Criterio de sellabilidad en uniones de tubos petroleros

Abstract

Se ha realizado un trabajo teórico-experimental donde se estudia el fenómeno de sellabilidad para caracterizar la capacidad de evitar pérdidas del sello metal-metal de una unión en tubos petroleros en diferentes condiciones de carga, material y según la utilización o no de diferentes tipos de compuestos sellantes. Se cuenta con la información previa de ensayos de sellabilidad de plena escala en diferentes uniones y condiciones de carga, y con los perfiles de presiones de contacto calculados mediante análisis con elementos finitos para cada uno de los casos ensayados. Para el estudio de la evolución de la pérdidas en el sello metal-metal se ha desarrollado e implementado una técnica de ensayos de sellabilidad a escala laboratorio con probetas tipo copa y cono. El contacto entre copa y cono se ha modelado satisfactoriamente mediante una adaptación del modelo de Hertz a la geometría de las probetas. El fenómeno de pérdidas en el sello metal-metal se describe a través de dos modelos: el modelo de la barrera aplicable al caso de las probetas ensayadas sin grasa y el modelo del tapón de grasa para el caso donde se utilizó compuesto sellante. Con ambos se identifica un mismo parámetro indicador de la capacidad sellante del contacto metal-metal, al que se denominó Area Ponderada y se obtienen del perfil de presión de contacto sobre el sello. A partir de este parámetro se plantea un criterio de sellabilidad para las uniones en tubos petroleros que ha sido validado con los resultados de los ensayos de plena escala y perfiles obtenidos mediante análisis con elementos finitosTesis para optar al título de Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales