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EQUIPAMENTO DE SUPERFÍCIE DE POÇO API SPEC 6A – ISO 10423 CARLOS FRANCISCO SALES DE SOUZA - 2012 EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 1/50 CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO Os Equipamentos de Superfície de Poços de Petróleo são aqueles necessários para garantir a segurança e controle do poço, como também permitir o acesso ao interior do mesmo, tanto nas fases de perfuração como nas fases de completação e produção. A perfuração de um poço de petróleo é realizada através de uma sonda. Existem basicamente dois métodos básicos para a perfuração de um poço de petróleo: - o percussivo; - e o rotativo. Praticamente toda indústria de perfuração de poços de petróleo no mundo, utiliza o método rotativo. Na perfuração de um poço de petróleo, ao se atingir determinada profundidade, a coluna de perfuração é retirada do poço e uma coluna de revestimento de aço, de diâmetro inferior ao da broca, é descida no poço. O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poço é cimentado (ver figura 1.1), com a finalidade de isolar as rochas atravessadas, permitindo então o avanço da perfuração com segurança. Após a operação de cimentação, a coluna de perfuração é novamente descida no poço, tendo na sua extremidade uma nova broca de diâmetro menor do que a do revestimento, para a perfuração de uma nova fase do poço. Portanto, vemos que um poço é perfurado em diversas fases, conforme mostrado na figura 1.1, caracterizadas pelos diferentes diâmetros das brocas. A seqüência apresentada na figura 1.1 mostra as fases da perfuração e descida de tubos para revestimento do poço. Inicialmente é perfurado ou cravado um tubo de grande diâmetro chamado de tubo condutor. Em seguida são perfuradas as fases seguintes e descidos os revestimentos de superfície, intermediários e, por fim, o revestimento de produção. O revestimento de produção é o poço propriamente dito, porque é pelo seu interior, que será produzido o petróleo e instalados os equipamentos de elevação natural ou artificial do óleo ou gás. Normalmente o revestimento é cimentado de modo que o cimento cubra toda a porção “a poço aberto” e uma parte do revestimento anteriormente descido, conforme pode ser observado na figura 1.1. Isso não é uma regra e Figura 1.1 - Conjunto de revestimentos de poço de petróleo devidamente cimentados. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 2/50 muitas vezes é conveniente ou operacionalmente possível que somente parte do poço seja cimentado sem a necessidade do cimento alcançar a sapata do revestimento descido anteriormente. Após o término da perfuração de um poço, é necessário deixá-lo em condições de entrar em operação de forma segura e econômica durante toda sua vida produtiva. Ao conjunto de operações destinadas a equipar o poço para produzir óleo ou gás, denominamos Completação. Portanto, tanto durante as fases de perfuração mostradas na figura 1.1, como após o término desta perfuração, nas fases de completação e produção do poço, são necessários equipamentos, instalados tanto na superfície como na subsuperficie, ou seja, no interior do poço. O propósito deste trabalho é apresentar os Equipamentos de Superfície instalados em poços de petróleo, tanto nas fases de perfuração como nas fases de completação e produção, em configurações de poços construídos em terra firme (Onshore) e em águas rasas (Offshore).. Sonda de Perfuração posicionada na locação de um poço efetuando sua perfuração. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 3/50 CAPÍTULO 2 – EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE Com o objetivo de mostrarmos de forma geral e ilustrativa, os equipamentos de superfície de um poço de petróleo, apresentamos a figura 2.1(a), onde encontram-se destacados: - Cabeça de Revestimento (1); - Carretel de Ancoragem (2); - Cabeça de Produção (3) e; - Árvore de Natal e Adaptador da Cabeça de Produção(4); Já na figura 2.1(b), é mostrado o detalhamento da montagem de um Cabeçal de Perfuração para execução em 03 fases, ou seja, para descida de 03 revestimentos: Revestimento de Superfície, Intermediário e Produção. Logicamente além dos equipamentos aqui ilustrados, existem outros equipamentos e acessórios, internos ao conjunto, que serão tratados ao longo deste capítulo. A seguir faremos uma análise separada de cada equipamento de superfície de um poço de petróleo, utilizados durante a fase da perfuração. Figura 2.1 - (a) Esquema ilustrativo dos equipamentos de superfície de um poço; (b) Cabeçal de Perfuração. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 4/50 2.1 – CABEÇA DE REVESTIMENTO A Cabeça de Revestimento é um equipamento instalado no topo do revestimento de superfície, responsável pela sustentação das demais colunas de revestimento do poço. Ver figura 2.2. A cabeça de revestimento oferece apoio também para os Equipamentos de Segurança de Cabeça de Poço (ESCP): BOP, Carretéis de Perfuração, Carretéis Espaçadores, Saída de Lama, etc., imprescindíveis para os trabalhos de perfuração. Também permite um meio de acesso ao espaço anular entre o revestimento de superfície e o revestimento descido em seguida, através de saídas laterais roscadas, flangeadas ou estojadas. A figura 2.2 ilustra uma cabeça de revestimento (destacada em amarelo) tipo soldada, com uma saída lateral com válvula, flange superior com parafusos e a junta-anel de vedação. Destaca-se também, em cinza, um revestimento ancorado através de cunha posicionada no interior da Cabeça de Revestimento. A cabeça de revestimento deverá ser instalada cuidadosamente para que fique nivelada e alinhada com a mesa rotativa, evitando-se assim esforços laterais no cabeçal e na coluna de perfuração. 2.1.1 – Tipos de Conexões da Cabeça de Revestimento Destacamos aqui três tipos de conexões ou uniões entre a Cabeça de Revestimento e o revestimento: - Conexão Tipo Soldada; - Conexão Tipo “Slip-Lock” (por acunhamento); - Conexão Tipo Roscada. a) Conexão Tipo Soldada A figura 2.3 traz um esquema da forma de união entre o revestimento e a cabeça de revestimento tipo soldada. Existe um orifício especialmente posicionado (Test Port) para testar a estanqueidade dos cordões de solda após sua aplicação. Normalmente as cabeças soldadas estão especificadas para revestimento de 20” e 30”. Figura 2.2 - Cabeça de Revestimento Figura 2.3 - Conexão Tipo Soldada entre Cabeça de Revestimento e revestimento. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 5/50 b) Conexão Tipo “Slip-Lock” (por acunhamento) Outro tipo de conexão é feito pelo acunhamento do revestimento à cabeça. Esta possui sua extremidade inferior com cunhas e parafusos de energização das cunhas. A vedação é feita por anéis ou gaxetas existentes na parte interna da cabeça que vedam contra a superfície externa do revestimento, conforme visto na figura 2.4. Essa forma de conexão facilita a montagem, a desconexão e reutilização da cabeça, e economiza substancial tempo desonda, devido não envolver o demorado processo de soldagem. É muito aplicada em poços exploratórios onde está previsto o abandono provisório ou permanente do poço após sua perfuração e avaliação. c) Conexão Tipo Roscada O uso da Cabeça de Revestimento roscada é bastante comum, quando o revestimento de superfície é menor que 20”. Para diâmetros de 13.3/8” e menores, é mais comum utilizar-se cabeças de revestimento do tipo roscadas, muito embora o conceito de conexão tipo Slip-Lock se revele também adequado e tenha atualmente sido preferido. A figura 2.5 ilustra uma cabeça de revestimento do tipo roscada com flange superior e saídas laterais também roscadas. 2.1.2 – Tipos de Cabeças de Revestimento Apresentamos a seguir exemplos de Tipos de Cabeça de revestimento, cuja denominação retirada de catálogos técnicos da empresa FMC / CBV, também é adotadas pela maioria dos fabricantes em todo o mundo. - Tipo C-22 ; - Tipo C-29 e; - Tipo Independente. Figura 2.4 - Conexão “Slip-Lock” através de acunhamento. Figura 2.5 - Cabeça de Revestimento do Tipo Roscada. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 6/50 a) Cabeça de Revestimento Tipo C-22 Este tipo de cabeça pode ter extremidade inferior p/ solda, rosca ou acunhamento (slip-lock), possui flange superior API Spec 6A e alojamento cilíndrico p/ acomodação do Suspensor de Revestimento “C-22”, além de duas saídas laterais c/ rosca, flange ou estojo para conexão de válvulas roscadas ou flangeadas. A figura 2.6 exemplifica uma cabeça do tipo PC-22 com extremidade p/ solda e saídas laterais roscadas. b) Cabeça de Revestimento Tipo C-29 Este tipo de Cabeça de Revestimento tem extremidade inferior para solda, acunhamento ou rosca, possui flange superior segundo Norma API Spec 6A e alojamento cilíndrico para acomodação do Suspensor de Revestimento “C-29”, além de duas saídas laterais c/ rosca, flange ou estojo para conexão de válvulas laterais. Esse tipo apresenta ganho em altura em relação à cabeça C-22 e aumento da área do alojamento do Suspensor de Revestimento. É especialmente indicada para poços mais profundos onde se espera a ancoragem de grande carga de revestimento. A figura 2.7 exemplifica uma cabeça do tipo PC-29 com extremidade para solda e saídas laterais roscadas. A versão de cabeça de revestimento conhecida como “C-29-L”, possui parafusos prisioneiros (“Lock-Down Screw”) distribuídos ao redor do flange para fixação e energização do elemento de vedação do Suspensor de Revestimento. Por isso, esse tipo de cabeça também é indicada para poços rasos em que o peso do revestimento é insuficiente para energizar a vedação do suspensor. Além disso, o “Lock-Down Screw” é utilizado para travar a bucha de proteção (Bore Protector) utilizada durante a perfuração para proteger a região interna da cabeça onde é feita a vedação do suspensor. c) Cabeça de Revestimento Independente O conceito de cabeça de revestimento “Independente” baseia-se no fato de a cabeça promover unicamente a ancoragem e isolamento do espaço anular entre revestimentos, sem estabelecer uma continuidade como a que ocorre entre a Cabeça de revestimento C-22/29 e os Carretéis de Ancoragem. Figura 2.7 - Cabeça de Revestimento tipo PC-29. Figura 2.6 - Cabeça de Revestimento tipo C-22 ). EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 7/50 É uma cabeça utilizada em poços rasos perfurados em área terrestre que possuem um número mínimo de fases. Normalmente poços que admitem cabeças de revestimento independentes são perfurados em somente duas fases: são descidos o Revestimento de Superfície e o Revestimento de Produção. Após a descida do último revestimento, o mesmo fica com sua extremidade exposta para enroscamento de uma cabeça de produção. A figura 2.8 mostra uma cabeça de revestimento do tipo independente. Destaca-se a ancoragem e vedação para o revestimento descido no seu interior. Não existe conexão flangeada para adaptação de um carretel superior, mas somente uma sobreposta para energização da vedação. Possui saídas laterais roscadas. Em caso de necessidade de montagem de um carretel flangeado pode-se adaptar um flange (ver figura 2.9) na cabeça de revestimento INDEPENDENTE. Este flange adaptador possibilita à Cabeça de Revestimento Independente, receber um Carretel Superior (Drilling Spool) durante a perfuração e descida do revestimento seguinte. Esse recurso é normalmente empregado para montagem do ESCP (Equipamento de Segurança de Cabeça de Poço) que perfura o poço. 2.2 – CARRETEL DE ANCORAGEM (OU DE REVESTIMENTO) Voltando à figura 2.1, vemos a posição do Carretel de Ancoragem. Os Carretéis de Ancoragem (Casing Head Spool) complementam o “cabeçal” do poço a partir da Cabeça de Revestimento. São utilizados quando forem descidos revestimentos intermediários entre o revestimento de produção e o revestimento de superfície. Fazem a adaptação da pressão de trabalho de cada fase do poço, promovem vedação e permite acesso ao espaço anular entre os revestimentos, bem como alojam suspensores de revestimentos adequados aos diâmetros dos revestimentos descidos. Figura 2.9 - Flange adaptador para cabeça de revestimento independente. Figura 2.10 - Carretel de Ancoragem Figura 2.8 - Cabeça de Revestimento do tipo Independente. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 8/50 A figura 2.10 ilustra um Carretel de Ancoragem com suas extremidades flangeadas, saídas laterais e alojamento interno para o suspensor de revestimento. Em seu interior, na parte inferior, há um engaxetamentos (pack-off) que irá fornecer a vedação contra a extremidade do tubo de revestimento anteriormente descido, e na parte superior possui um alojamento para apoiar e acomodar o suspensor de revestimento. Os carretéis de ancoragem distinguem-se das cabeças de revestimento por possuírem dois flanges, um superior e um inferior, que podem ser de características diferentes (diâmetro e/ou pressão de trabalho). 2.2.1 – Tipos de Carretel de Ancoragem Apresentamos a seguir dois exemplos de Tipos de Carretel de Ancoragem, cuja denominação retirada de catálogos técnicos da empresa FMC / CBV, também é adotadas pela maioria dos fabricantes. - Tipo C-22 - Tipo C-29 . a) Carretel de Ancoragem Tipo C-22 Este tipo de Carretel tem extremidades com flange API 6A e alojamento interno cilíndrico para acomodação do Suspensor de Revestimento “C-22”. Sua geometria interna é a mesma da Cabeça de Revestimento “C-22”, exceto pela extremidade inferior que está preparada com selos internos para vedação contra o revestimento anteriormente descido. Essa vedação representa a “vedação Secundária” entre os anulares dos revestimentos descidos. A “vedação primária” está representada pelo suspensor do revestimento e cabeça de revestimento ou carretel inferior. A figura 2.11 representa um Carretel do tipo “PC-22” com vedação inferior para receber a extremidade do revestimento, saídas laterais roscadas e alojamento interno para o Suspensor PC-22. Figura 2.11 - Carretel de Ancoragem Tipo C-22 Figura 2.12 - Carretel de Ancoragem Tipo C-29-L EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________9/50 b) Carretel de Ancoragem Tipo C-29 O Carretel de Ancoragem tipo “C-29”, conforme visto na figura 2.12, tem extremidades com flange API 6A, e alojamento cilíndrico p/ acomodação do Suspensor de Revestimento “C-29”, com duas saídas laterais c/ rosca, flange ou estojo para conexão de válvulas laterais. Apresenta ganho em altura em relação ao Carretel de Ancoragem C-22 e aumento da área do alojamento do Suspensor de Revestimento. É especialmente indicado para poços mais profundos onde se espera a ancoragem de grande carga de revestimento. Há também o carretel de ancoragem tipo C-29-L que possui parafusos transversais ao flange para energização do suspensor de revestimento tipo cunha em poços mais rasos ou para prender o suspensor tipo mandril. 2.3 – SUSPENSOR DE REVESTIMENTO (Casing Hanger) É o equipamento responsável pela ancoragem da coluna de revestimento e pela vedação superior do espaço anular entre revestimentos cimentados. São alojados no interior da cabeça de revestimento ou carretéis de ancoragem. Possui vedação por elemento de borracha que são comprimidos contra o tubo e contra o alojamento cilíndrico da cabeça de revestimento por ação do peso dos revestimentos ancorados ou, opcionalmente, pela energização dos parafusos prisioneiros (Lock-down Screw) existentes em alguns tipos de Cabeças de Revestimento ou Carretéis de Ancoragem. A figura 2.13 mostra o posicionamento do Suspensor de Revestimeno alojado numa cabeça de revestimento, ancorando um revestimento intermediário. A figura 2.14 representa um Suspensor de Revestimento. Em amarelo evidencia-se o conjunto de cunhas de ancoragem e em preto está representada a borracha de vedação. Figura 2.13 - Posição da instalação de um suspensor de revestimento. Figura 2.14 - Suspensor de Revestimento EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 10/50 2.3.1 – Tipos de Suspensor de Revestimento Apresentamos a seguir os tipos de Suspensores de Revestimento: SUSPENSORES TIPO CUNHA - Suspensor de Revestimento Tipo C-22 - Suspensor de Revestimento Tipo C-29 a) Suspensor de Revestimento Tipo C-22 É um suspensor tipo envolvente, fecha automaticamente contra o corpo do tubo do revestimento. Pode ser instalado sem necessidade de remover completamente o BOP. Compatível com a Cabeça de Revestimento C-22 e com o Carretel de Ancoragem C-22. A figura 2.15 mostra um suspensor de revestimento tipo C-22. Neste tipo de suspensor a borracha se expande e veda contra o tubo de revestimento e contra a cabeça de revestimento, quando o peso da coluna de revestimento é transferido para as cunhas, obtendo-se assim a vedação do espaço anular entre os revestimentos e as cabeças de revestimentos ou carretéis de ancoragem. b) Suspensor de Revestimento Tipo C-29 É também um suspensor tipo envolvente, fecha automaticamente contra o corpo do tubo de revestimento. Pode ser instalado sem necessidade de remover o BOP, opcionalmente é mais comum suspender o BOP o suficiente para executar uma montagem mais visual. As duas cunhas, presentes nesse tipo de suspensor, permitem que uma carga maior seja apoiada minimizando a possibilidade de colapso do revestimento mesmo sob extrema carga. Pode ser também energizado por ação dos parafusos lockdown. Compatível com a Cabeça de Revestimento ou Carretel de Ancoragem tipo C-29. Figura 2.17 - Suspensor de Revestimento C-29 de fabricação FMC Figura 2.15 - Suspensor de revestimento tipo C-22 Figura 2.16 - Suspensor de Revestimento do tipo C-29 EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 11/50 A figura 2.16 ilustra o Suspensor de Revestimento do tipo C-29, apropriado para Cabeças e Carretéis C-29 e a figura 2.17 mostra um Suspensor C-29 fabricação FMC. SUSPENSORES TIPO MANDRIL A figura abaixo exemplifica um suspensor do tipo mandril roscado. Trata-se de um equipamento que deve ser conectado através de rosca, normalmente a mesma do revestimento que está sendo descido. O suspensor de revestimento tipo mandril possui estruturas de apoio e vedação compatíveis com o perfil interna da cabeça de revestimento ou carretel de ancoragem. Possui também na sua porção superior um prolongamento para fazer a continuidade e estabelecer vedação com o carretel superior. Detalhe do suspensor do tipo mandril, roscado ao último revestimento descido. Representado pelo item na cor verde evidenciando os apoios no interior da cabeça de revestimento. 2.3.2 – Montagem do Sistema de Revestimentos A seguir expomos como é feito o corte da extremidade superior do revestimento descido, de modo a prepará-lo para receber um carretel superior ou mesmo a cabeça de produção. Não mencionamos aqui, cabeça de revestimento, porque a elas, os revestimentos são soldados, acunhados ou roscados. A figura 2.18 mostra o detalhe da extremidade em BISEL do revestimento ancorado e preparado para receber o carretel superior com a vedação secundária. O comprimento “L” deixado para receber o carretel superior é função da posição dos anéis de vedação secundária contidos internamente no corpo deste carretel. Esse comprimento pode variar, normalmente, de 6 + - ¼” para os equipamentos da FMC/CBV e 4.5/16”+ - 1/8” para os equipamentos da MMA. É recomendável medir o comprimento interno do recesso do carretel superior que abrigará a extremidade do revestimento, mais a altura do anel, antes de cortar o revestimento. A figura 2.19 mostra o detalhe da vedação secundária estabelecida entre o engaxetamento do carretel superior contra os tubos de revestimento. A vedação primária se estabelece entre o revestimento e o “casing hanger” energizado. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 12/50 Ainda com relação à figura 2.19, nota-se o detalhe da abertura lateral no flange superior para acesso e teste de estanqueidade do suspensor de revestimento e do engaxetamento do carretel superior. Esse “test port” deve ser sempre utilizado para aferir as vedações após a montagem dos equipamentos. Figura 2.19 - Sistema de montagem mostrando a ancoragem e vedação. Figura 2.18 - Detalhe do corte da extremidade superior do revestimento. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 13/50 2.4 – ACESSÓRIOS DO CABEÇAL DE REVESTIMENTO 2.4.1 – Bucha Adaptadora Equipamento que faz a compatibilização entre o revestimento descido e o carretel de ancoragem, cabeça de produção ou carretel superior, de modo a permitir que ocorra a vedação secundária. Por facilidade e economia na construção, os carretéis são fabricados com internos padronizados e compatíveis com o maior revestimento a ser descido (Bore Superior). Casos onde se faça necessário a antecipação de descida de revestimentos de menor diâmetro, recorre-se às buchas adaptadoras para garantir vedação secundária e centralização dos revestimentos. A figura 2.20 ilustra três tipos de buchas de vedação ou adaptadoras. A especificação de uma bucha é feita com base no diâmetro externo dos revestimentos, que deve ser compatível com o diâmetro internoda bucha. A figura 2.21 mostra a posição de montagem de uma bucha adaptadora de redução para revestimento, posicionada no interior do carretel de ancoragem ou cabeça de produção. Chamamos de vedação secundária aquela que se estabelece entre a extremidade inferior de um Carretel, em sua superfície interna, e a superfície externa do tubo de revestimento. Essa vedação é feita, normalmente, por elastômeros que podem ficar alojados originariamente no interior do carretel como também podem estar presentes nas buchas de vedação anteriormente mostradas. Figura 2.21 - Posição de montagem de uma bucha adaptadora. Figura 2.22 - Mostrando a vedação secundária entre carretel e revestimento, feita por meio de uma Bucha de Vedação. Figura 2.20 - Buchas adaptadoras. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 14/50 Ver detalhes na figura 2.22, de uma vedação secundária, onde o elastômero (destacado em preto) está presente na bucha adaptadora ou de vedação. A figura 2.23 mostra uma vedação secundária, com vedação por elastômero (anéis), alojados no interior do carretel. 2.4.2 – Parafuso Prisioneiro (Lock Down Screw) Os parafusos prisioneiros são posicionados na circunferência do flange superior de Cabeças de Revestimento, Carretéis de Ancoragem e Cabeças de Produção. Têm como função fixar e energizar os suspensores de revestimento. Podem também ser utilizados para retenção do “bore protector”. A quantidade de parafusos existentes no flange é função da pressão de trabalho do mesmo. A figura 2.24 mostra a disposição de 04 parafusos Lock Down num flange de 7.1/16” para pressão de 3.000 psi. Basicamente existem dois tipos de parafusos “Lock- Down”. Os esquemas das figuras 25 e 26 mostram em corte, esses dois tipos de parafusos prisioneiros. A figura 2.25 mostra o parafuso lock-down diretamente enroscado no flange com sobreposta também enroscada no flange. Este tipo de parafuso sofre ação do fluido do poço contra a rosca de fixação e avanço. Figura 2.24 - Disposição dos parafusos “Lock- Down” no flange. Figura 2.23 - Posicionamento dos anéis de vedação no interior do carretel. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 15/50 A figura 2.26 mostra o outro tipo de parafuso Lock Down que não sofre ação dos fluidos do poço contra a rosca de fixação e avanço, devido o posicionamento da rosca diretamente na sobreposta de energização das gaxetas e pelo posicionamento de anéis raspadores na extremidade do parafuso. 2.4.3 – Bore Protector e Test Plug O “Bore Protector” é um equipamento em forma de bucha colocada no interior da cabeça de revestimento ou cabeça de produção para proteger a sua área selante (seal bore), durante os trabalhos de perfuração ou workover. Esse equipamento protegerá a superfície onde se alojará o casing ou tubing hanger (descida de broca, estabilizadores, centralizadores, raspadores, packers etc). O “bore protector” é descido e assentado com a ferramenta (running tool) especialmente projetada para sua instalação e posterior recuperação. Ver figura 2.27. O “Test Plug” é um equipamento que fica posicionado no interior da cabeça de Figura 2.25 - Parafuso lock-down diretamente enroscado no flange. Figura 2.27 - (a) Bore Protector; (b) ferramenta de assentamento e retirada do Bore Protector. Figura 2.28 - (a) Instalação do “bore protector”; (b) Instalação do “test plug” no interior do cabeçal de perfuração. Figura 2.26 - Parafuso lock-down com rosca diretamente na sobreposta de energização das gaxetas. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 16/50 revestimento ou carretel de ancoragem e permite que seja testado o sistema de segurança de cabeça de poço (BOP Stack), que fica montado imediatamente acima. Esse dispositivo isola o poço permitindo assim uma pressurização hidráulica para teste do ESCP (BOP e Linhas de ataque) do poço. Na figura 2.28 está representada a instalação de um Test Plug. 2.4.4 – Flanges Adaptadores Os flanges são estruturas responsáveis pela junção dos equipamentos. Possuem furações para alojamento de parafusos de “amarração” ou possuem parafusos fixos diretamente em seu corpo; também dispõem de recessos para alojamento de anéis ou juntas que promovem a vedação entre eles. Os flanges adaptadores são destinados a compatibilizar Cabeças de Revestimento, Carretéis de Ancoragem e Preventores de Erupção (BOP) durante a montagem para perfuração dos poços. São flanges com diâmetros e pressões de trabalho diferentes utilizados em montagens de cabeçais de poço que contêm equipamentos com pressões de trabalho ou diâmetros nominais distintos. Dentre os Flanges Adaptadores mais comuns destacamos: - Flange Adaptador tipo A-3; - Flange Adaptador tipo A-4; - Flange Tipo Companheiro. a) Flange Adaptador tipo A-3 Flange que possui ganho de altura para permitir posicionamento das porcas dos parafusos prisioneiros. Une flanges de equipamentos com pressão de trabalho ou diâmetros diferentes. A figura 2.29 mostra um Flange Adaptador tipo A-3, com duplo flange, com furação para posicionamento de parafusos estojo com porcas. Figura 2.29 - Flange adaptador tipo A-3. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 17/50 b) Flange Adaptador tipo A-4 É um flange duplamente estojado com ganho mínimo em altura. Une flanges de pressões de trabalho ou diâmetros diferentes. A figura 2.30 mostra um Flange Adaptador tipo A-4, com duplo flange, com parafusos prisioneiros (duplo estojo). c) Flange Tipo Companheiro É uma peça onde de um lado, dispomos de um flange e do outro existe uma conexão roscada para posicionamento de um nipple, um tampão ou tomada para coleta de pressão. São estruturas normalmente utilizadas em extremidades de válvulas flangeadas ou em saídas laterais de linhas de condução. A figura 2.31 mostra um Adaptador tipo Companheiro (Flange-Rosca), com furação para posicionamento de parafusos estojo com porcas. 2.4.5 – Junta-Anel A Junta-anel metálica tem a função de promover a vedação entre dois flanges. Essas juntas são feitas de material mais mole que o do seu alojamento no flange, para, quando apertados, se deformarem o necessário para vedar. Pelo fato de haver deformação plástica do anel é que não se deve reutilizá-lo. A figura 2.32 apresenta diversos tipos de anéis de vedação, para uma melhor visualização. Os tipos de Junta-anel mais comuns são: - tipos R e RX - tipo BX Figura 2.32 - Tipos de Anéis de vedação Figura 2.30 - Flange adaptador tipo A-4. Figura 2.31 - Flange Tipo Companheiro. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 18/50 As juntas tipo R e RX são usadas nos flanges API tipo 6B, enquanto as do tipo BX são usadas nos flanges API tipo 6BX. a) Junta- Anel Tipo R e RX As juntas R e RX são intercambiáveis entre si, apesar das juntas RX serem mais altas que suas correspondentes R. As Juntas Rpodem ter seção oval ou octogonal. As Juntas RX tem seção octogonal e são energizáveis, isto é, são atuados positivamente pela pressão do poço e também deformam quando do aperto entre os flanges, assegurando uma melhor vedação. Ver as figuras 2.33 e 2.34, onde são vistos os pontos de vedação existentes entre os anéis e respectivos flanges. Observamos na figura 2.33 que a vedação do Anel Tipo R “estrutural”, se efetua em ambos os lados do anel, contra o flange, em quatro planos. Enquanto que a figura 2.34 mostra que a vedação do Anel Tipo RX “estrutural”, se efetua somente em um dos lados do anel, contra a face externa do flange em dois planos. São ditos “estruturais” porque suportam toda carga de aperto entre os flanges e o próprio carregamento da estrutura superior. Dessa forma, quando se utilizam os anéis Tipo R e RX, é observado um pequeno afastamento entre os flanges. Esse afastamento é chamado “Stand off”. b) Junta- Anel Tipo BX A vedação deste tipo de anel “não-estrutural” se efetua somente em um dos lados do anel, contra a face externa do flange em dois planos, como mostrado na figura 2.35. No detalhe do corte transversal está mostrado o orifício de equalização. As juntas BX têm seção octogonal e também são do tipo energizáveis pela pressão do poço. Figura 2.33 - Anel tipo R mostrando os pontos de vedação Figura 2.35 - Anel tipo BX mostrando vedação Figura 2.34 - Anel tipo RX mostrando os pontos vedação EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 19/50 Por não ser estrutural, não é observado “Stand off” na utilização do anel tipo BX. Flanges API “6B” (Anel Estrutural) e “6BX” (Anel Não-Estrutural) As figuras 2.37 e 2.38 apresentam esquemas de montagem dos flanges API 6B e 6BX, destacando o posicionamento dos anéis estrutural e não-estrutural, respectivamente. No flange API tipo “6B” o anel oferece apoio para as superfícies dos flanges que mantêm entre si um afastamento (stand off). Aqui o anel recebe toda a carga de aperto dos parafusos, conforme mostrado na figura 2.37. No flange API tipo “6BX” o anel não oferece apoio para as superfícies dos flanges, conforme mostrado na figura 2.38. As superfícies dos flanges se tocam mantendo o anel devidamente energizado e vedando sem receber a carga da estrutura formada pelos componentes flangeados. Aqui o anel só recebe a carga de aperto dos parafusos até os flanges se “apoiarem” um no outro. Ainda com relação aos esquemas de montagem dos flanges, atentar que, para promover o aperto adequado, deve-se obedecer à ordem apresentada no esquema da figura 2.39. Procede-se o aperto sempre em pares opostos e com o torque especificado para a pressão de trabalho do flange e diâmetro dos parafusos. Figura 2.37 - Flange API tipo 6B: (a) detalhe de montagem; (b) detalhe do apoio na junta-anel. Figura 2.38 - Flange API tipo 6BX: (a) detalhe de montagem; (b) detalhe do apoio direto entre as faces dos flanges. Figura 2.39 - Seqüência de aperto recomendada para flanges. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 20/50 2.5 – CABEÇA DE PRODUÇÃO Após a perfuração do poço com a conseqüente descida do revestimento de produção procede-se à instalação da Cabeça de Produção, cuja posição pode ser vista na figura 2.1. A Cabeça de Produção é a estrutura posicionada para dar continuidade ao revestimento de produção e para alojar os Suspensores que suportam a coluna de produção do poço. Possui saídas laterais para posicionamento de válvulas que darão acesso seguro e controlado ao espaço anular coluna - revestimento. Portanto, esse equipamento será a porta de entrada do poço e será utilizado para: - suportar a coluna de produção; - permitir a montagem do sistema de segurança para intervenção no poço; - garantir acesso ao anular coluna-revestimento, entre outras funções. De acordo com o programa de revestimento descido podemos utilizar cabeças Flangeadas ou Roscadas. 2.5.1 – Cabeça de produção Flangeada A cabeça destacada em amarelo constante do conjunto apresentado na figura 2.40, representa uma cabeça de produção tipo biflangeada, particularmente utilizada em poços da área marítima que produzem a partir de plataformas fixas. Esse tipo de cabeça de produção fica flangeada ao carretel ou cabeça de revestimento que ancorou o revestimento de produção e faz com este, vedação através de gaxetas ou anéis do tipo O’Ring, existentes em sua parte interna inferior (vedação secundária). Figura 2.40 - Cabeça de produção posicionada acima do Carretel de Ancoragem. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 21/50 Apresentamos a seguir os tipos de Cabeças de Produção Biflangeadas: - Cabeça TC-OO - 11” x 7.1/16” x 5000 psi; - Cabeça TC-60 - 11” x 7.1/16” x 5000 psi. Como informação, lembramos que existe cabeça de produção tipo TC com flange na parte superior e rosca na parte inferior. a) Cabeça TC-OO - 11” x 7.1/16” x 5000 psi Cabeça de Produção tipo biflangeada com alojamento interno cilíndrico para receber todos os suspensores da Série TC, exceto o suspensor TC-60, conforme mostrado na figura 2.41. Possui duas saídas laterais estojadas para acoplamento de válvula tipo esfera ou gaveta flangeadas. Dispõe de duplo flange API com pressões de trabalho variando entre 3000 e 10.000psi. Observamos no detalhe da figura 2.41, que esta cabeça conta com parafusos prisioneiros posicionados no flange superior, necessários para a retenção do Suspensor de Coluna (Donat, tubing hanger) ou, em alguns casos, para energização de sua vedação. Possui pino de alinhamento para suspensor tipo dupla luva suspensora (TC-2C). É uma cabeça robusta e utiliza-se em poços de pressões elevadas. b) Cabeça TC-60 - 11” x 7.1/16” x 5000 psi A Cabeça de Produção tipo TC-60, apresentada na figura 2.42, é um equipamento extremamente versátil, pois aceita todos os suspensores de coluna da série “TC”, inclusive o suspensor bipartido tipo TC-60. Em casos de possibilidade de mudanças no tipo de completação (Dupla/Simples) este é o equipamento mais econômico. Possui pino de alinhamento para suspensor tipo dupla luva suspensora (TC-2C) e pinos de alinhamento para suspensor bipartido Possui duas saídas laterais estojadas para acoplamento de válvula tipo esfera ou gaveta flangeadas. Dispõe de duplo flange API com pressões de trabalho variando entre 3000 e 10.000psi. Figura 2.41 - Cabeça de produção TC-OO biflangeada com alojamento interno cilíndrico Figura 2.42 - Cabeça de produção TC-60 com alojamento interno cilíndrico. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 22/50 Conta com parafusos prisioneiros posicionados no flange superior, necessários para a retenção do Suspensor de Coluna ou, em alguns casos, para energização de sua vedação. É uma cabeça robusta e utiliza-se em poços de pressões elevadas. A figura 2.43 mostra o esquema de montagem do conjunto suspensor bipartido no interior da cabeça de produção TC-60, onde podemos ver detalhe dos parafusos de alinhamento que imobilizam e orientam cada parte do suspensor de coluna tipo TC-60.2.5.2 – Cabeça de produção Roscada Existe também o tipo de Cabeça de Produção roscada diretamente no revestimento de produção. Esse tipo de cabeça é mais empregado em poços rasos localizados em terra (on shore) perfurados normalmente em duas fases. Possui também parafusos prisioneiros para fixação do suspensor de coluna. O esquema da figura 2.44 mostra uma cabeça de produção roscada diretamente ao revestimento de produção,. Essa construção deixa parte do revestimento de produção exposto e não é apropriado para áreas de atmosfera agressiva. Figura 2.43 - Detalhes do suspensor bipartido montado na Cabeça de Produção TC-60 Figura 2.44 - Detalhes de uma Cabeça de Produção roscada diretamente ao revestimento de produção. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 23/50 Apresentamos a seguir os tipos de Cabeças de Produção Roscada: - Cabeça T-16 - 7.1/16” x 7” Buttress x 2000 psi; - Cabeça TRRD 10.3/4” x 7” Buttress x 2000 psi. Como informação, lembramos que existe cabeça de produção tipo TC com flange na parte superior e rosca caixa na parte inferior. a) Cabeça T-16 - 7.1/16” x 7” Buttress x 2000 psi Cabeça de Produção tipo Roscada com alojamento interno cônico para receber todos os suspensores da série T-16, conforme mostrado na figura 2.45. Possui saídas laterais roscadas para conexão de válvula esfera. Dispõe de flange superior na Classe de pressão de 3000 e 2000psi. A conexão inferior é feita, diretamente, enroscando-se a cabeça ao revestimento de produção através, de rosca API tipo BUTTRESS. Essa é a Cabeça de Produção mais utilizada na área terrestre em poços produtores de óleo. Observamos na figura 2.45 que o perfil interno de alojamento do suspensor apresenta uma conicidade própria. Nesta área a cabeça recebe os esforços de ancoragem da coluna e também oferece superfície polida para vedação do suspensor. Apresentamos na figura 2.46, para uma visualização real, a foto de um conjunto Cabeça de Produção do tipo T-16, onde podemos observar as duas válvulas laterais e quatro parafusos prisioneiros. Internamente vê-se o perfil cônico de alojamento do suspensor. b) Cabeça TRRD 10.3/4” x 7” Buttress x 2000 psi Este tipo de cabeça de produção, ver figura 2.47, é diretamente enroscada no revestimento de produção e ao invés de parafusos prisioneiros e flange superior, possui Figura 2.45 - Cabeça de Produção do tipo T-16. Figura 2.46 - Cabeça de Produção tipo T-16. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 24/50 uma porca sobreposta que prende o suspensor, exercendo as funções dos parafusos prisioneiros. Esse conceito é definido pelo API como “Cabeça de produção Independente”. Nesta configuração dispensa-se o uso do adaptador e a Árvore de Natal fica diretamente enroscada no suspensor através de um Nipple Adaptador ou dois nipples em completações duplas. Adaptadores especiais podem ser utilizados com a função de prisioneiro do suspensor e também vedação secundária para a coluna de produção. Essas versões de adaptadores são especialmente utilizadas em instalações para injeção de vapor. A figura 2.48 mostra, de forma esquemática, uma cabeça de produção TRRD com suspensor duplo alojado. A figura também mostra as duas Árvores de Natal (Tê-de-Fluxo) acopladas. Para melhor ilustrar o tipo de Cabeça de Produção TRRD, mostra-se na figura 2.49 uma fotografia de um esquema de completação dupla com cabeça de produção tipo TRRD. Figura 2.47 - Cabeça de produção TRRD com subreposta. Figura 2.48 - Cabeça de Produção TRRD com suspensor duplo. Figura 2.49 - Esquema de completação dupla EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 25/50 Existem diferentes tipos de Cabeça de Produção. Além da diferença básica com respeito ao tipo de conexão, flangeda ou roscada, conforme mostrado, temos as diferenças particulares a cada modelo ou fabricante. Uma diferença representativa diz respeito ao perfil interno de alojamento do suspensor de produção. Cada cabeça somente aloja sua família de suspensor. Por exemplo, para a Cabeça de Produção T-16 temos os suspensores T-16, T-16-T, T16-BP, etc., todos estes com aplicações específicas, mas todos com o perfil externo e vedações compatíveis com a geometria interna da Cabeça de Produção T-16. 2.5.3 – Conjuntos Cabeça de Produção x Suspensor a) Cabeça de Produção TC-OO com Suspensor TC-1A-EN Esse conjunto é especialmente projetado para utilização em poços equipados com DHSV (Down Hole Safety Valve). O suspensor tipo “EN” (Extended Neck) combinado com o adaptador hidráulico tipo A-5SH facilita a comunicação da pressão hidráulica para a Válvula de Segurança de Subsuperfície (DHSV). Nesta configuração também temos o isolamento dos parafusos Lock-Down, das pressões de fluxo. Ver figura 2.50. b) Cabeça de Produção TC-60 com suspensor Duplo TC-60 Esta configuração se aplica em poços com duas colunas de produção ou injeção. O Suspensor bipartido tipo TC- 60 é utilizado exclusivamente com a Cabeça de Produção “Universal” da série TC, que possui, lateralmente, dois parafusos de alinhamento necessários à operação de descida seletiva das colunas de produção. A figura 2.51 mostra uma cabeça de produção Universal série TC biflangeada com suspensor duplo tipo TC-60. Figura 2.50 - Cabeça de produção biflangeada tipo TC-OO com suspensor TC-1A-EN. Figura 2.51 - Cabeça de produção Universal TC biflangeada com suspensor duplo TC-60. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 26/50 De modo geral os elementos básicos de qualquer Conjunto Cabeça de Produção são: - Saída lateral com válvula de acesso ao anular coluna/revestimento. - Parafusos prisioneiros do suspensor (Lock-Down Screew). - Vedação secundária no revestimento de produção no caso das Cabeças de Produção Biflangeadas. - Flange e Roscas API. - Superfície interna polida para receber os elementos de vedação do suspensor. 2.6 – SUSPENSOR DE PRODUÇÃO Os Suspensores de Produção ou Suspensores de Coluna são equipamentos que trabalham alojados nas cabeças de produção e têm como função principal suportar (suspender) a coluna de produção e promover estanqueidade do espaço anular entre a coluna e a cabeça de produção. Na figura 2.52 encontra-se ilustrado um Poço-Tipo de Bombeio Mecânico, onde fica evidenciada a função básica do Suspensor de Produção, que é suportar a coluna de tubos enquanto se aloja perfeitamente no interior da Cabeça de Produção do poço, promovendo a vedação do anular entre a coluna de produção e a cabeça de produção. Diversos são os tipos e modelos de suspensores para as diversas Cabeças de Produção existentes. Diferenciam-se fundamentalmente, não só pelo formato de seu perfil externo, mas pelo tipo de característica que devem ter para atender ao tipo de completação do poço. Apresentamos a seguir os tipos de Suspensores de Produção existentes: - Suspensores para Cabeça de Produção da Série TC flangeadas (perfil externo cilíndrico); - Suspensores para Cabeça de Produção da Série T-16 roscadas (perfil externo cônico); - Suspensorespara Cabeça de Produção da Série TR roscadas (do tipo alojamento cônico e preso à Cabeça de produção através de sobreposta enroscada na parte superior desta). Figura 2.52 - Esquema de um poço tipo bombeio mecânico, evidenciado-se a montagem do suspensor de produção (de coluna). EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 27/50 2.6.1 – Suspensor para Cabeça de Produção da Série TC A “Série TC” está representada pelos suspensores com perfil externo cilíndrico, com as seguintes denominações: TC-1A; TC-1A-BP; TC-1A-EN; TC-BEC; TC-1W; TC-T; TC-PACK-OFF; TC-60; TC-2C. a) Suspensor TC-1A Suspensor do tipo monobloco, com vedação do espaço anular promovida pelo peso da coluna ou pela energização dos parafusos lock-down. A figura 2.53 mostra a esquematização e uma foto do suspensor básico da série TC. Este suspensor possui uma rosca na parte inferior para suspensão da coluna, uma rosca na parte superior para instalar e retirar a coluna do poço, e um engaxetamento externo que promove a vedação na cabeça de produção. Na figura 2.53(b), pode ser observado o detalhe da parte inferior com a presilha de retenção da luva de energização da gaxeta (anel compressor). A figura 2.54 mostra o desenho esquemático do processo de vedação que ocorre com o suspensor tipo TC-1A. b) Suspensor TC-1A-BP Suspensor tipo monobloco similar ao modelo TC-1A com alojamento interno para instalação de uma válvula de segurança de contrapressão (BPV – Back Pressure Valve).A figura 2.55(a) mostra uma ilustração do suspensor TC-1A-BP com o alojamento interno para colocação de válvula de contrapressão ou plug de teste e a foto da figura 2.55(b) mostra o Suspensor TC-1A-BP, onde observa-se o detalhe do prolongamento de sua porção inferior para permitir acomodação do perfil interno para alojamento da BPV. Figura 2.54 - Esquema do processo de vedação do suspensor TC-1A. Figura 2.53 - Suspensor da série TC-1A. (a) Esquematização; (b) Foto. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 28/50 Na figura 2.56 podemos observar a montagem do Suspensor TC-1A-BP no interior de uma cabeça de produção, tipo TC-OO, com a coluna de produção enroscada. c) Suspensor TC-1A-EN Suspensor tipo monobloco utilizado em poços surgentes. Possui alojamento interno para instalação de BPV e passagem interna para comunicação hidráulica entre a superfície e a DHSV (Down Hole Safety Valve). Esse suspensor é utilizado em cunjunto com o adaptator para árvore de natal A5-SH. No corpo do suspensor TC-1A-EN há um orifício que se comunica com o orifício lateral localizado no flange inferior do adaptador A5-SH, realizando assim, a continuidade da linha de controle da DHSV. O pescoço “EN” (Extended Neck) possui anéis de vedação que isolam a comunicação hidráulica do fluxo do poço. Esta geometria também resguarda os prisioneiros da Cabeça de Produção, das pressões do poço. Figura 2.55 - Suspensor da série TC-1A-BP. (a) Esquematização; (b) Foto. Figura 2.56 - Esquema de montagem do suspensor TC-1A-BP. Figura 2.57 - Suspensor da série TC-1A-EN. (a) Esquematização; (b) Foto. Figura 2.58 - Esquema de montagem do suspensor TC-1A-EN. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 29/50 No desenho esquemático do Suspensor TC-1A-EN, figura 2.57(a), em detalhe, está mostrada a passagem hidráulica (furo) para acionamento da Válvula de Segurança de coluna. Na foto da figura 2.57(b), vemos o Suspensor TC-1A-EN com os anéis de vedação dispostos em seu corpo e no “pescoço”. Na figura 2.58 vemos o desenho esquemático do Suspensor TC-1A-EN, alojado no interior da Cabeça de Produção e do Adaptador, suportando a coluna de produção e oferecendo a passagem hidráulica para alinha de controle da DHSV. Na figura 2.59 apresentamos um exemplo de um “Extended Neck” com vedação Metal-Metal para poços de alta pressão produtores de Gás. Observamos em detalhe a passagem da linha de controle através do suspensor sem descontinuidade. d) Suspensor TC-BEC Suspensor especialmente projetado para permitir a passagem do cabo elétrico para o interior do anular do poço, de forma segura e eficiente. Possui rosca para suportar a coluna de produção e alojamento paralelo para receber o “mandril elétrico”; pode também ser especificado para conter alojamento para BPV e passagem para linha de controle hidráulico de acionamento da DHSV. Na figura 2.60 é apresentado um Suspensor TC-BEC e seu esquema de montagem. Na figura 2.60(a) vemos o esquema do Suspensor TC-BEC com as roscas de fixação da coluna e mandril elétrico posicionado em paralelo. Na figura 2.60(b) é apresentado um desenho do conjunto Cabeça de Produção + Suspensor + Adaptador, com o detalhe do posicionamento dos conectores elétricos em paralelo à coluna. A tendência recente é substituir a denominação TC-BEC por PBCS-C. Figura 2.59 - Esquema do suspensor TC-1A-ENS alojado no interior da cabeça de produção e adaptador. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 30/50 Figura 2.60 - (a) Suspensor da série TC-BEC. (b) Esquema de montagem. e) Suspensor TC-1W Suspensor atuado pela energização dos parafusos lockdown, promove a vedação do anular mesmo com a movimentação da coluna. A coluna de produção fica suspensa pelo adaptador da cabeça enquanto o suspensor mantém confinada a pressão do anular; seu projeto garante a vedação mesmo se o tubo não possui uma superfície polida (Tubo Produção normal). Não admite a passagem de luvas ou tubos com “Up- Set”. Ver detalhes na figura 2.61. f) Suspensor TC-T Suspensor com sistema que permite deixar a coluna de produção tracionada, conforme mostrado na figura 2.62. É utilizado quando existe necessidade de utilização de “tubing anchor” na coluna, ou mesmo quando se utiliza packers de assentamento à tração. Figura 2.62 - Suspensor da série TC-T. Figura 2.61 - Suspensor da série TC-1W. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 31/50 No desenho esquemático da figura 2.62, vemos o Suspensor TC-T, mostrando em detalhe, a luva suspensora (tensionadora) posicionada internamente ao corpo do suspensor. g) Suspensor TC-PACKOFF Suspensor que promove a vedação do anular mesmo com a movimentação da coluna. A coluna de produção fica suspensa pelo adaptador da cabeça enquanto o suspensor mantém confinada a pressão do anular, identicamente ao suspensor TC-1W. Seu projeto garante a vedação mesmo se o tubo não possui uma superfície polida (Tubo Produção normal). Admite a passagem de luvas ou tubos com “Up-Set”, diferentemente do suspensor TC-1W, que não admite. A figura 2.63 mostra o Suspensor TC-Packoff. Internamente ao corpo metálico do Suspensor, encontra-se moldado ao mesmo, uma borracha com geometria adaptada para permitir a vedação contra a coluna de produção durante a operação de “stripper”. h) Suspensor TC-60 Suspensor bipartido, utilizado exclusivamente na Cabeça de Produção tipo TC-60 em completações duplas. Cada uma de suas metades sustenta uma das colunas. Sua aplicação se dá em instalaçõesonde a manobra independente e seletiva das duas colunas é mandatória e existe possibilidade de descida de equipamentos tipo Mandril de Gás-Lift, etc. Sua geometria assegura espaço para passagem desses equipamentos mesmo com uma das “metades” já alojada na Cabeça de Produção. Possui luvas de conexão ao Adaptador Duplo de modo a garantir continuidade e isolamento entre as colunas de produção. Quando especificado também incorpora luvas (“stabs”) para assegurar continuidade hidráulica para a linha de controle da válvula de segurança de subsuperfície. A figura 2.64 mostra um suspensor da série TC-60. Ver também a figura 2.43 com detalhes do Suspensor TC-60 montado na Cabeça de Produção TC-60. Figura 2.63 - Suspensor da série TC-Packoff. Figura 2.65 - Posicionamento do Suspensor TC-60 em relação à cabeça de produção. Figura 2.64 - Suspensor da série TC- 60. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 32/50 Na foto do suspensor TC-60, figura 2.64, pode-se ver as duas metades do suspensor e o detalhe das luvas de continuidade de fluxo. A figura 2.65 mostra o posicionamento do suspensor TC-60 em relação à cabeça de produção. No detalhe as luvas de conexão para coluna e válvula de segurança. i) Suspensor TC-2C Suspensor também utilizado em completação dupla onde espera-se manobra seletiva das colunas e inexistência de equipamentos de diâmetro superior à coluna de produção. Possui corpo inteiriço que recebe as duas “luvas suspensoras” (hanger coupling), após a passagem da coluna através do mesmo. Ver figura 2.66. Para a utilização de equipamentos tipo Mandril de Gás-Lift na coluna curta, é imperativo a manobra simultânea da coluna de produção. 2.6.2 – Suspensor para Cabeça de Produção da Série T-16 Os suspensores desta série apresentam perfil externo cônico, compatível com a cabeça de produção tipo T-16. A parte superior do suspensor é biselada para receber a atuação dos parafusos prisioneiros (lock-down screew). Esta série está representada pelos seguintes suspensores: T-16; T-16-V; T-16–BP; T- 16-F; WA-5; T-16-T; T-16 PACKOFF; T-16-1C-1S; T-16-2C. a) Suspensor T-16 Suspensor tipo monobloco com rosca inferior para a coluna de produção, rosca superior para descer e retirar a coluna do poço, e gaxetas posicionadas na superfície cônica de contato com a cabeça de produção. O peso da coluna ou o aperto dos prisioneiros (lock-down) comprimem as gaxetas e promove-se a vedação. Figura 2.66 - Suspensor TC-2C. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 33/50 A figura 2.67 mostra o suspensor T- 16, em corte, e uma foto. No detalhe do desenho esquemático, figura 2.67(a), vemos as gaxetas de vedação posicionadas na parte cônica do suspensor. No detalhe da figura 2.67(b), vemos a rosca de suspensão da coluna e as gaxetas de vedação. b) Suspensor T-16-V Suspensor tipo monobloco com rosca inferior para a coluna de produção, rosca superior para descer e retirar a colunado poço, e gaxetas posicionadas na superfície cônica de contato com a cabeça de produção. Esse suspensor foi desenhado especialmente para instalações de injeção de vapor. As gaxetas de material não elastomérico são montadas em alojamento especial que dispõe de anel ajustador tipo sobreposta que recebe o peso da coluna e comprime os elementos de vedação. Na figura 2.68(a) temos o Suspensor T- 16-V em corte, com detalhe da vedação não elastomérica presa pelo anel ajustador e presilha. Na figura 2.68(b) temos uma foto do Suspensor T-16-V. No detalhe vemos as gaxetas para alta temperatura. c) Suspensor T-16-F Suspensor tipo monobloco para poços equipados com bombeio centrífugo submerso. Ele possui rosca inferior para a coluna de produção, rosca superior para descer e retirar a coluna do poço e gaxetas posicionadas na superfície cônica de contato com a cabeça de produção. Em paralelo temos uma passagem para o cabo elétrico. A vedação contra o cabo é feita por gaxetas internas energizadas por uma porca prensagaxetas. Figura 2.67 - (a) desenho esquemático e (b) foto do Suspensor T-16. Figura 2.68 - (a) desenho esquemático em corte e (b) foto do Suspensor T-16-V. Figura 2.69 - Foto do Suspensor T-16-F. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 34/50 A figura 2.69 mostra uma foto do suspensor T-16-F com a passagem para a coluna de produção e para o cabo elétrico em paralelo. d) Suspensor T-16-T Suspensor com sistema que permite deixar a coluna de produção tracionada. É utilizado quando existe necessidade de utilização de “tubing anchor” na coluna, ou mesmo quando se utiliza packers de assentamento à tração. No desenho esquemático do Suspensor T-16-T da figura 2.70(a) vemos, no detalhe, a luva suspensora interna com o “casquilho” de retenção. Na foto da figura 2.70(b) vemos, em detalhe, a parte superior com a luva suspensora interna e as gaxetas principais. Observamos que este suspensor não é monobloco. e) Suspensor T-16-PACKOFF Suspensor que promove a vedação do anular mesmo com a movimentação da coluna. A coluna de produção fica suspensa pelo adaptador da cabeça, enquanto o suspensor mantém confinada a pressão do anular. Seu projeto garante a vedação mesmo se o tubo não possui uma superfície polida (Tubo Produção normal). Admite a passagem de luvas ou tubos com “Up-Set”. Ver Suspensor TC-Packoff. A figura 2.71 mostra uma foto do suspensor T-16- PACKOFF em perfil lateral. No detalhe a vedação elastomérica moldada no corpo do suspensor para vedação externa e interna. Figura 2.70 - (a) desenho esquemático em corte e (b) foto do Suspensor T-16-T. Figura 2.71 - Foto do Suspensor T-16-PACKOFF. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 35/50 2.6.3 – Suspensor para Cabeça de Produção da Série TR Esses suspensores alojam-se em Cabeças de Produção tipo TR. São do tipo alojamento cônico e ficam presos à Cabeça de produção através de sobreposta enroscada na parte superior desta. A “Série TR” está representada pelos seguintes suspensores: TR-8; TR-8-V; TR-1C; TR-1C-1S; TR-V-2C; TR-1S. a) Suspensor TR-8 Suspensor tipo monobloco com vedação por dois anéis tipo “O” simples e robusto. A figura 2.72 mostra uma foto do Suspensor TR-8. Em detalhe a rosca de conexão da coluna, os anéis de vedação e o rebaixo para acomodação da sobreposta prisioneira do suspensor. b) Suspensor TR-8-V Suspensor tipo monobloco com vedação não- elastomérica energizada por anéis metálicos que transferem para as gaxetas o peso da coluna de produção ou a compressão dada pela porca sobreposta. Na figura 2.73 temos o desenho esquemático do Suspensor TR-8-V. Em detalhe a rosca de conexão da coluna, as gaxetas de vedação e o rebaixo para acomodação da sobreposta prisioneira do suspensor. c) Suspensor TR-1-C Suspensor tipo monobloco com alojamento interno para receber uma luva suspensora. Essa configuração assemelha-se a um suspensor Figura 2.72 - Foto do Suspensor TR-8. Figura 2.73 – Esquema do Suspensor TR-8-V. Figura 2.74 - Foto do Suspensor TR-1-C. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOSDE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 36/50 dentro do outro. Sua aplicação é particular onde não se utiliza suspensores roscados. Na foto da figura 2.74 temos um Suspensor TR-1-C, onde se observa a luva suspensora interna presa por sobreposta aparafusada diretamente no corpo do suspensor. d) Suspensor TR-1C-1S Suspensor tipo duplo para alojamento de duas colunas de produção, duas colunas de injeção ou a configuração mista de injeção-produção. Possui o sistema de ancoragem por luva suspensora e por cunha retentora, conforme mostrado na figura 2.75. A coluna longa fica normalmente ancorada pelo sistema “1S” da cunha e a coluna curta, descida após a coluna longa, fica suspensa pela luva suspensora (copinho). A vedação da coluna longa é feita pela energização da sobreposta contra a borracha que veda diretamente no corpo do tubo. A figura 2.75 mostra o Suspensor TR-1C-1S, em corte, onde observamos um lado (esquerdo) preparado para receber uma luva suspensora e o outro lado (direito) preparado para oferecer passagem para o tubo de produção e promover sua ancoragem por meio de cunhas. e) Suspensor TR-V-2C Suspensor tipo duplo para alojamento de duas colunas de produção, duas colunas de injeção ou a configuração mista de injeção-produção. Possui o sistema de ancoragem por luva suspensora nas duas colunas. É particularmente utilizado em poços duplos em que a injeção cíclica de vapor está prevista. Um desenho esquemático do suspensor TRV- 2C, em corte, mostrando as duas luvas suspensoras com vedações não-elastoméricas, posicionadas no interior do suspensor, é mostrado na figura 2.76. Figura 2.75 - Desenho esquemático do Suspensor TR-1C-1S. Figura 2.76 - Desenho esquemático do Suspensor TR-V-2C. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 37/50 2.7 – ADAPTADOR DE CABEÇA DE PRODUÇÃO O Adaptador de Cabeça de Produção é o equipamento que fica posicionado na extremidade superior da Cabeça de Produção e que faz a ligação entre esta e a Árvore de Natal, como mostra o destaque em vermelho na figura 2.77. O Adaptador interage com a Cabeça de Produção, com a Árvore de Natal e também com o Suspensor de Produção. Portanto, existem fundamentalmente para permitir a ligação entre a cabeça de produção e a árvore de natal e facilitar também o sistema de ancoragem e continuidade da coluna de produção. Diversos são os tipos de Adaptadores de Cabeça de Produção. Os tipos mais comuns de Adaptadores utilizados na indústria do petróleo são: - Adaptador A-1; - Adaptador B-1; - Adaptador B-2-P; - Adaptador A-5SH; - Adaptador A-3EC; - Adaptador BO-2; - Adaptador KTH; - Adaptador AD e; - Adaptador A-2 Vapor. Figura 2.77 - Esquema mostrando a ligação entre o Adaptador, Cabeça de Produção e Árvore de Natal. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 38/50 a) Adaptador A-1 Este tipo faz a adaptação de uma árvore de natal roscada com uma cabeça de produção flangeada. É do tipo “A” com rosca superior tipo pino para receber diretamente o Tê-de- Fluxo da Árvore de Natal. Ver figura 2.78. Neste caso, a coluna de produção fica suspensa pelo suspensor de coluna e ocorre uma descontinuidade entre a coluna e a árvore. Os parafusos Lock Down ficam expostos ao fluxo do poço. A figura 2.78(a) está mostrando o Adaptador tipo “A-1” com extremidade inferior flangeada e extremidade superior roscada (pino) e a figura 2.78(b) mostra uma fotografia de um conjunto Cabeça de produção + Adaptador “A-1” + Árvore de Natal. b) Adaptador B-1 Este tipo também faz a adaptação de uma árvore de natal roscada com uma cabeça de produção flangeada. É do tipo “B”, que possui uma rosca caixa internamente para, se necessário, ficar diretamente conectado à coluna de produção suportando-a. Dessa forma, os parafusos Lock Down do flange superior da cabeça de produção não ficam expostos ao fluxo do poço. Neste caso, o adaptador poderá, também, desempenhar a função de suspensor de coluna. Difere do adaptador A-1 apenas pela rosca interna. A figura 2.79 mostra o Adaptador tipo “B-1” com rosca interna para suspensão da coluna de produção. c) Adaptador B-2-P Equivalente ao B-1 com flange superior em substituição à rosca pino. Ver figura 2.80. Faz a adaptação de uma cabeça de produção flangeada a uma árvore de natal também flangeada como mostrado no esquema da figura 2.77. Figura 2.78 - Adaptador A-1. (a) desenho esquemático; (b) Foto. Figura 2.79 - Adaptador B-1. Figura 2.80 - Adaptador B-2-P com extremidade superior estojada. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 39/50 d) Adaptador A-5SH Adaptador biflangeado que oferece uma passagem hidráulica para o interior do poço através do suspensor apropriado (TC-1A-EN, ver figura 2.57). É utilizado quando a coluna possui Válvula de Segurança de Subsuperfície Controlada da Superfície (SSSVSC). Possui área interna polida para receber o “pescoço” do suspensor de coluna tipo TC-1A-EN contendo as vedações que fazem o “caminho” hidráulico para a DHSV. Vemos no desenho esquemático da figura 2.81 um Adaptador A-5SH, mostrando detalhe da passagem hidráulica para pressurização da válvula de segurança. A figura 2.82 mostra o desenho do conjunto Cabeça de Produção + Suspensor + Adaptador mostrando a passagem hidráulica através do adaptador e suspensor. e) Adaptador A-3EC Utilizado em poços de Bombeio Elétrico Centrífugo Submerso (BCS), oferece passagem lateral para o cabo elétrico através de abertura especial para alojamento do mandril elétrico. Possui flange inferior do tipo rotativo para conexão à cabeça de produção. O flange tipo rotativo facilita o ajuste do adaptador com o suspensor de coluna (não orientado na cabeça) descido anteriormente, permitindo assim a coincidência dos furos Figura 2.81 - Adaptador A-5SH. Figura 2.82 - Esquema de montagem do conjunto Cabeça de produção + Suspensor TC-1A-EN + Adaptador A-5SH. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 40/50 dos flanges da cabeça e adaptador, qualquer que seja o posicionamento do suspensor de coluna no interior da cabeça. Nas montagens com o suspensor TC-BEC de 11”, com rasgo de orientação que define uma única posição em relação à cabeça de produção, o adaptador A-3EC pode ser construído com flange normal (não rotativo). Na figura 2.83(a) temos a representação do Adaptador tipo A-3EC em corte, mostrando a passagem “excêntrica” para a coluna e os dois flanges rotativos. A figura 2.83(b) apresenta esquema de montagem da Cabeça de Produção, Suspensor de Produção e Adaptador de Produção, com o mandril elétrico e os dois conectores do mandril (“pig-tail” de superfície e subsuperfície). f) Adaptador BO-2 Este tipo de adaptador incorpora uma “luva suspensora” interna que serve como suspensor de coluna. Existe vedação interna entre o adaptador BO-2 e a luva suspensora, que se fixa ao mesmo por rosca especial tipo ACME, paralela, de fácil conexão. Ver figura2.84. É utilizado em conjunto com um suspensor do tipo Pack-Off para que a coluna se movimente sem a necessidade de retirada da árvore de natal ou mesmo do adaptador. Existe ainda o Adaptador tipo BO-2H que possui acesso para linha de controle da SSSV e é utilizado com uma luva suspensora especial conectada a ”tubos concêntricos” que possibilitam movimentação vertical da coluna sem prejuízo da conexão hidráulica com a SSSV. Figura 2.84 - Esquema de montagem mostrando o posicionamento do Adaptador BO-2 destacado em amarelo. Figura 2.83 - (a) Adaptador A-3EC; (b) Esquema de montagem do conjunto Cabeça de produção + Suspensor TC-BEC + Adaptador A- 3EC. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 41/50 A figura 2.84 apresenta um esquema onde podemos ver o posicionamento do Adaptador tipo BO-2 (em amarelo) e a luva suspensora (em verde) da coluna de produção. Em detalhe o posicionamento do suspensor tipo “packoff” (em azul) abraçando a coluna de produção. g) Adaptador KTH O Adaptador tipo “KTH” prende o tubo através de cunhas de ancoragem. Nesse caso o adaptador também faz a vez de suspensor de coluna. É utilizado em conjunto com um suspensor tipo envolvente (pack-off). Sua aplicação prática é em poços de injeção de água onde se utiliza obturadores (packer) assentados à tração. Une-se à cabeça de produção pelo flange inferior; a árvore de natal é diretamente enroscada no tubo de produção. É também particularmente utilizado onde temos que garantir continuidade em toda a coluna como nos casos dos poços de Plunger Lift. Além do sistema de cunhas de ancoragem, também possui um sistema de vedação por gaxeta quadrada que envolve o tubo e que veda contra o corpo do mesmo. Essa vedação ocorre por efeito de compressão dada pela sobreposta “prensa-gaxeta” energizada pelo conjunto de parafusos. É uma vedação auxiliar, secundária, à vedação principal dada pelo suspensor tipo pack-off. A figura 2.85 é um esquema do Adaptador tipo KTH, onde podemos ver no detalhe as cunhas de ancoragem da coluna de produção, a vedação com a borracha e os parafusos de energização da mesma. h) Adaptador AD Adaptador Duplo flangeado para poços completados com duas colunas de produção e árvore de natal dupla. Esse adaptador oferece dupla passagem vertical para o fluxo proveniente das colunas de produção. A continuidade entre o adaptador e o suspensor é feita através de luvas especiais (stab’s) que fazem uma ponte entre o suspensor e o adaptador com estanqueidade entre si. A árvore de natal dupla é diretamente flangeada ao adaptador que possui superfície estojada para conexão de flanges segmentados, conforme mostrado na figura 2.86. Figura 2.85 - Adaptador KTH. Figura 2.86 - Desenho esquemático do Adaptador AD montado e no detalhe. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 42/50 i) Adaptador A-2 Vapor Adaptador com engaxetamento para nipple de extensão enroscado no suspensor de coluna. Esse sistema é utilizado em poços de injeção de vapor. Nessa configuração os parafusos prisioneiros do suspensor (Lock Down Screew) ficam isolados do fluxo de vapor. Em instalações de elevação artificial por “Plunger Lift” também se utiliza o adaptador com passagem para o nipple de continuidade da coluna de produção. Esse sistema é parecido com o do Adaptador tipo KTH em face de oferecer continuidade entre a coluna de produção e a árvore de natal sem restrições internas. Aqui, porém, não ocorre a ancoragem da coluna, que é transferida para o suspensor alojado na cabeça de produção. A figura 2.87 apresenta um esquema de montagem, destacando o Adaptador A-2 Vapor. 2.8 – ÁRVORE DE NATAL É o conjunto de válvulas, cruzeta, choke, manômetros, nipples, responsáveis pelo fluxo seguro e controlado de fluidos do poço. Dependendo da aplicação existem tipos adequados a cada configuração de produção do poço: - Árvores de Bombeio, que são simples Tês-de-Fluxo com uma válvula, Cruzetas com válvulas mestras, pistoneio e lateral com choke; - Árvores Simples para poços com coluna única ou; - Árvores Duplas em poços que produzem por duas colunas, com válvulas de acionamento manual ou remoto, com adaptadores especiais para montagem de equipamentos especiais para intervenção no poço, etc. 2.8.1 – Tipos de Árvores de Natal Apresentamos a seguir os tipos mais comuns de Árvores de Natal: - Cruzeta Simples Flangeada; - Cruzeta Dupla Flangeada e; Figura 2.87 - Esquema de montagem com destaque do Adaptador A-2 Vapor. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 43/50 - Mini-Oil. a) Cruzeta Simples Flangeada É uma árvore complexa e projetada para atender a poços surgentes produtores de óleo ou gás. Na Petrobrás (E&P / RNCE) as árvores de natal de poços surgentes, gás-lift ou BCS, não possuem as válvulas mestras hidráulicas, somente as manuais, e possuem válvulas de acionamento pneumático na linha lateral. Em alguns casos, como nos campos de Pescada e Arabaiana, temos a válvula mestra hidráulica com “manual override” e a lateral pneumática também com “manual override”, não existem válvulas back-up exclusivamente manual. Apresentamos na figura 2.88 a Árvore de Natal tipo Cruzeta Simples Flangeada e em seguida a descrição dos seus componentes mais importantes. Em uma Árvore de Natal cada componente tem sua função definida, portanto, em relação à figura 2.88, destacamos os seguintes componentes: Válvula de Pistoneio - utilizada para permitir o acesso vertical ao poço por equipamentos operados “Through Tubing” (Arame, Cabo, Flexitubo), sem a necessidade de fechar o poço. Posicionada acima da linha de fluxo permite que lubrificadores possam ser montados com segurança. Figura 2.88 - Árvore de Natal tipo Cruzeta Simples Flangeada. EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE DE POÇOS DE PETRÓLEO Carlos Francisco Sales de Souza _____________________________________________________________________________ 44/50 Válvula Lateral Manual - válvula para controle e fechamento do poço. Utilizada para fechar o poço quando as válvulas mestras não puderem ser acionadas: presença de ferramentas de “Slick-Line”, “Wire-Line”, “Coil Tubing” efetuando trabalhos no poço. Válvula Lateral Pneumática - válvula de fechamento do poço, normalmente fechada, operada por pressão de ar comprimido, nitrogênio ou gás natural seco. Atuada por controle remoto ou por controle manual (manual override). Choke - equipamento para regulação da vazão de fluidos ou pressão na linha de produção. Restringe a passagem aberta ao fluxo de forma regulada de acordo com a abertura determinada. Válvula Mestra Superior Hidráulica - válvula de bloqueio do poço, normalmente fechada, operada remotamente por pressurização hidráulica. Possuem sistemas especiais de acionamento manual (manual override). Válvula Mestra Inferior Manual - válvula principal de bloqueio do poço, operada manualmente. A existência de acionamento hidráulico em uma das válvulas mestras e pneumático na válvula lateral é decorrente da necessidade de se dispor de duas fontes independentes para acionamento das válvulas e fechamento do poço. b) Cruzeta Dupla Flangeada É uma árvore que consiste de duas árvores de natal simples posicionadas em paralelo. Estão solidárias pelo adaptador duplo. Suas válvulas e componentes são geometricamente modificadas
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