión por la perforación, tensión axial por su peso muerto y presión interna por la purga del fluido de perforación. Además, las cargas de flexión alternas debido a la perforación no vertical o desviada pueden superponerse a estos patrones de carga básicos.
tubo de revestimiento recubre el pozo. Está sujeto a tensión axial por su peso muerto, presión interna por la purga de fluido y presión externa por las formaciones rocosas circundantes. La emulsión de petróleo o gas bombeada expone particularmente la carcasa a tensión axial y presión interna.
Un tubo es una tubería a través de la cual se transporta petróleo o gas desde el pozo. Los segmentos de tubería tienen generalmente alrededor de 30 pies [9 m] de largo y tienen una conexión roscada en cada extremo.
La resistencia a la corrosión en condiciones de servicio agrias es una característica crucial de los OCTG, especialmente para tuberías de revestimiento y producción.
Los procesos típicos de fabricación de OCTG incluyen (todos los rangos dimensionales son aproximados)
Procesos de laminación continua con mandril y banco de empuje para tamaños entre 21 y 178 mm de diámetro exterior.
Laminador de enchufes para tamaños entre 140 y 406 mm de diámetro exterior.
Perforación con rodillo transversal y laminado en peregrino para tamaños entre 250 y 660 mm de diámetro exterior.
Estos procesos no suelen permitir el procesamiento termomecánico habitual para los productos de fleje y placa utilizados para los tubos soldados. Por lo tanto, los tubos sin costura de alta resistencia deben producirse aumentando el contenido de aleación en combinación con un tratamiento térmico adecuado, como el temple y el revenido.
Figura 1. Esquema de una terminación de gran desarrollo
Para cumplir con el requisito fundamental de una microestructura completamente martensítica, incluso con paredes de tuberías de gran espesor, se requiere una buena templabilidad. El Cr y el Mn son los principales elementos de aleación que producen una buena templabilidad en el acero convencional tratable térmicamente. Sin embargo, el requisito de una buena resistencia al agrietamiento por tensión de sulfuro (SSC) limita su uso. El Mn tiende a segregarse durante la colada continua y puede formar grandes inclusiones de MnS que reducen la resistencia al agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC). Los niveles más altos de Cr pueden conducir a la formación de precipitados de Cr7C3 con morfología gruesa en forma de placa, que actúan como colectores de hidrógeno e iniciadores de grietas. La aleación con molibdeno puede superar las limitaciones de la aleación de Mn y Cr. El Mo es un endurecedor mucho más fuerte que el Mn y el Cr, por lo que puede recuperar rápidamente el efecto de una cantidad reducida de estos elementos.
Tradicionalmente, los grados OCTG eran aceros al carbono-manganeso (hasta el nivel de resistencia de 55 ksi) o grados que contenían Mo hasta 0,41 TP3T Mo. En los últimos años, la perforación de pozos profundos y los yacimientos que contienen contaminantes que causan ataques corrosivos han creado una fuerte demanda de materiales de mayor resistencia resistentes a la fragilización por hidrógeno y al SCC. La martensita altamente templada es la estructura más resistente al SSC a niveles de resistencia más altos, y la concentración de 0,751 TP3T Mo produce la combinación óptima de límite elástico y resistencia al SSC.
