Las conexiones de la carcasa deben satisfacer varios requisitos funcionales y operativos que se presentan en este artículo.
Aspectos funcionales
- Para proporcionar una resistencia a las fugas a presiones de fluido internas o externas.
- Tener suficiente rigidez estructural para transmitir cargas aplicadas externamente.
- Tener una buena geometría para no aumentar significativamente el diámetro exterior ni reducir significativamente el diámetro interior de la sarta de revestimiento.
Aspectos operativos
- fácil de maquillar en el campo
- fácil de romper en el campo
- reutilizable
Para cumplir con estos aspectos, las conexiones están dotadas, en casi todos los casos, de roscas de conexión. Las conexiones basadas en técnicas de soldadura o pegado y conectores a presión están disponibles para carcasas, pero no se tratarán aquí.
Durante muchos años, las conexiones de rosca API, con o sin anillo de sello elástico, han sido el estándar en las sartas de revestimiento de pozos. Estas conexiones estandarizadas son:
- la conexión de hilo redondo API para aplicaciones de carcasa;
- la conexión de rosca de contrafuerte API para aplicación de carcasa;
- La conexión de línea extrema API para aplicaciones de carcasa.
Sin embargo, durante las últimas décadas ha habido un cambio desde pozos relativamente simples y poco profundos hacia terminaciones complicadas para pozos profundos, a menudo corrosivos y de alta presión/temperatura. Esta tendencia supuso la necesidad de conexiones con mejores sellados que las conexiones API, y dio lugar al desarrollo de las denominadas conexiones Premium.
Todas las conexiones que tienen una o más características especiales, como mayor resistencia, mejores propiedades de sellado, conformación más rápida, diámetro exterior más pequeño del acoplamiento, internamente aerodinámico y sin huecos, etc. en comparación con las conexiones API, se denominan colectivamente conexiones Premium. .
En la actualidad se fabrican habitualmente las siguientes formas de hilo:
- Rosca API redonda: una rosca cónica con flancos de carga y penetración de 30 grados y crestas y raíces redondeadas.
- Rosca tipo contrafuerte API: una rosca cónica con flancos de penetración y carga de 10 grados y 3 grados respectivamente, y crestas y raíces planas, paralelas al cono de la rosca.
- La rosca API extremeline es una rosca cónica con flancos de penetración y carga de 6 grados, y crestas y raíces planas paralelas al eje de la tubería.
Hilos de contrafuerte modificados utilizados para conexiones Premium. Se han desarrollado varias formas de rosca que cuentan con una de las siguientes modificaciones o combinaciones de las mismas: el perfil de rosca tiene crestas y raíces de rosca paralelas al eje de la tubería en lugar de ser paralelas al cono de rosca; una holgura en la cresta del hilo del pasador, para asegurar un mejor control de la fricción del hilo durante el enroscado; un cambio en el ángulo del flanco de apuñalamiento, que varía de +10 grados a +45 grados para mejorar el rendimiento de apuñalamiento de la conexión; un cambio en el ángulo del flanco de carga, que oscila entre +3 grados y -15 grados para aumentar la capacidad de tracción de la conexión; un cambio en el paso de las roscas (cambio de paso simple o doble) para proporcionar una distribución de tensión más uniforme en las roscas de conexión bajo cargas de tracción o compresión.
La rosca de dos pasos tiene dos secciones de diferente diámetro, cada una provista de roscas que corren libremente y no interfieren, ya sea rectas o cónicas. La figura muestra un diseño con tres hombros que tiene la ventaja de una mayor capacidad de sobrepar. Por el contrario, un hilo que no interfiere tiene el riesgo de salirse inadvertidamente de la conexión.
La rosca en forma de cuña se basa en un perfil de rosca de cola de milano entrelazada. El flanco de carga está mecanizado con un paso mayor que el flanco de apuñalamiento para producir una rosca que se calza durante el enrosque, eliminando la necesidad de un hombro de torsión adicional. Los pares de apriete aplicables de estas conexiones tienden a ser más altos que los de las conexiones con perfiles de rosca de contrafuerte modificados y un hombro.
