Tubo de aço de revestimento H40

Introdução

O tubo de aço com revestimento H40 é um tipo de tubo de revestimento usado na perfuração de poços de petróleo e gás. A nota H40 faz parte da API (Instituto Americano de Petróleo) classificação de materiais de revestimento e tubulação. O revestimento H40 é usado para revestir o poço, evitando o colapso e isolando diferentes zonas de pressão no subsolo.

Especificações da API

Escopo

O invólucro API H40 foi projetado para atender aos padrões estabelecidos na API Spec 5CT, que descreve os requisitos para revestimentos e tubulações usados em poços de petróleo e gás. A especificação inclui detalhes sobre materiais, propriedades mecânicas, dimensões, e procedimentos de teste.

Composição Química

A composição química do aço de revestimento H40 foi projetada para fornecer um equilíbrio entre resistência e tenacidade. A composição química típica do invólucro H40 inclui:

Elemento	Composição (%)
Carbono (C)	0.22 máx.
Manganês (Mn)	0.30-1.20
Fósforo (P)	0.030 máx.
Enxofre (S)	0.030 máx.
Silício (E)	0.10-0.35

Propriedades Mecânicas

O aço da carcaça H40 foi projetado para fornecer propriedades mecânicas suficientes para suportar as pressões e tensões encontradas durante a perfuração e a produção. As propriedades mecânicas típicas incluem:

Resistência à tracção: Mínimo 552 MPa (80 ksi)
Força de rendimento: Mínimo 276 MPa (40 ksi)
Alongamento: Mínimo 20% em 2 polegadas

Tamanhos de tubos

Os tubos de revestimento H40 estão disponíveis em vários tamanhos para acomodar diferentes diâmetros e profundidades de poços. Os tamanhos padrão são especificados pelo seu diâmetro externo (DE) e espessura da parede. Tamanhos comuns incluem:

Diâmetro externo (DE): 4 1/2 polegadas para 20 polegadas
Espessura da Parede: Varia de acordo com os requisitos da aplicação (por exemplo, 0.224 polegadas, 0.250 polegadas, etc.)

Detalhes técnicos, Dimensões, e tolerâncias

Dimensões

As dimensões dos tubos de revestimento H40 são especificadas pelo seu diâmetro externo (DE) e espessura da parede. Os tamanhos padrão atendem aos requisitos API Spec 5CT. Dimensões comuns incluem:

Diâmetro externo (DE): 4 1/2 polegadas para 20 polegadas
Espessura da Parede: Varia de acordo com os requisitos da aplicação.

Tolerâncias

API Spec 5CT descreve tolerâncias precisas para garantir que os tubos atendam aos padrões de qualidade e desempenho. Essas tolerâncias incluem:

Diâmetro externo (DE): ±1% do DO especificado
Espessura da Parede: ±12,5% da espessura de parede especificada
Peso: ±10% do peso nominal por unidade de comprimento

Espessura da Parede & Tolerância

A espessura da parede dos tubos de revestimento H40 é crítica para o seu desempenho em operações de perfuração e produção. As tolerâncias na espessura da parede garantem um desempenho consistente. As tolerâncias padrão incluem:

Tolerância de espessura de parede: ±12,5% da espessura de parede especificada.
Espessura Mínima da Parede: A espessura mínima da parede não deve ser inferior 87.5% da espessura nominal da parede especificada.

ESPECIFICAÇÕES DA TUBULAÇÃO DE CASING API/API 5CT H40

– Especificação & Tamanho da tubulação API 5CT H40

Ó. D.

Peso

C. T.

Finalizar processamento

Rosca de acoplamento não perturbada

Rosca de acoplamento perturbada

Classe de aço

milímetros

lb./pé.

milímetros

H40

J55

L80

N80

C90

T95

P110

2 3/8

2.38

60.3

–

0.167

4.24

–

4.6

4.7

0.19

4.83

PNU

5.8

5.95

0.254

6.45

–

PNU

6.6

–

0.295

7.49

–

7.35

7.45

0.336

8.53

–

2 7/8

2.88

6.4

6.5

0.217

5.51

PNU

–

7.8

7.9

0.276

7.01

–

8.6

8.7

0.308

7.82

–

PLB

PLBE

–

PLB

9.35

9.45

0.34

8.64

–

PLB

PLBE

–

PLB

10.5

–

0.392

9.96

–

PLB

–

PLB

11.5

–

0.44

11.18

–

PLB

–

3 1/2

3.5

88.9

7.7

–

0.216

5.49

–

9.2

9.3

0.254

6.45

PNU

10.2

–

0.289

7.34

–

12.7

12.95

0.375

9.52

–

PNU

14.3

–

0.43

10.92

–

15.5

–

0.476

12.09

–

0.53

13.46

–

102

9.5

–

0.226

5.74

–

0.262

6.65

–

13.2

–

0.33

8.38

–

16.1

–

0.415

10.54

–

18.9

–

0.5

12.7

–

22.2

–

0.61

15.49

–

4 1/2

4.5

114

12.6

12.75

0.271

6.88

PNU

–

15.2

–

0.337

8.56

–

0.38

9.65

–

18.9

–

0.43

10.92

–

PLB

21.5

–

0.5

12.7

–

PLB

23.7

–

0.56

14.22

–

PLB

26.1

–

0.63

–

PLB

P —— Simples；N—— Rosca de acoplamento não perturbada；U —— Rosca de acoplamento perturbada； L —— Integral

– Especificação & Tamanho do invólucro API 5CT H40

DN	Ó. D.		Peso		C. T.			Formulário de usinagem final
	Ó. D.		Peso		C. T.			Classe de aço
	em	milímetros	lb/pé	kg/m	em	milímetros	H40	J55	L80	N80	C90	P110
	em	milímetros	lb/pé	kg/m	em	milímetros	H40	K55	L80	N80	T95	P110
4 1/2	4.500	114.3	9.5	14.14	0.205	5.21	PS	PS	–	–	–	–
			10.5	15.63	0.224	5.69	–	PSB	–	–	–	–
			11.6	17.26	0.250	6.35	–	PSLB	PLB	PLB	PLB	PLB
			13.5	20.09	0.290	7.37	–	–	PLB	PLB	PLB	PLB
			15.1	22.47	0.337	9.56	–	–	–	–	–	PLB
5	5.000	127	11.5	17.11	0.220	5.59	–	PS	–	–	–	–
			13	19.35	0.253	6.43	–	PSLB	–	–	–	–
			15	22.32	0.296	7.52	–	PSLB	PLB	PLB	PLBE	PLB
			18	26.79	0.362	9.19	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			21.4	31.85	0.437	11.1	–	–	PLB	PLB	PLB	PLB
			23.2	34.53	0.478	12.14	–	–	–	–	PLB	–
			24.1	35.86	0.500	12.7	–	–	–	–	PLB	–
5 1/2	5.500	139.7	14	20.83	0.244	6.2	PS	PS	–	–	–	–
			15.5	23.07	0.275	6.98	–	PSLB	–	–	–	–
			17	25.3	0.304	7.72	–	PSLB	PLB	PLB	PLBE	PLB
			20	29.76	0.361	9.17	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			23	34.23	0.415	10.54	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			26.8	39.88	0.500	12.7	–	–	–	–	–	–
			29.7	44.2	0.562	14.27	–	–	–	–	–	–
			32.6	48.51	0.625	15.88	–	–	–	–	–	–
			35.3	52.53	0.687	17.45	–	–	–	–	–	–
			38	56.55	0.750	19.05	–	–	–	–	–	–
			40.5	60.27	0.812	20.62	–	–	–	–	–	–
			43.1	64.14	0.875	22.22	–	–	–	–	–	–
6 5/8	6.625	168.28	20	29.76	0.288	7.32	PS	PSLB	–	–	–	–
			24	35.72	0.352	8.94	–	PSLB	PLB	PLB	PLBE	PLB
			28	41.67	0.417	10.59	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			32	47.62	0.475	12.06	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
7	7.000	177.8	17	25.3	0.231	5.87	PS	–	–	–	–	–
			20	29.76	0.272	6.91	PS	PS	–	–	–	–
			23	34.23	0.317	8.05	–	PSLB	PLB	PLB	PLBE	–
			26	38.69	0.362	9.19	–	PSLB	PLB	PLB	PLBE	PLB
			29	43.16	0.408	10.36	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			32	47.62	0.453	11.51	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			35	52.09	0.498	12.65	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			38	56.55	0.540	13.72	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			42.7	63.54	0.625	15.88	–	–	–	–	–	–
			46.4	69.05	0.687	17.45	–	–	–	–	–	–
			50.1	74.56	0.750	19.05	–	–	–	–	–	–
			53.6	79.77	0.812	20.62	–	–	–	–	–	–
			57.1	84.97	0.875	22.22	–	–	–	–	–	–
7 5/8	7.625	193.68	24	35.72	0.300	7.62	PS	–	–	–	–	–
			26.4	39.29	0.328	8.33	–	PSLB	PLB	PLB	PLBE	PLB
			29.7	44.2	0.375	9.52	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			33.7	50.15	0.430	10.92	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			39	58.05	0.500	12.7	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			42.8	63.69	0.562	14.27	–	–	PLB	PLB	PLB	PLB
			45.3	67.41	0.595	15.11	–	–	PLB	PLB	PLB	PLB
			47.1	70.09	0.625	15.88	–	–	PLB	PLB	PLB	PLB
			51.2	76.19	0.687	17.45	–	–	–	–	–	–
			55.3	80.3	0.750	19.05	–	–	–	–	–	–
8 5/8	8.625	219.08	24	35.72	0.264	6.71	–	PS	–	–	–	–
			28	41.62	0.304	7.72	PS	–	–	–	–	–
			32	47.62	0.352	8.94	PS	PSLB	–	–	–	–
			36	53.57	0.400	10.16	–	PSLB	PLB	PLB	PLBE	PLB
			40	59.53	0.450	11.43	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			44	65.48	0.500	12.7	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			49	72.92	0.557	14.15	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
9 5/8	9.625	244.48	32.3	48.07	0.312	7.92	PS	–	–	–	–	–
			36	53.57	0.352	8.94	PS	PSLB	–	–	–	–
			40	59.53	0.395	10.03	–	PSLB	PLB	PLB	PLBE	–
			43.5	64.73	0.435	11.05	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			47	69.94	0.472	11.99	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			53.5	79.62	0.545	13.84	–	–	PLB	PLB	PLBE	PLB
			58.4	86.91	0.595	15.11	–	–	PLB	PLB	PLB	PLB
			59.4	88.4	0.609	15.47	–	–	–	–	–	–
			64.9	96.58	0.672	17.07	–	–	–	–	–	–
			70.3	104.62	0.734	18.64	–	–	–	–	–	–
			75.6	112.5	0.797	20.24	–	–	–	–	–	–
10 3/4	10.750	273.05	32.75	48.74	0.279	7.09	PS	–	–	–	–	–
			40.5	60.27	0.350	8.89	PS	PSB	–	–	–	–
			15.5	67.71	0.400	10.16	–	PSB	–	–	–	–
			51	75.9	0.450	11.43	–	PSB	PSB	PSB	PSBE	PSB
			55.5	82.59	0.495	12.57	–	–	PSB	PSB	PSBE	PSB
			60.7	90.33	0.545	13.84	–	–	–	–	PSBE	PSB
			65.7	97.77	0.595	15.11	–	–	–	–	PSB	PSB
			73.2	108.93	0.672	17.07	–	–	–	–	–	–
			79.2	117.86	0.734	18.64	–	–	–	–	–	–
			85.3	126.94	0.797	20.24	–	–	–	–	–	–
11 3/4	11.750		42	62.5	0.333	8.46	PS	–	–	–	–	–
			47	69.94	0.375	20.24	–	–	–	–	–	–
			54	80.36	0.435	8.46	–	–	–	–	–	–
			60	89.29	0.489	9.53	–	–	–	–	–	–
			65	96.73	0.534	11.05	–	–	–	–	–	–
			71	105.66	0.582	14.42	–	–	–	–	–	–
13 3/8	13.375	339.73	48	71.43	0.330	8.38	PS	–	–	–	–	–
			54.5	81.1	0.380	9.65	–	PSB	–	–	–	–
			61	90.78	0.430	10.92	–	PSB	–	–	–	–
			68	101.19	0.480	12.19	–	PSB	PSB	PSB	PSB	PSB
			72	107.15	0.514	13.06	–	–	PSB	PSB	PSB	PSB
16	16.000	406.4	65	96.73	0.375	9.53	PS	–	–	–	–	–
			75	111.61	0.438	11.13	–	PSB	–	–	–	–
			84	125.01	0.495	12.57	–	PSB	–	–	–	–
			109	162.21	0.656	16.66	–	P	P	P	–	P
18 5/8	18.625	473.08	87.5	130.21	0.435	11.05	PS	PSB	–	–	–	–
20	20.000	508	94	139.89	0.438	11.13	PSL	PSLB	–	–	–	–
			106.5	158.49	0.500	12.7	–	PSLB	–	–	–	–
			133	197.93	0.635	16.13	–	PSLB	–	–	–	–
P —— Simples；S——Tópico curto；L —— Fio longo；B —— Fio de contraforte；E—— Fio extremo

Materiais e Fabricação

Materiais

Os tubos de revestimento H40 são feitos de aço carbono, que fornece um equilíbrio de força, resistência, e custo-benefício. O material é adequado para aplicações onde são necessárias resistência moderada e resistência ao colapso e pressão interna.

Fabricação

O processo de fabricação dos tubos de revestimento H40 envolve diversas etapas para garantir qualidade e desempenho:

Siderurgia: O aço carbono de alta qualidade é produzido através de processos como forno elétrico a arco (EAF) ou forno de oxigênio básico (BOF).
Formando: O aço é formado em formas cilíndricas usando processos como laminação sem costura ou soldagem.
Tratamento térmico: Os tubos podem passar por processos de tratamento térmico, como normalização, para melhorar suas propriedades mecânicas.
Acabamento: Os tubos são acabados para atingir a qualidade de superfície desejada, dimensões, e tolerâncias.

Testes

Para garantir a qualidade e o desempenho dos tubos de revestimento H40, vários testes são conduzidos de acordo com os requisitos API Spec 5CT:

Teste Hidrostático

Um teste hidrostático é realizado para verificar os tubos’ capacidade de suportar pressão interna. Os tubos são preenchidos com água e pressurizados a um nível especificado para verificar vazamentos e integridade estrutural.

Testes Não Destrutivos (END)

Métodos de testes não destrutivos são usados para detectar defeitos internos e superficiais sem danificar os tubos. Os métodos comuns de END incluem:

Teste ultrassônico: Ondas sonoras de alta frequência são usadas para detectar falhas internas.
Inspeção de Partículas Magnéticas: Detecta defeitos superficiais e próximos à superfície usando campos magnéticos.

Testes Mecânicos

Testes mecânicos são realizados para verificar os tubos’ propriedades mecânicas, incluindo:

Teste de tração: Mede a resistência à tração, força de rendimento, e alongamento.
Teste de dureza: Verifica os níveis de dureza para garantir a conformidade com os limites especificados.
Teste de achatamento: Verifica a capacidade do tubo de resistir à deformação sem rachar.

Tratamento térmico

Processos de tratamento térmico, como normalização, podem ser aplicados a tubos de revestimento H40 para melhorar suas propriedades mecânicas e garantir desempenho consistente:

Normalizando

A normalização envolve aquecer os tubos a uma temperatura acima da temperatura crítica e depois resfriá-los ao ar.. Este processo refina a estrutura do grão, melhorando a resistência e a força.

Invólucro H40