MX2015007808A - Procedimiento de control de un estado de ajuste de una junta roscada tubular. - Google Patents

Abstract

Este procedimiento se aplica a una junta roscada (14) que comprende un elemento tubular roscado macho (18) y un elemento tubular roscado hembra (16); en este procedimiénto, en el curso del ajuste del elemento roscado macho (18) en el elemento roscado hembra (16), se mide una variación temporal de una característica dimensional de al menos uno de los elementos (16, 18) de acuerdo con una dirección definida previamente; luego, se analiza la variación temporal de la característica para determinar un estado de ajuste de la junta roscada (14).

Description

PROCEDIMIENTO DE CONTROL DE UN ESTADO DE AJUSTE DE UNA JUNTA ROSCADA TUBULAR MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención concierne a un procedimiento de control del ensamblaje de una junta roscada tubular, en particular destinada a la explotación petrolera o gasífera. Se aplica más particularmente pero no exclusivamente al ensamblaje de juntas roscadas tubulares llamadas "superiores" o "premiums".

Tales juntas roscadas tubulares generalmente comprenden un elemento roscado macho en el extremo de un primer tubo de gran longitud y un elemento roscado hembra en el extremo de un segundo tubo que puede ser un tubo de gran longitud o un manguito. Se habla en el caso del ensamblaje de dos tubos de gran longitud de "junta integral" y de junta "con manguito" en el caso del ensamblaje de dos tubos por un manguito de empalme.

En el caso particular de las juntas roscadas llamadas "superiores", cada uno de los elementos roscados macho y hembra comprende alcances de hermeticidad y topes de rebordes respectivamente machos y hembras destinados a cooperar durante el ensamblaje de la junta.

Estas juntas roscadas en particular se utilizan para constituir las columnas de estructura ("casings") o de producción ("tubings") o los trenes de varillas de perforación para los pozos de hidrocarburos o para los pozos similares tales como, por ejemplo, los pozos para la geotermia.

Tales tipos de tubos generalmente se ensamblan verticalmente, que el extremo libre de la columna en la superficie consta de un elemento roscado hembra que presenta un roscado interior hembra.

Para poder descender la columna en el pozo, se presenta un nuevo tubo por encima de la columna provisto de un elemento roscado macho que consta de un roscado exterior macho que corresponde al roscado hembra en el extremo libre de la columna, se engancha el roscado macho del nuevo tubo en el roscado hembra que corresponde de la columna y se enrosca el nuevo tubo hasta alcanzar un nivel de par de ajuste definido previamente.

Este nivel de par de ajuste definido previamente debe permitir a la junta respetar ciertos criterios que dependen también de las características propias de la junta. En particular, es importante asegurarse, en el caso de las juntas llamadas superiores y que comprenden entonces los alcances de hermeticidad, que el nivel de par de ajuste aplicado se defina para obtener una presión de contacto de las porciones de hermeticidad que aseguran una hermeticidad suficiente de la junta siempre evitando una plastificación de estas porciones.

En consecuencia, es necesario controlar con precisión este nivel de par de ajuste.

Ya se conoce en el estado de la téenica, en particular el documento JP 6-221475, un procedimiento de control del estado de ajuste de una junta roscada tubular en el que durante la operación de ajuste, se analiza la amplitud del par en función del número de giros de ajuste efectuados. Como se ilustra en la figura de este documento, la curva presenta tres partes características que corresponden a tres estados de ajuste de la junta: la primera parte corresponde a un primer estado de ajuste durante el que se produce una interferencia entre los roscados, la segunda parte corresponde a un segundo estado de ajuste durante el que se produce una interferencia entre los alcances de hermeticidad y por último la tercera parte corresponde a un tercer estado de ajuste durante el que los topes de los dos tubos roscados están en contacto y en compresión. Naturalmente, en el arte anterior, existen otros perfiles y en particular es posible tener una curva que represente la variación de ia amplitud en función del número de giros de ajuste que presentan solamente dos pendientes distintas y no tres.

Ahora bien, ciertos defectos presentes en los elementos roscados pueden, durante el ajuste de los elementos entre sí, ser el origen de una elevación brusca del par de ajuste. El procedimiento del arte anterior presenta el inconveniente que esta elevación del par puede ser interpretada de forma errónea como que corresponde al estado de ajuste de puesta en compresión de los topes mientras que en realidad la junta siempre está en su primer estado de ajuste y no es estanca. De la misma forma, al contrario, los defectos también pueden provocar un perfil de variación del par tal como este último no lo es o es difícilmente interpretable y la junta, aunque perfectamente ajustada, corre el riesgo de ser rechazada. En consecuencia, esto presenta problemas en términos de seguridad y de productividad sobre las plataformas petroleras.

Existe entonces una necesidad de un procedimiento de control del ajuste de dos elementos tubulares roscados que permitan proveer una junta roscada estanca con una gran fiabilidad.

A este efecto, la invención tiene por objeto un procedimiento de control de un estado de ajuste de una junta roscada tubular, que la junta roscada comprende un elemento tubular roscado macho y un elemento tubular roscado hembra, caracterizado porque, en el curso del ajuste del elemento roscado macho en el elemento roscado hembra, se mide una variación temporal de una característica dimensional de al menos uno de los elementos de acuerdo con una dirección definida previamente y se analiza la variación temporal de la característica para determinar un estado de ajuste de la junta roscada.

La invención saca provecho del hecho que los elementos roscados sufren las deformaciones características en el curso del tiempo de ajuste que corresponde a los estados de ajuste particulares de la junta. De este modo, por ejemplo cuando el elemento macho se ajusta en el elemento hembra, este último en primer lugar sufre una compresión axial que corresponde a la interferencia de los roscados y de los alcances de hermeticidad luego cuando los topes llegan en contacto, el elemento hembra sufre una elongación de acuerdo con la dirección axial que aumenta con la compresión de los topes.

El estudio de estas deformaciones permite definir una firma temporal de deformación (elongación y/o compresión) del elemento en el curso del ajuste de acuerdo con la dirección definida previamente. Naturalmente, varias firmas del mismo elemento pueden definirse de acuerdo con varias direcciones para obtener más informaciones sobre el estado de ajuste de la junta.

De este modo, el análisis de la variación temporal, es decir en el curso del ajuste de la junta, de la característica dimensional del elemento tomado en consideración, es decir de la deformación, permite determinar un estado de ajuste de la junta.

De preferencia, se mide esta característica dimensional por medio de una señal de ultrasonido. Este medio de medición presenta la ventaja de ser no destructivo.

De preferencia, para medir la característica dimensional, se emite la señal de ultrasonido en el cuerpo del elemento y se analiza la duración de propagación ida y vuelta de esta señal de acuerdo con la dirección definida previamente. Como consecuencia de la relación simple que une el tiempo de propagación de una señal con la distancia, es posible, conociendo la velocidad de propagación de la onda sonora en el material en cuestión, determinar fácilmente una característica dimensional de la junta.

De preferencia, se conduce la detención del ajuste de la junta en función de la medición de la característica dimensional. Esto permite tener en cuenta el estado de ajuste instantáneo de la junta y no más un estado de ajuste basado en resultados empíricos.

De preferencia, se señala en el perfil de variación de la característica dimensional al menos una zona de cambio de pendiente y se establece una correspondencia entre esta zona y un estado de ajuste de la junta roscada.

Por ejemplo, se establece una correspondencia entre una zona de cambio de pendiente y la puesta en contacto de dos partes funcionales de la junta tales como la aproximación de los topes o incluso la puesta en contacto de superficies de hermeticidad.

Un procedimiento de acuerdo con la invención puede constar además de una o varias de las características de acuerdo con las que: la característica dimensional representa un espesor en una dirección definida previamente casi radial o una longitud en una dirección definida previamente casi axial del elemento roscado; la característica dimensional se mide en una porción del elemento roscado que comprende un alcance de hermeticidad y/o un tope de reborde; la variación de la característica dimensional corresponde a los alargamientos y/o contracciones del elemento de acuerdo con la dirección definida previamente; para establecer esta correspondencia, se establece un modelo de un perfil de variación por un método matemático, por ejemplo el método de los elementos terminados y se compara el perfil de variación medido con el modelo de perfil; el elemento hembra pertenece a un manguito de empalme casi simétrico de tipo hembra/hembra y el elemento macho pertenece a un extremo de un tubo de gran longitud o el elemento hembra y el elemento macho pertenecen, cada uno, a un extremo de un tubo de gran longitud.

La invención además tiene por objeto un procedimiento de ensamblaje de una junta, en el que se ensambla por ajuste un elemento hembra y un elemento macho, caracterizado porque aplica el procedimiento de control de acuerdo con la invención.

De preferencia, se conduce la detención del ajuste de la junta en función de la medida de la característica dimensional.

La invención incluso tiene por objeto un dispositivo de control de un estado de ajuste de una junta roscada tubular, que la junta roscada comprende un elemento tubular roscado macho y un elemento tubular roscado hembra aptos para cooperar por ajuste del elemento hembra en el elemento macho, caracterizado porque comprende los medios de medición de una variación temporal de una característica dimensional de al menos uno de los elementos de acuerdo con una dirección definida previamente y los medios de análisis de la variación temporal de la característica para determinar un estado de ajuste de la junta roscada.

De preferencia, el dispositivo de control comprende los medios de control de la detención del ajuste de la junta en función de la medición de la característica dimensional.

Esta característica presenta la ventaja de permitir un control muy preciso del ajuste de la junta porque basado en los valores físicos reales medidos en instantáneo y no más un control basado en los valores empíricos.

Un dispositivo de acuerdo con la invención además puede constar de la característica de acuerdo con la que los medios de medición comprenden al menos un transductor de ultrasonido.

La invención por último tiene por objeto un dispositivo de guía de un primer elemento tubular roscado durante su empalme por ajuste con un segundo elemento tubular roscado, que comprende un cabezal de prensión del primer elemento tubular, caracterizado porque el dispositivo comprende un alojamiento para los medios de medición de una variación temporal de una característica dimensional del primer elemento tubular dispuestos al menos parcialmente en el cabezal de prensión con el fin de permitir la aplicación del procedimiento de control de acuerdo con la invención.

Tal dispositivo de guía se designa corrientemente por la terminología anglo-sajona "stabbing guide". De forma clásica, tal dispositivo permite una guía de los elementos tubulares que forman la junta en el agujero de la instalación de explotación petrolera. La ventaja del dispositivo de la invención es permitir una determinación rápida y simple del estado de ajuste de la junta con una gran simplicidad de instalación.

Por ejemplo, los medios de medición se alojan en el cabezal de prensión del "stabbing guide" lo que permite una puesta en posición rápida y un mantenimiento eficaz de los medios de medición sobre la junta. Por otra parte, esto presenta la ventaja de no necesitar ningún equipo suplementario para formar suporte de los medios de medición.

De preferencia, el cabezal de prensión comprende una superficie cilindrica interna apta para rodear el primer elemento durante su empalme con el segundo elemento, que el alojamiento forma un agujero en el cabezal de prensión que desemboca en la superficie interna cilindrica.

Otras características y ventajas de la invención surgirán a la luz de la descripción que sigue, realizada con referencia a los dibujos anexos en los que: la figura 1 ilustra un dispositivo de control de una junta roscada de acuerdo con el procedimiento de la invención; la figura 2A ¡lustra de forma esquemática, en una vista en corte longitudinal, una parte de un ensamblaje de dos juntas roscadas dispuestas simétricamente; la figura 2B es un esquema simplificado del ensamblaje de la figura 2A que muestra una parte del dispositivo de control de la figura 1; la figura 3 representa una vista en perspectiva parcialmente desprendida del dispositivo de guía de tipo "stabbing guide" para la aplicación del procedimiento de acuerdo con la invención; la figura 4 representa una vista en corte del dispositivo de la figura 3; las figuras 5 a 7 representan las curvas de variación de una característica dimensional en función del tiempo.

Se ha representado de forma esquemática en la figura 1 un dispositivo de control para la aplicación de un procedimiento de acuerdo con la invención de control de un estado de ajuste de una junta roscada de un ensamblaje tubular. El dispositivo lleva la referencia general 100 y el ensamblaje tubular lleva la referencia 10.

Como se ilustra en la figura 1, el ensamblaje tubular 10 es de tipo con manguito. El ensamblaje 10 comprende un manguito de empalme 12 de dos tubos de gran longitud TI y T2 de eje de revolución X y definen la primera y la segunda juntas roscadas 14 simétricas. A continuación solo se describirá una sola de las dos juntas roscadas, por ejemplo la junta roscada 14 formada por el manguito 12 y el tubo T2.

Por tubo "de gran longitud", se entienden los tubos de varios metros de longitud, por ejemplo de alrededor de diez metros de longitud.

De forma clásica, la junta roscada 14 comprende un primer elemento tubular roscado 16 de tipo hembra y un segundo elemento tubular roscado 18 de tipo macho. En el caso del ejemplo, el primer elemento tubular roscado hembra 16 pertenece al manguito de empalme 12 de tipo hembra/hembra y el elemento roscado macho 18 pertenece a un extremo del tubo de gran longitud T2.

En una variante no ilustrada en las figuras, el elemento hembra 16 y el elemento macho 18 también pueden pertenecer, cada uno, a un extremo de un tubo "de gran longitud". En este caso, se habla de "junta integral".

De preferencia, los tubos TI y T2 pueden realizarse en todo tipo de aceros no aleados, débilmente aleados o fuertemente aleados, incluso en aleaciones férreas o no férreas para adaptarse a las diferentes condiciones de servicio: nivel de requerimiento mecánico, carácter corrosivo del fluido interior o exterior a los tubos.

Se ha representado en la figura 2A una vista en corte de los elementos tubulares de la Figura 1. Como es visible en esta figura, los elementos roscados machos 18 se ensamblan respectivamente por ajuste en los elementos roscados hembras 16 del manguito de empalme 12 para constituir dos juntas roscadas simétricas 14 reunidas por un talón 20. Ese talón 20 tiene en general algunos centímetros de longitud. De preferencia, el talón 20 del manguito 12 posee un diámetro interior casi idéntico al de los tubos TI y T2 de modo que el flujo del fluido que circula interiormente no se perturba.

Como se ilustra en la figura 2A, el elemento roscado hembra 16 comprende interiormente un roscado hembra 22 y una parte no roscada que se extiende entre el roscado 22 y el talón 20. De preferencia, el elemento roscado hembra 16 comprende también un alcance de hermeticidad 24 y un tope de reborde 26, De este modo, la parte no roscada comprende en particular una superficie anular de orientación casi transversal de tope que forma el reborde 26 con el extremo del talón 20 y una superficie cónica de alcance a continuación del reborde que forma el alcance de hermeticidad 24.

Del mismo modo, el elemento roscado macho 18 comprende de preferencia un alcance de hermeticidad 30 y un tope de reborde 32. Todo como para el elemento roscado hembra, el alcance de hermeticidad se extiende después del roscado macho 28 en una parte no roscada del elemento macho 18. Esta parte no roscada comprende una superficie anular de orientación casi radial de tope que forma el reborde macho 32 y una superficie cónica de alcance a continuación del reborde que forma alcance de hermeticidad 30.

Después del ajuste completo del roscado macho 28 en el roscado hembra 22, las superficies de topes macho 32 y hembra 26 están en apoyo una contra la otra mientras que las superficies de alcance macho 30 y hembra 24 interfieren radialmente y en consecuencia están bajo presión de contacto metal con metal. Estas superficies de alcance constituyen de este modo los alcances de hermeticidad que vuelven a la junta roscada estanca incluso para presiones de fluido interiores o exteriores elevadas y para requerimientos diversos (tracción axial, compresión axial, flexión, torsión...).

También se ha representado en esta figura 1 un dispositivo de control 100 de un estado de ajuste de la junta roscada tubular. Este dispositivo 100 comprende de acuerdo con la invención los medios 102 de medición de una característica dimensional de uno de los primero o segundo elementos tubulares. En este ejemplo, como se ilustra en la figura 1, los medios 102 se disponen para medir una característica dimensional del elemento roscado tubular hembra 16. Naturalmente, en una variante no ilustrada, los medios 102 también pueden disponerse para medir una característica dimensional del elemento roscado tubular macho.

Estos medios de medición 102 comprenden de preferencia al menos una unidad de medición de la característica dimensional. De preferencia y como se ilustra, los medios de medición 102 comprenden tres unidades de medición 104A, 104B y 104C respectivamente de primera, segunda y tercera características dimensionales. De preferencia, cada unidad de medición comprende un transductor de ultrasonido. El transductor de ultrasonido comprende de forma clásica un emisor y un receptor de onda de ultrasonido.

Por ejemplo, el emisor y el receptor se sitúan en una misma caja. De forma clásica, el emisor emite un tren de ondas que va a reflejarse sobre el objeto a detectar y a continuación volver al receptor. El tiempo "7” puesto para recorrer una ida y vuelta permite determinar la distancia "d' del objeto con respecto a la fuente (el transductor) de acuerdo con la ecuación: d = v xT En este ejemplo, la señal de ultrasonido se emite en el interior del cuerpo del elemento tubular roscado y se analiza la duración de propagación T de esta señal ida y vuelta. En este ejemplo, i/es la velocidad del sonido en el material que constituye los elementos tubulares y el objeto a detectar (es decir la interface de reflexión de la onda de ultrasonido) es una interface tubo/aire.

Por otra parte, de preferencia, cada transductor 104 se dispone contra la superficie tubular externa del elemento roscado hembra 16. Por ejemplo, la caja del transductor comprende una superficie imantada apta para fijarse contra la superficie tubular del elemento hembra.

En el ejemplo descrito, cada una de las primera, segunda y tercera características dimensionales se representa esquemáticamente por una flecha de doble sentido (figura 2B).

Más precisamente, en este ejemplo, la primera característica corresponde a un espesor de acuerdo con una dirección definida previamente casi radial en una porción del elemento hembra 16 que comprende el alcance de hermeticidad 24 (flecha con la referencia Fl) y la segunda característica dimensional corresponde a un espesor de acuerdo con la misma dirección radial pero en una porción del elemento 16 que comprende el tope 26 (flecha con la referencia F2). En efecto, el alcance 24 y el tope de reborde 26 se deforman en el curso del ajuste de forma característica como se ha constatado por los inventores. La variación de la característica dimensional corresponde a los alargamientos y/o contracciones del elemento hembra de acuerdo con la dirección definida previamente.

La tercera característica dimensional corresponde a una longitud de acuerdo con una dirección definida previamente casi axial del elemento roscado 16 (flecha con la referencia F3). De la misma forma, el elemento roscado hembra 16 durante el ajuste se deforma en el sentido de su longitud de forma característica. De preferencia, esta tercera característica corresponde a la longitud total del manguito que comprende el elemento hembra en la parte superior de este elemento, es decir la parte más larga que se extiende axialmente por encima del talón del elemento hembra.

Por otra parte, se han representado las curvas de . variación de la medición de las tres características dimensionales del elemento roscado hembra respectivamente en las figuras 5, 6 y 7. Estas curvas representan la evolución de la duración T de propagación ida y vuelta de la señal de ultrasonido (en nanosegundos (ns)) en función del tiempo t (en segundos (s)).

La figura 5 representa de este modo la variación temporal de la primera característica dimensional medida por el transductor 104A al nivel del alcance de hermeticidad. Esta curva presenta en primer lugar una parte horizontal luego la curva varía lentamente con una pendiente positiva hasta un máximo "MI" (período Pl). La curva presenta un punto de cambio de pendiente brusca y la curva varía muy rápidamente con una pendiente negativa hasta un mínimo "m2" (período P2). La curva presenta a continuación un tercer período P3 que comprende rebotes.

De un punto de vista físico, el período Pl identificado corresponde a un alargamiento radial del elemento hembra 16 a nivel de su alcance de hermeticidad 24 (Pl) como consecuencia de la introducción del elemento macho 18 en el elemento hembra 16 que va a provocar una compresión axial y entonces un ligero hinchamiento radial del elemento hembra 16. Este alargamiento tiene entonces por consecuencia un aumento de la duración ida y vuelta de propagación de la señal. El segundo período P2 se inicia cuando las superficies de hermeticidad 24 y 30 de los elementos macho 18 y hembra 16 entran en contacto: en este momento el espesor radial a nivel de la superficie de hermeticidad se reduce rápidamente. El tercer período P3 corresponde a la aproximación de los topes: en este momento el espesor radial a nivel de la superficie de hermeticidad 24 aumenta nuevamente como consecuencia de la compresión axial del manguito por el elemento tubular macho.

La figura 6 representa la variación de la segunda característica dimensional en función del tiempo y entonces en el curso del ajuste medido por el transductor 104B. Esta curva presenta también tres períodos P1 a P3: de este modo la curva presenta en primer lugar una pendiente nula (Pl) luego la curva varía muy rápidamente (P2) con una pendiente positiva luego más lentamente (P3).

De un punto de vista físico, el primer período Pl corresponde a una ausencia de contacto entre los dos topes de reborde macho 32 y hembra 26 y no es aparente ninguna deformación de esta porción, la duración de propagación de la señal es constante. El segundo período P2 corresponde a un alargamiento del espesor a nivel del tope hembra, esto está ligado a la puesta en compresión por el elemento macho 18 del elemento hembra 16 que tiene tendencia a deformar el talón del elemento hembra 16 en el sentido radial. Por último, el tercer período P3 que presenta una pendiente más débil corresponde a un inicio de plastificación de los topes 32 y 26.

La figura 7 representa la variación temporal de la tercera característica medida por el transductor 104C. Esta curva presenta cuatro períodos Pl a P4. El primer período Pl presenta una pendiente casi nula con un ruido de fondo. El segundo período P2 presenta una pendiente positiva luego el tercer período P3 corresponde a una variación casi lineal brusca de la curva hasta un período P4 que corresponde a una variación no lineal.

De un punto de vista físico, el período Pl muestra una deformación irregular en el sentido de la longitud del elemento roscado. Esto puede explicarse por el hecho que solo los roscados están en contacto en este período. La deformación tiene lugar esencialmente en el sentido radial. El pasaje del período Pl al período P2 corresponde a la puesta en contacto de los alcances de hermeticidad. Esto provoca un ligero alargamiento del elemento hembra. Durante el pasaje el período P2 al período P3, los topes llegan en contacto. La compresión de los topes uno sobre el otro tendrá por efecto provocar un alargamiento muy característico del elemento hembra en el sentido axial. Este alargamiento tiene lugar en el campo de elasticidad del elemento hembra lo que explica una porción de curva en el período P3 casi lineal. Por último, la deformación del elemento hembra 16 alcanza el límite de elasticidad del material que lo constituye y el comportamiento de la curva se vuelve no lineal en el cuarto período P4.

De este modo, es posible establecer una correspondencia entre un cambio de pendiente de la curva de variación y un estado de ajuste de la junta roscada. Por "estado de ajuste de la junta roscada", se comprenderá principalmente un estado elegido entre los siguientes estados: enganche de los roscados, puesta en contacto de los topes, puesta en contacto de los alcances de hermeticidad, inicio de plastificación. No obstante, pueden identificarse otros estados de ajuste en estas curvas de variación sin salir del marco de la invención.

De preferencia, el dispositivo 100 comprende también los medios de análisis 106 de la curva de variación medida. Estos medios de análisis 106 son aptos para señalar en el perfil de variación de la característica dimensional al menos una zona de cambio de pendiente y establecer una correspondencia entre esta zona y un estado de ajuste de la junta roscada.

De preferencia, para establecer una correspondencia entre estas diferentes zonas de cambio de pendiente y un estado de ajuste de la junta roscada, un modelo de perfil de variación se realiza por medio de un método matemático, por ejemplo el método de los elementos terminados, y los medios de análisis son aptos para comparar el perfil de variación medido y el modelo de perfil.

Por otra parte, por ejemplo, la instalación de ajuste comprende una llave de ajuste (no representada). De este modo, las juntas roscadas se ajustan generalmente en posición con la ayuda de máquinas mecánicas o hidráulicas llamadas "llaves de ajuste" que son aptas para desarrollar pares importantes porque es necesario ajustar la junta roscada más allá de la aproximación de las superficies de tope axial, En el arte anterior, las llaves se detienen cuando se alcanza un par de ajuste dado (par nominal). No obstante, habida cuenta de la inercia de la llave, el par real obtenido puede ser desplazado con respecto al par nominal deseado. Este desplazamiento depende de numerosos factores y puede reducirse disminuyendo la velocidad de ajuste, lo que daña la productividad del ajuste.

De preferencia, el dispositivo 100 comprende los medios de control (no representados) de la detención del ajuste de la junta en función de la medición de la característica dimensional. De preferencia, los medios controlan la llave de ajuste de la junta en función de un valor definido previamente alcanzado por la característica dimensional, por ejemplo provisto por los medios de análisis 106 descritos precedentemente. Esto permite obtener una gran fiabilidad en el control del ajuste que permite evitar todo ajuste excesivo de la junta garantizando una hermeticidad suficiente. De forma ventajosa, el servomecanismo de ajuste en función de una medición de elongación o de contracción de una parte de la junta permite tener en cuenta las características propias de la junta considerada. De este modo, esto permite liberarse de los criterios empíricos clásicamente utilizados en el campo y que no tenga en cuenta las particularidades propias de cada junta.

Se ha representado en las figuras 3 y 4, el dispositivo de control 100 de acuerdo con un modo particular de realización de la invención. Este dispositivo de control 100 se coloca en un dispositivo 200 de guía de un primer tubo roscado, por ejemplo el elemento tubular hembra 16 durante su empalme por ajuste con un segundo tubo roscado, por ejemplo el elemento tubular macho 18.

Tal dispositivo de guía 200 se designa más corrientemente de acuerdo con la terminología anglosajona por la expresión "stabbing guide". Este dispositivo 200 comprende un cabezal de prensión 202 del primer tubo. Los medios de medición de la característica dimensional se disponen de preferencia al menos parcialmente en el cabezal de prensión 202. De este modo, se han representado en la figura 4, dos unidades de medición 104 que comprende los transductores de ultrasonido 104A y 104C, que se posicionan en el cabezal de prensión 202 de manera de estar en contacto o en la proximidad del elemento tubular hembra. De preferencia, los medios de medición 102 se alojan en el cabezal de prensión 202 como se ilustra en la figura 3. En el ejemplo ilustrado, se dispone una cavidad 204 en el interior del cabezal de prensión para permitir el alojamiento del transductor 104A. Por otra parte, se fija por ejemplo un soporte 206 al cabezal de prensión para permitir mantener en posición el transductor 104C. Por ejemplo, el soporte comprende un sistema de tipo a brida y a resorte.

El dispositivo 200 comprende por otra parte de forma clásica una abrazadera de ajuste 208 apta para aprisionar el cabezal de prensión 202.

Se describirán ahora las principales etapas de un procedimiento de control de acuerdo con la invención fundándose en las figuras 1 a 7 descritas precedentemente.

Previamente y en general para formar la conexión ilustrada en la figura 1, se ensambla previamente el primer tubo macho TI al manguito 12. Esta etapa puede realizarse por ejemplo previamente en fábrica. El conjunto que comprende el manguito 12 y el primer tubo macho TI de este modo forma una primera junta roscada 14 ensamblada previamente en fábrica luego transportada por ejemplo hasta una plataforma petrolera (no representada).

La primera junta 14 se posiciona entonces por ejemplo verticalmente sobre la plataforma petrolera. Esta primera junta 14 se describe en el ejemplo mantenida en posición vertical por medio del dispositivo de guía 200 o "stabbing guide", que este dispositivo lo mantiene por medio de su cabezal de prensión 202 por el manguito 12. De este modo, en este ejemplo ilustrado, el manguito 12 presenta un extremo hembra libre 16 para su empalme con uno de los extremos machos 18 del segundo tubo macho T2.

El dispositivo de guía 200 comprende en este modo de realización particular un alojamiento para los medios de medición 102 de las características dimensionales del elemento roscado en el curso del ajuste. No obstante, en una variante, los medios de medición 102 pueden disponerse de toda otra forma que permita la aplicación del procedimiento de control.

De preferencia, el cabezal de prensión 202 comprende una superficie cilindrica interna 203 apta para rodear el primer elemento 16 durante su empalme con el segundo elemento 18. De preferencia, el alojamiento forma un agujero 204 en el cabezal de prensión 202 que desemboca en la superficie interna cilindrica 203. De este modo, cuando los medios de medición 102 se insertan en el interior del agujero, están directamente en contacto con el primer elemento tubular que de este modo permite efectuar las mediciones. Naturalmente, la posición del agujero que forma alojamiento será juiciosamente elegida para permitir por ejemplo la medición.

De este modo, durante la inserción del conjunto 10 que comprende el manguito 12 de empalme y el primer tubo TI, los transductores de ultrasonido 104 se posicionan relativamente con el manguito de empalme 12 de tal manera que son aptos para medir de la primera a la tercera característica dimensional.

El desarrollo de las etapas de control se detalla más abajo. En el curso del ajuste, los medios 102 miden una variación temporal de una característica dimensional del elemento hembra 16 de acuerdo con una dirección definida previamente, que este elemento 16 se dispone previamente en el interior del dispositivo de guía 200.

En este ejemplo, se mide la variación de tres características dimensionales del elemento hembra: la primera característica corresponde al espesor del elemento hembra 16 de acuerdo con una dirección radial a nivel de la superficie de hermeticidad; la segunda característica corresponde al espesor del elemento hembra 16 de acuerdo con una dirección radial a nivel de la superficie de tope; la tercera característica corresponde a la longitud del elemento roscado hembra 16 de acuerdo con una dirección axial en su parte radial superior, es decir por encima de las superficies de tope.

En el curso de una siguiente etapa, los medios 106 analizan las curvas representativas de estas variaciones temporales. De este modo, la variación temporal de estas tres características dimensionales se representa respectivamente por las curvas de las figuras 5 a 7. Este análisis naturalmente puede realizarse también directamente por un operador de la plataforma.

Luego, los medios 106 señalan en el perfil de variación de la característica dimensional al menos una zona de cambio de pendiente y establecen una correspondencia entre esta zona y un estado de ajuste de la junta roscada. Esta etapa puede realizarse por los medios de análisis pero también por un operador de la plataforma.

De preferencia, para establecer esta correspondencia, los medios de análisis 106 comparan un modelo de perfil de variación por un método matemático, por ejemplo el método de los elementos terminados. Luego, los medios de análisis 106 comparan el perfil de variación medido con el modelo de perfil para señalar las zonas características del perfil de variación medido.

De preferencia y en este ejemplo, la instalación comprende los medios de control de la detención del ajuste de la junta en función del resultado del análisis de la variación de la característica dimensional. Por ejemplo, los medios controlan directamente una llave de ajuste. En cuanto se detecta un estado de ajuste definido previamente, el ajuste se detiene.

Naturalmente, otros modos de realización son considerables sin salir del marco de la invención. De este modo, diversas modificaciones pueden ser aportadas por el hombre del arte a la invención que acaba de ser descrita a título de ejemplo.

Claims (15)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de control de un estado de ajuste de una junta roscada tubular (14), que la junta roscada (14) comprende un elemento tubular roscado macho (18) y un elemento tubular roscado hembra (16), caracterizado porque, en el curso del ajuste del elemento roscado macho (18) en el elemento roscado hembra (16), se mide una variación temporal de una característica dimensional de uno al menos de los elementos (16, 18) de acuerdo con una dirección definida previamente y se analiza la variación temporal de la característica para determinar un estado de ajuste de la junta roscada (14).

2. El procedimiento de conformidad con la reivindicación precedente, caracterizado además porque se mide esta característica dimensional por medio de una señal de ultrasonido.

3. El procedimiento de conformidad con la reivindicación precedente, caracterizado además porque para medir la característica dimensional, se emite la señal de ultrasonido en el cuerpo del elemento (16) y se analiza la duración de propagación ida y vuelta de esta señal de acuerdo con la dirección definida previamente.

4. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la característica dimensional representa un espesor en una dirección definida previamente casi radial o una longitud en una dirección definida previamente casi axial del elemento roscado (16).

5. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la característica dimensional se mide en una porción del elemento roscado (16) que comprende un alcance de hermeticidad (24) y/o un tope de reborde (26).

6. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la variación de la característica dimensional corresponde a los alargamientos y/o contracciones del elemento (16) de acuerdo con la dirección definida previamente.

7. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque se señala en el perfil de variación de la característica dimensional al menos una zona de cambio de pendiente y se establece una correspondencia entre esta zona y un estado de ajuste de la junta roscada (16).

8. El procedimiento de conformidad con la reivindicación precedente, caracterizado además porque para establecer esta correspondencia, se establece un modelo de un perfil de variación por un método matemático, por ejemplo el método de los elementos terminados y se compara el perfil de variación medido con el modelo de perfil.

9. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque se controla la detención del ajuste de la junta (14) en función de la medición de la característica dimensional.

10. Un procedimiento de ensamblaje de una junta, en el que se ensambla por ajuste un elemento hembra (16) y un elemento macho (18), caracterizado porque aplica el procedimiento de control de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

11. Un dispositivo (100) de control de un estado de ajuste de una junta roscada tubular (14), que la junta roscada (14) comprende un elemento tubular roscado macho (18) y un elemento tubular roscado hembra (16), caracterizado porque comprende los medios (102) de medición de una variación temporal de una característica dimensional de uno al menos de los elementos (16, 18) de acuerdo con una dirección definida previamente y los medios (106) de análisis de la variación temporal de la característica para determinar un estado de ajuste de la junta roscada (14).

12. El dispositivo (100) de conformidad con la reivindicación precedente, caracterizado además porque comprende los medios de control de la detención del ajuste de la junta en función de la medición de la característica dimensional.

13. El dispositivo (100) de conformidad con la reivindicación 11 ó 12, caracterizado además porque los medios de medición (102) comprenden al menos un transductor de ultrasonido (104A, 104B, 104C).

14. Un dispositivo (200) de guía de un primer elemento tubular roscado (16) durante su empalme por ajuste con un segundo elemento tubular roscado (18), que comprende un cabezal de prensión (202) del primer elemento tubular (16), caracterizado porque el dispositivo (200) comprende un alojamiento para los medios (102) de medición de una variación temporal de una característica dimensional del primer elemento tubular dispuestos al menos parcialmente en el cabezal de prensión (202) con el fin de permitir la aplicación del procedimiento de control de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

15. El dispositivo (200) de conformidad con la reivindicación precedente, caracterizado además porque el cabezal de prensión (202) que comprende una superficie cilindrica interna (203) apta para rodear el primer elemento (18) durante su empalme con el segundo elemento (16), que el alojamiento (204) forma un agujero en el cabezal de prensión (202) que desemboca en la superficie interna cilindrica (203).