Tubulação de revestimento API 5CT L80
Tubulação de revestimento API 5CT L80
Introdução
O tubo de revestimento L80 é um tubo de aço de alta resistência usado na indústria de petróleo e gás para aplicações de revestimento de poços. Ele é projetado para fornecer integridade estrutural ao poço, prevenir a contaminação de zonas de água doce, e garantir um canal confiável para extração de petróleo e gás. L80 é uma classe dentro da especificação API 5CT. Ele vem em três tipos: L80-1, L80 13Cr, e L80 9Cr, cada um com composições químicas e propriedades mecânicas distintas para diferentes condições operacionais.
Especificações da API
Escopo
API 5CT especifica os requisitos para revestimentos e tubulações usados em poços de petróleo e gás. A tubulação de revestimento L80 foi projetada para atender a esses padrões, garantindo que ele possa suportar as pressões operacionais e as condições ambientais encontradas durante a perfuração e produção.
Composição Química
A composição química da tubulação de revestimento L80 varia entre seus três tipos para fornecer propriedades específicas:
L80-1
Elemento | Composição (%) |
---|---|
Carbono (C) | 0.43 máx. |
Manganês (Mn) | 1.90 máx. |
Fósforo (P) | 0.030 máx. |
Enxofre (S) | 0.030 máx. |
Silício (E) | 0.45 máx. |
Cromo (Cr) | 0.25 máx. |
Níquel (Em) | 0.25 máx. |
Molibdênio (Mo) | 0.35 máx. |
Cobre (Cu) | 0.25 máx. |
L80 13Cr
Elemento | Composição (%) |
---|---|
Carbono (C) | 0.15 máx. |
Manganês (Mn) | 1.00 máx. |
Fósforo (P) | 0.020 máx. |
Enxofre (S) | 0.010 máx. |
Silício (E) | 1.00 máx. |
Cromo (Cr) | 12.00 – 14.00 |
Níquel (Em) | 0.50 máx. |
Molibdênio (Mo) | 0.50 máx. |
L80 9Cr
Elemento | Composição (%) |
---|---|
Carbono (C) | 0.15 máx. |
Manganês (Mn) | 1.00 máx. |
Fósforo (P) | 0.020 máx. |
Enxofre (S) | 0.010 máx. |
Silício (E) | 1.00 máx. |
Cromo (Cr) | 8.00 – 10.00 |
Níquel (Em) | 0.50 máx. |
Molibdênio (Mo) | 0.50 máx. |
Propriedades Mecânicas
As propriedades mecânicas da tubulação de revestimento L80 são projetadas para garantir durabilidade e confiabilidade sob diversas condições operacionais. As propriedades mecânicas típicas incluem:
- Resistência à tracção: 655-758 MPa (95-110 ksi)
- Força de rendimento: Mínimo 552 MPa (80 ksi)
- Alongamento: Mínimo 15% em 2 polegadas
Tamanhos de tubos
A tubulação de revestimento L80 está disponível em vários tamanhos para acomodar diferentes diâmetros e profundidades de furo de poço. Os tamanhos padrão são especificados pelo seu diâmetro externo (DE) e espessura da parede. Tamanhos comuns incluem:
- Diâmetro externo (DE): 4 1/2 polegadas para 20 polegadas
- Espessura da Parede: Varia de acordo com os requisitos da aplicação (por exemplo, 0.224 polegadas, 0.250 polegadas, etc.)
Detalhes técnicos, Dimensões, e tolerâncias
Dimensões
As dimensões da tubulação de revestimento L80 são especificadas pelo seu diâmetro externo (DE) e espessura da parede. Os tamanhos padrão atendem aos requisitos API 5CT. Dimensões comuns incluem:
- Diâmetro externo (DE): 4 1/2 polegadas para 20 polegadas
- Espessura da Parede: Varia de acordo com os requisitos da aplicação.
Tolerâncias
API 5CT descreve tolerâncias precisas para garantir que os tubos atendam aos padrões de qualidade e desempenho. Essas tolerâncias incluem:
- Diâmetro externo (DE): ±1% do DO especificado
- Espessura da Parede: ±12,5% da espessura de parede especificada
- Peso: ±10% do peso nominal por unidade de comprimento
Espessura da Parede & Tolerância
A espessura da parede da tubulação de revestimento L80 é crítica para seu desempenho em operações de perfuração e produção. As tolerâncias na espessura da parede garantem um desempenho consistente. As tolerâncias padrão incluem:
- Tolerância de espessura de parede: ±12,5% da espessura de parede especificada.
- Espessura Mínima da Parede: A espessura mínima da parede não deve ser inferior 87.5% da espessura nominal da parede especificada.
Materiais e Fabricação
Materiais
A tubulação do revestimento L80 é feita de aço carbono e aço-liga, proporcionando um equilíbrio de força, resistência, e resistência à corrosão. A seleção do material varia de acordo com o tipo específico (L80-1, L80 13Cr, L80 9Cr) para atender a diferentes requisitos operacionais.
Fabricação
O processo de fabricação da tubulação de revestimento L80 envolve diversas etapas para garantir qualidade e desempenho:
- Siderurgia: O aço de alta qualidade é produzido através de processos como forno elétrico a arco (EAF) ou forno de oxigênio básico (BOF).
- Formando: O aço é formado em formas cilíndricas usando processos como laminação sem costura ou soldagem.
- Tratamento térmico: Os tubos passam por processos de tratamento térmico, como normalização ou têmpera e revenimento, para melhorar suas propriedades mecânicas..
- Acabamento: Os tubos são acabados para atingir a qualidade de superfície desejada, dimensões, e tolerâncias.
Testes
Para garantir a qualidade e o desempenho da tubulação de revestimento L80, vários testes são realizados de acordo com os requisitos API 5CT:
Teste Hidrostático
Um teste hidrostático é realizado para verificar os tubos’ capacidade de suportar pressão interna. Os tubos são preenchidos com água e pressurizados a um nível especificado para verificar vazamentos e integridade estrutural.
Testes Não Destrutivos (END)
Métodos de testes não destrutivos são usados para detectar defeitos internos e superficiais sem danificar os tubos. Os métodos comuns de END incluem:
- Teste ultrassônico: Ondas sonoras de alta frequência são usadas para detectar falhas internas.
- Inspeção de Partículas Magnéticas: Detecta defeitos superficiais e próximos à superfície usando campos magnéticos.
Testes Mecânicos
Testes mecânicos são realizados para verificar os tubos’ propriedades mecânicas, incluindo:
- Teste de tração: Mede a resistência à tração, força de rendimento, e alongamento.
- Teste de dureza: Verifica os níveis de dureza para garantir a conformidade com os limites especificados.
- Teste de achatamento: Verifica a capacidade do tubo de resistir à deformação sem rachar.
Tratamento térmico
Processos de tratamento térmico, como normalização ou têmpera e revenido, podem ser aplicados à tubulação de revestimento L80 para melhorar suas propriedades mecânicas e garantir desempenho consistente:
Normalizando
A normalização envolve aquecer os tubos a uma temperatura acima da temperatura crítica e depois resfriá-los ao ar.. Este processo refina a estrutura do grão, melhorando a resistência e a força.
Têmpera e Revenimento
A têmpera e o revenido envolvem o aquecimento dos tubos a uma alta temperatura, temperando-os em água ou óleo para esfriar rapidamente, e depois reaquecer a uma temperatura mais baixa para aliviar tensões e melhorar a tenacidade.