APLICACIÓN DE TÉCNICAS DE ENSAYO APLICACIÓN DE TÉCNICAS DE ENSAYO NO DESTRUCTIVO PARA DETECCIÓN NO DESTRUCTIVO PARA DETECCIÓN

DE FALLAS EN COILED TUBINGDE FALLAS EN COILED TUBING

FERNANDEZ, Leonardo G.FERNANDEZ, Leonardo G.LÓPEZ CARRANZA, LÓPEZ CARRANZA, Guillermo J.Guillermo J.MOREYRA, Marcelo L.MOREYRA, Marcelo L.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUEUNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUE

Corende 2005Corende 2005

ResumenResumen

• El Coiled Tubing (CT):El Coiled Tubing (CT):– Aplicaciones, ventajas y desventajasAplicaciones, ventajas y desventajas

• RRequisitos de diseñoequisitos de diseño

• Modelo práctico de laboratorioModelo práctico de laboratorio– Estudio de los fenómenos físicos implicadosEstudio de los fenómenos físicos implicados

– Experiencias preliminaresExperiencias preliminares

• Principios de diseño del prototipoPrincipios de diseño del prototipo– Resultados obtenidosResultados obtenidos

– Optimización del diseñoOptimización del diseño

• Conclusiones y mejoras a futuroConclusiones y mejoras a futuro

Corende 2005Corende 2005

Coiled TubingCoiled Tubing (CT) (CT)

• Tubería metálica Tubería metálica flexible flexible continuacontinua

• DiametroDiametro 1” a 4 1 1” a 4 1//2” y2” y varios kilómetros varios kilómetros de largode largo

• HSLAHSLA - - H High igh SStrength trength LLow ow AAlloy carbon steel A-606 tipo 4lloy carbon steel A-606 tipo 4

• Se arrolla en carretes como una mangueraSe arrolla en carretes como una manguera

Corende 2005Corende 2005

Aplicaciones Aplicaciones yy Ventajas Ventajas

Usos más comunes:Usos más comunes:

• Bombeo y perforación de Bombeo y perforación de

pozos dirigidospozos dirigidos

• EstimulacionesEstimulaciones

• Limpieza de pozos Limpieza de pozos

• Terminación y reparaciónTerminación y reparación

Ventajas:Ventajas:

• Rapidez de operaciónRapidez de operación

• Más fácil almacenajeMás fácil almacenaje

• Menor equipo involucradoMenor equipo involucrado

• Menor costoMenor costo

• Mayor seguridad al operarMayor seguridad al operar

Corende 2005Corende 2005

¿Porqué Inspeccionar un CT?¿Porqué Inspeccionar un CT?

La vida útil de un CT depende de:La vida útil de un CT depende de:

• Características del aceroCaracterísticas del acero

• Tipo de servicio realizadoTipo de servicio realizado

• Número de ciclos de arrollamientoNúmero de ciclos de arrollamiento

Microcavidades o Microcavidades o

picaduras picaduras

Fatiga a bajos ciclos, corrosión y Fatiga a bajos ciclos, corrosión y

desgastedesgaste

Pérdida de la cañería:Pérdida de la cañería:• Trastornos operativosTrastornos operativos• Impacto sobre la seguridad, medio ambiente Impacto sobre la seguridad, medio ambiente y ganancias.y ganancias.

Grietas transversales,Grietas transversales,

Es necesario monitorear la integridad física de un CT Es necesario monitorear la integridad física de un CT en tiempo realen tiempo real

Corende 2005Corende 2005

Requisitos de Requisitos de DDiseñoiseño

• Herramienta de campo para inspección en línea:Herramienta de campo para inspección en línea:– Exploración superficie exteriorExploración superficie exterior– AAlta velocidad de respuesta lta velocidad de respuesta – RRobustezobustez– IInmunidad a vibraciones y a la suciedadnmunidad a vibraciones y a la suciedad– AAmpliomplio rango rango de temperatura de temperatura

• Tamaño Tamaño y tipo y tipo de discontinuidad a detectar.de discontinuidad a detectar.– Sistema de detecciónSistema de detección y parámetros del y parámetros del mismo.mismo.

END

Corende 2005Corende 2005Ensayo por Corrientes Ensayo por Corrientes InducidasInducidas

• BBobinas planaresobinas planares inspección sobre la superficie del inspección sobre la superficie del material, efecto de liftoff pronunciado, procesos de material, efecto de liftoff pronunciado, procesos de construcción complejosconstrucción complejos

• Bobinas tipo “Sonda”: Bobinas tipo “Sonda”: Resolución = f(Ø) Resolución = f(Ø) Sensibilidad = f(h, Sensibilidad = f(h,

Q)Q)

• El tipo de falla a detectar determina el El tipo de falla a detectar determina el tamaño y tipo de sensor a utilizar.tamaño y tipo de sensor a utilizar.

• Necesidad de sensores “puntuales”Necesidad de sensores “puntuales”

Corende 2005Corende 2005Magnetic Flux Leakage Magnetic Flux Leakage (MFL)(MFL)

• Sistema MFLSistema MFL== MMagnetizaciónagnetización + + detección detección + + tratamiento de tratamiento de señalesseñales + + procesamiento de señales procesamiento de señales + otros + otros

• Grietas o fisuras transversalesGrietas o fisuras transversales e imperfecciones e imperfecciones tridimensionales tridimensionales Magnetización Magnetización LLongitudinalongitudinal

• FFallas superficiales y subsuperficiales allas superficiales y subsuperficiales CCorriente orriente ContinuaContinua

• Sin rozamiento ni contacto Sin rozamiento ni contacto Método indirecto Método indirecto

• Magnetización uniforme en toda la superficie Magnetización uniforme en toda la superficie Simetría Simetría circularcircular

Bobinas magnetizantes

Hall, Magnetoresistivo

Corende 2005Corende 2005

Experiencias PreliminaresExperiencias Preliminares

• Comprensión de fenómenos Comprensión de fenómenos

implicadosimplicados

• Obtención del valor aproximado de Obtención del valor aproximado de

la magnetización óptimala magnetización óptima

• Comportamiento del cComportamiento del campo ampo

dispersodisperso

Sensor Hall Pasco CI-Sensor Hall Pasco CI-

6520A, interface y soft6520A, interface y soft

Corende 2005Corende 2005Modelo Modelo ExperimentalExperimental

Coiled Tubing+ Sist.

mecánicomóvil

Amplificadorde

instrumentación

ConversorA/D

de 8 bits

SensorMagnetico

MR

ComunicaciónRS 232

Visualizaciónen PC

Bobinasde

inducción

Adaptadorde

señales

Electrónica discreta

Microcontrolador Microchip

Philips

Corende 2005Corende 2005

ResultadosResultados

• Detección satisfactoria de las tres discontinuidadesDetección satisfactoria de las tres discontinuidades• Perturbaciones que afectan la medición:Perturbaciones que afectan la medición:

– Vibraciones, liftoff, ruido eléctrico y de cuantización, Vibraciones, liftoff, ruido eléctrico y de cuantización, tamaño de la muestra inspeccionadatamaño de la muestra inspeccionada

• EEliminación liminación parcial parcial de perturbaciones mecánicas y ruido de perturbaciones mecánicas y ruido eléctrico eléctrico mediante una configuración dmediante una configuración diferencialiferencial..

• Necesidad de filtrado y procesamiento de señales.Necesidad de filtrado y procesamiento de señales.

17mm x 0,4mm x 0,15mm17mm x 0,4mm x 0,15mm

D=2,7mm, h=0,6mmD=2,7mm, h=0,6mm

Corende 2005Corende 2005Optimización Optimización ddel el Modelo:Modelo:

Resolución de Ec. Maxwell mediante Elementos Resolución de Ec. Maxwell mediante Elementos FinitosFinitos

• Validación de resultados Validación de resultados experimentalesexperimentales

• Análisis de parámetros del sistema Análisis de parámetros del sistema para maximización de su sensibilidad y para maximización de su sensibilidad y estudio del comportamiento del campo estudio del comportamiento del campo disperso.disperso.

Corende 2005Corende 2005Conclusiones y Mejoras Conclusiones y Mejoras FuturasFuturas

• Modelo experimental y preliminar a nivel de laboratorioModelo experimental y preliminar a nivel de laboratorio

• De los resultados:De los resultados:

– Detección satisfactoria de discontinuidades en muestras exploradasDetección satisfactoria de discontinuidades en muestras exploradas

– Las perturbaciones mecánicas afectan gravemente al sistemaLas perturbaciones mecánicas afectan gravemente al sistema

• El sistema mecánico debe incluirse en el diseño El sistema mecánico debe incluirse en el diseño

Mejoras a futuro:Mejoras a futuro:

• Circuitos electrónicos de precisión, compensación en Circuitos electrónicos de precisión, compensación en

temperatura, filtrado y eliminación de ruidostemperatura, filtrado y eliminación de ruidos

• Procesamiento de señales Procesamiento de señales

• Caracterización de fallas (evaluación de la severidad)Caracterización de fallas (evaluación de la severidad)

Muchas Gracias por su Muchas Gracias por su atenciónatención

Contactos:Contactos:

FERNÁNDEZ GOTTARDINI, Leonardo G.: FERNÁNDEZ GOTTARDINI, Leonardo G.: leofergotleofergot@@gmailgmail..comcom

LÓPEZ CARRANZA, Guillermo J.: LÓPEZ CARRANZA, Guillermo J.: glopezcaglopezca@@gmailgmail..comcom

MOREYRA, Marcelo: MOREYRA, Marcelo: marcelomarcelo__moreyramoreyra@@ieeeieee..orgorg