Tubo de perfuração com extremidade espessada é um consumível essencial na perfuração de petróleo e gás. Afecta a eficiência, a segurança e a economia da perfuração de poços. Este artigo analisa em profundidade os três tipos de extremidades espessadas de IU/EU/IEU na perfuração de petróleo e gás.
Prefácio
De acordo com o relatório da Global Market Insights, o mercado global de tubos de perfuração atingirá $6,7 mil milhões em 2023, dos quais os tubos de perfuração espessos representam 58% da quota de mercado. De acordo com as estatísticas do American Petroleum Institute (API), cerca de 29% de acidentes de fundo de poço estão relacionados com a quebra de tubos de perfuração, com o maior dano atingindo $2,3 milhões, o que prova plenamente a importância da força do tubo de perfuração. Ao enfrentar pressões superiores a 10.000 psi, o fator de concentração de tensão na ligação roscada do tubo de perfuração tradicional pode atingir 3,8-4,2, enquanto a concentração de tensão do tubo de perfuração espessado pode ser reduzida para 2,1-2,5.
Sistema de conhecimento básico do tubo de perfuração com extremidade espessada
Definição técnica
O tubo de perfuração com extremidade espessada é uma ferramenta de perfuração reforçada que aumenta a espessura de ambas as extremidades do tubo de perfuração através de forjamento a quente, aumentando assim a resistência à compressão. A inclinação da sua zona de transição é estritamente limitada a ≤1:4, o que cumpre os requisitos de API SPEC 5DP Secção 6.3.2. Esta conceção foi significativamente melhorada em termos de resistência à fadiga, com uma melhoria de até 300% para 450%.
Comparação dos parâmetros técnicos de três tipos de espessamento
tipo | Posição de espessamento | Profundidade do poço aplicável | Resistência à torção melhorada | Índice de custos |
Espessamento interno (IU) | Espessamento da parede interna | 4,500-7,500m | 35%-40% | 1.2x |
Espessamento externo (UE) | Espessamento da parede exterior | <3,000m | 25%-30% | 1.0x |
Estofos interiores e exteriores (IEU) | Espessamento síncrono interior e exterior | >8,000m | 55%-60% | 1.8x |
Análise aprofundada dos cenários de aplicação:
Poço horizontal de gás de xisto: Os poços horizontais de gás de xisto são complicados e apresentam um grande desgaste no tubo de perfuração, pelo que deve ser utilizado um tubo de perfuração do tipo UE, uma vez que a camada exterior deste tubo de perfuração foi especialmente tratada com resistência ao desgaste e possui uma camada resistente ao desgaste que pode suportar mais de 200 vezes o desgaste do revestimento. Deste modo, melhora a eficiência e a segurança da operação global, proporcionando uma forte garantia para a exploração eficiente do gás de xisto.
Perfuração em águas profundas: Para operações de perfuração em águas profundas, o tubo de perfuração do tipo IEU é o mais adequado, porque este tubo de perfuração pode suportar alta pressão e pode manter a vedação segura sob uma pressão externa de 2.000psi. Uma vez que quanto mais profunda a água, maior a pressão da água, esta caraterística é muito importante para operações de perfuração em águas profundas.
Campo de petróleo com alto teor de enxofre: Para a exploração de campos de petróleo com alto teor de enxofre, deve ser utilizado tubo de perfuração tipo U e material LC-95. Esta combinação forte pode mostrar uma resistência à corrosão extremamente elevada, e o índice de corrosão sob tensão de enxofre atinge a norma NACE MR0175.
Processo de fabrico normalizado API
Processo de conformação a quente em seis etapas
Aquecimento da extremidade do tubo: A extremidade do tubo é aquecida por uma bobina de indução de média frequência de 3.000-10.000 Hz, que pode aquecer rapidamente a temperatura da extremidade do tubo para 1.200 ± 50 ℃ em 3 segundos.
Forjamento hidráulico: Uma prensa hidráulica de alta pressão de 500-2.000 toneladas é utilizada para a extrusão radial, e a taxa de aumento da espessura da parede é rigorosamente controlada entre 18%-22%.
Formação da zona de transição: O tubo é processado utilizando um molde para formar um gradiente de 1:4,5-1:5 que cumpre os requisitos rigorosos da norma API para a zona de transição, a fim de garantir o seu desempenho.
Tratamento térmico: São utilizados os processos de normalização e de têmpera. Mantém a dureza no intervalo de HRC22-26. Ensaios não destrutivos:
Deteção de defeitos por ultra-sons (UT): detecta a área onde o desvio da espessura da parede é superior a ±5%
Inspeção por partículas magnéticas (MPI): identificar microfissuras superficiais (nível de sensibilidade 2)
Processamento da rosca: utilizar VAM TOP e outros tipos de fivela avançados, e controlar a distância de fecho dentro de ±0,05 mm
FAQs：
1. Como medir o comprimento da extremidade espessada?
De acordo com o API RP 7G Apêndice B: limpar as manchas de óleo na extremidade do tubo, utilizar um paquímetro especial para medir a distância desde o ponto inicial da secção espessada até à extremidade do tubo e obter o valor médio em quatro posições simétricas, com uma tolerância de ±3 mm.
2. O tubo de perfuração espessado pode ser reparado e utilizado?
Limitado ao desgaste local fora da zona de transição, e deve atender aos seguintes requisitos: tempos de reparo ≤ 2 vezes, passar no teste de pressão de trabalho 125% após o reparo e não pode ser usado em condições de poço com conteúdo de H₂S> 5%.
Português 
English 
Deutsch 
Español 
Nederlands 
Italiano 
Français 
Русский 
Українська 
العربية 
日本語 
한국어 
Bahasa Indonesia