A principal função do Manifold de fluido de perfuração de alta pressão é conectar a saída da bomba de lama à entrada do swivel. Ele pode atender a várias necessidades das operações de perfuração, como trabalho com uma bomba, trabalho com duas bombas, alívio e enchimento de lama. O conjunto completo do manifold é composto por mangueiras de alta pressão, grupo de válvulas, União de martelo, standpipe, Junta giratória, rotary hose, manômetros e outros componentes. Sua vazão e resistência à pressão devem ser compatíveis com a bomba de lama.
O conjunto completo possui sete válvulas gaveta de lama de 4 in, três manômetros resistentes à vibração, duas ou três mangueiras de alta pressão, incluindo a rotary hose, além de tubo de aço de 4 in, União de martelo de alta pressão ou flanges. Os principais equipamentos são descritos a seguir.
Diagrama esquemático do Manifold de fluido de perfuração de alta pressão
1. Conjunto de válvulas gaveta
Atualmente são produzidos no país dois modelos de conjuntos de Válvula gaveta tipo slab: 4" GX-Z43X-200 e 4" GX-Z43X-350. A composição básica desses dois modelos é praticamente igual; a diferença está na resistência à pressão. Um é para 200 kg/cm2 e o outro para 350 kg/cm2. Em geral, eles podem atender às necessidades de vários drilling rigs.
Conjunto de válvulas gaveta
O tubo em Y e o tubo em T do conjunto de válvulas gaveta são fundidos em aço fundido e depois conectados por União de martelo. A válvula usada aqui é diferente de uma válvula gaveta de cunha comum; é uma Válvula gaveta tipo slab montada, com haste ascendente e vedação de borracha.
Válvula gaveta tipo slab
A vedação é formada pela deformação do assento de borracha quando a gaveta desce, e possui característica self-sealing. Esse assento de borracha é relativamente durável, especialmente quando o meio transportado contém partículas de areia; a vida útil é mais longa, o torque de fechamento é menor e a substituição do assento também é relativamente simples. As conexões nas duas extremidades da válvula podem ser do tipo união de alta pressão, roscadas ou flangeadas.
Para facilitar a conexão, atualmente as várias linhas no local do poço adotam conexões de união de alta pressão, isto é, União de martelo. Sua vantagem é que as duas extremidades da conexão de união de alta pressão não precisam estar na mesma linha de centro. Como usa encaixe esférico, as duas extremidades podem ficar em qualquer posição no espaço; naturalmente, o ângulo não deve ser muito grande, geralmente dentro de 8°.
União de martelo
2. Mangueira de alta pressão
Como a lama de alta pressão precisa ser transportada até o fundo do poço, na superfície ela entra no drill pipe através do swivel. Durante a perfuração, o swivel se movimenta para cima e para baixo. Para se adaptar a esse movimento, é necessário um trecho de mangueira flexível para conectar o standpipe ao swivel; essa mangueira é comumente chamada de rotary hose. Além disso, para acelerar a instalação da bomba de lama e das linhas de superfície, também se usam mangueiras na saída de alta pressão da bomba de lama e na conexão com o manifold de lama.
As mangueiras de alta pressão usadas em campos petrolíferos dividem-se em dois tipos. Um tipo é feito enrolando fio de aço grosso sobre uma mangueira de borracha reforçada com lona e depois vulcanizando uma camada externa de borracha com lona. O outro usa fio de aço fino trançado ou enrolado em várias camadas e depois vulcanizado junto com a borracha. Como o primeiro tipo tem flexibilidade relativamente ruim e não suporta pressão muito alta, tende a ser gradualmente eliminado.
A conexão entre a mangueira e o tubo de aço é realizada por meio de um acessório de mangueira. Existem dois tipos de acessórios de mangueira. Um é o acessório vulcanizado, vulcanizado diretamente junto com a mangueira e fornecido pelo fabricante com comprimento fixo. O outro é uma conexão mecânica, incluindo tipo ferrule, tipo slip, tipo laminado e outras estruturas. Nos campos petrolíferos, a rotary hose usa principalmente o tipo slip. Sua estrutura consiste em inserir um tubo núcleo na mangueira, colocar slips por fora da mangueira e uma carcaça do acessório por fora dos slips. A carcaça e o tubo núcleo são apertados com parafusos através de uma flange, de modo que a mangueira fique firmemente pressionada sobre o tubo núcleo. Esse tipo de acessório pode danificar facilmente a mangueira no ponto de conexão, mas pode ser instalado repetidamente no campo.
O modelo da rotary hose e da mangueira de alta pressão é identificado pelo diâmetro interno, pressão de trabalho e comprimento. As especificações comuns incluem 2 in (51 mm), 2-1/2 in (64 mm), 3 in (76 mm) e 4 in (102 mm). As pressões de trabalho incluem 100 kg/cm2, 160 kg/cm2, 210 kg/cm2, 300 kg/cm2 e 350 kg/cm2. O comprimento pode ser fabricado conforme solicitado pelo usuário, mas em geral a rotary hose de um drilling rig tem cerca de 18 m, e a mangueira de conexão da bomba de lama cerca de 3 m.
