APOSTILA DE EQUIPAMENTOS DE PETRÓLEO

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UN-RNCE – Suporte Técnico - Engª de Poço
CURSO: Equipamento de Poço – Módulo I – Equipamentos de Superfície
Carlos Francisco Sales de Souza
Eng. Petróleo - Mat.: 032.469-4
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EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE
- Ilustração mostrando os equipamentos de superfície de
um poço de petróleo, destacando a Cabeça de
Revestimento (1), o Carretel de Ancoragem (2), a Cabeça
de Produção (3) e a Árvore de Natal (4).
Inicialmente serão abordados os equipamentos de superfície
de um poço de petróleo utilizados durante a fase da
Perfuração.
O dimensionamento destes equipamentos está intrinsicamente
relacionado com o programa de revestimentos que serão
descidos durante a perfuração do poço.
- A figura acima representa uma visão em três
dimensões da disposição dos revestimentos descidos no
poço
O poço é perfurado em fases. Os metros iniciais normalmente
são perfurados facilmente porque as formações (rochas)
superficiais não oferecem resistência. Essa fase inicial deve
ser perfurada e imediatamente revestida sob pena de ocorrer
desmoronamento das paredes do poço, é descido então o
revestimento de superfície. À medida que formações mais
profundas são atravessadas surgem algumas variáveis que
devem ser levadas em conta para o sucesso da perfuração:
formações permeáveis com fluidos, pressões, etc. Assim
teremos um programa de perfuração e descida de
revestimentos muito dependente das condições de
subsuperfície.
- 
A sequência da figura acima 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 por seu
interior que será produzido o petróleo e instalados os
equipamentos de elevação natural ou artificial do óleo
ou gás.
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A figura abaixo ilustra um poço com seu conjunto de
revestimentos adequadamente cimentados. Normalmente o
revestimento é cimentado de modo que o cimento cubra toda a
porção “a poço aberto” e uma parte do revestimento
anteriormente descido.
Podem existir situações onde não se faça necessário ou seja
impraticável essa conduta
Esquema da “cabeça do poço” com os revestimentos de
superfície, intermediário e de produção
O Cabeçal exemplificado acima pressupõe a descida de
03 diâmetros de Revestimentos até a conclusão do Poço.
COMPONENTES DO CABEÇAL DO POÇO
A seguir analisaremos cada item componente do sistema de
superfície de um poço de petróleo instalados na fase de
Perfuração:
Cabeça de Revestimento
Equipamento posicionado ( enroscado, soldado ou preso por
cunhas ) ao topo do revestimento de superfície, responsável
pela sustentação das demais colunas de revestimento do
poço. A cabeça de revestimento oferece apoio também para o
Equipamento de Segurança de Cabeça de Poço ( ESCP:
BOP, Carreteis de Perfuração, Carreteis 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.
Exemplos:
- A figura acima ilustra uma cabeça de revestimento tipo
soldada com uma saída lateral com válvula, flange
superior com parafusos e a junta-anel de vedação.
Destaca-se também um revestimento ancorado através de
cunha posicionada no interior da Cabeça de Revestimento.
Conexão tipo Soldada
Abaixo demonstramos a forma de união entre o revestimento e
a cabeça de revestimento tipo soldada. Existe um orifício
especialmente posicionado para testar a estanqueidade dos
cordões de solda após sua aplicação.
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- Na figura anterior temos os pontos de solda
evidenciados e o orifício para avaliação da
estanqueidade da solda efetuada. Normalmente as
cabeças soldadas estão especificadas para revestimento
de 20” e 30”
Conexão tipo “Slip-Lock”
Outro tipo de conexão é feito pelo acunhamento do
revestimento à cabeça. Esta possui sua extremidade inferior
com cunhas e parafusos de energização. A vedação é feita por
anéis ou gaxetas existentes na parte interna da cabeça que
vedam contra a superfície externa do revestimento.
Essa forma de conexão facilita a montagem e economiza
substancial tempo de sonda porque não envolve 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.
- A figura mostra a união entre revestimento e cabeça
sendo feito por cunha energizadas por parafusos. A
vedação é feita por gaxetas existentes na Cabeça de
Revestimento. A Cabeça pode ser facilmente
desconectada o que permite sua reutilização.
Conexão tipo Roscada
A 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 prático e econômico
utilizar-se cabeças de revestimento do tipo roscadas.
- A figura acima ilustra uma cabeça de revestimento do tipo
roscada com flange superior e saídas laterais também
roscadas.
EXEMPLOS DE TIPOS DE CABEÇA DE REVESTIMENTO
( Denominação FMC / CBV adotada pela Padronização de
Matreriais da Petrobrás ( PM-V )
Cabeça Tipo C-22 (PC-22) à Cabeça de Revestimento tipo
“PC-22”, extremidade inferior p/ solda, ou rosca, 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 acima exemplifica uma cabeça do tipo
PC-22 com extremidade p/ solda e saídas laterais
roscadas.
Cabeça Tipo C-29 (PC-29) à Cabeça de Revestimento tipo
“PC-29”, extremidade inferior p/ solda, flange ou rosca, possui
flange superior API e alojamento cilíndrico p/ acomodação do
Suspensor de Revestimento “C-29”, além de duas saídas
laterais c/ rosca, flange ou estojo para conexão de válvulas
laterais. Apresenta ganho em altura em relação à C-22 e
aumento da área do alojamento do Suspensor de
Revestimento. É especialmente indicada para poços mais
profundos onde espera-se a ancoragem de grande carga de
revestimento.
- A figura acima exemplifica uma cabeça do tipo PC-
29 com extremidade p/ solda e saídas laterais
roscadas.
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A versão conhecida como “C-29-L” possui parafusos
prisioneiros (“Lock-Down Screw”) distribuídos ao redor do
flange para fixação e energização do Suspensor de
Revestimento.
Cabeça de Revestimento INDEPENDENTE.
O conceito de cabeça de revestimento INDEPENDENTE
baseia-se no fato da cabeça promover unicamente a
ancoragem e isolamento do espaço anular entre revestimentos
sem estabelecer uma continuidade como a que ocorre com
Carretéis de Ancoragem.
É uma cabeça utilizada em poços razos 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.
Em caso de necessidade de montagem de um carretel
flangedo pode-se adaptar um flange na cabeça de
revestimento INDEPENDENTE. Esse recurso é normalmente
empregado para montagem do ESCP que perfura o poço.
- Figura mostrando uma cabeça de revestimento do tipo
independente. Destaca-sea 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.
- Figura ilustrando um Adaptador para tranformar a Cabeça
de Revestimento Independente para receber um Carretel
Superior ( Drilling Spool ) durante a perfuração e descida
do revestimento seguinte.
- A figura acima mostra a cabeça de revestimento
ancorando o revestimento de produção destacado em
amarelo.
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 permitem acesso ao espaço anular entre os revestimentos
bem como alojam suspensores adequados aos diâmetros dos
revestimentos descidos.
A figura acima ilustra um Carretel de Ancoragem com
suas extremidades flangeadas, saídas laterais e
alojamento interno para o suspensor de revestimento.
EXEMPLOS DE TIPOS DE CARRETÉIS DE ANCORAGEM
( Denominação FMC / CBV adotada pela Padronização de
Matreriais da Petrobrás ( PM-V )
Carretel Tipo C-22 (PC-22) à Carretel de Ancoragem tipo
“PC-22” extremidades com flange API 6A e alojamento interno
cilíndrico p/ acomodação do Suspensor de Revestimento “C-
22”. Sua geometria interna é o mesmo 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 ou carretel inferior.
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- A figura acima 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.
Carretel Tipo C-29 (PC-29) à Carretel de Ancoragem tipo
“PC-29”, 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 PC-22 e aumento da área
do alojamento do Suspensor de Revestimento. É
especialmente indicado para poços mais profundos onde
espera-se a ancoragem de grande carga de revestimento.
- A figura anterior representa um Carretel do tipo
“PC-29-L” com vedação inferior para receber a
extremidade do revestimento, saídas laterais
roscadas e alojamento interno para o Suspensor PC-
29.
Suspensor de Revestimento
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 carreteis de ancoragem. Possue 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
existentes em alguns tipos de Cabeças de Revestimento ou
Carretéis de Ancoragem.
- A figura acima representa um Suspensor de
Revestimento. Em amarelo evidencia-se o conjunto de
cunhas de ancoragem e em preto está representado a
borracha de vedação
C-29 à Suspensor tipo envolvente, fecha automaticamente
contra o corpo do tubo de revestimento. Pode ser instalado
sem necessidade de remover completamente o BOP, mas
apenas suspendê-lo o suficiente para a introdução do
suspensor. As duas cunhas, presentes nesse tipo de
suspensor, evitam 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.
- A figura ilustra o Suspensor de Revestimento do tipo
C-29 apropriado para Cabeças e Carretéis C-29.
- Figura mostrando um Suspensor PC-29 fabricação
FMC, adotado pelo Padrão PM-V.
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C-22 à Suspensor tipo envolvente, fecha automaticamente
contra o corpo do tubo. Pode ser instalado sem necessidade
de remover completamente o BOP. Compatível com a Cabeça
de Revestimento C-22.
- Suspensor de Revestimento tipo PC-22
O “Casing Hanger” mantém o último revestimento suspenso e
tracionado. Essa tração energiza a borracha do suspensor
promovendo a vedação do espaço anular entre os
revestimentos descidos.
Montagem do sistema de Revestimentos
A seguir demostramos como é feito o corte da extremidade
superior do revestimento descido de modo a prepará-lo para
receber o carretel superior.
- A figura abaixo 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,
normamelnte é de 6 + - ¼” polegadas 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.
- Sistema de vedação e ancoragem entre dois revestimentos
descidos. A figura abaixo mostra o detalhe da vedação
secundária estabelecida entre o engaxetamento do carretel
superior contra o tubos de revestimento. A vedação primária
se estabelece entre o revestimento e o “casing hanger”
energizado.
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.
Acessórios do Cabeçal de revestimento
- Bucha Adaptadora
Equipamento que faz a compatibilização entre os carreteis de
revestimento e a cabeça de produção ou outro carretel
superior, com os revestimentos descidos.
Por facilidade e economia na construção os carreteis 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 acima ilustra diversos tipos de buchas de
vedação. A especificação de uma bucha é feita com
base no diâmetro externo dos revestimentos.
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- Figura mostrando uma Bucha de Redução p/
revestimento, posicionada no interior do Carretel de
Ancoragem ou Cabeça de Produção.
- Vedação Secundária
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 por elastômeros que podem ficar alojados
originariamente no interior do carretel como também podem
estar presentes nas buchas de vedação anteriormente
mostradas.
Vedação com BUCHA
- Figura mostrando a vedação entre carretel e
revestimento feita por meio de uma BUCHA de
Vedação.
Vedação com Anéis Internos no Carretel
- Figura mostrando o posicionamento dos anéis de
vedação integrais ao corpo do carretel. Superior.
- Parafuso prisioneiro( Lock Down Screw )
Os parafusos prisioneiros são posicionados na circunferência
do flange superior de Cabeças de Revestimento e Carreteis de
Ancoragem. 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.
- Figura mostrando a disposição dos parafusos “Lock-
Down” no flange.
Existem dois tipos de parafusos “Lock-Down” basicamente.
Os esquemas abaixo mostram, em corte, os tipos de
parafusos prisioneiros.
- Figura mostrando 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 mostrando o tipo de parafuso que não sofre
ação dos fluidos do poço contra a rosca de fixação e
avanço em face do posicionamento da rosca diretamente
na sobreposta de energização das gaxetas e pelo
posicionamento de anéis raspadores na extremidade do
parafuso.
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- Bore Protector e Test Plug
O “Bore Protector” é um equipamento em forma de bucha
colocado 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.
O “Test Plug” é um equipamento que fica posicionado no
interior da cabeça de 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.
- A figura acima mostra o “bore protector” e sua
ferramenta de descida e retirada
- A ilustração acima demostra a forma de instalação do
“bore protector” e do “test plug” no interior do cabeçal de
perfuração.
- Flanges Adaptadores
São itens destinados a compatibilizar Cabeças de
Revestimento, Carreteis de Ancoragem e Preventores de
Erupção (BOP) durante a montagem para perfuração dos
poços. São equipamentos com diâmetros de flanges e
pressões de trabalho diferentes utilizados em montagens de
cabeçais de poço que contém equipamentos com pressões de
trabalho ou diâmetros nominais distintos.
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; tambem dispõem de recessos
para alojamento de anéis ou juntas que promovem a vedação
entre eles.
Dentre os Flanges Adaptadores mais comuns destacamos:
Flange Adaptador tipo A-3 à possui ganho de altura para
permitir posicionamento das porcas dos parafusos prisioneiros.
Une flanges de pressão de trabalho ou diâmetros diferentes.
- Figura mostrando um Adaptador tipo A-3 com
duplo flange com furação para posicionamento de
parafusos estojo com porcas
Flange Adaptador tipo A-4 à flange duplamente estojado
com ganho mínimo em altura. Une flanges de pressões de
trabalho ou diâmetros diferentes.
- Figura mostrando um Adaptador tipo A-4 com
duplo flange com parafusos prisioneiros (duplo
estojo).
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Flange tipo Companheiro à peça onde de um lado
dispomos de um flange e do outro existe uma conexão
roscada para posicionamento de um niple, um tampão ou
tomada para coleta de pressão. São estruturas normalmemte
utilizadas em extremidades de válvulas flangeadas ou em
saídas laterais de linhas de condução.
COMPANHEIRO
- Figura mostrando um Adaptador tipo Flange-
Rosca com furação para posicionamento de
parafusos estojo com porcas.
- Junta-Anel Flange
A Junta-Anel metálica tem a função de promover a vedação
entre dois flanges. São feitos de material mais mole que o 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.
Abaixo temos ilustrado os diversos tipos de anéis de vedação
para flanges.
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.
- Figura mostrando os diversos tipos e diâmetros de
juntas-anéis para flange.
As juntas R e RX são intercambiáveis entre si, apesar das
juntas RX serem mais altas que suas R correspondentes. As
Juntas R podem 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.
As juntas BX tem seção octogonal e também são do tipo
energizáveis.
Flange 6B - Anel Estrutural
No Flange 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.
Flange 6BX – Anel Não-Estrutural
No Flange tipo “6BX” o anel não oferece apoio para as
superfícies dos flanges. 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.
- Figura mostrando a diferença entre o flange tipo
6B e 6BX ( API Spec 6A ). O flange tipo 6B apoia-
se na junta-anel. O flange tipo 6BX não se apoia
no anel.
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Demostração dos pontos de vedação existentes entre os
anéis e respectivos flanges – Seção Transversal
Anel tipo “R” (Flange 6B)
OVAL OCTOGONAL
A vedação deste tipo de anel “estrutural” se efetua em ambos
os lados do anel, contra o flange em quatro planos, como
mostrado na figura.
Anel tipo “RX” (Flange 6B)
A vedação deste tipo de anel “estrutural” se efetua somente
em um dos lados do anel, contra a face externa do flange em
dois planos, como mostrado na figura.
Anel tipo “BX” (Flange 6BX)
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. No detalhe
do corte transversal está mostrado o orifício de equalização.
Anel tipo “SRX” e “SBX” (Flange 6B e 6BX)
Esses aneis são variações para uso em conexões submarinas
(Sub-Sea Aplications), possuem orifícios para equalização que
evitam o trapeamento de pressão em conexões efetuadas
debaixo d’água.
Para promover o aperto adequado deve-se obedecer à ordem
do esquema abaixo: procede-se o aperto sempre em pares
opostos e com o torque especificado para a pressão de
trabalho do flange diâmetro do parafusos.
SISTEMA DE CABEÇA DE POÇO PARA PERFURAÇÃO
MARÍTIMA
- Perfuração a partir de plataforma fixas (jaquetas) ou
plataformas de perfuração autolelevatórias (PA).
A “cabeça de poço” utilizadas nas perfurações marítimas
efetuadas a partir de jaquetas fixas ou sondas do tipo “PA” é
similar ao utilizado na área terrestre. É composta de uma
cabeça de revestimento com carretéis de ancoragem
superpostos.
A diferença está na inclusão de componentes posicionados no
fundo do mar que ficam responsáveis pela ancoragem das
colunas de revestimento: é o que se denomina “OBS” ( Ocean
Bottom Suspension ).
A figura acima mostra a localização do sistema OBS
em relação à plataforma queperfura o poço.
Destacamos algumas funções básicas do sistema OBS:
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- Ancorar as colunas de revestimento e absorver o seu
peso. Os esforços devidos ao peso das colunas de
revestimento não são descarregados na platagorma.
- Permitir o abandono provisório ou definitivo do poço
deixando o cabeçal de abandono no fundo do mar.
- Permitir a reentrada no poço ( Tie-Back ).
O abandono provisório seguro só é possível em face da
existência do sistema OBS que “deixa” no fundo do mar a
cabeça do poço com todos os revestimentos isolados e com
possibilidade de nova conexão ( TieBack ) até a superfície.
Neste sistema todos os equipamentos de controle do poço (
ESCP ) estão na superfície.
A figura acima mostra o sistema OBS de revestimentos
descidos no poço e a ancoragem de cada revestimento
revestimento anteriormente descido. A carga total fica
sobre o o revestimento de 30” que se apioa no solo
marinho.
A figura acima mostra os equipamentos de superfície normais
compostos de cabeça de revestimento e carreteis de
ancoragem e o sistema “OBS” posicionado no fundo do mar.
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PRESSÃO DE TRABALHO
A pressão de trabalho é o diferencial máximo de pressão que
os equipamentos de superfície suportam, de dentro para tora,
dentro dos limites de temperatura estabelecidos pelo API,
desde que tenham sido aprovados nos testes estáticos de
pressão. Dentro deste conceito, a AP1 Specification 6A
estabelece que os equipamentos fornecidos de acordo com
seus critérios sejam especificados para as seguintes press6es
de trabalho:
2000; 3000; 5000; 10000; 15000; 20000 PSI.
As válvulas e chokes com conexões roscadas são cobertos
apenas para pressões máximas de 2, 3 e 5 KS1. Os
equipamentos básicos (cabeça de revestimento, cabeça de
produção) e acessórios (corpos de válvulas, chokes, etc) com
conexões flangeadas são cobertos para pressões de trabalho
de 2 a 20 KSI.
Obviamente, a pressão de trabalho de um equipamento é
limitada pelo componente de menor pressão de trabalho. A
pressão de trabalho de um equipamento de superfície
depende da temperatura que o mesmo está submetido, razãa
pela qual, não tem sentido a Informação de uma sem que a
outra tenha sido informada. Neste trabalho, sempre que
especificarmos a pressão de trabalho de um equipamento,
estaremos considerando a mesma nas condições standard da
API Spec 6A, ou seja, entre –29 °C e +121 °C, que é o range
de temperatura para o qual os equipamentos são projetados.
Ocasionalmente os equipamentos de superfície e as válvulas
são submetidos, por acidente ou de modo intencional a
pressões maiores que as pressões de trabalho de projeto,
notadamente durante operações de restauração e
estimulação. Embora o equipamento quase sempre resista,
estas práticas devem ser evitadas.
Os equipamentos de superfície que já tenham sido utilizados,
devem suportar as pressões originais de trabalho, desde que
sejam aprovados em novos testes de pressão antes de serem
novamente instalados, pois não devem se deformar nas
condições de trabalho. As pressões mencionadas nesse
trabalho são restritas para os equipamentos feitos de materiais
metálicos de acordo com a API Spec 6A. As partes não
metálicas estão sujeitas às limitações de temperatura próprias
dos elastômeros. Na prática, os fornecedores, vem utilizando
as borrachas nitrílicas para as temperaturas normais (-29°C a
+121°C) e o Viton (fluorcarbono) para altas temperaturas.
Também as roscas, em função das particularidades de projeto,
apresentam pressões de trabalho que variam com cada tipo,
em face disto, nos equipamentos de superfície que
apresentarem roscas, essas limitações também deverão ser
levadas em conta.
A seguir, será mostrada tabela apresentando as máximas
pressões de trabalho para as roscas comumente usadas nos
equipamentos de superfície:.
TIPO DE ROSCA PRESSÃO
DE TRAB.
(psi)
PRESSÃO
DE TESTE
(psi)
½”LP 10.000 15.000
¾” – 2”LP 5.000 10.000
2.1/2” – 6”LP 3.000 6.000
1.050” – 4.1/2”EU 5.000 10.000
4.1/2” – 10.3/4”BUTT 5.000 7.500
11.3/4” – 13.3/8”BUTT 3.000 4.500
16” – 20”BUTT 1.500 2.250
PRESSÃO DE TESTE
A pressão de teste é definida pela API Spec 6A como sendo
1,5 (um e meio) ou 2 vezes o valor da pressão de trabalho. Os
valores das pressões de trabalho e pressões de teste para
conexões roscadas e extremidades flangeadas estão
mostradas na tabela acima.
Procedimentos de Teste
Os testes de fábrica devem ser efetuados antes da pintura dos
equipamentos, à temperatura ambiente.
Basicamente os testes hidrostátícos consistem em três partes:
período primário de sustentação da pressão; redução da
pressão a zero; período secundário de sustentação da
pressão de teste.
Os períodos de sustentação da pressão de teste não devem
ser menores que 3 minutos, começados a contar após atingir
a pressão de teste.
GARANTIA
Como garantia para que os equipamentos de superfície
suportem as prssões de trabalho e pressões de teste, o AP1
estabelece as dimensões dos flanges, as propriedades físicas
e químicas dos materiais metálicos de fabricação dos
equipamentos, e até mesmo o torque a ser aplicado nas
porcas durante as montagens dos conjuntos.
EFEITO DA TEMPERATURA
A temperatura é o único fator fora do projeto de um
equipamento de superfície, que reduz a pressão de trabalho
para a qual o equipamento foi especificado.
As partes metálicas dos equipamentos de superfície,
fabricadas conforme a API Spec 6A, são adequados para
trabalharem em temperaturas entre –29 °C e 121°C. Para
temperaturas entre 121°C e 343°C há uma redução no
pressão de trabalho para a qual o equipamento foi
especificado. A nova pressão de trabalho do equipamento é
uma função da temperatura de trabalho, conforme mostrado
na tabela abaixo. Acima de 343°C não é recomendada a
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utilização dos equipamentos fabricados conforme a API Spec
6A, porque os aços começam a revenir em torno de 400°C,
reduzindo a resistência mecânica.
TEMPERATURA PRESSÃO DE TRABALHO
°C °F Psi Psi Psi
121 250 2000 3000 5000*
149 300 1955 2930 4880
177 350 1905 2860 4765
204 400 1860 2785 4645
232 450 1810 2715 4525
260 500 1735 2605 4340
288 550 1635 2455 4090
316 600 1540 2310 3850
343 650 1430 2145 3575
*Não aplicável para flanges 5000 tipo 6BX.
O Revenido é um tratamento térmico que consiste em
reaquecer os aços temperados (endurecidos) a temperaturas
elevadas, seguindo-se um resfriamento. O revenido alivia as
tensões internas criadas pelos bruscos resfriamentos nas
Têmperas, mas reduz a dureza e aumenta o elongamento do
aço temperado.
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CONJUNTO CABEÇA DE PRODUÇÃO
Após a perfuração do poço com a consequente descida do
revestimento de produção procede-se à instalação da Cabeça
de Produção.
Esse equipamento será a porta de entrada do poço e será
utilizado para suportar a coluna de produção, para permitir a
montagem do sistema de segurança para intervenção no
poço, para garantir acesso ao anular coluna-revestimento,
entre outras funções..
De acordo com o programa de revestimento descido
podemos utilizar cabeças Flangeadas ou Roscadas.
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.
- Cabeça de Produção Flangeada
O exemplo abaixo representauma 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 inferior,
internamente ( vedação secundária).
Figura mostrando uma cabeça de produção posicionada
acima do carretel de ancoragem do “cabeçal” de
perfuração.
Modelos de Cabeça de Produção Biflangeda
CAB TC-OO 11” X 7.1/16” X 5000PSI
Cabeça de Produção tipo biflangeada com alojamento interno
cilíndrico para receber todos os suspensores da Série TC,
exceto o suspensor TC-60.
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.
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.
Figura mostrando uma cabeça de produção biflangeada
com alojamento interno cilíndrico.
CAB TC-6O 11” X 7.1/16” X 5000PSI
A Cabeça de Produção tipo TC-60 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.
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 acima mostra uma cabeça tipo TC-60 com
alojamento interno cilíndrico e parafusos de
alinhamento para o suspensor bipartido.
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Figura mostrando o esquema de montagem do conjunto
suspensor bipartido no interior da cabeça de produção
TC-60. Em detalhe os parafusos de alinhamento que
imobilizam e orientam cada parte do suspensor de coluna
tipo TC-60.
- Cabeça de Produção Roscada
Existe também o tipo de Cabeça de Produção roscada
diretamente no revestimento de produção. Esse tipo é
empregada mais em poços rasos localizados em terra
(onshore) perfurado normalmente em duas fases. Possui
também parafusos prisioneiros para fixação do suspensor de
coluna.
O esquema abaixo mostra uma cabeça de produção roscada
diretamente ao revestimento de produção que se encontra
ancorado em uma cabeça de revestimento tipo C-22. Neste
caso seria mais lógico utilizar-se uma cabeça de revestimento
do tipo INDEPENDENTE porque não se faz necessário a
continuidade do cabeçal. Essa construção deixa parte do
revestimento de produção esposto e não é apropriado para
áreas de atmosfera agressiva.
A Figura anterior mostra a montagem de uma cabeça de poço
perfurado em duas fases com uma cabeça de revestimento,
roscada, ancorando o revestimento de produção. A cabeça de
produção é enroscada diretamente no revestimento de
produção. Vê-se a coluna de produção presa ao suspensor
de produção.
Foto reproduzindo o desenho anterior de uma cabeça
de produção roscada.
Modelos de Cabeça de Produção Roscada
CAB T-16 7.1/16” X 7” BUTTRESS X 2000PSI
Cabeça de Produção tipo Roscada com alojamento interno
cônico para receber todos os suspensores da série T-16.
Possui saídas laterais roscadas para conexão de válvula
esfera. Dispõe de flange superior na Classe de pressão de
3000 e 2000psi. (Nota: Existe cab prod T-16-OO biflangeda
equivalente ao modelo TC-OO).
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.
A figura anterior ilustra uma cabeça de produção do tipo T-16.
O perfil interno de alojamento do suspensor apresenta uma
conicidade própria. Nesta área a cabeça recebe os esforço de
ancoragem da coluna e também oferece superfície polida
para vedação do suspensor.
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Fotografia de um conjunto Cabeça de Produção T-16
com duas válvulas laterais e quatro parafusos
prisioneiros. Internamente vê-se o perfil cônico de
alojamento do suspensor.
CAB TRRD 10.3/4” X 7” BUTTRESS X 2000PSI
Este tipo de cabeça de produção é diretamente enroscada no
revestimento de produção e ao invés de parafusos
prisioneiros e flange superior possue uma porca sobreposta
que prende o suspensor fazendo as vezes 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 Niple
Adaptador ou dois niples em completações duplas.
Adaptadores especiais podem ser utilizados com a função de
prisioneiro do suspensor e também vedação secundária para
a coluna de produção. Essa versão de adaptadores são
especialmente utilizados em instalações para injeção de
vapor.
Completação Simples Bombeio Mecânico
Desenho esquemático de uma cabeça de produção
com sobreposta prendendo o suspensor de coluna.
A Árvore de Natal de bombeio mecânico é
diretamente enroscada no suspensor.
Completação Dupla Bombeio Mecânico
Figura mostrando de forma esquemática uma
cabeça de produção com suspensor duplo alojado.
Ilustra-se também as duas Árvores de Natal ( Tê-
de-Fluxo) acopladas.
Fotografia mostrando um exemplo real do
esquema de completação dupla com cabeça de
produção tipo TRRD.
Comentário:
Existem diferentes tipos de Cabeça de Produção. Além da
diferença básica com respeito ao tipo de conexão, flangeda
ou roscada, conforme mostrada acima, 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
Cab Prod 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 Cab-Prod T-16.
Exemplos de Conjuntos Cabeça e Suspensor.
CAB PROD TC-OO C/ SUSPENSOR TC-1A-EN
Esse conjunto é especialmente projetado para utilização em
poços equipados com DHSV. 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.
Figura mostrando uma cabeça de produção biflangeada
tipo TC-OO com suspensor TC-1A-EN.
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Figura mostrando uma cabeça de produção ROSCADA
tipo TC com suspensor TC-1A-EN.
CAB TC-6O C/ 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.
Os elementos básicos de qualquer ConjuntoCabeça
de Produção sâo:
- 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 Cab Prod Biflangeadas.
- Flange e Roscas API
- Superfície interna polida para receber os elementos de
vedação do suspensor.
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Suspensor de Produção
Os Suspensores de Produção são equipamentos que
trabalham alojados nas cabeças de produção e têm como
função principal suportar (suspender) a coluna de produção e
promover estanqueidade entre a coluna e o espaço anular
coluna - revestimento.
Abaixo encontra-se ilustrado um Poço-Tipo de Bombeio
Mecânico onde fica evidenciado a função básica do
Suspensor de Produção: suportar a coluna de tubos enquanto
se aloja perfeitamente no interior da Cabeça de Produção do
poço.
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. A seguir descreveremos os
diversos tipos de suspensores existentes.
SUSPENSORES para a Cabeça de Produção da Série TC
A “Série TC” está representada pelos suspensores com perfil
externo cilíndrico.
Denominações: TC-1A; TC-1A –BP; TC-1A-EN; TC-BEC;
TC-1W; TC-T; TC-PACK-OFF; TC-60; TC-2C; TIV
Exemplos descritivos:
Suspensor TC-1A
Suspensor do tipo roscado, com vedação do espaço anular
promovida pelo peso da coluna ou pela energização dos
parafusos lockdown
Figura mostrando o suspensor básico da série TC. Possui
rosca para suspensão da coluna e vedação externa.
Foto mostrando o Suspensor TC-1A . Detalhe da
parte inferior com a presilha de retenção da luva de
energização da gaxeta. (anel compressor).
Desenho esquemático do processo de vedação que
ocorre com o suspensor tipo TC-1A.
Suspensor TC-1A-BP
Suspensor tipo roscado similar ao modelo TC-1A com
alojamento interno para instalaçãp de uma válvula de
segurança de contrapressão (BPV – Back Pressure Valve).
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A figura anterior mostra o suspensor TC-1A-BP com o
alojamento interno para colocação de válvula de
contrapressão ou plug de teste.
Foto mostrando o Suspensor TC-1A-BP. No detalhe o
prolongamento de sua porção inferior para permitir
acomodação do perfil interno para alojamento da BPV.
Figura mostrando o Suspensor TC-1A-BP no interior
de uma cabeça TC-OO com a coluna de produção
enroscada.
Suspensor TC-1A-EN
Suspensor roscado utilizado em poços surgentes. Possue
alojamento interno para instalação de BPV e passagem
interna para comunicação hidráulica entre a superfície e a
DHSV.
O pescoço “EN” (Extended Neck) possue 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.
Desenho esquemático do Suspensor TC-1A-EN . Em
detalhe está mostrado a passagem hidráulica para
acionamento da Válvula de Segurança de coluna.
Foto mostrando o Suspensor TC-1A-EN com os anéis
de vedação dispostos em seu corpo e no “pescoço”.
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.
Abaixo exemplo de um “Extended Neck” com vedação Metal-
Metal para poços de alta pressão produtores de Gás.
TC-1A – ENS (Metal-Metal)
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A figura anterior mostra o desenho esquemático do
Suspensor TC-1A-ENS. Em detalhe vemos o anel metálico de
vedação entre o Suspensor e o Adaptador e a passagem da
linha de controle hidráulica.
Figura esquemática do Suspensor TC-1A-ENS alojado no
interior da Cabeça de Produção e Adaptador. Em detalhe
a passagem da linha de controle através do suspensor
sem descontinuidade.
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. Possue 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.
Figura esquemática do Suspensor TC-BEC com as
roscas de fixação da coluna e mandril elétrico
posicionado em paralelo.
Foto do Suspensor TC-BCS-C mostrando no
detalhe do lado superior a passagem para a coluna
de produção, para o mandril elétrico e para a linhya
hidráulica da Válvula de Segurança.
Desenho do conjunto Cabeça + Suspensor +
Adaptador com o detalhe do posicionamento dos
conectores elétricos em paralelo à coluna.
Suspensor TC-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.
Desenho esquemático do Susoensor TC-T mostrando
em detalhe a luva suspensora posicionada
internamente ao corpo do suspensor.
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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”.
Figura mostrando o Suspensor TC-1W . No detalhe
vemos o suspensor separado em suas duas metades.
Abaixo ilustração do detalhe da coluna suspensa pelo
Adaptador BO-2. A vedação é proporcionada pelo suspensor
TC-1W que possibilita a movimentação da coluna para cima
sem perda de vedação coluna – anular.
Suspensor TC-PACKOFF
Suspensor 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”.
A figura anterior 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 “sttripper”.
Suspensor TC-60
Suspensor bipartido, utilizado exclusivamente na Cabeça de
Produção tipo TC-60 em completações duplas. Sua
aplicação se dá em instalações onde 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.
Possue 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
Foto du suspensor TC-60 mostrando suas duas
metades e o detalhe das luvas de continuidade de
fluxo.
Figura esquematizada do suspensor duplo TC-60.
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Figura mostrando o posicionamento do suspensor TC-
60 em relação à cabeça de produção e ao adaptador
duplo. No detalheas luvas de conexão para coluna e
válvula de segurança.
Suspensor TC-2C
Suspensor para 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.
Para a utilização de equipamentos tipo Mandril de Gás-Lift na
coluna curta é imperativo a manobra simultânea da coluna de
produção.
SUSPENSORES para Cabeça de Produção da Série T-16
- 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
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)
Suspensor T-16
Suspensor tipo monobloco com rosca para a coluna de
produção e gaxetas posicionadas na superfície cônica de
contato com a cabeça de produção. O peso da coluna ou
aperto dos prisioneiro (lock-down) comprimem as gaxetas e
promove-se a vedação.
Figura mostrando, em corte, o suspensor T-16. No
detalhe vemos as gaxetas de vedação posicionadas na
parte cônica do suspensor.
Fotografia de um Suspensor T-16. No detalhe vemos a
rosca de suspensão da coluna e as gaxetas de vedação.
Suspensor T-16-F
Suspensor tipo monobloco para poços equipados com
bombeio centífugo submerso, com rosca para a coluna de
produção 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
feito por gaxetas internas energizadas por uma porca prensa-
gaxetas.
Foto mostrando o suspensor T-16-F com a passagem
para a coluna de produção e o cabo elétrico em
paralelo.
Suspensor T-16-PACKOFF
Suspensor promove a vedação do anular mesmo com a
movimentação da coluna. A coluna de produção fica
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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”.
Foto mostrando o suspensor T-16-T em perfil lateral. No
detalhe a vedação elastomérica moldada no corpo do
suspensor para vedação externa e interna.
uspensor 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.
Desenho esquemático do Suspensor T-16-T. No detalhe
vemos a luva suspensora interna com o “casquilho” de
retenção.
Foto do Suspensor T-16-T. Em detalhe a parte superior
com a luva suspensora interna e as gaxetas principais.
Figura mostrando o Suspensor T-16-T tipo luva
suspensora roscada.
Suspensor T-16-V
Suspensor tipo monobloco com rosca para a coluna de
produção e gaxetas posicionadas na superfície cônica de
contato com a cabeça de produção. Esse item 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.
Figura mostrando o Suspensor T-16-V em corte. No
detalhe vemos a vedação não elastomérica presa pelo
anel ajustador e presilha.
Foto do Suspensor T-16-V. No detalhe vemos as
gaxetas para alta temperatura.
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SUSPENSORES para a Cab Prod da Série TR-8
- TR-8; TR-1C-1S; TRV-2C; TR-1C; TR-1S
Esses suspensores alojam-se em Cabeças de Produção tipo
TR, são do tipo alojamento cônico e ficam presos à Cabeça
através de sobreposta enroscada na parte superior desta.
Suspensor TR-8
Suspensor tipo monobloco com vedação por dois anéis tipo
“O” simples e robusto.
Foto do Suspensor TR-8. Em detalhe a rosca de
conexão da coluna e pos anéis de vedação e o
rebaixo para acomodação da sobreposta prisioneira
do suspensor.
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.
Desenho esquemático do Suspensor TR-8. Em
detalhe a rosca de conexão da coluna e as gaxetas
de vedação e o rebaixo para acomodação da
sobreposta prisioneira do suspensor.
Suspensor TR-1C
Suspensor tipo monobloco com alojamento interno para
receber uma luva suspensora. Essa configuração
assemelha-se a um suspensor dentro do outro. Sua
aplicação é particular onde a utilização de suspensores
roscados não se aplicam.
Desenho esquemático do Suspensor TR-1C.
Foto do Suspensor TR-1C. No detalhe temos aluva
suspensora interna presa por sobreposta aparafusada
diretamente no corpo do suspensor.
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. 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.
Figura esquematica do Suspensor TR-1C-1S, em
corte, mostrando um lado preparado para receber
uma luva suspensora e o outro lado preparado para
oferece passagem para o tubo de produção e
promover sua ancoragem por meio de cunhas.
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.
Figura esquemática do suspensor TRV-2C, em corte,
mostrando as duas luvas suspensoras com vedações
não-elastoméricas posicionadas no interior do
suspensor.
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Adaptador Cabeça de Produção
O Adaptador 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. O
Adaptador interage com a Cabeça de Produção, com a
Árvore de Natal e também com o Suspensor de Produção.
Figura mostrando o Adaptador fazendo a ligação entre a
cabeça de produção e a Árvore de Natal.
Diversos são os tipos de Adaptadores Cabeça de Produção.
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.
Descreveremos os tipos mais comuns utilizados na indústria
do petróleo:
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. 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.
Figura mostrando o Adaptyador tipo “A-1” com
extremidade inferior flangeada e extremidade susperior
roscada pino.
Fotografia de um conjunto Cabeça de produção +
Adaptador “A-1” + Árvore de Natal.
Adaptador B-1
Este tipo 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. Neste caso o adaptador faz as vezes também
de suspensorde coluna. Difere do adaptador A-1 apenas pela
rosca interna.
Figura mostrando o Adaptador tipo “B-1” com rosca
interna para suspensão da coluna de produção.
Adaptador B-2-P
Equivalente ao B-1 com flange superior em substituição à
rosca pino. Faz a adaptação de uma cabeça de produção
flangeada a uma árvore de natal também flangeada como na
figura principal.
Figura mostrando o Adaptador tipo B-2-P com sua
extremidade superior estojada.
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Adaptador A-5SH
Adaptador biflangeado que oferece uma passagem hidráulica
para o interior do poço através do suspensor apropriado (TC-
1A-EN). 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.
Desenho esquemático do Adaptador A-5SH. No
detalhe destaca-se a passagem hidráulica para
pressurização da válvula de segurança.
Desenho do conjunto Cabeça + Suspensor +
Adaptador mostrando a passagem hidráulica através do
suspensor e adaptador.
Adaptador A-3EC
Utilizado em poços de Bombeio Elétrico
Centrífugo Submerso, 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 cebeça) descido anteriormente, permitindo
assim a coinciência dos furos dos flanges da cabeça e
adaptador qualquer que seja o posicionamento do suspensor
de coluna no interior da cabeça. O suspensor TC-BEC 11”
possui rasgo de orientação que define uma única posição em
relação à cabeça de produção e o adaptador pode ser
costruído com flange normal (não rotativo).
Figura mostrando o Adaptador tipo A-3EC com a
passagem “excêntrica” para a coluana e os dois
flanges rotativos.
Nota: Esquema mostrando a Cabeça de Produção, o
Suspensor de Produção e o Adaptador de Produção com o
mandril elétrico e os dois conectores do mandril ( “pig-tail” de
superfície e subsuperfície).
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. É utilizado em conjunto com um suspensor do
tipo Pack-Off para que a coluna se movimente mesmo sem a
necessidade de retirada da árvore de natal ou mesmo do
adaptador. Existe ainda o 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.
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Figura esquemática demostrando o posicionamento do
Adaptador tipo BO-2 e a luva suspensora da coluna de
produção. Em detalhe o posicionamento do suspensor
tipo “packoff” abraçando a coluna de produção.
Adaptador KTH
O Adaptador tipo “KTH” prende o tubo através de cunhas de
ancoragem. Nesse caso o adaptador também faz as vezes
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 que se utiliza de 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 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.
Figura esquemática mostrando o Adaptador tipo KTH. No
detalhe as cunhas de ancoragem da coluna de produção
e a vedação com a borracha e os parafusos de
energização da mesma.
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 feito 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.
Figura esquemática do Adaptador tipo A-D
A-2 VAPOR
Adaptador com engaxetamento para niple de extensão
enroscado no suspensor de coluna. Esse sistema é utilizado
em poços de injeção de vapor. Nessa configuração os para
fusos prisioneiros do suspensor ( Lock Down Screew ) ficam
isolados do fluxo de vapor. Em instalações de elevação
artificial por “Plunger Lift” também utiliza-se o adaptador com
passagem para o niple de continuidade da coluna de
produção. Esse sistema é parecido com o Adaptador tipo
KTH em face de oferecer continuidade entre a coluna de
produção e a árvore de natal sem restrições internas. Aqui
não ocorre a ancoragem da coluna que é transferida para o
suspensor alojado na cabeça de produção.
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Árvore de Natal
É o conjunto de válvulas, cruzeta, choke,
manômetros, niples, 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 mestra, pistoneio e
lateral com choke, Simples para poços com coluna única ou
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,
ARVORE DE NATAL TIPO CRUZETA
Cada item de uma Árvore de Natal tem sua função
definida. Para a figura acima destacamos os seguintes
componentes:
- Válvula de Pistoneio à 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.
- Válvula Mestra Superior Hidráulica à válvula de
bloqueio do poço, normalmente fechada, operada
remotamente por pressurização hidráulica. Possuem sistemas
especiais de acionamento manual (manual override).
- Válvula Mestra Inferior Manual à válvula
principal de bloqueio do poço, operada manualmente.
- Válvula Lateral Pneumática à 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).
- Válvula Lateral Manual à 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.
- Choke à 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.
NOTA: na saída lateral podem ser instaladas duas
válvulas sendo uma pneumática e outra, conectada à cruzeta,
manual. A existênciade 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.
TIPOS DE ÁRVORES DE NATAL
a) Cruzeta Simples Flangeada à ilustrada
e descrita no item anterior. 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 manuais, e possuem válvulas
de acionamento pneumático na linha lateral. Alguns casos
(Pescada e Arabaiana) temos a mestra hidráulica com
“manual override” e a lateral pneumática também com
“manual override”, não existem válvulas back-up
exclusivamente manual.
b) Cruzeta Dupla Flangeada à 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 para garantir a montagem da árvore e acesso
vertical ao poço. Guardam simetria de componentes e
funções e a distinção entre qual a coluna correspondente a
qual árvore de natal é feita da seguinte forma: a coluna longa,
que produz intervalo mais profundo corresponde a válvulas
mais baixas em relação á cabeça de produção..
c) Mini-Oil à árvore de natal de poços que
produzem por Bombeio Mecânico. São um simples Tê-de-
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Fluxo com uma válvula lateral e uma caixa de engaxetamento
para promover a vedação na haste polida. Existem também
em versões duplas para produção com coluna dupla. Nesse
caso são duas árvores simples posicionadas em paralelo
conectadas ao suspensor ou adaptador duplos.
Nota: Um importante componente das árvores de
natal Mini-Oil é a caixa de engaxetamento (STUFFING BOX).
Sua função é garantir estanqueidade durante os ciclos de
bombeio. Trabalha em conjunto com uma haste polida que o
atravessa, possui dois conjuntos de vedação formado por
gaxetas toroidais de seção circular/elíptica e trapezoidal. Em
operação normal somente o “pacote” de gaxetas superiores
promovem a vedação após serem comprimidas pela
sobreposta superior. Existe, em alguns modelos uma mola
para compensação do efeito de desgaste das gaxetas. A
vedação inferior conhecida como “BOP” é utilizada para
garantir a troca das gaxetas superiores em condições de
segurança em poços semi-surgentes ou de alta RGO. Após a
substituição das gaxetas superiores desgastadas novamente
essa vedação secundária é relaxada.
CAIXA DE ENGAXETAMENTO
Desta mesma família temos as árvores de natal de
poços que produzem por BCP. Neste caso a árvore é também
um simples Tê-de-Fluxo com uma válvula lateral e um
sistema de cabeçote de acionamento rotativo para as hastes
de bombeio. O cabeçote já possui internamente incorporado
uma caixa de engaxetamento para a haste polida rotativa.
ARV NATAL BCP
Existem outros tipos particulares de Árvores de Natal
que podem se considerar uma variante dos conceitos acima
mostrados. Enumeramos e descrevemos as mais utilizadas:
- Árvore de Natal Injeção de Vapor à é
uma árvore de natal tipo cruzeta com válvulas especiais
para trabalho em alta temperatura.
- Árvore de Natal Plunger-Lift à árvore
adequada para o método de elevação, consiste de uma
cruzeta com mecanismo especial para abertura e
fechamento instantâneo do poço em intervalos de tempo
determinados e com um sistema de ancoragem para o
pistão (plunger).
- Árvore de Natal Injeção de Água à
equivalente ás árvores de bombeio mecânico exceto
pela substituição da caixa de engaxetamento por um
tampão. Existem também as árvores tipo cruzeta
flangeada para injeção de água a alta pressão; nestes
tipos dispensa-se a utilização de tipos especiais de
válvulas de controle remoto hidráulicas ou pneumáticas.
COMPONENTES E ACESSÓRIOS PARA ÁRVORE
DE NATAL
1) Válvulas tipo Esfera à são válvulas de
bloqueio utilizadas em poços produtores de óleo ou injeção
de água em pressões até 3000psi. São normalmente
roscadas e fazem parte dos conjuntos cabeça de produção e
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árvore de natal de poços bombeados. A vedação é feita entre
a esfera metálica (AISI 410) e sedes não metálicas (Teflon).
Trabalham totalmente abertas ou totalmente fechadas. A
condição de trabalho com semi-abertura pode comprometer a
sua vida útil.
VÁLVULA ESFERA ROSCADA
2) Válvulas tipo Gaveta à são válvulas de
bloqueio utilizadas em poços produtores de óleo e gás e
poços injetores de gás. São normalmente flangeadas para
pressões de trabalho que variam de 3000psi até 10.000psi. O
tipo de bloqueio por gaveta sofre energização pela própria
pressão de bloqueio (poço) o que reforça sua utilização em
poços de gás com pressões altas. Possui vedação tipo
metal-metal da gaveta contra sede metálica ou vedação do
tipo não elastomérica da gaveta metálica contra sedes não
metálicas. Possuem a facilidade para adaptação de
acionamento hidráulico ou pneumático para controle remoto
de abertura e fechamento.
- Acionamento Manual
VÁLVULA GAVETA FLANGEADA
- Acionamento pneumático
Válvula de gaveta tipo “normalmente fechada” atuada
por pressão pneumática.
- Acionamento hidráulico
Válvula de gaveta tipo “normalmente fechada”, atuada
por pressão hidráulica.
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NOTA: É comum encontrarmos o acessório “manual
override” como alternativa de abertura manual para válvulas
pneumática e hidráulicas,
3) Cruzeta à componente da árvore de
natal especialmente posicionado para desviar o sentido de
fluxo do poço para a linha de produção lateral. Pode ser
roscada para receber niples e válvulas roscadas ou
flangeadas para receber válvulas flangeadas. Sua disposição
em forma de cruz permite acesso ao poço vertical ou
lateralmente.
CRUZETA FLANGEADA
4) Choke à componente com a função de
controlar a vazão de fluido do poço (gás, óleo ou água)
ou quebrar a pressão de fluxo para níveis adequados à
linha de surgência. Existe o choke tipo “ajustável” onde a
abertura de produção pode ser feita de forma contínua
desde bloqueio total até abertura máxima através de um
volante. A variação das aberturas é conseguida pelo
sistema de sede-agulha ou sistema de janelas de fluxo.
Existe também o choke tipo “positivo” que compõe-se de
um orifício fixo para produção do poço. A alteração de
abertura, neste caso, se consegue pela substituição do
orifício o que demanda interrompimento da produção
(fechamento do poço) e desmontagem do choke. A
alteração de positivo para ajustável se consegue sem a
necessidade de retirar o choke da árvore de natal;
bastando substituir o tampão e orifício do choke positivo
pelo “bonnet” com agulha e sede do choke ajustável.
 Existe a versão de choke ajustável com sistema de
abertura de uma camisa que expõe parcial ou completamente
furos na sede. Esse conceito é mais imune ao desgaste por
abrasão comumente verificado no choke tipo agulha. Seu
projeto facilita a utilização de materiais mais resistentes e
protege o corpo do choke contra a abrasão do fluxo.
CHOKE AJUSTÁVEL TIPO GAIOLA
NOTA: Um conceito mais atual de Árvore de Natal é
o que se conhece como Árvore de Natal Horizontal
(Horizontal Tree). Nesse tipo de árvore a intervenção no
poço, com sonda, é feito sem a necessidade de desconexão
das linhas de surgência ou mesmo do corpo principal da
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árvore. Foi especialmente desenvolvido para ser instalada
em completações submarinas onde se espera uma maior
frequência de intervenção com sonda que o normal (poços de
BCS).
A figura abaixo mostra um sistema de Árvorede Natal
Horizontal “seca” onde a Cabeça de Produção incorpora
também a função de cruzeta com saídas laterais para a linha
de surgência e para acesso ao espaço anular. Todo o
sistema é dependente do projeto do “Tubing Hanger” que
reúne as funções normais de saspensão da coluna e vedação
do espaço anular mais a função especial de “canalizar” o
fluxo do poço para a linha lateral (horizontal).
Em plataformas de múltiplos poços encontra também
especial aplicação em face da facilidade de montagem do
sistema de segurança de cabeça de poço (BOP) de sondas
para WorkOver, principalmente as sondas hidráulicas (SPH’s)
sem a necessidade de desmontagem das linhas de surgência
dos poços. Poderíamos também estender sua utilização
mesmo para poços da área terrestre onde a intervenção com
SPT não demandaria a desconexão das linhas de superfície
ou a modificação no lay-out do “cachimbo” antes, durante ou
após a intervenção.
ÁRVORE DE NATAL HORIZONTAL
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tubo de revestimento de superfície. Podemos destacar mos modos de fixação da cabeça ao tubo pelo processo de SOLDA, de ROSCA
e de fixação por CUNHAS.
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Abaixo ilustramos os componentes de ancoragem dos revestimentos posteriormente descidos no poço. São os carreteis de ancoragem
responsáveis pela vedação e ancoragem entre os demais revestimentos descidos no poço.
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Abaixo demostramos a forma de finalização do poço com o posicionamento da cabeça de produção que receberá a coluna de produção
do poço juntamente com a Árvore de Natal e o Adaptador específico para o sistema de elevação projetado para o poço.
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O esquema abaixo mostra uma montagem de cabeça de poço onde são descidos três revestimentos
devidamente ancorados. A cabeça de produção finaliza o poço e prepara o mesmo para receber os equipamentos que promoverão a
produção do poço: Adaptador + Suspensor da Coluna de Produção + Árvore de Natal.
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A ilustração abaixo mostra o sistema de ancoragem de revestimento no fundo do mar utilizado quando são perfurados poços a partir de
plataforma tipo Autoelevatórias (Jack-Up) ou a partir de plataformas fixas com utilização de Templates. O objetivo do sistema OBS (
Ocean Bottom System ) é transferir para o fundo do mar todas as cargas devidas ao peso das colunas de revestimento.
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A figura abaixo mostra em detalhe o sistema OBS tipo “Stack-Down” de suspensão de revestimento. É possível perfurar o poço,
abandoná-lo temporária ou permanentemente após sua perfuração deixando os equipamentos no nível do solo marinho. Em caso de
volta ao poço ( Tie-Back ) é possível reconectá-lo à superfície ou promover a instalação de Árvore de Natal Molhada.
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Equipamentos de Subsuperfície
São todos os itens componentes da coluna de
produção do poço. Neste conjunto temos itens que fazem
parte intrínseca da coluna de produção como os próprios
tubos, os packer’s, mandris de gás-lift, válvulas de segurança,
válvulas de circulação tipo camisa deslizante, niples de
assentamento, juntas de expansão e/ou separação, etc e
outros que são utilizados no poço não solidários à coluna de
produção: tampões permanentes e recuperáveis,
equipamentos de controle de fluxo recuperáveis por arame,
etc.
Analisaremos cada componente separadamente
mostrando seu funcionamento e sua função no poço bem
como os requisitos básicos para sua especificação técnica.:
BOCA DE SINO à Equipamento posicionado na
extremidade da coluna de produção para servir de
guia para reentrada de ferramentas descidas abaixo
da extremidade da coluna, durante operações
efetuadas por dentro ( through tubing ) da mesma
com Arame ( Slick-Line ), Cabo Elétrico ( Wire Line )
ou Flexitubo ( Coil Tubing ).
O próprio nome sugere sua função. A extremidade
em forma de cone dirige as ferramentas para o
interior da coluna evitando que as mesmas fiquem
presas abaixo da coluna.
Extremidade da coluna com Boca de
Sino
SUB DE PRESSURIZAÇÃO à Equipamento
componente da coluna de produção que tem por
função principal tamponar provisoriamente a coluna
permitindo que a mesma possa ser pressurizada
internamente para acionamento de equipamentos
operados hidraulicamente, como por exemplo
Packer’s, Pump-Out’s, Âncora Hidráulica, etc. Outra
utilidade seria testar a estanqueidade da coluna de
produção após instalação da árvore de natal. Uma
vez cumprido sua função de sub de tamponamento
temporário, no caso do tipo “HTPS” ( Hydro Trip
Pressure Sub ) fabricação Baker, elevamos a
pressão no interior da coluna até o rompimento da
sede e liberação da esfera para o fundo do poço. A
coluna ficará sem obstrução ao fluxo ou à descida
de equipamentos com Wireline: ocorre um
restabelecimento do ID da coluna ( o tubo 2.7/8”
6.5lb/pé possui drift de 2.347” e o ID da HTPS
2.7/8” rompida é de 2.375”). Esta propriedade e sua
construção com caixa-pino permite que a HTPS
possa ser posicionada em qualquer ponto da
coluna. A versão de HTPS Dupla trata-se do mesmo
equipamento com duas sedes para utilização
suplementar. Cada sede recebe uma esfera de
diâmetro diferente o que permite repetir seu papel
de sub de pressurização ou, alternativamente
desenvolver uma função posterior de “Check-Valve”,
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para evitar perda de fluido no caso de ser
necessário um amortecimento do poço sem
desassentamenbto do packer.
HTPS
SHEAR-OUT à Tem a mesma função da HTPS,
no entanto pode ser descida com sede tamponada
(coluna vazia) ou com sede vazada para receber
uma esfera. Tem o incoveniente de somente poder
ser descida na extremidade da coluna. Possue
perfil interno biselado para facilitar reentrada de
ferramentas na coluna após o descarte da sede
para o fundo do poço.
SHEAR-OUT TIPO TAMPÃO SEDE
DESCARTÁVEL
SHEAR-OUT TIPO MEMBRANA à Trata-se De um
dos mais novos componentes da coluna de produção. É um
“Sub de Pressurização” que desce tamponado por uma
membrana metálica que rompe com uma determinada
pressão. O equipamento é impróprio para equipar poço em
definitivo devido ao obstáculo deixado pela membrana rompida
que impediria qualquer operação de WireLine posterior. Por
outro lado é extremamente útil nos casos onde não é permitido
a queda de peças (sede, esfera, etc) no poço. Para
tamponamento da cauda da coluna curta em completações
duplas não existe outra alternativa salvo tampões recuperados
por arame.
Sua grande utilidade é para operações de maior
precisão no rompimento da sede-membrana como nos
trabalhos de “Extreme-Overbalance” ou em poços de vapor já
que a vedação da membrana é metal-metal.
TOP SUB MEMBRANA BOTTON SUB
NIPPLE DE ASSENTAMENTO à Os nipples
(perfis) de assentamento são “sub’s” diretamente
enroscados na coluna de produção que possuem
uma área interna polida de vedação e um recesso
interno para ancoragem dos equipamentos de
controle de fluxo. Servem para alojar, em
profundidades bem definidas, tampões ( para
isolamento de intervalos ), válvulas de
contrapressão ( para impedir perda de fluido para
formação ), suspensores de