Esenciales de Hardbanding
Los 3 objetivos del Hardbanding
La razón principal del endurecimiento superficial es proteger la sarta de perforación del desgaste. La soldadura (hardband) es un material duro y duradero que está diseñado para desgastarse en lugar de la conexión. Es una soldadura de sacrificio que debe tener la capacidad de volver a aplicarse muchas veces, extendiendo en gran medida la vida útil del tubular que está diseñado para proteger. Cuando se maneja correctamente, se elimina el desgaste de la conexión de la unión de la herramienta o de la almohadilla de desgaste central.
Otro objetivo del endurecimiento superficial es evitar el desgaste de la carcasa. Con el movimiento giratorio y de arrastre de los tubulares se produce un contacto abrasivo con la pared de la carcasa. El hardbanding crea una superficie que es considerablemente más amigable con el revestimiento. El desgaste de la carcasa de una junta de herramienta sin protección es más del doble del desgaste de una junta de herramienta protegida por Duraband. Es importante tener en cuenta que no todos los materiales de endurecimiento superficial “amigables con la carcasa” ofrecen la misma protección.
El tercer y más olvidado objetivo del hardbanding es una reaplicación confiable. Durante demasiado tiempo, a nuestra industria se le han ofrecido materiales que funcionarán bien en la primera aplicación, pero fallarán cuando se lleve a cabo la reaplicación más desafiante desde el punto de vista metalúrgico. La eliminación de hardband debería ser cosa del pasado.
Solicitud
El hardbanding generalmente se aplica en bandas de 3 x 1” de ancho en la junta de herramientas de la tubería de perforación. También se puede aplicar al extremo del pasador cuando las juntas de la herramienta son largas o las condiciones de perforación son particularmente abrasivas. El número de bandas aplicadas en HWDP y Drill Collars varía. El posicionamiento de las bandas es deliberado, para garantizar que el material duro no interfiera con los elevadores y que quede un área para el espacio de las pinzas. A las pinzas no les gusta el hardbanding y pueden dañarse si se conectan con él.
Así es como se ve la aplicación. Aquí, la segunda banda se aplica junto a la primera, la junta de la herramienta gira mientras el soplete de soldadura oscila y coloca el alambre de banda dura.
Protección de la sarta de perforación
Podemos medir la resistencia a la abrasión simple de cualquier capa metálica realizando una prueba de desgaste G65. Cada alambre hardband es diferente y los resultados que obtenemos dependen de la química de ese producto en particular. La química del hardband es importante no solo para la resistencia a la abrasión, sino que tiene otras implicaciones. Por ejemplo, el carburo de tungsteno proporciona una excelente resistencia al desgaste, pero al mismo tiempo es extremadamente abrasivo en la carcasa y actúa como una herramienta de corte. En porcentajes más elevados, algunos elementos incluidos para la dureza, como el boro, pueden llegar a provocar fisuración. Cabe señalar que la dureza no siempre es un buen indicador de la resistencia al desgaste.
Algunos de los elementos químicos más comunes utilizados en los materiales de hardbanding son:
- Niobio (o columbio)
- Cromo
- Titanio
- Boro
La prueba de desgaste ASTM G65 se utiliza para comparar la resistencia a la abrasión de las aleaciones metálicas
Protección de carcasa
El desgaste comparativo de la carcasa también se puede medir en el laboratorio. La prueba estándar de la industria para esto ha evolucionado a lo largo de los años, por lo que se debe tener cuidado al comparar los resultados (ver más aquí). En general, Duraband NC causará alrededor de un 50 % menos de desgaste en la carcasa que una junta de herramienta sola en la misma prueba. La química de los materiales está formulada para tener una relación de baja fricción cuando entra en contacto con todos los grados de revestimiento. El tipo de aplicación más beneficioso es orgulloso. Si el endurecimiento superficial se aplica al ras (en un rebaje) para reducir el diámetro exterior de la conexión, la aplicación ya no es compatible con el revestimiento (y la unión de la herramienta se desgastará a medida que se desgasta el endurecimiento superficial). En los últimos años, algunos operadores han insistido en que el hardbanding se muele hasta una suavidad específica antes de sumergirse en el pozo para reducir el desgaste inicial, aunque esto solo puede ser necesario en circunstancias inusuales.
Configuración típica de prueba de desgaste de carcasa.
Reliable Reapplication
The effects of dilution
Aquí hay una unión de herramientas que ha regresado del pozo y el endurecimiento superficial se ha desgastado. El hardbanding ha hecho su trabajo, si no estuviera allí, esta junta de herramienta probablemente estaría dañada sin posibilidad de reparación. Incluso cuando se desgasta al ras, queda material duro, como se puede ver en la sección transversal. Cuando la parte sobresaliente se desgasta y la unión de la herramienta vuelve a aplicarse, el material que volvemos a aplicar se diluye con la química de soldadura anterior que se encuentra debajo. Cuando la reaplicación de hardbanding sale mal, cuando se agrieta y se descascarilla, se debe más a la química del alambre que a los procedimientos de soldadura incorrectos que se están utilizando.
De hecho, durante la primera aplicación de endurecimiento superficial en la nueva unión de herramientas, la capa de soldadura puede tener hasta un 40 % de material base. Esto no significa que el hardbanding como Duraband NC sea solo un 60 % efectivo; la química equilibrada significa que las características de desgaste permanecen. En posteriores reaplicaciones en la misma junta de herramientas, el porcentaje de material duro en la matriz crece. Esto puede ser beneficioso en un material estable como Duraband. Sin embargo, puede ser el desencadenante de problemas como el agrietamiento y el desconchado con otros materiales en los que los elementos químicos inestables se vuelven más abundantes en la matriz.
