MX2011004561A - Metodo de inspeccion y calibrado para un roscado autobloqueado de una conexion tabular utilizada en la industria del petroleo. - Google Patents

Abstract

Un método y calibrado para inspección de un roscado autobloqueado que se provee próximo a un extremo de un componente tubular utilizado en la exploración o funcionamiento de pozos de hidrocarburos, dicho roscado tiene un avance con un ancho constante y anchos de fondo del filete que aumentan en la dirección de la superficie distal del componente tubular, en donde el calibre puede ser desplazado en el roscado autobloqueado hasta una posición de bloqueo, dicha posición de bloqueo, a continuación, se marca y se compara con una posición de bloqueo de referencia.

Description

MÉTODO DE INSPECCIÓN Y CALIBRADO PARA UN ROSCADO AUTOBLOQUEADO DE UNA CONEXIÓN TUBULAR UTILIZADA EN LA INDUSTRIA DEL PETRÓLEO MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención se refiere a un método y calibrado para inspección de un roscado autobloqueado que se provee próximo a un extremo de un componente tubular utilizado en la exploración o funcionamiento de pozos de hidrocarburos. La invención además se refiere a un método para fabricar una conexión que se utiliza en la exploración o funcionamiento de pozos de hidrocarburos.

En forma convencional, los tubos se conectan por enrosque, dichos tubos están destinados a constituir un entubado o tubería en el contexto de hacer funcionar un pozo de hidrocarburos. En general, estos tubos comprenden un extremo que se provee con una zona roscada macho y un extremo que se provee con una zona roscada hembra, cada una de ellas se conectan mediante enrosque con el correspondiente extremo de otro componente, definiendo el enrosque una conexión. La sarta constituida de este modo puede girarse cuando la perforación del pozo se lleva a cabo en forma horizontal, a fin de permitir que dicha sarta avance hacia la parte inferior del pozo o en forma horizontal cuando el pozo es horizontal. Por esta razón, los componentes deben enroscarse juntos con una cupla alta a fin de, por un lado transmitir una cupla rotativa suficiente como para permitir que la sarta avance a través del pozo y, por otro lado evitar su rotura. En productos convencionales, en general la cupla de enrosque se obtiene mediante el ajuste de superficies lindantes suministradas en cada uno de los componentes destinados a ser enroscados. Sin embargo, dado que la extensión de las superficies lindantes es una fracción del espesor de los tubos, un umbral de plastificación crítico se alcanza rápidamente para las superficies lindantes, cuando se aplica una cupla de ajuste demasiado alta.

Por esta razón, los desarrollos se dedicaron, por ejemplo a conexiones tales como las comercializadas por el Solicitante con el nombre comercial VAM® HTF se han llevado a cabo en particular sobre los roscados a fin de poder descargar las superficies lindantes de al menos una porción o incluso todas las fuerzas las cuales no podrían acomodarse. El objetivo se alcanzó utilizando roscados autobloqueados como se describe en el documento FR-2 855 587. En los roscados autobloqueados de ese tipo de conexión, las roscas del extremo macho y las roscas del extremo hembra tienen un avance constante pero tiene anchos de rosca que varían. Con más precisión, los anchos de las crestas de la rosca aumentan en forma progresiva para las roscas del extremo macho, o respectivamente el extremo hembra, con una distancia creciente desde el extremo macho o hembra respectivamente. De este modo, durante el enrosque, las roscas macho y hembra terminan bloqueándose una dentro de otra en una posición que corresponde a un punto de bloqueo. Con más precisión, el bloqueo se produce para roscados autobloqueados cuando los flancos de las roscas macho se cierran contra los correspondientes flancos de las roscas hembra.

Por esta razón, la cupla de enrosque es tomada por todas las superficies de contacto entre los flancos, es decir un área de superficie total la cual es sustancialmente más alta que la constituida por las superficies lindantes de la técnica anterior.

Sin embargo, debido a la variante en las dimensiones con relación a los anchos de las roscas, las conexiones con roscados autobloqueados son muy complejas para mecanizar. Por lo tanto, la variación más leve fuera de la tolerancia de la máquina cambia el punto de bloqueo de las roscas. Por esta razón, las conexiones con roscados autobloqueados no son muy compatibles con el uso de superficies lindantes dado que las incertidumbres en el punto de bloqueo de las roscas hace que su punto de contacto sea aleatorio. Este tipo de incompatibilidad no es, sin embargo, un problema siempre que todas las superficies de contracto entre los flancos permitan que las superficies lindantes coincidan.

Mientras que la incompatibilidad de los roscados autobloqueados con el uso de superficies lindantes no es un problema, este no es el caso con las superficies de cierre. Se sabe que el - cierre en la conexión entre dos componentes debe estar garantizado; el ajuste del cierre debe ser alto cuando la sarta transporta gas bajo presión. A este fin, se sabe que se provee una superficie de cierre sobre el extremo macho de la conexión, más allá de la zona roscada, con la intención de cooperar por ajuste por interferencia con una superficie de cierre que se provee sobre el extremo hembra de la conexión. Con mayor precisión, la cooperación por ajuste por interferencia entre las dos superficies se obtiene ajusfando con fuerza la superficie de cierre del extremo macho bajo la superficie de cierre del extremo hembra durante el ensamble de la conexión por enrosque. Al saber que el cierre surge de posicionamientos muy precisos de las superficies de cierre los cuales pueden coincidir entre sí, parece que el punto de bloque de la conexión mecanizada debe corresponder al punto de bloqueo referenciado sobre los dibujos de fabricación.

Por esta razón, es necesario poder inspeccionar la conformidad de los roscados autobloqueados; y esto constituye el tenor de la invención.

Con mayor precisión, la invención pertenece a un calibre para inspeccionar un roscado autobloqueado provisto próximo a un extremo de un componente tubular para la exploración o función de pozos de hidrocarburos, dicho roscado tiene anchos de fondo del filete que disminuyen hasta un valor mínimo de la superficie distal del componente tubular, caracterizado porque el calibre comprende una base que transporta al menos una primer rosca la cual puede ser desplazada en el roscado autobloqueado a una posición de bloqueo B.

De acuerdo con ciertas características, cuando el calibre está destinado a inspeccionar el roscado de un extremo macho, la altura de la primera rosca del calibre es mayor que la altura de las roscas del roscado.

De acuerdo con otras características, cuando dicho calibre está destinado a inspeccionar el roscado de un extremo hembra, la altura de la primera rosca del calibre es inferior a la altura de las roscas del roscado.

De acuerdo con otras características, el calibre de inspección comprende al menos una segunda rosca la cual puede guiar el calibre en el roscado autobloqueado.

De acuerdo con otras características, la primera y la segunda rosca tienen el mismo ancho.

De acuerdo con otras características, las roscas tienen un radio de curvatura el cual es sustancialmente igual al del roscado para coincidir con la forma del roscado.

De acuerdo con otras características, las roscas tienen una generatriz con una conicidad sustancialmente igual a la del componente tubular.

De acuerdo con otras características, las roscas tienen una longitud circunferencial "I" en el intervalo de 3% a 79% del diámetro externo del componente tubular.

De acuerdo con otras características, la superficie de las roscas se trata a fin de obtener una dureza de más de 35 HRC.

De acuerdo con otras características, la superficie de las roscas se trata a fin de obtener una rugosidad Ra de 0.8 pm o menor.

La invención además se refiere a un método para inspeccionar la conformidad de un roscado autobloqueado que se provee próximo a un extremo de un componente tubular utilizado en la exploración o funcionamiento de pozos de hidrocarburos, dicho roscado tiene anchos de fondo del filete que disminuyen hasta un valor mínimo desde la superficie distal del componente tubular, caracterizado porque: - un calibre de inspección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes se engancha en una de las roscas próxima a la superficie distal del componente tubular; el calibre se desplaza a fin de moverse distante de la superficie distal del componente tubular hasta que el calibre se bloquea en una posición de bloqueo; la posición de bloqueo se marca; la posición de bloqueo marcada se compara con una posición de bloqueo de referencia.

De acuerdo con ciertas características, el marcado de la posición de bloqueo del calibre consiste en medir la distancia entre la superficie distal del componente tubular y el flanco de carga de ia primera rosca del calibre.

De acuerdo con otras características, el ancho de la primera rosca del calibre de inspección se selecciona como una función de una posición de bloqueo de referencia determinada en forma arbitraria sobre el roscado.

De acuerdo con otras características, la posición de bloqueo de referencia sobre el roscado se determina como una función del ancho de ia primera rosca fijado en forma arbitraria.

La invención además se refiere a un método para fabricar una conexión roscada que se utiliza en la perforación y el funcionamiento de los pozos de hidrocarburos caracterizado porque comprende los siguientes pasos: Se proveen un primer y un segundo componente tubular, dicho primer y segundo componente tubular comprenden en sus extremos y sobres sus superficies periféricas, respectivamente un primer y un segundo roscado que tiene anchos de fondo del filete que disminuyen desde la superficie distal del extremo de los componentes tubulares, de modo que los roscados macho y hembra son complementarios y pueden cooperar juntos por ajuste autobloqueado.

Un calibre de inspección de acuerdo con la invención se engancha en cada rosca, hasta que el calibre se cierra en una posición de bloqueo.

- Se provee una marca sobre la superficie periférica externa de los componentes tubulares, dicha marca se extiende en forma longitudinal de acuerdo con una dirección localizada en el mismo plano que el eje rotacional de dichos componentes, dicho plano comprende la posición de bloqueo B determinada en el paso anterior, - Se atornillan roscados autobloqueados bajo una cupla de enrosque C0 predeterminada y de modo que la brecha angular entre las marcas sea aproximadamente igual a un valor predeterminado.

De acuerdo con ciertas características, también se inspeccionan los roscados autobloqueados de conformidad con un método de inspección de acuerdo con la invención.

De acuerdo con ciertas características, la brecha angular es aproximadamente igual a cero, el ancho del calibre utilizado para inspeccionar el roscado autobloqueado macho es el mismo que el ancho del calibre utilizado para inspeccionar el roscado autobloqueado hembra, de modo que las posiciones de bloqueo determinadas para los roscados macho y hembra se localizan en un mismo plano que comprende el eje rotativo de los componentes tubulares.

De acuerdo con otras características, se provee una marca sobre la superficie periférica externa del componente tubular que comprende el extremo roscado macho, dicha marca se extiende en forma circunferencial, de modo que la superficie distal del extremo que comprende el roscado hembra y la marca alcanzan una posición predeterminada una con otra cuando la cupla de enrosque alcanza un valor predeterminado.

De acuerdo con otras características, tanto el extremo macho como el extremo hembra de los componentes tubulares comprenden cada uno de ellos respectivamente al menos una superficie de cierre, dichas superficies pueden coincidir en forma conjunta por ajuste para constituir una zona de cierre cuando los roscados cooperan de acuerdo con un atornillado autobloqueado.

Otras ventajas y características de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada que se da por medio de un ejemplo no limitante y con referencia a los dibujos adjuntos, los cuales no sólo sirven para entender mejor la invención, sino además, si fuera necesario, para contribuir a la definición de la invención.

La Figura 1 muestra una vista en sección de una conexión que comprende un roscado autobloqueado; La Figura 2 muestra un detalle de una vista en sección de roscados autobloqueados de una conexión.

Las Figuras 3 y 4 respectivamente representan una vista en sección y una vista superior de una modalidad de la invención; La Figura 5 muestra una vista detallada de la modalidad de la invención mencionada anteriormente.

La Figura 6 muestra una vista en perspectiva de una modalidad de acuerdo con la invención.

La Figura 7 muestra una vista superior de dos componentes tubulares de acuerdo con la invención.

La Figura 8 muestra una vista en sección longitudinal de dos componentes tubulares de acuerdo con la invención.

La Figura 9 representa una curva de enrosque de dos componentes tubulares de acuerdo con la invención.

La Figura 1 muestra una conexión entre dos componentes sustancialmente tubulares destinados a estar unidos por medio de roscados autobloqueados y destinados a integrarse en una sarta de pozo de hidrocarburos. La conexión está compuesta convencionalmente de un componente suministrado con un extremo macho 1 y un componente suministrado con un extremo hembra 2, el extremo macho 1 es capaz de unirse al extremo hembra 2. En este tipo de conexión, el extremo 1 comprende una primera y una segunda superficie de cierre las cuales respectivamente son capaces de cooperar por interferencia con una correspondiente primera y una segunda superficie de cierre sobre el extremo hembra 2, para formar una primera zona de cierre 5 y una segunda zona de cierre 6. El extremo 1 además comprende una zona roscada macho 3 la cual puede ser atornillada en una zona roscada 4 correspondiente del extremo hembra 2, las zonas roscadas se proveen entre las dos superficies de cierre 5 y 6. Los extremos 1 y 2 terminan cada uno de ellos en una superficie distal 7 y 8 respectivamente.

Como puede observarse en al Figura 2, la cual muestra detalles de las zonas roscadas 3 y 4, dichas zonas roscadas producen un roscado autobloqueado. El término "roscados autobloqueados" significa roscados que comprenden las características que se detallan a continuación. Las roscas macho 32, al igual que las roscas hembra 42, tienen un avance constante mientras que su ancho disminuye en la dirección de sus respectivas superficies distales 7, 8, de modo que durante el enrosque, las roscas macho 32 y las roscas hembra 42 terminan bloqueándose entre sí en una posición determinada. Con mayor precisión, el avance entre los flancos de carga 40 del roscado hembra 4 es constante, ya que es el avance entre los flancos punzantes 41 del roscado hembra, con la característica particular de que el avance entre los flancos de carga 40 es mayor que el avance entre los flancos punzantes 41. De manera similar, el avance entre los flancos punzantes 31 del roscado macho 3 es constante, como lo es el avance entre los flancos de carga 30 del roscado macho, con la característica particular que el avance entre los flancos punzantes 31 es mejor que el avance entre los flancos de carga 30. Debe observarse que el contacto se realiza principalmente entre los flancos de carga macho 30 y los flancos de carga hembra 40, al igual que los flancos punzantes macho 31 y los flancos punzantes hembra 41. En contraste, en general se provee un espacio libre entre los fondos del filete macho y las crestas del filete hembra, para facilitar el avance durante el enrosque y evitar cualquier riesgo de rayadura.

En forma ventajosa y convencional, las roscas macho y hembra tienen un perfil machihembrado a cola de milano de modo que se anidan en forma sólida una con otra después del enrosque. Esta garantía suplementaria evita el riesgo de saltos, lo cual corresponde a la desconexión de las roscas macho y hembra cuando la conexión se somete a una elevada inclinación o fuerzas de tensión. "Perfil machihembrado a cola de milano" significa que los ángulos de los flancos punzantes y de carga de las roscas macho y hembra son negativos. En otras palabras el ancho de la base de la rosca es más pequeño que el ancho de la cresta de la rosca.

En forma ventajosa, y convencional, los extremos 1 y 2 tienen un perfil cónico lo cual sigue una generatriz cónica 100 para facilitar el enrosque del elemento macho en el elemento hembra.

En forma ventajosa, los roscados 3 y 4 están orientados en una generatriz cónica 00 para facilitar el avance del enrosque. En general, dicha generatriz cónica forma un ángulo con el eje 10 el cual está en el intervalo de 1.5° a 5o. En el presente caso, la generatriz cónica la cual se define, pasa a través del centro de los flancos de carga.

De acuerdo con una modalidad de la invención y como se muestra en las Figuras 3 y 4, se muestra un calibre 9 el cual puede inspeccionar un roscado autobloqueado macho 3 que se provee próximo a un extremo de un componente tubular 1 utilizado en la exploración o funcionamiento de los pozos de hidrocarburos, dicho roscado tiene un avance LFPp de ancho constante entre los flancos de carga, y de forma similar un avance SFPP de ancho constante entre los flancos punzantes, como así también anchos de fondo del filete que aumentan desde un valor ANCHOm¡n a un valor ANCHOmáx en la dirección de la superficie distal 7 del componente tubular.

Como puede observarse en la Figura 3 el calibre 9 comprende una base 90 que transporta una primera rosca 91 la cual es capaz de ser desplazada en el roscado autobloqueado 3 a una posición de bloqueo B.

La expresión "capaz de ser desplazada en el roscado autobloqueado 3 a una posición de bloqueo B" significa que el ancho de la cresta ANCHOc de la primera rosca 91 debe ser mayor que el valor mínimo ANCHOm¡n de los anchos de fondo del filete del roscado 3, de modo que se alcanza una posición de bloqueo B. Claramente, la cresta con ANCHOc de la primera rosca 91 debe ser además más pequeña que el valor ANCHOmáX de los anchos de los fondos del filete del roscado 3 de modo que el calibre 9 puede ser enganchado en el roscado 3 sobre el lateral de la superficie distal 7.

La expresión "capaz de ser desplazada en el roscado autobloqueado 3 a una posición de bloqueo B" significa además que la primera rosca 91 debe tener también una forma complementaria a la del roscado 3. De este modo, en el caso en el cual el roscado 3 tiene un perfil machihembrado a cola de milano, la primera rosca 91 debe tener además un perfil machihembrado a cola de milano complementario. En forma más general, los ángulos los cuales los flancos, las crestas y los fondos de la primera forma de rosca deben ser idénticos a los del roscado que se inspecciona.

La expresión "capaz de ser desplazada en el roscado autobloqueado 3 a una posición de bloqueo B" además significa que la rosca 91 tiene un radio de curvatura el cual es superior al del roscado 3 cuando es un componente macho, y más pequeño que el del roscado 4 cuando es un componente hembra.

En forma ventajosa, la rosca 91 tiene un radio de curvatura el cual es sustancialmente igual al del roscado a fin de coincidir tan próximo como sea posible con la forma del roscado durante el avance del calibre a lo largo del componente tubular.

En forma ventajosa, la altura he de la primera rosca 91 del calibre 9 es mayor que la altura hp de las roscas del roscado 3, definiendo de este modo un espacio libre e, de modo que la cresta de la rosca 91 siempre está en contacto con la base del roscado 3. Por esta razón, la rosca 91 inspecciona el ancho del roscado 3 en el fondo del filete.

En contraste, cuando el roscado a ser inspeccionado es un roscado hembra 4, la altura de la primera rosca 91 del calibre 9 es ventajosamente inferior a la altura de las roscas del roscado 4, de modo que el fondo de la rosca 91 está siempre en contacto con el roscado 4. Por esta razón, la. rosca 91 inspecciona el ancho del roscado 4 en la cresta de la rosca.

En forma ventajosa y como se muestra en las Figuras 5 y 6, el calibre 9 además comprende una segunda y una tercera rosca 92 las cuales pueden guiar el calibre durante el avance del calibre 9 a lo largo del roscado autobloqueado macho 3. Estos además previene al calibre de girar cuando está en la posición bloqueada, lo cual a su vez daría mediciones imprecisas. Claramente, la segunda y tercera roscas 92 suceden a la primera rosca 91 de modo que cuando el calibre 9 se monta sobre el componente tubular a ser inspeccionado, éstas se localizan entre la primera rosca 91 y la superficie distal 7 de componente tubular.

En forma ventajosa, la primera rosca 91, la segunda y la tercera roscas 92 corresponden a un roscado con un constante avance y un ancho de rosca constante, de modo que la mecanización del calibre 9 se facilita y de este modo sólo la primera rosca 91 y no la segunda y la tercera se pueden bloquear en el roscado 3. En otras palabras, un espacio libre axial se provee entre el flanco de carga LFC de las roscas 92 y el flanco de cargo LFP de la rosca correspondiente al roscado macho 3; de manera similar, se provee un espacio libre entre el flanco punzante SFC de las roscas 92 y el flanco punzante SFP de la correspondiente rosca del roscado macho 3, para asegurar que el bloqueo tiene lugar en la rosca 91. En otras palabras, las características del roscado provisto sobre el calibre 9 se expresan de la siguiente forma: - SFPp < SFPC « LFPC < LFPp, en la cual: - SFPP: ancho de avance entre los flancos punzantes del roscado 3; - LFPP: ancho de avance entre los flancos de carga del roscado 3; - SFPC: ancho de carga entre los flancos punzantes del calibre; - LFPC: ancho de avance entre los flancos de carga del calibre. En forma ventajosa, las roscas 91 y 92 tiene una generatriz cónica 11 la cual es sustancialmente igual a la generatriz cónica 100 del roscado 3, a fin de facilitar la inserción y extracción del calibre 9 con respecto al roscado. En general, es ventajoso para el calibre que tenga una forma cónica la cual es más pequeña que la del roscado macho y más grande que la del roscado hembra, para facilitar el avance del calibre.

En forma ventajosa, las roscas 91 y 92 tienen una longitud circunferencial 1 en el intervalo de 3% a 79% del diámetro externo OD del componente tubular 1. Con este intervalo, el calibre cubre entre 1% y 25% de la circunferencia del roscado 3, lo cual además mejora la guía del calibre 9.

En forma ventajosa, se provee el calibre a partir de un acero del tipo para herramientas y se trata para que sea resistente al desgaste. A fin de incrementar posteriormente la resistencia al desgaste del calibre, es ventajoso utilizar tratamientos de endurecimiento de la superficie superficial tales como nitruración, temple de la superficie, etc. Se recomienda una dureza de más de 35 HRC.

En forma ventajosa, se pueden obtener resultados particularmente interesantes al realizar acabados del tipo rectificación. Además de incrementar la resistencia al desgaste, se obtiene un calibre el cual es menos agresivo hacia el roscado que se está inspeccionando. Se recomienda una rugosidad Ra de 0.8 pm o menor.

En forma ventajosa, el calibre 9 comprende marcas para demarcar la cara adyacente a la rosca 91 y la cara adyacente a la rosca de guía. Este significa que el calibre puede montarse sobre el roscado en la dirección correcta y la distancia L entre el flanco de carga de la rosca 91 del calibre 9 y la superficie adyacente a la rosca guía se puede definir.

En las Figuras 4 y 5, el método para inspeccionar la conformidad de un roscado autobloqueado que se provee próximo a un extremo de un componente tubular utilizado en la exploración o funcionamiento de un pozo de hidrocarburos comprende los siguientes pasos: enganchar un calibre de inspección 9 en una de las roscas próxima a la superficie distal 7 del componente tubular; - desplazar el calibre para moverlo hacia afuera desde la superficie distal 7 del componente tubular hasta que se bloquea el calibre; marcar la posición en la cual el calibre se bloquea; comparar la posición de bloqueo marcada con una posición de bloqueo de referencia.

En forma ventajosa, el marcado de la posición de bloqueo B del calibre consiste en medir la distancia D entre la superficie distal 7 del componente tubular 1 y el calibre 9 en la posición de carga. En forma más precisa, al conocer la distancia L entre el flanco de carga de la rosca 91 del calibre 9 y la cara opuesta a la cara adyacente a la rosca 91 del calibre 9 midiendo (con calibres, por ejemplo, o el equivalente) dicha distancia D, se puede deducir la distancia entre el flanco de carga de la rosca 91 y la superficie 7. Debe observarse que la cara opuesta a la cara adyacente a la rosca 91 del calibre 9 es perpendicular al eje 10 del componente tubular para ser paralela a la superficie distal 7, 8.

De acuerdo con una primera implementación del método, un calibre de inspección el cual está dedicado a la conexión a ser inspeccionada se utilizada de modo que la posición de bloqueo del calibre se elige en forma arbitraria, esta posición de bloqueo determina las dimensiones del calibre 9.

De este modo, para un roscado dado, el dibujo de fabricación especifica los siguientes valores: - LFP: avance del flanco de carga; - SFP: avance del flanco punzante; - Wr = LFP - SFP; variación en el ancho de las roscas para una vuelta completa.

A continuación, una posición de referencia sobre el roscado localizado sobre el flanco de carga se selecciona en forma arbitraria a una distancia Lp desde la superficie distal 7 y que corresponde a un ancho de rosca ANCHOp. A continuación, un número N de avances se selecciona en el extremo del cual el calibre debe ser bloqueado; a continuación el ancho ANCHOc de la rosca 91 a ser utilizada puede ser deducido a partir del mismo. Esto último se da mediante la fórmula: - ANCHOc = ANCHOp - N Wr La distancia D la cual debe medirse entre el calibre de inspección y la superficie distal 7 se da a continuación mediante la fórmula: - D = Lp + N LFP - L Se ha demostrado anteriormente que la marca de la posición de bloqueo del calibre consiste en agregar la distancia D entre la superficie distal 7 del componente tubular 1 y el calibre a la distancia L entre el flanco de carga de la rosca 91 del calibre 9 y el extremo opuesto a la rosca 91 del calibre 9.

Esta primera implementación del método tiene la ventaja de permitir la selección de la posición de bloqueo del calibre. De este modo, la longitud del roscado sobre el cual se lleva a cabo la inspección puede ser maximizada.

Claramente, es necesario, una vez que se ha provisto el calibre, validar la conformidad del ancho ANCHOc a fin de verificar que el diente ha sido mecanizado en forma apropiada.

Claramente, la primera implementación del método que se describió anteriormente es aplicable tanto a un roscado provisto sobre un extremo macho y a un roscado provisto sobre un extremo hembra.

En una segunda implementación del método, se utiliza un calibre de inspección simple cuyas dimensiones se seleccionan en forma arbitraria. De este modo, la posición de bloqueo debe ser determinada como una función de las dimensiones del calibre. En forma precisa, para un ancho dado de la primera rosca 91 , ANCHOc, se debe hacer referencia a los dibujos de fabricación a fin de hallar: - LFP: avance del flanco de carga; - SFP: avance del flanco punzante; - Wr = LFP - SFP: variación en el ancho de las roscas para una vuelta completa.

Además, una posición de referencia se selecciona sobre el roscado localizado sobre el flanco de carga a una distancia Lp desde la superficie distal 7 y que corresponde a un ancho de rosca ANCHOp.

A partir de estos valores especificados en los dibujos de fabricación, N se deduce, el número de avances desde la posición de referencia, después de lo cual el calibre debe ser bloqueado, a saber: - N = (ANCHOp _ ANCHOc) Wr La distancia de referencia D la cual debe ser medida entre el calibre de inspección y la superficie distal 7 también se deduce a partir de la misma utilizando la fórmula: - D = Lp + N LFP - L, L es la distancia entre el flanco de carga de la rosca 91 del calibre 9 y el extremo opuesto a la rosca 91 del calibre 9.

Esta segunda implementación del método tiene la ventaja de utilizar un calibre universal lo cual significa que las diferentes conexiones se pueden inspeccionar.

La invención además se refiere a un método para fabricar una conexión roscada que se utiliza en la perforación o funcionamiento de los pozos de hidrocarburos caracterizado porque comprende los pasos que se detallan más adelante.

Como se muestra en las Figuras 7 y 8, se provee un primer componente tubular, dicho componente tiene un eje rotativo 10 y comprende sobre la superficie periférica externa de uno de sus extremos un roscado macho 3 que tiene anchos de fondo del filete que disminuyen desde la superficie distal 7 del extremo 1. Se provee un segundo componente tubular, dicho componente tiene el mismo eje rotativo 10 y comprende sobre la superficie periférica interna de uno de sus extremos un roscado hembra 4 que tiene anchos de fondo del filete que disminuyen desde la superficie distal 8 del extremo 2. Los roscados macho y hembra 3, 4 son complementarios y pueden aparearse mediante un ajuste autobloqueado. Se precisa que las operaciones de mecanización de estos componentes tubulares sean conocidas por los expertos en la técnica y éstas comprenden entre otras el paso de montar los componentes tubulares entre mordazas y el paso de mecanizar los roscados en los extremos de los componentes por medio de una herramienta de corte la cual puede moverse desde una posición dada bajo el control de un programa de control numérico computarizado.

A continuación, un calibre de inspección 9 se engancha en cada roscado 3, 4 de acuerdo con la invención y se desplaza a una posición de bloqueo B.

A continuación, una marca longitudinal T1, T2 se provee sobre la superficie periférica externa de cada componente tubular 1 , 2. Las marcas T1 y T2 se extienden en forma longitudinal de acuerdo con una dirección localizada en un mismo plano que comprende el eje rotativo 10 de dichos componentes 1 , 2, dicho plano comprende la posición de bloqueo B determinada en el paso anterior.

La marca longitudinal T1 realizada sobre el extremo 1 y que comprende el roscado macho se localiza fuera del roscado 3 y sobre el lateral del roscado opuesto a la superficie distal 7.

A continuación, los roscados autobloqueados 3, 4 se atornillan bajo una cupla de enrosque C0 de modo que la brecha angular entre las marcas longitudinales T1 , T2 es igual aproximadamente a un valor predeterminado AO. Usualmente, la cupla CO se elige de acuerdo con las especificaciones del API (Instituto de Petróleo Americano) y de acuerdo con los rasgos y el uso de la conexión.

De este modo, la posición radial de los componentes tubulares de uno con otro se controla por medio de las marcas longitudinales T1 y T2. Eso permite verificar después del enrosque si la posición de bloqueo B se alcanzó. En verdad, el aparato que aplica una cupla de enrosque CO predeterminada puede dar una posición de enrosque incorrecta. De igual modo, el uso de lubricantes puede dar una lectura falsa del rendimiento de la cupla de enrosque.

Se requiere revisar si la cupla de enrosque CO ha sido alcanzada, y especialmente en caso de que los componentes tubulares sean productos de perforación que son propensos a romperse durante la operación de perforación. Se requiere además revisar en forma muy precisa la posición relativa de los roscados macho y hembra uno con otro, en el caso donde dicho componentes comprendan las porciones de cierre 5, 6.

En verdad, estas posiciones de cierre surgen del ajuste de superficies de cierre, dichas superficies están posicionadas cara a cara cuando los roscados se enroscan en la posición de bloqueo B. Las marcas radiales permiten verificar si las superficies de cierre están posicionadas cara a cara. Como se muestra en la Figura 9, el paso de enrosque de dos componentes tubulares capaz de formar una conexión puede separarse usualmente en cuatro pasos. El eje X muestra el número de vueltas Nj y el eje Y muestra la cupla de enrosque C.

Un primer paso P1 durante el cual el roscado macho de un primer componente tubular no presenta ajuste radial alguno con el correspondiente roscado hembra de un segundo componente tubular.

Un segundo paso P2 durante el cual el contacto entre los roscados macho y hembra incluye un ajuste radial que aumenta con el atornillado (generando una cupla de enrosque baja pero creciente).

Un tercer paso P3 durante el cual las superficies macho y hembra dedicadas a formar una porción de cierre "metal a metal" están enfrentadas y durante el cual los roscados macho y hembra comienzan a cooperar por ajuste autobloqueado.

Un cuarto paso P4 durante el cual simultáneamente se alcanza la posición de bloqueo de los roscados y las superficies de cierre están en contacto por ajuste para formar una porción de cierre.

Este cuarto paso P4 representa el último paso de enrosque en el cual la cupla C0 se alcanza. Este paso es muy corto y necesita un posicionamiento muy preciso.

En caso que el ancho del calibre utilizado para inspeccionar el roscado autobloqueado macho 3 sea el mismo que el ancho ANCHOc del calibre utilizado para inspeccionar el roscado autobloqueado hembra 4, y si el lubricante utilizado para el enrosque no tiene consecuencias, las posiciones de bloqueo B determinadas para los roscados macho y hembra se localizan en un mismo plano que comprende el eje rotativo .10 de los componentes tubulares. Por esta razón, la brecha angular A es igual a aproximadamente cero.

De igual modo, en caso que el calibre utilizado para inspeccionar el roscado de autobloqueado macho 3 y el calibre utilizado para inspeccionar el roscado autobloqueado hembra 4 tienen diferentes anchos ANCHOc, dicha diferencia es igual a un múltiple entero de la variación en el ancho de la rosca para una vuelta completa, las posiciones de bloqueo determinadas para los roscados macho y hembra se localizan en un mismo plano que comprende el eje rotativo 10 de los componentes tubulares. Por esta razón, la brecha angular A es igual a aproximadamente cero. El valor correspondiente a la variación en el ancho de la rosca para una vuelta completa es el que se precisó previamente: Wr = LFP - SFP.

En caso que el calibre utilizado para inspeccionar el roscado de autobloqueado macho 3 y el calibre utilizado para inspeccionar el roscado autobloqueado hembra 4 sean diferentes, las posiciones de bloqueo B determinadas para los roscados autobloqueados macho y hembra no se localizan en un mismo plano que comprende el eje rotativo 10 de los componentes tubulares. Por esta razón, la brecha angular A es tan alta como los anchos ANCHOc de los calibres son diferentes.

Durante la fabricación de la conexión roscada, se recomienda verificar la conformidad de los roscados por medio de un método de inspección de acuerdo con la invención.

Durante la fabricación de la conexión, se recomienda proveer una marca circunferencial M1 sobre la superficie periférica externa del componente tubular que comprende el extremo que tiene el roscado macho 1, dicha marca se extiende en forma circunferencial, de modo que la superficie distal 8 del extremo 2 que comprende el roscado hembra y la marca M1 circunferencial alcancen una posición PO predeterminada una con otra cuando la cupla de enrosque alcance un valor CO predeterminado.

De esta forma, no sólo es inspeccionada la posición radial de los componentes tubulares uno con otro, sino también la posición axial.

Claims (19)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un calibre (9) para inspeccionar un roscado autobloqueado (3; 4) se provee próximo a un extremo ( ; 2) de un componente tubular para la exploración o funcionamiento de pozos de hidrocarburos, dicho roscado tiene anchos de fondo del filete los cuales disminuyen hasta un valor mínimo (ANCHOmin) desde la superficie distal (7; 8) del extremo (1 ; 2) del componente tubular, caracterizado porque el calibre (9) comprende una base (90) que transporta al menos una primera rosca (91) la cual puede desplazarse en el roscado autobloqueado (3; 4) hacia una posición de bloqueo B.

2. - El calibre de inspección (9) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque está destinado a inspeccionar el roscado (3) de un extremo macho (1), en donde la altura (he) de la primera rosca (91) del calibre es mayor que la altura (hp) de las roscas del roscado (3).

3. - El calibre de inspección (9) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque está destinado a inspeccionar el roscado (4) de un extremo hembra (2), en donde la altura de la primera rosca (91) del calibre es inferior que la altura de las roscas del roscado (4).

4. - El calibre de inspección (9) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque comprende al menos una segunda rosca (92) la cual puede guiar el calibre (9) en el roscado autobloqueado (3; 4).

5. - El calibre de inspección (9) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la primera (91) y la segunda (92) roscas tiene el mismo ancho ANCHOc.

6. - El calibre de inspección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la primera (y la segunda) roscas (91; 92) tienen un radio de curvatura el cual es sustancialmente igual al del roscado (3; 4) para coincidir con la forma del roscado (3; 4).

7. - El calibre de inspección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la primera (y la segunda) roscas (91 ; 92) tienen una generatriz con una forma cónica la cual es sustancialmente igual a la del componente tubular (1 ; 2).

8.- El calibre de inspección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la primera (y la segunda) roscas (91 ; 92) tienen una longitud circunferencial T en el intervalo de 3% a 79% del diámetro externo (OD) del componente tubular (1 ; 2).

9.- El calibre de inspección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la superficie de las primera (y la segunda) roscas (91 ; 92) se trata para obtener una dureza de más de 35 HRC.

10.- El calibre de inspección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la superficie de las primera (y la segunda) roscas (91 ; 92) se trata para obtener una rugosidad Ra de 0.8 pm o menor.

1.- Un método para inspeccionar la conformidad de un rosca autobloqueado que se provee próximo a un extremo (3; 4) de un componente tubular (1 ; 2) utilizado en la exploración o funcionamiento de pozos de hidrocarburos, dicho roscado tiene anchos de fondo del filete que disminuyen hasta un valor mínimo (ANCHOmin) de la superficie distal (7; 8) del componente tubular (1 ; 2) caracterizado porque: un calibre de inspección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes es enganchado en una de las roscas próximas a la superficie distal (7; 8) del componente tubular; el calibre (9) se desplaza para mover hacia afuera de la superficie distal (7; 8) del componente tubular (1 ; 2) hasta que el calibre es bloqueado en una posición de bloqueo (B); la posición de bloqueo (B) se marca; la posición de bloqueo marcada se compara con una posición de bloqueo de referencia.

12. - El método de inspección de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el marcado de la posición de bloqueo del calibre consiste en medir la distancia entre la superficie distal (7; 8) del componente tubular (1 ; 2) y el flanco de carga (LFc) de la primera rosca (91) del calibre (9).

13. - El método de inspección de conformidad con la reivindicación 11 o la reivindicación 12, caracterizado además porque el ancho (ANCHOc) de la primera rosca (91) del calibre de inspección (9) se selecciona como una función de una posición de bloqueo de referencia (B) determinada en forma arbitraria sobre el roscado (3; 4).

14. - El método de inspección de conformidad con la reivindicación 11 o la reivindicación 12, caracterizado además porque la posición de bloqueo de referencia (B) sobre el roscado (3; 4) se determina como una función del ancho (ANCHOc) de la primera rosca fijado en forma arbitraria (91).

15. - Un método para fabricar una conexión roscada para la perforación o funcionamiento de pozos de hidrocarburos, caracterizado porque: se proveen un primer y un segundo componente tubular, dicho primer y segundo componentes tubulares comprenden en sus extremos (1, 2) y sobre sus superficies periféricas, respectivamente un primer y un segundo roscados (3, 4) que tienen anchos de fondo del filete que disminuyen desde una superficie distal (7; 8) del extremo (1 ; 2) de los componentes tubulares, de modo que los roscados macho y hembra (3, 4) son complementarios y pueden cooperar juntos por ajuste autobloqueado; un calibre de inspección (9) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 se engancha en cada roscado (3, 4), y se desplaza en el roscado (3; 4) hasta una posición de bloqueo B; se provee una marca longitudinal (T1, T2) sobre la superficie periférica externa de los componentes tubulares (1 ; 2), dicha marca se extiende en forma longitudinal de acuerdo con una dirección localizada en un mismo plano que comprende el eje rotacional (10) de dichos componentes, dicho plano comprende la posición de bloqueo B determinada en el paso anterior; se atornillan los roscados autobioqueados (3, 4) bajo una cupla de enrosque C0 predeterminada y de modo que la brecha angular A entre las marcas longitudinales (T1, T2) sea aproximadamente igual a un valor predeterminado (A0).

16.- El método para fabricar una conexión roscada de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque los roscados autobioqueados (3, 4) se inspeccionan de acuerdo con cualquiera de los métodos de inspección de las reivindicaciones 11 a 14.

17.- El método para fabricar una conexión roscada de conformidad con la reivindicación 15 o 16, caracterizado además porque la brecha angular (A) es aproximadamente igual a cero, el ancho del calibre utilizado para inspeccionar el roscado autobloqueado macho (3) es el mismo que el ancho (ANCHOc) del calibre utilizado para inspeccionar el roscado autobloqueado hembra (4), de modo que las posiciones de bloqueo B determinadas para los roscados macho y hembra (3, 4) se localizan en un mismo plano que comprende el eje rotativo (10) de los componentes tubulares.

18.- El método para fabricar una conexión roscada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado además porque una marca circunferencial (M1) se provee sobre la superficie periférica externa del componente tubular que comprende el extremo que tiene roscado macho (1), dicha marca circunferencial (M1) se extiende en forma circunferencial, de modo que la superficie distal (8) del extremo que comprende el roscado hembra y la marca circunferencial (M1) alcanzan una posición predeterminada PO una con otra cuando la cupla de enrosque alcanza un valor predeterminado (CO).

19.- El método para fabricar una conexión roscada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, caracterizado además porque los extremos macho (1) y hembra (2) de los componentes tubulares comprenden cada uno de ellos respectivamente al menos una superficie de cierre, dichas superficies pueden aparearse mediante un ajuste autobloqueado para constituir una porción de cierre cuando los roscados (3, 4) cooperan de acuerdo con un atornillado autobloqueado.