Produtos tubulares petrolíferos (OCTG)
Produtos tubulares para países petrolíferos (OCTG) é uma família de produtos laminados sem costura que consiste em tubos de perfuração, revestimento e tubulações sujeitos a condições de carregamento de acordo com sua aplicação específica. (veja a Figura 1 para um esquema de um poço profundo):
O Tubo de perfuração é um tubo pesado sem costura que gira a broca e circula o fluido de perfuração. Segmentos de tubos de 9 m (30 pés) de comprimento são acoplados a juntas de ferramentas. O tubo de perfuração é simultaneamente submetido a alto torque pela perfuração, tensão axial pelo seu peso morto e pressão interna pela purga do fluido de perfuração. Além disso, cargas de flexão alternadas devido à perfuração não vertical ou desviada podem ser sobrepostas a estes padrões de carga básicos.
Tubo de revestimento reveste o poço. Está sujeito à tensão axial pelo seu peso morto, à pressão interna pela purga do fluido e à pressão externa pelas formações rochosas circundantes. O invólucro é particularmente exposto à tensão axial e à pressão interna pela emulsão de óleo ou gás bombeada.
Tubulação é um tubo através do qual o petróleo ou gás é transportado do poço. Os segmentos de tubulação geralmente têm cerca de 9 m de comprimento e uma conexão roscada em cada extremidade.
A resistência à corrosão sob condições de serviço ácidas é uma característica muito importante do OCTG, especialmente para revestimentos e tubulações.
Os processos típicos de fabricação de OCTG incluem (todas as faixas dimensionais são aproximadas)
Processo contínuo de laminação com mandril e processo de bancada para tamanhos entre 21 e 178 mm de diâmetro externo.
Laminação de plugues para tamanhos entre 140 e 406 mm de diâmetro externo.
Perfuração cruzada e laminação pilger para tamanhos entre 250 e 660 mm de diâmetro externo.
Estes processos normalmente não permitem o processamento termomecânico habitual para os produtos de tiras e placas utilizados para o tubo soldado. Portanto, tubos sem costura de alta resistência devem ser produzidos aumentando o teor de liga em combinação com um tratamento térmico adequado, como têmpera e revenido.
Figura 1. Esquema de completação de poço profundo
Atender ao requisito fundamental de uma microestrutura totalmente martensítica, mesmo em tubos com grandes espessuras de parede, requer boa temperabilidade. Cr e Mn são os principais elementos de liga utilizados para produzir boa temperabilidade em aços tratáveis termicamente convencionais. No entanto, o requisito de boa resistência à fissuração sob tensão por sulfureto (SSC) limita a sua utilização. O Mn tende a segregar durante o lingotamento contínuo e pode formar grandes inclusões de MnS que reduzem a resistência à fissuração induzida por hidrogênio (HIC). Níveis mais elevados de Cr podem levar à formação de precipitados de Cr7C3 com morfologia grosseira em forma de placa, que atuam como coletores de hidrogênio e iniciadores de trincas. A liga com molibdênio pode superar as limitações da liga de Mn e Cr. O Mo é um endurecedor muito mais forte que o Mn e o Cr, pelo que pode facilmente recuperar o efeito de uma quantidade reduzida destes elementos.
Tradicionalmente, os tipos OCTG eram aços carbono-manganês (até o nível de resistência de 55 ksi) ou tipos contendo Mo até 0,4% Mo. Nos últimos anos, a perfuração de poços profundos e reservatórios contendo contaminantes que causam ataques corrosivos criaram uma forte demanda. para materiais de maior resistência, resistentes à fragilização por hidrogênio e SCC. A martensita altamente revenida é a estrutura mais resistente ao SSC em níveis de resistência mais elevados, e 0,75% é a concentração de Mo que produz a combinação ideal de limite de escoamento e resistência ao SSC.
