Hastes de Bombeio com Conexão Premium

Hastes de Bombeio com Conexão Premium
hastes de Bombeio
com Conexão Premium
Bem vindos ao futuro. A Tenaris apresenta seu mais recente desenvolvimento, a haste de bombeio
premium com uma conexão de alta resistência, projetada para altas cargas, que prolonga a
resistência da haste a fadiga e mostra um excelente desempenho em campo.
A capacidade total da coluna de hastes de bombeio depende totalmente da capacidade da
conexão. Até o presente, 1/3 das falhas em bombeio mecânico localiza-se na conexão. A nova
haste de bombeio premium oferece uma eficiência de 100% em sua conexão e marca o futuro
para o bombeio mecânico.
Contato flanco-flanco
Reduz a tendência de
afrouxamento da rosca.
Redução de tensão
Uma distribuição de
tensão mais uniforme.
Redução da deformação
da rosca
Interferência no diâmetro
Aumenta a capacidade de
trabalho devido à redução
da pré-tensão aplicada
ao pino.
Bombeamento com
Desempenho Máximo
API
PREMIUM
As limitações na conexão convencional levaram a Tenaris a desenvolver essa nova
conexão, capaz de aumentar a vida e a eficiência das hastes de bombeio.
desenho API
desenho Premium da Tenaris
Redução da tendência de
afrouxamento da conexão
Vão
API
Premium Tenaris
Principais Tensões
relativas TPI/TY
(TY= 59,77 kg/mm2)
1.125
0.900
0.675
0.450
0.225
0.000
-0.225
-0.450
API
Melhor distribuição de tensão
Diagrama de distribuição de
tensão a 100% Goodman
Premium Tenaris
Deformação Plástica (%)
11
67
43
27
17
11
0.71
0.45
Redução de deformações plásticas
Deformações plásticas
a 100% Goodman
Características
• O contato entre ambos flancos do filete da rosca, elimina o vão existente nas conexões
convencionais e aumenta o nível de interferência, reduzindo a tendência ao afrouxamento.
• Rosca com perfil trapezoidal e interferência de diâmetro, reduzindo a pré-tensão necessária no
pino durante a montagem da conexão (make up) e aumentando sua capacidade de trabalho.
• O menor deslocamento durante a montagem da conexão (make up) e contato uniforme entre os
flancos permite uma melhor distribuição de tensão e uma redução nas deformações criadas na
montagem da conexão e também durante a operação.
Novo Diagrama de
Análise de Fadiga
Goodman Modificado por Tensão Multiaxial
Com os dados obtidos através de análises por elementos finitos,
testes de laboratório e provas de campo, foi gerada uma nova
curva de Goodman que reflete a maior capacidade de trabalho
das hastes de bombeio com conexão premium.
Foi utilizado o método Sines para avaliar o comportamento
da fadiga. Esse coeficiente prevê que, quanto maior seu valor,
melhor o comportamento da fadiga. O gráfico demonstra que
a nova conexão premium apresenta valores mais altos e mais
uniformes do que a conexão convencional.
DIAGRAMA DE GOODMAN MODIFICADO
Grau Plus
Graus C&K
Grau D
Graus Uhs NR & MMs NR
Tmin
Premium Tenaris
Zona A
Zona A
Zona B
Zona B
Zona C
Zona C
Zona E
Zona D
Zona F
Zona E
Conexão Premium
100
Tensão Máxima (Ksi)
API
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
ROSCA API
Tensão Mínima (Ksi)
Zona A
Fator de Fatiga D
CP: Conexão Premium
Zona B
Zona C
Zona E
Zona F
15.0
10.0
5.0
0.0
-5.0
Vantagens
-10.0
-15.0
Devido a sua maior resistência, a conexão premium permite:
-20.0
-25.0
• Reduzir drasticamente as intervenções em poços originadas por
falhas na conexão.
• Melhorar a performance em operações de altas cargas em
ambientes corrosivos ao substituir hastes de alta resistência
(limitadas para este tipo de aplicação) por um material com
maior tenacidade.
0.30
0.40
ROSCA PREMIUM TENARIS
Zona A
Fator de Fatiga D
• Expandir a área de trabalho tradicional dos sistemas de
extração que utilizam hastes de bombeio para operações
normalmente limitadas ao uso de bombas eletro-submergíveis.
0.10
0.20
Distância da Borda (mm)
Zona B
Zona C
Zona D
Zona E
15.0
10.0
5.0
0.0
-5.0
-10.0
• Diminuir o nível de solicitação do equipamento de bombeio
em conjunto com o consumo de energia, ao trabalhar com uma
coluna de hastes mais leve pela utilização de hastes de bombeio
de menor diâmetro (por exemplo, utilizar hastes de 3/4” e 7/8”
no lugar de 7/8” e 1”).
-15.0
-20.0
-25.0
0.00
0.10
0.20
Distância da Borda (mm)
0.30
0.40
Desempenho Ótimo
Comprovado em
Testes em Laboratório Campo
Testes de laboratório foram realizados para avaliar a resistência
máxima das conexões Premium e API. Para essa finalidade, foi
necessário aumentar o diâmetro das amostras e isolar efeitos.
DIAGRAMA DE GOODMAN
PARA GRAUS DE ALTA RESISTÊNCIA
T Escoamento
Min Grau D (ksi)
DIAGRAMA DE GOODMAN
PARA GRAUS DE ALTA RESISTÊNCIA
T Admissível
Grau D (ksi)
T Admissível Conexão Premium (Ksi)
7/8" Grau D CP
T Admissível
Grau Uhs-NR (ksi)
T Escoamento
Min Grau D (ksi)
T Min (ksi)
T Admissível Conexão Premium (Ksi)
3/4" Grau D CP
120
110
100
90
80
T Min (ksi)
1" hastes de Alta Resistência
90
80
70
60
60
50
50
40
40
T Admissível
Grau Uhs-NR (ksi)
100
70
137% (SF 0.9)
83% (SF 0.9)
30
30
20
20
10
10
0
T Admissível
Grau D (ksi)
7/8" Grau D CP
Tensão Máxima (ksi)
Tensão Máxima (ksi)
1" Grau D CP
Quando a coluna de hastes de bombeio alcança 10 milhões de
ciclos, considera-se que alcançou a resistência infinita a fadiga.
Esse número de ciclos foi alcançado em um poço em operação,
no qual hastes de bombeio de alta resistência foram substituídas
por hastes grau D com conexão premium de 7/8”.
0
10
20
CP: Conexão Premium
30
40
50
60
70
80
90 100 110
Tensão Mínima (ksi)
*Para serem testados, os corpos das hastes tiveram que
ser reforçados para chegar ao nível de tensão desejado.
O nível de solicitação das conexões foi avaliado segundo o método do Diagrama de Goodman Modificado (Modified Goodman
Diagram), com as curvas recomendadas pela API. Os resultados
demonstraram que:
• A conexão premium resistiu à fadiga (com ciclos de 10 milhões)
chegando a 336% no Diagrama de Goodman.
• A conexão convencional não conseguiu superar a metade desses
ciclos com valores inferiores.
0
0
10
CP: Conexão Premium
20
30
40
50
60
70
80
90
Tensão Mínima (ksi)
*Para serem testados, os corpos das hastes tiveram que
ser reforçados para chegar ao nível de tensão desejado.
O gráfico mostra hastes de bombeio com conexão premium
7/8” Grau D trabalhando em condições semelhantes de
exigência àquelas de hastes de alta resistência 1” com conexões
convencionais. Nesse cenário, a nova conexão premium Tenaris
permitiu que uma maior eficiência do Grau D fosse alcançada
em campo.
Melhor
Desempenho
Manuseio
e Operação
Acessórios
A nova conexão premium
torna possível aumentar a
capacidade da coluna de
hastes de bombeio com a
combinação de:
Tanto para o manuseio quanto
para operação de montagem,
as Hastes de Bombeio Premium
não requerem ferramentas
especiais. As chaves de torque
usadas para hastes de bombeio
convencionais podem ser
usadas nesse novo produto.
Como parte de seu processo
integrado de fabricação,
a Tenaris produz todos os
acessórios necessários para a
instalação de hastes de bombeio
com conexão premium,
incluindo crossovers, hastes
curtas e luvas de acoplamento.
Para a adequada limpeza,
calibração e montagem das
conexões, devem ser seguidos os
procedimentos recomendados
no vídeo de Manuseio e
Operação da Tenaris.
A Tenaris usa tornos de
controle numéricos de
última geração e calibradores
de controle para garantir
a maior qualidade em
suas conexões.
• Novas tecnologias de projeto.
(análise de elementos finitos
da distribuição de tensão e verificação de projetos)
• Experiência em campo dos
clientes.
• Análise de falhas em
laboratório.
• Análise da rosca.
Fabricação e Controle da Qualidade
Equipamentos precisos
de medição monitoram
permanentemente o
atendimento às variáveis
de projeto da rosca para
garantir a uniformidade e
confiabilidade do produto.
especificações técnicas de hastas de bombeio premium
Diâmetro
(polegadas)
Aço
Luva UHS
Comprimento
(pés)
Passo da rosca
(FPP)
Quadrado
da haste
3/4”
4142 M. Steel
8630 M. Steel
25 ou 30
10
API
7/8”
4142 M. Steel
8630 M. Steel
25 ou 30
6
NÃO API
1”
4142 M. Steel
8630 M. Steel
25 ou 30
6
API
www.tenaris.com
HASTES DE BOMBEIO
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