¿Qué es la tubería de revestimiento API 5CT L80?

L80 es una tubería de acero de alta resistencia ampliamente utilizada en operaciones de tubería de revestimiento en la industria del petróleo y el gas. Está diseñada para proporcionar integridad estructural al pozo, prevenir la contaminación por agua dulce y garantizar un paso confiable para la extracción de petróleo y gas.

Tubería API 5CT L80

La norma API 5CT especifica las condiciones técnicas de entrega para tuberías de acero (tubería de revestimiento, tubería de producción y uniones de tubos), materiales de acoplamiento, accesorios de acoplamiento y materiales para accesorios, y establece requisitos para tres niveles de especificación de producto (PSL-1, PSL-2 y PSL-3). Los requisitos para PSL-1 constituyen la base de esta norma.

L80 es un grado dentro de la especificación API 5CT. Está disponible en tres tipos: L80-1, L80 13Cr y L80 9Cr, cada uno con diferentes composiciones químicas y propiedades mecánicas para adaptarse a diversas condiciones de operación.

En comparación con la tubería de revestimiento N80, la L80 está diseñada específicamente para entornos hostiles, incluyendo entornos con gases ácidos que contienen sulfuro de hidrógeno (H₂S). Ofrecen una resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas superiores, lo que la hace ideal para pozos profundos, de alta presión y alta temperatura.

Composición química de la tubería de revestimiento L80

La composición química de la tubería de revestimiento L80 varía según sus tres tipos, lo que le confiere propiedades específicas:

L80-1

Elemento	Composición (%)
Carbono (C)	0,43 máx.
Manganeso (Mn)	1,90 máx.
Fósforo (P)	0,030 máx.
Azufre (S)	0,030 máx.
Silicio (Si)	0,45 máx.
Cromo (Cr)	0,25 máx.
Níquel (Ni)	0,25 máx.
Molibdeno (Mo)	0,35 máx.
Cobre (Cu)	0,25 máx.

L80 13Cr

Elemento	Composición (%)
Carbono (C)	0,15 máx.
Manganeso (Mn)	1,00 máx.
Fósforo (P)	0,020 máx.
Azufre (S)	0,010 máx.
Silicio (Si)	1,00 máx.
Cromo (Cr)	12,00 – 14,00
Níquel (Ni)	0,50 máx.
Molibdeno (Mo)	0,50 máx.

L80 9Cr

Elemento	Composición (%)
Carbono (C)	0,15 máx.
Manganeso (Mn)	1,00 máx.
Fósforo (P)	0,020 máx.
Azufre (S)	0,010 máx.
Silicio (Si)	1,00 máx.
Cromo (Cr)	8,00 – 10,00
Níquel (Ni)	0,50 máx.
Molibdeno (Mo)	0,50 máx.

Propiedades mecánicas de la tubería de revestimiento L80

Las propiedades mecánicas de la tubería de revestimiento L80 están diseñadas para garantizar su durabilidad y fiabilidad en diversas condiciones de operación. Las propiedades mecánicas típicas incluyen:

Resistencia a la tracción: 655-758 MPa (95-110 ksi)
Límite elástico: Mínimo 552 MPa (80 ksi)
Elongación: Al menos 15 % en 2 pulgadas.

Tipos de conexión de la tubería de revestimiento L80

Métodos de conexión comunes: BTC, rosca trapezoidal con marcaje BC;
LC: Rosca redonda larga;
SC: Rosca redonda corta;
HYD y otros métodos de conexión avanzados, así como otras roscas herméticas;
Roscas de conexión personalizadas disponibles a pedido.

Dimensiones y tolerancias de la tubería de revestimiento L80

1. Rango de longitud

R1: 4,88 a 7,62 metros, desviación máxima admisible: 1,83 metros, longitud mínima admisible: 5,49 metros.
R2: 7,62 a 10,36 metros.
R3: 10,36 a 14,63 metros.

2. Tolerancias

La norma API 5CT especifica tolerancias precisas para garantizar que las tuberías cumplan con los estándares de calidad y rendimiento. Estas tolerancias incluyen:
Diámetro exterior (DE): ±1 % del diámetro exterior especificado
Espesor de pared: ±12,5 % del espesor de pared especificado
Peso: ±10 % del peso nominal por unidad de longitud

3. Especificaciones y dimensiones

DN	O. D.		Weight		W. T.		Forma de mecanizado de extremos
							Calidad de acero
	in	mm	lb/ft	kg/m	in	mm	L80
4 1/2	4.500	114.3	9.5	14.14	0.205	5.21	–
			10.5	15.63	0.224	5.69	–
			11.6	17.26	0.250	6.35	PLB
			13.5	20.09	0.290	7.37	PLB
			15.1	22.47	0.337	9.56	–
5	5.000	127	11.5	17.11	0.220	5.59	–
			13	19.35	0.253	6.43	–
			15	22.32	0.296	7.52	PLB
			18	26.79	0.362	9.19	PLB
			21.4	31.85	0.437	11.1	PLB
			23.2	34.53	0.478	12.14	–
			24.1	35.86	0.500	12.7	–
5 1/2	5.500	139.7	14	20.83	0.244	6.2	–
			15.5	23.07	0.275	6.98	–
			17	25.3	0.304	7.72	PLB
			20	29.76	0.361	9.17	PLB
			23	34.23	0.415	10.54	PLB
			26.8	39.88	0.500	12.7	–
			29.7	44.2	0.562	14.27	–
			32.6	48.51	0.625	15.88	–
			35.3	52.53	0.687	17.45	–
			38	56.55	0.750	19.05	–
			40.5	60.27	0.812	20.62	–
			43.1	64.14	0.875	22.22	–
6 5/8	6.625	168.28	20	29.76	0.288	7.32	–
			24	35.72	0.352	8.94	PLB
			28	41.67	0.417	10.59	PLB
			32	47.62	0.475	12.06	PLB
7	7.000	177.8	17	25.3	0.231	5.87	–
			20	29.76	0.272	6.91	–
			23	34.23	0.317	8.05	PLB
			26	38.69	0.362	9.19	PLB
			29	43.16	0.408	10.36	PLB
			32	47.62	0.453	11.51	PLB
			35	52.09	0.498	12.65	PLB
			38	56.55	0.540	13.72	PLB
			42.7	63.54	0.625	15.88	–
			46.4	69.05	0.687	17.45	–
			50.1	74.56	0.750	19.05	–
			53.6	79.77	0.812	20.62	–
			57.1	84.97	0.875	22.22	–
7 5/8	7.625	193.68	24	35.72	0.300	7.62	–
			26.4	39.29	0.328	8.33	PLB
			29.7	44.2	0.375	9.52	PLB
			33.7	50.15	0.430	10.92	PLB
			39	58.05	0.500	12.7	PLB
			42.8	63.69	0.562	14.27	PLB
			45.3	67.41	0.595	15.11	PLB
			47.1	70.09	0.625	15.88	PLB
			51.2	76.19	0.687	17.45	–
			55.3	80.3	0.750	19.05	–
8 5/8	8.625	219.08	24	35.72	0.264	6.71	–
			28	41.62	0.304	7.72	–
			32	47.62	0.352	8.94	–
			36	53.57	0.400	10.16	PLB
			40	59.53	0.450	11.43	PLB
			44	65.48	0.500	12.7	PLB
			49	72.92	0.557	14.15	PLB
9 5/8	9.625	244.48	32.3	48.07	0.312	7.92	–
			36	53.57	0.352	8.94	–
			40	59.53	0.395	10.03	PLB
			43.5	64.73	0.435	11.05	PLB
			47	69.94	0.472	11.99	PLB
			53.5	79.62	0.545	13.84	PLB
			58.4	86.91	0.595	15.11	PLB
			59.4	88.4	0.609	15.47	–
			64.9	96.58	0.672	17.07	–
			70.3	104.62	0.734	18.64	–
			75.6	112.5	0.797	20.24	–
10 3/4	10.750	273.05	32.75	48.74	0.279	7.09	–
			40.5	60.27	0.350	8.89	–
			15.5	67.71	0.400	10.16	–
			51	75.9	0.450	11.43	PSB
			55.5	82.59	0.495	12.57	PSB
			60.7	90.33	0.545	13.84	–
			65.7	97.77	0.595	15.11	–
			73.2	108.93	0.672	17.07	–
			79.2	117.86	0.734	18.64	–
			85.3	126.94	0.797	20.24	–
11 3/4	11.750		42	62.5	0.333	8.46	–
			47	69.94	0.375	20.24	–
			54	80.36	0.435	8.46	–
			60	89.29	0.489	9.53	–
			65	96.73	0.534	11.05	–
			71	105.66	0.582	14.42	–
13 3/8	13.375	339.73	48	71.43	0.330	8.38	–
			54.5	81.1	0.380	9.65	–
			61	90.78	0.430	10.92	–
			68	101.19	0.480	12.19	PSB
			72	107.15	0.514	13.06	PSB
16	16.000	406.4	65	96.73	0.375	9.53	–
			75	111.61	0.438	11.13	–
			84	125.01	0.495	12.57	–
			109	162.21	0.656	16.66	P
18 5/8	18.625	473.08	87.5	130.21	0.435	11.05	–
20	20.000	508	94	139.89	0.438	11.13	–
			106.5	158.49	0.500	12.7	–
			133	197.93	0.635	16.13	–
P——Simple;S——Hilo corto;L——Hilo largo;B——Hilo de refuerzo;E——Hilo extremo

Materiales y fabricación de tubos de revestimiento L80

1. Materiales

Los tubos de revestimiento L80 se fabrican con acero al carbono y acero aleado, combinando resistencia, tenacidad y resistencia a la corrosión. La selección de materiales varía según el modelo específico (L80-1, L80 13Cr, L80 9Cr) para satisfacer diferentes requisitos operativos.

2. Producción

El acero L80-1 se produce tanto sin costura como con soldadura, pero el acero sin costura es el método principal. Los aceros L80 9Cr y L80 13Cr solo se pueden producir con acero sin costura. El proceso de producción de los tubos de revestimiento L80 consta de varios pasos para garantizar la calidad y el rendimiento:

Acerería: El acero de alta calidad se produce mediante procesos como el horno de arco eléctrico (EAF) o el convertidor básico de oxígeno (BOF).
Conformado: El acero se conforma en forma cilíndrica mediante procesos como el laminado sin costura o la soldadura.
Tratamiento térmico: Las tuberías se someten a procesos de normalización o temple y revenido para mejorar sus propiedades mecánicas.
Acabado: Las tuberías se acaban para lograr la calidad superficial, las dimensiones y las tolerancias requeridas.

Pruebas de tubería de revestimiento L80

Para garantizar la calidad y el rendimiento de la tubería de revestimiento L80, se realizaron varias pruebas según los requisitos de API 5CT:

1. Prueba hidrostática

La prueba hidrostática verifica la capacidad de la tubería para soportar la presión interna. Durante la prueba, la tubería se llena con agua y se presuriza a una presión específica para detectar fugas y problemas de integridad estructural.

2. Pruebas no destructivas (END)

Para los grados N80Q, L80 y R95, se requieren pruebas no destructivas de longitud y diámetro completo, tanto para la tubería de revestimiento como para la de producción. Todas las tuberías se inspeccionarán mediante uno o más de los siguientes métodos para detectar defectos longitudinales en sus superficies internas y externas y cumplir con los criterios de aceptación L4:

a) Pruebas ultrasónicas según ISO 9303 o ASTM E213;
b) Pruebas de fugas de flujo magnético según ISO 9402 o ASTM E570;
c) Pruebas de bobinas concéntricas por corrientes de Foucault según ISO 9304 o ASTM E309;
d) Para la superficie externa de la tubería, pruebas de partículas magnéticas según ISO 13665 o ASTM E709.

No se utilizarán protectores de rosca de acero desnudo en tuberías de acero de grado L80 de 9Cr y 13Cr.

3. Pruebas mecánicas

Se realizarán pruebas mecánicas para verificar las propiedades mecánicas de la tubería, incluyendo:
Prueba de tracción: Medición de la resistencia a la tracción, el límite elástico y la elongación.
Prueba de dureza: Verificación del grado de dureza para garantizar el cumplimiento de los límites especificados.
Prueba de aplanamiento: Comprobación de la capacidad de la tubería para soportar la deformación sin agrietarse.

Tratamiento térmico de tubos de revestimiento L80

Los tubos de revestimiento L80 pueden someterse a procesos de tratamiento térmico como normalizado, temple y revenido para mejorar sus propiedades mecánicas y garantizar la estabilidad de su rendimiento:

1. Normalizado

El normalizado consiste en calentar el tubo de acero a una temperatura superior a su temperatura crítica y luego enfriarlo al aire. Este proceso refina la estructura del grano, mejorando la tenacidad y la resistencia del tubo de acero.

2. Temple y revenido

Los procesos de temple y revenido consisten en calentar el tubo a alta temperatura, templarlo en agua o aceite para un enfriamiento rápido y luego calentarlo a una temperatura más baja para aliviar la tensión y mejorar la tenacidad.

Identificación de color L80

Una banda roja y una marrón, marcadas como L80-1. El tubo está marcado con una "L".
Una banda roja, una marrón y dos amarillas, marcadas como L80 9Cr. Marcado simplificado como L9.
Una banda roja, una marrón y una amarilla, marcadas como L80 13Cr. Marcado simplificado como L13.
Los acoplamientos con holgura especial deben tener una banda anular negra.
Los acoplamientos con anillo de sellado deben tener una banda anular azul.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuáles son las diferencias entre L80-1, L80 9Cr y L80 13Cr en la norma API 5CT?

Todos pertenecen a la serie L80, pero su composición de aleación y resistencia típica a la corrosión difieren. L80-1 es un acero tipo 1, mientras que los aceros 9Cr y 13Cr contienen cromo y son adecuados para condiciones específicas relacionadas con la corrosión.

2. ¿Se usa comúnmente L80 en ingeniería de tuberías de revestimiento y tubería?

L80 se suele especificar cuando se requiere un grado de resistencia media y la aplicación incluye consideraciones de corrosión o alcances de verificación especificados en API 5CT (si corresponde, grado PSL, ensayos no destructivos, dureza y requisitos de impacto).

3. ¿Cuál es el material equivalente del L80?

API 5CT L80-1: ISO 11960 L80 Tipo 1, GOST 31446 L80 Tipo 1.
API 5CT L80 9Cr: GOST 31446 L80 9Cr.
API 5CT L80 13Cr: ISO 11960 L80 13Cr, GOST 31446 L80 13Cr.

Resumen

En aplicaciones prácticas, la tubería de revestimiento L80-1 se utiliza típicamente como acero de resistencia media, adecuado para entornos operativos generales en yacimientos petrolíferos, donde la resistencia a la corrosión del acero aleado no es una consideración primordial. Cuando el control de la corrosión se convierte en un factor crítico, se eligen L80 9Cr y L80 13Cr. Las aleaciones con cromo suelen utilizarse para mejorar la resistencia a la corrosión en fluidos de yacimiento específicos, superior al acero al carbono.