Produtos tubulares petrolíferos (OCTG)

Produtos tubulares para países petrolíferos (OCTG) é uma família de produtos laminados sem costura, consistindo de tubos de perfuração, revestimentos e tubulações submetidos a condições de carga 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 tubo de 30 pés (9 m) de comprimento são acoplados com 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 defletida podem ser sobrepostas a esses padrões básicos de carga.
Tubo de revestimento reveste o furo. Ele está sujeito à tensão axial de seu peso morto, pressão interna da purga de fluido e pressão externa de formações rochosas ao redor. A emulsão de óleo ou gás bombeada expõe particularmente o revestimento à tensão axial e à pressão interna.
Tubulação é um cano através do qual óleo ou gás é transportado do poço. Os segmentos de tubulação têm geralmente cerca de 30 pés [9 m] de comprimento e têm uma conexão rosqueada em cada extremidade.

A resistência à corrosão sob condições de serviço ácidas é uma característica crucial do OCTG, especialmente para revestimentos e tubos.

Os processos típicos de fabricação de OCTG incluem (todas as faixas dimensionais são aproximadas)

Processos contínuos de laminação por mandril e bancada de empurrar 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.
Esses processos normalmente não permitem o processamento termomecânico habitual para os produtos de tiras e placas usados 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 revenimento.

Figura 1. Esquema de uma completação profunda e próspera

Atender ao requisito fundamental de uma microestrutura totalmente martensítica, mesmo em grandes espessuras de parede de tubo, requer boa temperabilidade. Cr e Mn são os principais elementos de liga que produzem boa temperabilidade em aço convencional tratável termicamente. No entanto, a exigência de boa resistência à fissuração por tensão de sulfeto (SSC) limita seu uso. O Mn tende a segregar durante a fundição contínua e pode formar grandes inclusões de MnS que reduzem a resistência à fissuração induzida por hidrogênio (HIC). Níveis mais altos de Cr podem levar à formação de precipitados de Cr7C3 com morfologia em forma de placa grossa, que atuam como coletores de hidrogênio e iniciadores de fissuras. A liga com molibdênio pode superar as limitações da liga de Mn e Cr. O Mo é um endurecedor muito mais forte do que Mn e Cr, então ele pode recuperar rapidamente o efeito de uma quantidade reduzida desses elementos.

Tradicionalmente, os graus OCTG eram aços carbono-manganês (até o nível de resistência de 55 ksi) ou graus 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 por materiais de maior resistência, resistentes à fragilização por hidrogênio e SCC. A martensita altamente temperada é a estrutura mais resistente a SSC em níveis de resistência mais altos, e a concentração de 0,75% Mo produz a combinação ideal de limite de escoamento e resistência a SSC.