varillas de bombeoson componentes vitales en los sistemas de bombas de pozos de petróleo diseñados para operar el pistón de fondo de pozo y extraer petróleo crudo de los yacimientos. Se producen a partir de diversos materiales, incluidos acero, fibra de vidrio, aleaciones de aluminio y compuestos de carbono. Nuestro blog aclara la composición, las propiedades, las ventajas y las limitaciones para informar la selección óptima del material.
1. ¿Es buena la varilla de bombeo de acero?
Las varillas de acero han sido tradicionalmente el material predominante debido a su excepcional resistencia a la tracción, durabilidad y rentabilidad. Por lo general, se fabrican con acero de carbono medio de alta calidad como AISI 1045 con alrededor de un 0,45 % de contenido de carbono. El acero puede tratarse térmicamente mediante temple y revenido para lograr resistencias a la tracción superiores a 100 ksi.
La excelente resistencia permite que las varillas de acero resistan cargas dinámicas y estáticas pesadas durante el movimiento alternativo. El contenido moderado de carbono proporciona ductilidad, resistencia a la fatiga y maquinabilidad razonables en relación con los aceros de mayor aleación. A menudo se incorporan elementos de aleación adicionales como cromo, vanadio y molibdeno para mejorar la dureza, la vida a la fatiga y la resistencia a la corrosión.
(1)Instalación y Mantenimiento
La instalación adecuada es clave para prevenir fallas prematuras de las varillas de acero. Las pautas API recomiendan limitar las deformaciones curvas iniciales a {{0}}.2 pulg./pie y las curvaturas almacenadas por debajo de 0,1 pulg./pie. Se prefiere el enderezamiento gradual a los ajustes de flexión abruptos. Se debe aplicar una lubricación adecuada de las roscas para evitar irritaciones durante el enroscado (API 11B, 2015).
La lubricación regular, la inspección visual y las pruebas periódicas de END son imperativas para combatir el desgaste de las varillas, la corrosión y el daño por fatiga acumulativa (Jennings et al., 1993). Los extremos de las varillas se pueden recortar para eliminar las secciones dañadas. Las varillas desgastadas deben reemplazarse rápidamente para evitar disminuciones en la productividad del pozo.
2. Varillas de bombeo de fibra de vidrio: propiedades de resistencia, peso y resistencia a la corrosión
Las varillas de fibra de vidrio exhiben una mayor resistencia a la tracción, superior a 160 ksi, junto con un peso sustancialmente menor, lo que mejora la capacidad de elevación y la eficiencia en pozos más profundos (Jennings et al., 1993). Se producen mediante pultrusión de poliéster termoestable o resina de viniléster reforzada por hebras envueltas de fibras de vidrio de alta resistencia.
La elevada fracción de volumen de fibra de hasta el 80 % confiere una resistencia y rigidez específicas excepcionales. La fibra de vidrio demuestra una resistencia superior a la fatiga con menos sensibilidad al daño acumulado (Jennings et al., 1993). Las varillas también son naturalmente resistentes a la corrosión sin necesidad de revestimientos protectores.
(1) ¿Cuánto cuesta una fibra de vidrio de 1,25?varilla de bombeo¿pesar?
Su peso puede variar según el fabricante y las especificaciones exactas. Sin embargo, las varillas de fibra de vidrio son generalmente más ligeras que las de acero. Para dar una estimación aproximada, una varilla típica de fibra de vidrio de 1-pulgadas suele pesar entre 1,5 y 2 libras por pie.
Varillas de bombeo de aleación de aluminio: alternativa liviana pero compatible con las normas
La aleación de aluminio ofrece alrededor de un 40% de ahorro de peso en comparación con el acero, lo que reduce las tensiones de carga en los tubos. Normalmente se utilizan aleaciones de aluminio de alta resistencia como 6061 y 7075 que contienen magnesio y zinc. El aluminio exhibe una excelente resistencia a la corrosión.
Sin embargo, las varillas de aluminio son más flexibles que las de acero, exhibiendo mayores deflexiones elásticas y propensión a pandearse (Postler, 1997). La resistencia a la fatiga también es inferior a la del acero. Por lo tanto, las varillas de aluminio generalmente se limitan a pozos menos desviados y de baja carga. El acoplamiento adecuado con varillas de acero es crucial para mitigar el desgaste del acoplamiento debido a tensiones de flexión.
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