Publicação: Avaliação do desgaste do Par Casing-Hardbanding a partir de ensaios em escala reduzida
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
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Resumo
Na perfuração de poços de petróleo ocorre o contato deslizante entre as conexões (tool
joint – TJ) da coluna de perfuração e o revestimento interno do poço (casing). A fim de evitar
o desgaste excessivo nas conexões, são depositadas, sobre estes, ligas antidesgaste
denominadas de hardbandings (HBs). Os HBs são fabricados para apresentar uma elevada
resistência ao desgaste, tendo em vista a proteção do TJ. Contudo, a elevada resistência ao
desgaste pode levar ao desgaste excessivo na parede interna do revestimento, causando perda
de confiabilidade estrutural do poço. Encontrar um HB que concilie adequada proteção da
coluna de perfuração e baixo desgaste do revestimento, portanto, é um desafio da indústria do
petróleo. Neste trabalho, o desempenho de cinco ligas usadas em HBs foi estudado utilizando
um ensaio em escala reduzida, simulando algumas das condições observadas em campo. Foram
observados os comportamentos do desgaste no revestimento e nos HBs, correlacionando os
resultados com as diferentes microestruturas e com o comportamento das taxas de desgaste
obtidas nos ensaios experimentais. Os resultados obtidos mostraram que ligas de HB que
continham carbonetos primários, distribuídos uniformemente sobre sua superfície,
apresentaram as menores taxas de desgaste, tanto no HB, quanto no revestimento. Isso porque
a presença das fases duras possibilitou uma distribuição mais uniforme da pressão nominal no
contato, sem a formação de canais preferenciais de escoamento dos grãos abrasivos, diminuindo
o desgaste abrasivo.
Abstract
In the drilling oil wells, the drill string tool joints (TJ) slides against the casing. In order
to avoid excessive wear on the tool joints, anti-wear alloys called hardbandings (HB) are
deposited on them. HBs are manufactured to exhibit high wear resistance aiming to protect the
TJ. However, the TJ high wear resistance may lead to excessive wear on the inner casing well,
causing loss of structural well reliability. To find a HB that shows both proper drill string
protection against wear and low casing wear is therefore a challenge for the oil industry. In this
work, the performance of five different used as HBs alloys was studied using a small-scale test
simulating some of the conditions observed in the field. The wear behaviors in casing and in
the HBs materials were considered, correlating the results with the different microstructures
and the behavior of the wear rates obtained in the experimental tests. The results showed that
HB alloys contained primary carbides, homogeneously distributed on their surface, had the
lowest wear rates in both HB and casing. This is because the presence of the hard phases
allowed a more uniform distribution of nominal contact pressure, without the formation of
preferential abrasive flow channels, reducing abrasive wear.
Palavras-chave
Casing Wear, Hardbanding, Desgaste, Ensaios em escala reduzida, Wear, Small-scale test, Engenharia mecânica, Desgaste mecânico, Processos de fabricação, Materiais - ensaios, Ligas
Citação
MOURA, Edja Iandeyara Freitas. Avaliação do desgaste do Par Casing-Hardbanding a partir de ensaios em escala reduzida. 2019. 153 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia,Uberlândia, 2019. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.64