A cabeça do poço é a terminação superficial crítica de um poço. Ele compreende vários componentes principais,-nomeadamente a cabeça do revestimento, a cabeça da tubulação e a árvore de Natal-que trabalham juntos para suspender colunas de fundo de poço, vedar espaços anulares e controlar a produção. Um conhecimento completo deste equipamento é essencial para garantir operações seguras e eficientes de petróleo e gás.
Uma visão técnica abrangente da Conferência Internacional de Oleodutos da China fornece uma análise detalhada desses componentes da cabeça do poço, suas funções, classificações e mecanismos de vedação.
Sistema de cabeça de revestimento
A cabeça do revestimento forma a base da cabeça do poço. É um carretel ou alojamento preso ao topo da coluna de revestimento de superfície. Suas principais funções são suportar o peso das colunas de revestimento subsequentes (revestimento intermediário e de produção) por meio de suportes de revestimento e vedar os espaços anulares entre essas colunas de revestimento.
- Principais funções da cabeça de revestimento:
- Suspensão:Suporta o peso de todas as colunas de revestimento interno através de suportes de revestimento.
- Apoiar:Fornece uma base para montagem de preventores de explosão (BOPs) durante a perfuração e a cabeça e a árvore da tubulação durante a produção.
- Vedação:Fornece uma vedação-estanque à pressão entre os diferentes anéis do revestimento.
- Acesso:Oferece saídas laterais (portas) para diversas finalidades, como:
1.Monitoramento da pressão nos anéis do revestimento.
2. Bombear fluidos (por exemplo, lama, cimento) no anel.
3.Injetar inibidores de corrosão ou realizar operações especiais como cimentação por compressão.
Classificação das cabeças de revestimento:
As cabeças de revestimento são classificadas com base em vários parâmetros:
1.Por número de colunas de revestimento suspensas:
- Solteiro:Para poços rasos e de baixa-pressão.
- Dobro:O tipo mais comum, utilizado para poços com revestimento intermediário e de produção.
- Triplo:Usado em poços profundos-de alta pressão ou em poços de exploração que exigem diversas sequências de revestimento.
2.Por tipo de cabide:
- Tipo de deslizamento (ou deslizamento-e-selo):Utiliza cunhas segmentadas para segurar e pendurar o invólucro. Comum para cordas de superfície e intermediárias.
- Tipo de mandril (ou roscado):A caixa é enfiada diretamente no cabide. Fornece uma vedação robusta e confiável e é frequentemente usado para colunas de revestimento de produção.
- Tipo soldado:O cabide é soldado diretamente na caixa.
3. Por conexão corporal:Flangeado, braçadeira (cubo) ou rosqueado.
- Cabides de revestimento:
- O suspensor é o componente que realmente suporta a coluna de revestimento dentro da cabeça do revestimento.
- Cabides de mandril:A caixa é enroscada no cabide. Eles fornecem uma parada positiva e um excelente caminho de vedação de metal-a{2}}metal. Eles são comumente usados para revestimentos de produção onde uma vedação confiável é fundamental.
- Cabides deslizantes:O cabide consiste em cunhas que se prendem entre o corpo da cabeça do invólucro e o invólucro, prendendo-o à medida que o peso é colocado. Eles são rápidos de instalar e são frequentemente usados para revestimentos de superfície e intermediários.
- Mecanismos de vedação:As vedações entre o suspensor e o corpo da cabeça do poço são críticas.
1. Vedações de borracha (por exemplo, vedações BT):Energizado pela injeção de graxa sob pressão para formar uma vedação. Muitas vezes incluem portas de teste para verificar a integridade da vedação.
2. Vedações de metal-a{2}}de metal:Fornece a mais alta integridade e confiabilidade, especialmente em poços de alta-pressão e alta-temperatura (HPHT). Eles contam com dimensões precisas e ajustes de interferência para criar uma vedação quando energizados mecanicamente ou por peso.
Sistema de cabeça de tubulação
A cabeça da tubulação é instalada no topo da cabeça do revestimento superior. Suas principais funções são:
- Suspenda a corda da tubulação:Ele abriga o suporte de tubulação, que suporta toda a coluna de tubulação de produção e qualquer equipamento de fundo de poço.
- Vede a tubulação-Anel do revestimento:Ele fornece a vedação-estanque à pressão entre a tubulação e o revestimento de produção.
- Componente de transição:Ele serve como peça de conexão entre a cabeça do invólucro abaixo e a árvore de Natal acima.
- Fornece acesso lateral:O carretel da cabeça da tubulação tem saídas laterais (geralmente flangeadas) que permitem acesso ao anel-do revestimento da tubulação para operações como circulação, interrupção ou monitoramento da pressão do anel.
Componentes principais:
- Carretel principal da tubulação:O corpo principal.
- Cabide de tubulação:O dispositivo que fica no carretel para apoiar a tubulação. Para poços offshore com válvulas de segurança subterrâneas (SSSV), o suspensor é complexo, apresentando passagens para linhas de controle hidráulico e cabos elétricos (para ESPs), que devem ser vedados de forma confiável.
- Parafusos de bloqueio:Usado para travar o suporte da tubulação no lugar, evitando movimento ascendente devido a altas pressões ou expansão térmica.
Árvore de Natal
A árvore de Natal é a montagem final de válvulas, carretéis e conexões instaladas no topo da cabeça do tubo. É o principal ponto de controle do poço, gerenciando a produção, fornecendo acesso para intervenções no poço e permitindo o fechamento-.
Funções primárias:
- Produção de controle:Regula e direciona o fluxo de hidrocarbonetos do poço.
- Forneça capacidade-de fechamento:Válvulas mestras e válvulas laterais podem isolar o poço.
- Permitir acesso:Fornece um conduíte para operações de intervenção em poços, como wireline, flexitubo ou slickline.
- Monitore bem:Portas para medidores de pressão e temperatura.
- Proteja o Meio Ambiente:Atua como a barreira final contra a liberação descontrolada.
Classificação:
1.Por configuração:
- Convencional (ou Modular):Montado a partir de válvulas e conexões flangeadas individuais. Comum em terra.
- Integral (ou Bloco):Várias válvulas (por exemplo, válvula mestre, válvula borboleta, válvula swab) são combinadas em um único bloco forjado. Isso reduz o tamanho, o peso e possíveis caminhos de vazamento, tornando-o ideal para plataformas offshore e aplicações submarinas.
2.Por número de cordas de tubulação:
- Árvore de conclusão única:Para poços com uma única coluna de tubulação.
- Árvore de conclusão dupla:Maior e mais complexo, usado para poços onde duas colunas de tubos separadas produzem independentemente a partir de duas zonas diferentes. Requer um suporte de tubo duplo.
- Árvore de conclusão tripla:Uma montagem ainda mais complexa para aplicações especializadas que envolvem três cadeias de produção separadas.
3.Por aplicação:Árvores padrão para produtores de petróleo ou gás, injetores de água ou gás e sistemas de elevação artificial (ESP, gas lift, etc.).
Principais componentes de uma árvore de Natal:
- Válvula Mestre:A válvula de isolamento primária, mais próxima da cabeça da tubulação. Normalmente, existem duas (válvulas mestras superior e inferior) para redundância.
- Válvula Wing (ou Válvula Wing Wing):A válvula na saída lateral que controla o fluxo para a linha de produção.
- Válvula de cotonete:A válvula vertical na parte superior, usada durante operações de intervenção wireline.
- Estrangular:Um dispositivo usado para controlar a vazão criando uma queda de pressão. Ele gerencia a taxa de produção ajustando a área de fluxo. As bobinas podem ser fixas (com grãos intercambiáveis de diâmetros específicos) ou ajustáveis (orifício variável).
- Válvula de retenção (ou válvula-de retenção):Frequentemente instalado a jusante do estrangulador para evitar o fluxo reverso da linha de produção de volta para o poço.
- Medidores de pressão:Para monitorar a pressão da tubulação (a montante da válvula mestra) e a pressão do revestimento (da saída lateral da cabeça da tubulação).
A montagem da cabeça do poço-desde a cabeça do revestimento de base e seus suportes, passando pela cabeça da tubulação até a árvore de Natal de controle-é um sistema de engenharia sofisticado. Cada componente é projetado para executar funções específicas e críticas relacionadas à suspensão de peso, contenção de pressão e controle de fluxo. Um conhecimento profundo desses componentes, seus mecanismos de vedação e suas funções operacionais é fundamental para qualquer pessoa envolvida na perfuração, completação, produção ou intervenção em poço, pois garante a segurança, integridade e produtividade do poço durante todo o seu ciclo de vida. Para informações mais detalhadas, não hesite em entrar em contato com a equipe Vigor para obter informações mais detalhadas sobre o produto.
