1 Origen, antecedentes de la TF fabricación de Sarta

1.5 Tipos de sartas
DISEÑO DE SARTAS
Las sartas pueden ser diseñadas para:
Fuerza de tensión máxima en la tubería dentro del agujero (TD, por sus siglas en inglés)
Peso mínimo del total de la sarta para propósitos de izaje costa afuera
Penetración horizontal máxima
Integridad de presión máxima para trabajos de tubo enrollado en carrete de alta presión (HPCT).





Diseño escalonado de sarta de TF
1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
Tubería de laminado continuo.
Para una tubería flexible de laminado continuo, las bandas son preparadas antes de ser formadas como tubería:
1. Las soldaduras son realizadas en un ángulo (o sesgo)
2. Las soldaduras son realizadas en un ángulo (o sesgo) son realizadas verificaciones para asegurar que la soldadura cumpla con los lineamientos de garantía de calidad
3. Son tomados rayos-X
4. Son realizadas las pruebas de dureza
5. La soldadura es rectificada a las tolerancias especificadas por el fabricante
6. La alineación de las tiras es verificada
7. Las tiras son enroladas en forma de tubería.




1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
Tubería de laminado continuo.
Una vez que las tiras han sido enroladas en forma de tubería, se le da forma de hélice a la soldadura para proporcionar un incremento en la resistencia.







La soldadura pasa posteriormente por las etapas del recocido, dimensionado y el tratamiento de calor, donde regresa a las propiedades del material de origen.





Soldaduras realizadas en ángulo
1.3 control de calidad en el proceso
CONTROL DE CALIDAD DE LA FABRICACIÓN
El control de calidad es esencial cuando se fabrica tubería flexible.
Las pruebas de control de calidad incluyen:
Análisis químico; el material de la tira de cada fundición de laminado es presentada a un laboratorio independiente para verificar que la composición química cumple con las especificaciones
Radiografía; todas las soldaduras sesgadas son radiografiadas utilizando un procedimiento delineado por las normas de ASME
Pruebas de aplastamiento y abocinado; es verificada la integridad de la costura de la soldadura utilizando muestras tomadas al principio y al final de cada sarta laminada
Pruebas electromagnéticas; realizadas mientras la tubería está siendo laminada (los resultados archivados por el fabricante, no son por lo general, suministrados con la sarta)
Resistencia a la tensión; muestras de secciones completas son probadas para verificar el límite elástico, el límite elástico máximo y el porcentaje de elongación
1.3 control de calidad en el proceso
CONTROL DE CALIDAD DE LA FABRICACIÓN
Microdureza; todas las soldaduras sesgadas de las tiras y los materiales de base de las soldaduras son probadas para verificar su dureza después de que han sido preparados metalúrgicamente
Metalografía; realizada sobre cada sarta para validar la microestructura y la normalización (no se suministra, pero parte del registro de la prueba está en el archivo)
Pruebas hidrostáticas; cada sarta es probada a un 90% de presión de ruptura por estallamiento durante 30 minutos.
Después de que las compañías de servicio reciben una sarta, los únicos métodos disponibles de Garantía de Calidad (QA) / Control de Calidad (QC) para verificar el producto son:
Medir el diámetro interior y el espesor de pared
Realizar pruebas de dureza en los materiales base
Medir la ovalidad
Inspeccionar visualmente la costura.

1.4 Especificaciones generales
Especificaciones de la tubería y los efectos de la química en la tubería flexible.
La Asociación Nacional de Ingenieros de Corrosión (National Association of Corrosion Engineers - NACE) ha establecido una norma para tubería que opera en ambientes amargos. Esta norma fue publicada como NACE MR-01-75. Toda la tubería flexible debe cumplir con estas normas.
Especificaciones de la tubería
Con el propósito de cumplir con las normas de NACE MR-01-75, toda la tubería flexible debe:
Ser lo suficientemente fuerte para cumplir los requisitos de la industria para cargas con tensión, presión de ruptura y presión de aplastamiento
Tener resistencia a la corrosión y erosión
Ser dúctil (para permitir a la tubería resistir el ciclo repetido de flexión)
Tener por lo menos un 30% de elongación (para cumplir con los requisitos de flexión impuestos sobre la tubería, cuando ésta permanece sobre el cuello de ganso y el carrete).
Ser resistente a la rotura.







1.4 Especificaciones generales
Especificaciones generales
Con el objeto de cortar y reemplazar la tubería que ha rebasado su vida útil de trabajo o que ha sido dañada, la tubería debe ser reparable en el campo.
Las soldaduras son los puntos débiles en la sarta de tubería flexible. Mientras menos soldaduras haya, es mejor.
Finalmente, la tubería debe ser lo suficientemente barata para hacer factible económicamente el uso de la tubería flexible para el usuario. Si el costo de utilizar tubería flexible es mayor que el rendimiento de la inversión, se deberán utilizar otros métodos.
Para cumplir estas especificaciones, se debe realizar un compromiso sobre la naturaleza de la tubería, tanto en términos de la química de la tubería como de las propiedades físicas de la misma. Por ejemplo, con el objeto de obtener ductilidad, se debe sacrificar la resistencia. Si se requiere mayor resistencia, la ductilidad se reduce necesariamente, debido a las restricciones de fabricación.







1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
Tubería soldada a tope
Cada soldadura es marcada con un número de identificación especial una vez que han sido realizadas las pruebas de dureza, rayos X, y las pruebas de magna-flux. Esto permite el rastreo completo de la soldadura y la responsabilidad del fabricante hacia la misma.
La empresa Quality Tubing marca las soldaduras a tope. La empresa Precision Tubing graba con ácido un número de sarta y las iniciales del soldador en las soldaduras de laminación continua. El grabado con ácido no es un marcador permanente para la duración de la vida total de la tubería.
Se realiza una prueba final de la presión para garantizar que la soldadura es satisfactoria.




Marcaje de soldaduras
1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
Tubería soldada a tope
Si la zona afectada por el calor (HAZ) (es decir, el área alrededor de la soldadura) es enfriada muy rápidamente, entonces el acero cerca de la soldadura se vuelve duro y quebradizo, lo cual lleva a una falla prematura.
Además, los rebordes de soldadura interna presentan problemas para las bolas o dardos que se están dejando caer y pueden causar problemas durante la instalación de los cables de registro.




Zona afectada por la soldadura
1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
Tubería soldada a tope
Para la tubería flexible soldada a tope, los carretes más pequeños de tubería son conectados utilizando un cabezal de soldadura de arco orbital.








Los bloques de enfriamiento o fregaderos de calor son ubicados tan cerca como sea posible a la soldadura para evitar las fluctuaciones rápidas de temperatura durante y después del proceso de soldadura.




Proceso de tubería flexible soldada a tope
1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
FABRICACIÓN DE LA TUBERÍA
Tubería flexible, rolado y atemperado
Después del último conjunto de rodillos, los pasos en la fabricación de la tubería flexible HS80W y HS80CM en carrete, rolado y atemperado incluyen:
Soldar (un circuito de soldadura de resistencia eléctrica de alta frecuencia es utilizado para fundir conjuntamente la tubería).
Remover el reborde de soldadura
Recocer (la soldadura longitudinal es relevada de esfuerzos, el tubo es enfriado por aire y posteriormente templado por líquido)
Dimensionar (la tubería es dimensionada para corregir las condiciones de ovalidad, causadas por el calor generado durante la soldadura y el recocido)
Inspeccionar (el largo de la tubería es medido e inspeccionado; las secciones dañadas son cortadas en una estación de cortadura)
Tratamiento con calor (un tratamiento con calor de cuerpo completo de 1100 oF – 1400 oF para liberar cualquier esfuerzo residual, incrementar la ductilidad y para obtener la estructura del grano apropiado (por ejemplo, perlita y ferrita y las propiedades de éstas).




1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
FABRICACIÓN DE LA TUBERÍA
Tubería flexible, rolado y atemperado






Pasos en la fabricación de la tubería flexible
1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
FABRICACIÓN DE LA TUBERÍA
Tubería flexible, rolado y atemperado
Para la tubería CYMAX 100 (un acero de cromo-molibdeno), el proceso es el mismo para formar el tubo, pero difiere en el proceso de tratamiento de calor para producir tubería templada y atemperada.
Después del rolado, soldado y la remoción de las rebabas, el tubo entra en un horno de calor de inducción en donde la temperatura del tubo es elevada a aproximadamente 1500 oF. La tubería es posteriormente templada en un baño líquido para producir una estructura de grano martensítico en el material.
Este proceso de templado y atemperado proporciona una resistencia superior a la fisuración mecanoquímica producida por el sulfuro y al agrietamiento inducido por el hidrógeno de los servicios en ambientes sulfurosos.






1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
FABRICACIÓN DE LA TUBERÍA
Tubería flexible, rolado y atemperado






Proceso de templado y atemperado de la tuberia flexible
1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
FABRICACIÓN DE LA TUBERÍA
La martensita tiene una resistencia muy alta y una ductilidad baja debido al tamaño y distribución muy fino del grano. Con el objeto de obtener una ductilidad y dureza apropiadas, La Tubería Flexible debe ser atemperada. La atemperación de la tubería flexible permite a los granos crecer y, por lo tanto, incrementar la ductilidad mientras reducen la resistencia.
La diferencia entre el metal rolado y atemperado, cuando es comparado con un metal templado y atemperado como el CYMAX 100, es ilustrada por la estructura del grano.
Después del tratamiento, toda la tubería flexible debe ser dimensionada. El calor generado en el proceso de soldadura y de tratamiento puede causar que se vuelva ovalada. Esto debe ser corregido antes de que esté terminado el tubo.
Después de que se ha terminado el dimensionamiento y antes de colocar los tubos en los carretes para el transporte, se realiza la medición con ruedas de fricción y las pruebas no destructivas en la tubería.





1.4 Especificaciones generales
Elementos químicos de la tubería
En general, las aleaciones de acero con bajo contenido de carbono tienen menor resistencia, pero tienen una alta ductilidad y una alta resistencia al sulfuro de hidrógeno.
Por el otro lado, las aleaciones de acero que tienen alto contenido de carbono tienen alta resistencia pero baja ductilidad y baja resistencia al sulfuro de hidrógeno.
Debido a que la ductilidad es esencial para la tubería flexible, la mayoría de la tubería flexible es de bajo contenido de carbono. Mientras que el níquel puede ser utilizado para hacer la aleación más resistente, éste reduce la ductilidad. Por el otro lado, el cromo y el cobre pueden ser utilizados para hacer más resistente la aleación sin afectar la ductilidad.
El material debe tener un contenido de sulfuro muy bajo. Las pruebas han mostrado que cuando se incrementa el contenido de sulfuro, se incrementa la fisuración por esfuerzos debidos al sulfuro (SSC, por sus siglas en inglés).







1.4 Especificaciones generales
Especificaciones generales
Elementos químicos de la tubería
El molibdeno es utilizado en las aleaciones de alta resistencia para incrementar la resistencia máxima sin reducir la ductilidad del material.
Sin embargo, estos materiales de alta resistencia tienen de alguna manera una elongación menor que otros materiales. Por ejemplo, los HS90 o HS90CM tienen una elongación de 25% comparada con la elongación de 30% de los HS70 o HS70CM.







1.4 Especificaciones generales
Elementos químicos de la tubería
Las especificaciones del material para fabricar sartas con 70,000 y 80,000 psi, están resumidas en la tabla III.1, para los principales fabricantes.








COMPONENTE
QUALITY
PRESICION
C
.1 – 0.14
.1 – 0.14
Mn
0.7 - 0.9
0.6 - 0.9
S
0.005
0.005
Cr
0.5 - 0.7
0.55 - 0.7
Si
0.3 - 0.5
0.3 - 0.5
Cu
0.25 Max
0.2 - 0.4
Ni
0.2 Max
0.25 Max
Especificaciones y contenido de materiales para tubería de 70,000 psi
COMPONENTE
QUALITY
PRESICION
SW Pipe
C 0.
1 - 0.16 0
1 - 0.15
0.1 - 0.17
Si
0.3 - 0.5
0.3 - 0.5
0.3 - 0.6
Cr
0.5 - 0.7
0.55 - 0.7
0.4 - 0.9
Cu
0.25 Max


Ni
0.2 Max
0.25 Max
0.10 Max
CB-V
--
-
0.02-0.04-
Mo
0.21 Max
-
-
Especificaciones y contenido de materiales para tubería de 80,000 psi
1.6 Esfuerzos y su relación con los límites de trabajo (tensión, compresión y torsión)
PROPIEDADES FÍSICAS
Si se aplica un esfuerzo adicional, la muestra alcanza su punto de resistencia final. En este punto, la muestra se empieza a deformar drásticamente. Ocurre el alargamiento, lo que da como resultado la reducción del área de la sección transversal.
En este punto, puede resultar una deformación adicional sin que sea aplicado un esfuerzo adicional.






Esfuerzo
Deformación
Diagrama Esfuerzo–Deformación, B - U Esfuerzo de cedencia, deformación drástica
1.6 Esfuerzos y su relación con los límites de trabajo (tensión, compresión y torsión)
PROPIEDADES FÍSICAS
Cuando se aplica un esfuerzo adicional, la relación entre el esfuerzo y la deformación deja de ser lineal. En este punto, el esfuerzo ha entrado en la región plástica, y la remoción del esfuerzo da como resultado una deformación residual (un cambio permanente en la longitud de la muestra)





Diagrama Esfuerzo–Deformación, A-B Limite elástico
1.6 Esfuerzos y su relación con los límites de trabajo (tensión, compresión y torsión)
PROPIEDADES FÍSICAS
Deformación es el cambio en longitud, dividido por la longitud.
Cuando es aplicado un esfuerzo axial a una muestra, la pendiente de la gráfica de esfuerzo-deformación se define como el Módulo de Elasticidad de Young (E).
Siempre que el esfuerzo y la deformación permanezcan proporcionales, la remoción del esfuerzo da como resultado la remoción de la deformación, y se dice que la muestra está en el estado elástico de esfuerzo.







Esfuerzo
Deformación
NE

Diagrama Esfuerzo–Deformación, Tensión unitaria a la deformación
1.6 Esfuerzos y su relación con los límites de trabajo (tensión, compresión y torsión)
PROPIEDADES FÍSICAS Se trata sobre los efectos físicos de las fuerzas aplicadas a la tubería flexible, incluyendo:
Esfuerzo y deformación
Elongación
Esfuerzo y deformación
Cuando se aplica una fuerza al metal, se tiene como resultado esfuerzos y deformaciones.
Esfuerzo es la medida de la carga, dividida entre el área de la sección transversal de la tubería y es medido en lbm/pulg2.





1.5 Tipos de sartas
DISEÑO DE SARTAS
No ahuse sartas menores de 12,000 pies.
Haga el modelo del pozo en CoilCADE. Simúlelo sin fluido en el pozo.
Use el Modelo de Fuerzas de la Tubería, utilizando un solo espesor de pared para determinar:
Fuerza de tensión máxima
Peso aceptable
Penetración horizontal máxima
Integridad de presión máxima.
Vaya a través de un proceso iterativo para determinar el diseño de la sarta con los parámetros óptimos.
Asegúrese de que el diseño final de la sarta le permite un jalón adecuado a la tubería dentro del agujero.







1.6 Esfuerzos y su relación con los límites de trabajo (tensión, compresión y torsión)
Tipos de esfuerzos
Los tres tipos de esfuerzos son:
Axial
Tangencial
Radial
El esfuerzo axial ocurre en forma de tensión o de compresión:
La tensión elonga la tubería
La compresión la tuerce
El esfuerzo tangencial actúa contra las paredes de la tubería:
Si la presión interior es mayor, la tubería formará un globo y eventualmente se romperá.
Si la presión exterior es mayor, la tubería se aplastará.
El esfuerzo radial es causado por el diferencial de presión entre el interior y el exterior de la tubería.





1.6 Esfuerzos y su relación con los límites de trabajo (tensión, compresión y torsión)
Tipos de esfuerzos








Esfuerzo radial
Esfuerzo axial
Esfuerzo tangencial
Representación esquemática de esfuerzos
Criterio elástico de VonMises
El límite elástico está basado en la combinación de los tres esfuerzos principales.
Los dos métodos utilizados para determinar el esfuerzo total son:
La Condición Elástica de Tresca
El Criterio Elástico de VonMises
Ambos métodos producen resultados similares. Sin embargo, se prefiere el uso del Criterio Elástico de VonMises.
1.6 Esfuerzos y su relación con los límites de trabajo (tensión, compresión y torsión)
Tipos de esfuerzos
El modelo del Criterio Elástico de VonMises establece que una deformación permanente ocurrirá cuando la energía de deformación elástica que causa la distorsión del cuerpo alcanza un nivel igual al de la energía de la deformación que sucede en una prueba de tensión uniaxial.
Esto significa que la energía de la deformación que causa un cambio en el volumen bajo un estado de esfuerzo hidrostático (en donde son iguales los tres esfuerzos principales) no ocasiona la deformación permanente.
Para determinar el criterio, VonMises efectuó 180 millones de simulaciones de computadora.
En sólo un 3.7% de los casos, el esfuerzo tangencial fue mayor sobre el exterior que en el interior, y aún en esos casos, él predijo la falla del interior hacia afuera.
El trabajo de VonMises indica que, si hay solamente una picadura en el exterior, el daño en el interior de la tubería flexible será mucho más extenso, ya que la tubería falla del interior hacia afuera.







1.4 Especificaciones generales
Elementos químicos de la tubería
Recientemente se han fabricado tuberías flexibles de Ttanium (RMI-Titanium Co and Presicion Tube technology.) Titanium Tube Technology, ofrece este producto, las propiedades básicas del titanium lo hacen una alternativa para solucionar problemas específicos, como son resistencia a la corrosión en ambientes con sulfhídrico, bajo modulo de elasticidad (cerca de la mitad del acero), y menor fatiga originada por menor esfuerzo de pandeo plástico, para un radio de cuello de ganso dado. Lo cual incrementa el ciclo de vida.
El rango de pandeo elástico es inversamente proporcional al modulo de elasticidad. Dos aleaciones están en uso para aplicaciones en tubería flexible la tabla III.4 presenta estos resultados.





Propiedades
Grado 12
Grado 9
Cedencia mínima
70,000
80,000
Tensión mínima
80,000
100,000
Modulo de Elasticidad
16 X 10 6
16 X 10 6
Propiedades de las Aleaciones con Titanium
1.4 Especificaciones generales
Elementos químicos de la tubería
El grado 12 está compuesto de 99% de titanium con 0.7 % de níkel y 0.3% de molybdenum. El grado 9 tiene mayor esfuerzo el cual es resultado de mayor contenido de otros materiales en la aleación (3% de aluminio, 2.5% vanadiun).las capacidades y propiedades de grado 12 y 9 son presentadas en las Tablas III.5,6.
Las aplicaciones de las sartas de tubería flexible de titanium incluyen las sartas de velocidad y dé bombeo neumático, además de las operaciones tradicionales de reparación de pozos antes mencionadas.
El rango de espesor para la tubería flexible varia para cada diámetro y fabricante, Quality Tubing (0.08 a 0.109 pulgadas para diámetros de una pulgada) Presicion Tube Inc. (0.075 a 0.109), Southwestern Pipe 0.087 pulgadas





Diagrama de flujo para la selección de TF








1.6 Esfuerzos y su relación con los límites de trabajo (tensión, compresión y torsión)
Tipos de esfuerzos





Tensión y compresión
Presión, Tensión y Flexión
Presión y Flexión
Presión tensión
y posible torque
1.6 Esfuerzos y su relación con los límites de trabajo (tensión, compresión y torsión)
Tipos de esfuerzos
Elongación
La deformación (o cambio en la longitud) en la cual puede incurrir una muestra antes de alcanzar el punto de resistencia final es llamada su elongación.
La elongación es una medida de la ductilidad del material.








Esfuerzo
Deformación
Representación de deformación
1.5 Tipos de sartas
DISEÑO DE SARTAS
Las sartas de tubería flexible permiten penetraciones más profundas al reducir el peso de la tubería yendo hacia el interior del agujero mientras que se incrementa el espesor de pared de la tubería que sube por el agujero.
Debido a esta área incrementada, la tubería flexible de paredes más pesadas en la superficie permite cargas mayores.
Si la tubería fuera del mismo ancho de pared en todas partes, el peso de la tubería en el agujero causaría que la tubería en la superficie se alargara y eventualmente se rompiera.
La tubería intermedia es utilizada para evitar problemas cuando se está soldando la tubería flexible.

Nota:Utilice el módulo de Fuerzas de la Tubería en el CoilCADE* para diseñar la sarta.







1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
FABRICACIÓN DE LA TUBERÍA
Laminador de la tubería
Las bandas de acero son enviadas al carrete acumulador a través del laminador de tubería.
Son utilizados seis o siete conjuntos de rodillos formadores para formar las tiras en tubería.




Conjuntos de rodillos formadores para formar las tiras en tubería
1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
FABRICACIÓN DE LA TUBERÍA
La evolución de la tubería flexible es ilustrada mediante el número de soldaduras requeridas para producir una sarta de trabajo de 10.000 pies.
La diferencia entre el HS80W y el HS80CM de la empresa Precision, es que el HS80W es fabricado por la soldadura a tope de largos unidos de 3.500 pies y que el HS80CM es laminado continuamente.
Preparación de las tiras
Las tiras para el HS80CM son soldadas juntas permanentemente, antes de la laminación.

Soldado de bandas de TF.
1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
Quality Tubing inicio a fabricar tubería flexible en 1976, con un proceso de similar al empleado por Southwestern Pipe Co, sin embrago ellos unieron secciones de 1500 pies de tubería.
En 1980, la empresa Southwestern introdujo las primeras tuberías flexibles de límite elástico de 70,000 psi. Posteriormente, introdujeron la tubería flexible templada y atemperada utilizando un acero con cromo-molibdeno. Este proceso no solamente incrementa el ciclo de vida de la tubería, sino que también mejora su resistencia hasta un límite elástico de 100,000 psi.
Posteriormente, a mediados de la década de los 80's, mejoras en la calidad de los materiales y aleaciones permitieron a Quality Tubing manufacturar la primera tubería flexible con resistencia a la cedencia de 70,000 psi. Ellos emplearon rollos con 3000 pies, para fabricar cada sección de la tubería flexible, reduciendo así el número de uniones en la sarta.
1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
La empresa Republic Steel fabricó la primer tubería flexible. Utilizaron un acero de baja aleación de alta resistencia (HSLA, por sus siglas en inglés), el cual es la base del acero utilizado hoy en día. El siguiente gran adelanto fue el incremento en longitud, al pasar de 250 a 2000 pies.
Esta sarta tenía un esfuerzo cedente de 40,000 - 50,000 psi, con el mismo diámetro y montada sobre tambor de 4 pies.
En 1969, Southwestern Pipe Co, fabricó una tubería flexible continua con mayores esfuerzos cedentes (de 50,000 a 55,000 psi), lo cual mejoró el desempeño de la tubería flexible. Sin embargo su utilización disminuyo, durante la década de los 70's, debido principalmente a fallas en los materiales y equipo.

1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
EVOLUCION DEL EQUIPO TUBERIA FLEXIBLE
La aplicación de la tubería flexible en la industria petrolera se remonta a 1962, cuando la Co. Great Lake Steel and Stándar Tube Co. fabricaron una sarta continua de tubería flexible de 1.315 pulgadas de diámetro y 250 pies de longitud, del tipo telescopiada en secciones de 50 pies, montados sobre un tambor de 9 pies.

1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F
FABRICACIÓN DE LA TUBERÍA
Las bandas para el HS80W son soldadas temporalmente para permitir la producción continua a través del laminador de tubería. Estas soldaduras son cortadas antes de que la tubería esté formada y las secciones son soldadas en los empalmes de acuerdo con un orden.

Proceso de fabricación de TF
1.1 ORIGENES DE LA TUBERIA FLEXIBLE
El tubo fue construido de plomo con una cubierta de malla de acero para soportar los diferentes esfuerzos, con diámetro de 3 pulgadas y espesor de 0.175 pulgadas, los cuales para su instalación se montaron sobre carretes de 40 pies de diámetro.
La tubería de longitud continúa de 3 pulgadas de diámetro interno, fue envuelta en tambores huecos (carretes flotantes), los cuales fueron diseñados para tener suficiente flotabilidad estando con el carrete lleno de línea de tubería a ser arrastrada detrás de barcos colocadores de cable.
1.1 ORIGENES DE LA TUBERIA FLEXIBLE
El proyecto Pluto consistía en el tendido de ductos de forma continua sobre el fondo oceánico del Canal de la Mancha para el abastecimiento de combustible de los países aliados.
Las características que debería cumplir la tubería en dicho proyecto eran:
1. Que fuese flexible.
2. Capaz de enrollarse con rapidez.
3. Facilidad de colocación desde carretes ubicados en la superficie de las embarcaciones.
1.1 ORIGENES DE LA TUBERIA FLEXIBLE
La tubería flexible fue desarrollada primero durante la Segunda Guerra Mundial como una parte del Proyecto PLUTO, (acrónimo de Pipe Lines Under The Ocean).
Esta empresa secreta fue llevada a cabo por las naciones aliadas contra el régimen Nazi
Origen, antecedentes de la tubería Flexible y fabricación de la Sarta
1.1 Origen de la Tubería Flexible
1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F.
1.3 Control de calidad en el proceso
1.4 Especificaciones generales
1.5 Tipos de Sartas
1.6 Esfuerzos y su relación con los límites de trabajo (tensión, compresión y torsión)
1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
En 1982 estaba suministrando a toda la industria de tubería flexible. Utilizaba acero de fabricación japonesa, con lineamientos mejores de control de calidad y hojas hasta de 3500 pies de largo, para producir la tubería flexible con un mejor control de calidad que sus competidores.
Al paso de los años se han fabricado diámetros mayores de tubería flexible, los cuales van desde 7/8 a 3 ½ pulgada
1.1 ORIGENES DE LA TUBERIA FLEXIBLE
Al completarse el proyecto Pluto, las fuerzas Aliadas habían tendido un total de 23 ductos, de los cuales 17 oleoductos fueron tendidos cruzando el Canal de la Mancha, para proveer un abastecimiento continuo de combustible y así sostener la invasión aliada durante la liberación de Europa, para el reaprovisionamiento de combustible desde la costa de Inglaterra a varios puntos a lo largo de la costa de Francia.
Esta tubería envuelta de cable trenzado fue colocada en carretes con longitudes totales de 30 millas.

El despliegue exitoso de 23 líneas de conducción cuya longitud oscilaba entre 48 y 113 km [30 y 70 millas] estableció las bases para el futuro desarrollo y utilización de la tubería flexible en pozos de petróleo y gas.
1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
Actualmente la fabricación de la tubería flexible esta controlada por tres principales compañías, Quality Tubing Inc. Precision Tube Technology y Southwestern Pipe, en la siguiente figura se muestra la forma en la cual comparten el mercado dichas compañías.


1.2 Proceso de fabricación de la sarta de T.F.
FABRICACIÓN DE LA TUBERÍA
2.1 Fabricación de la banda de tubos soldados
La fabricación de la tubería flexible empieza con un rollo maestro (u hoja) de metal cortado en tiras, llamadas bandas, del ancho requerido para producir el diámetro exterior deseado del tubo terminado.
Las bandas son de largos y anchos diferentes, dependiendo del tamaño y espesor de pared finales de la tubería.


Banda o cinta
Rollo maestro enrollado de Acero, de espesor calibrado y cortado al ancho requerido
Los diseños actuales de tubería flexible son similares a los presentados inicialmente por Bowen, donde un carrete de tubería flexible de ¾" iniciales a 3 ½" de diámetro es montado sobre un patín, una cabeza inyectora accionada por un juego de cadenas de tracción para introducir y extraer la tubería flexible al pozo, un conjunto de preventores para el control superficial del pozo y la unidad de potencia para el manejo de la cabeza inyector, además de la consola de control.
Actualmente el uso de la tubería flexible ha adquirido un mayor auge debido al desarrollo de nuevas tecnologías, procesos de fabricación y aplicación de herramientas.

1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
El empleo de tubería flexible rápidamente se expandió y para principios de los 70's había más de 200 unidades, realizando servicios de limpiezas de aparejo, pescas, e inducciones con nitrógeno. Pero para finales de los 70's su aplicación disminuyo paulatinamente debido a fallas mecánicas en la tuberías. Sin embargo, con los elevados precios del petróleo durante los ochentas algunas compañías como Hydra Rig y Otis Engienieer, presentaron mejoras a los diseños de las cabezas inyectoras desarrolladas por Bowen Tools, lo que disminuyó los índices de fallas en las operaciones.
El mercado de las tubería flexible en la actualidad se encuentra dominado principalmente por seis compañías, entre las que se encuentran Bowen, Hydra Rig, Stewart & Stevenson Halliburton, Hydraulic Power Technology y Reound. Debido al desarrollo de nuevos diseños de cabezas inyectoras, se fueron desarrollaron nuevas aleaciones para la fabricación tubería flexible y mejoras en el proceso de fabricación.
1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
Esta cabeza inyectora fue usada en limpiezas de pozos en operaciones en tierra y costa afuera con tubería flexible de ¾ de pulgada.
Los servicios de tubería flexible se incrementaron notablemente hasta mediados de los 70's los servicios en el empleo de tubería flexible fueron en aumento, durante este tiempo Bowen Tools y Brown Oíl Tools, continuaron haciendo mejoras en sus respectivos diseños de unidades de tubería flexible, durante esta década el tamaño de la unidad gradualmente se incrementó para manejar diámetros de tubería de 1", 1 ¼" y 1 ½".
En 1964, Brown Oils Tools y Esso Introdujeron otro diseño para cabeza inyectora la cual se muestra a continuación. En su diseño la tubería era pandeada a través de una guía de tubería alrededor de la rueda de tracción.
1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
A finales de la década de los años 80, la empresa Quality desarrolló la técnica de la soldadura sesgada, eliminando las soldaduras a tope y permitiendo una sarta laminada continua de tubería flexible. La empresa Quality fabrica actualmente la tubería flexible de mayor resistencia en la industria. El tubo QT-1000 fabricado por ellos tiene una resistencia de 100,000 psi.
En 1990 - 1991, fue fundada la empresa Precision Tube Technology por ex-empleados de Quality Tubing. Utilizando técnicas similares a las de Quality Tubing, la empresa Precision fue la primera en fabricar tubería flexible de titanio.
La empresa Precision le suministra a algunas compañías operadoras tubería flexible de 70,000 psi de laminado continuo en diámetros que varían de 1 pulgada a 3 ½ pulgadas y en un límite elástico que varía entre 70,000 y 90,000 psi. En los últimos años, el cambio se ha dado a materiales de mayor resistencia y actualmente la mayoría de la tubería utilizada tiene un límite elástico de 80,000 psi.


1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
The California Co. había estado buscando nuevas técnicas para mejorar su producción a bajo costo, por lo que concibió la idea de trabajar con una sarta continua desde un carrete, su prototipo contenía todos los elementos que actualmente conocemos en una unidad de tubería flexible (Unidad de Potencia, Cabeza Inyectora, Tablero de Control, Sistema de Potencia Hidráulico, Equipo de Control de Presión "BOP's", y sistemas de seguridad además del sistema de circulación de fluidos).
1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
Para utilizar una unidad de tubería flexible como actualmente las conocemos se han desarrollado varios componentes, los cuales están montados sobre un patín o un camión. Las unidades de tubería flexible permiten el introducir sartas de tubería al pozo, sin tener que controlarlo y a velocidades relativamente altas (200 pies/min.).
El elemento clave en una unidad de tubería flexible es la cabeza inyectora, la cual tiene sus orígenes en otro proyecto militar desarrollado por estados Unidos, a finales de los 50's y principios de los 60's, en el cual la armada de Estados Unidos le solicito a la Cia. Bowen Tools que desarrollara una antena telescopiable para los sistemas de comunicación de los submarinos, el diseño que resulto de dicho proyecto fue una herramienta de tracción rotatoria llamada en aquel entonces "A/N Bra-18-A", la cual permitía desenrollar una antena a profundidades cercanas a los 600 pies, mediante la tracción de cadenas con blocks montados sobre las cadenas que se ajustaban al diámetro de la antena.

1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
El diseño de la unidad considero un diámetro de tubería flexible de una pulgada, con una profundidad de trabajo máxima de 15,000 pies, dicho diseño en su fabricación fue similar al aplicado en el proyecto Pluto.
El diseño de la cabeza inyectora considero dos cadenas girando de manera encontrada con rotación inversa, con grapas montadas sobre las cadenas que permitieran un adecuado ajuste y correcta fricción sobre la tubería flexible.
No se contaba con cuello de ganso que permitiera el guiar la tubería flexible al pozo, en su lugar la tubería fue doblada desde el carrete hacia el pozo como se muestra a continuación.
Desde mediados de 1963 y hasta 1964, esta unidad realizo exitosamente varios trabajos de limpieza de arena y de pesca. Cabe resaltar que dicho sistema fue empleado por varios años antes de que fallara, su éxito se atribuye a los mínimos esfuerzos de pandeo a que era sometida la tubería.
1.1 Antecedentes de la Tubería Flexible
La primera unidad de tubería flexible fue construida por Bowen Tools en 1963 para The California Co. y fue usada para remover unos tapones de arena y realizar otros trabajos menores en el sureste de Luisiana
Muestra del prototipo de tubería flexible empleado por The California Co

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