O tubo de revestimento de aço é a espinha dorsal estrutural de todo poço de petróleo e gás. Executado em sequências sucessivas da superfície até a profundidade alvo, ele alinha o poço perfurado, isola formações geológicas, controla as pressões no fundo do poço e fornece o conduíte vedado necessário para uma produção segura. Sem ele, a integridade do poço — e todo o programa de completação — é impossível.
Esta referência técnica cobre toda a Especificação de tubo de revestimento API 5CT : classificações de grau e propriedades mecânicas, tamanhos de diâmetro externo e faixas de espessura de parede, peso por pé, opções de conexão padrão e premium e critérios de seleção que determinam qual grau é apropriado para um determinado ambiente de poço. A ZC Steel Pipe fabrica revestimentos API 5CT nos graus N80, L80, P110, C110 e Q125, com patentes independentes em conexões premium e experiência de exportação no Oriente Médio, África e América do Sul.
CONTEÚDO
O que é tubo de aço?
Arquitetura de cadeia de revestimento
Especificações de grau API 5CT
Tamanhos padrão de diâmetro externo e espessuras de parede
Peso do invólucro por pé
Tipos de conexão
Carcaça de liga de cromo para ambientes corrosivos
Guia de seleção de notas
Perguntas frequentes
1. O que é tubo de aço?
O tubo de revestimento de aço é um tubo de aço sem costura ou ERW de grande diâmetro e parede pesada que é cimentado no lugar dentro de um poço perfurado. Depois que cada seção de um poço é perfurada, uma coluna de revestimento é abaixada até o fundo daquela seção e o cimento é bombeado para cima do espaço anular entre o diâmetro externo do revestimento e a parede de formação. O cimento endurece para criar uma vedação hidráulica, fixando permanentemente o revestimento no lugar e isolando as formações atrás dele.
API 5CT — ESPECIFICAÇÃO PARA REVESTIMENTO E TUBULAÇÃO A Especificação API 5CT é o padrão aplicável para revestimento e tubulação usados na construção de poços de petróleo e gás. Abrange classes de materiais, composição química, propriedades mecânicas (resistência ao escoamento, resistência à tração, limites de dureza), tolerâncias dimensionais, especificações de formato de rosca e requisitos de teste. API 5CT é a linha de base reconhecida internacionalmente para aquisição de revestimentos e é exigida pela maioria dos órgãos reguladores nacionais e pelos padrões das empresas operacionais.
O revestimento serve quatro funções primárias de engenharia: suporte do poço (evitando o colapso de formações instáveis), isolamento zonal (vedando aquíferos de água doce, zonas de perda de circulação e formações não produtivas do intervalo produtivo), contenção de pressão (fornecendo o vaso de pressão através do qual os fluidos de produção são trazidos à superfície) e suporte de conclusão (servindo como âncora para canhões de perfuração, obturadores, suportes de tubulação e equipamentos de cabeça de poço). Veja a gama de produtos ZC acoplamentos de revestimento.
2. Arquitetura de cordas de revestimento
Um poço típico utiliza múltiplas colunas de revestimento, cada uma cimentada dentro da anterior, criando uma estrutura telescópica desde a superfície até a profundidade total. Cada coluna é projetada para as condições específicas de pressão, formação e carga encontradas naquele intervalo de profundidade.
Invólucro do condutor
DE típico:
18-5/8 – 20 polegadas
Profundidade:
50–300 pés
Finalidade:
suporte de furo de superfície, retorna o fluido de perfuração
Classe típica:
K55, J55
Invólucro de superfície
DE típico:
13-3/8 – 16 polegadas
Profundidade:
500–4.000 pés
Finalidade:
Proteção de água doce, suporte BOP
Classe típica:
K55, J55, N80
Invólucro Intermediário
DE típico:
9-5/8 – 10-3/4 polegadas
Profundidade:
3.000–12.000 pés
Finalidade:
Isolamento de sobrepressão, controle de perda de circulação
Classe típica:
N80, L80, P110
Invólucro de produção
DE típico:
4-1/2 – 7 polegadas
Profundidade:
TD (profundidade total)
Finalidade:
Conduíte de conclusão, isolamento do reservatório
Classe típica:
L80, P110, Q125, C110
Nota de campo — Projeto do programa de revestimento O programa de revestimento é definido durante o planejamento do poço com base na pressão dos poros e no perfil do gradiente de fratura do poço. O número de colunas de revestimento necessárias é determinado pelo número de barreiras de pressão necessárias – normalmente uma coluna por transição de formação principal. Poços profundos de alta pressão no Golfo do México ou no Oriente Médio podem exigir cinco ou seis colunas; um simples poço raso em África pode necessitar apenas de dois ou três. Isto afeta diretamente a tonelagem de revestimento necessária e deve ser claramente estabelecido em qualquer discussão sobre aquisição antes do dimensionamento do diâmetro externo e da classe do tubo.
3. Especificações de grau API 5CT
A API 5CT organiza os tipos de revestimento em quatro níveis de especificação de produto (PSL-1 e PSL-2) e define os requisitos mecânicos e químicos para cada tipo. As classes mais relevantes para carcaças intermediárias e de produção — as aplicações onde a seleção da classe é tecnicamente crítica — são detalhadas abaixo. Veja também nossos guias dedicados sobre Invólucro API 5CT N80 e Tubo de revestimento T95.
| Grau |
Mín. Rendimento (psi) |
Máx. Rendimento (psi) |
Mín. Tração (psi) |
máx. Dureza (HRC) |
Serviço Azedo |
PSL |
| N80 Tipo 1 |
80.000 |
110.000 |
100.000 |
- |
Não |
1 e 2 |
| N80Q |
80.000 |
110.000 |
100.000 |
- |
Não |
1 e 2 |
| L80 |
80.000 |
95.000 |
95.000 |
23 |
Sim (SSC) |
1 e 2 |
| L80-9Cr |
80.000 |
95.000 |
95.000 |
23 |
Sim + CO₂ |
1 e 2 |
| L80-13Cr |
80.000 |
95.000 |
95.000 |
23 |
H₂S limitado |
1 e 2 |
| C90 |
90.000 |
105.000 |
100.000 |
25.4 |
Sim (SSC) |
1 e 2 |
| C95 |
95.000 |
110.000 |
105.000 |
- |
Não |
1 apenas |
| T95 |
95.000 |
110.000 |
105.000 |
25.4 |
Sim (SSC) |
1 e 2 |
| P110 |
110.000 |
140.000 |
125.000 |
- |
Não |
1 e 2 |
| C110 |
110.000 |
130.000 |
120.000 |
30 |
Sim (SSC) |
1 e 2 |
| Q125 |
125.000 |
150.000 |
135.000 |
- |
Não |
1 apenas |
Ponto crítico de engenharia - P110 não é qualificado para ácido P110 é o tipo de revestimento de produção mais amplamente utilizado em todo o mundo, mas não carrega nenhuma restrição de dureza e não é qualificado para serviço ácido (exposição a H₂S) sob NACE MR0175 / ISO 15156. Em poços onde os fluidos produzidos contêm H₂S, P110 é um risco de rachadura por tensão por sulfeto (SSC). As alternativas corretas para serviço ácido no nível de rendimento de 110 ksi são C110 (dureza controlada) ou Q125 também não é recomendado para serviço ácido. Confirme a pressão parcial de H₂S com o engenheiro do reservatório antes de selecionar P110 para qualquer poço contendo zonas ácidas.
4. Tamanhos padrão de diâmetro externo e espessuras de parede
O invólucro API 5CT cobre uma ampla faixa de diâmetro externo de 4-1/2 polegadas a 20 polegadas. Cada diâmetro externo está disponível em diversas espessuras de parede, produzindo diferentes classes de peso nominal. A seleção da espessura da parede é orientada pela resistência ao colapso (pressão externa durante a cimentação), resistência à ruptura (pressão interna dos fluidos do poço) e carga de tração (o peso da coluna abaixo do suspensor).
| DE nominal (pol.) |
DE Tolerância |
Faixa de espessura de parede (pol.) |
Uso típico de string |
Referência de diâmetro de desvio |
| 4-1/2 |
±0,75% |
0,205 – 0,337 |
Produção |
3,965 – 3,813 pol. (varia de acordo com o peso) |
| 5 |
±0,75% |
0,220 – 0,362 |
Produção |
4.560 – 4.276 pol. |
| 5-1/2 |
±0,75% |
0,244 – 0,415 |
Produção / Intermediário |
5.012 – 4.670 pol. |
| 7 |
±0,75% |
0,272 – 0,540 |
Produção / Intermediário |
6,456 – 5,920 pol. |
| 7-5/8 |
±0,75% |
0,300 – 0,595 |
Intermediário |
7,025 – 6,435 pol. |
| 8-5/8 |
±0,75% |
0,304 – 0,595 |
Intermediário |
8.017 – 7.435 pol. |
| 9-5/8 |
±0,75% |
0,312 – 0,608 |
Intermediário / Superfície |
9.001 – 8.409 pol. |
| 10-3/4 |
±0,75% |
0,350 – 0,797 |
Intermediário / Superfície |
10.050 – 9.156 pol. |
| 13-3/8 |
±0,75% |
0,380 – 0,514 |
Superfície |
12,615 – 12,347 pol. |
| 16 |
±0,75% |
0,438 – 0,656 |
Superfície / Condutor |
15,124 – 14,688 pol. |
| 18-5/8 |
±0,75% |
0.500 |
Condutor |
17.625 pol. |
| 20 |
±0,75% |
0,500 – 0,635 |
Condutor |
19.000 em |
5. Peso do invólucro por pé
O peso da carcaça é expresso em libras por pé (lb/pé) e é um parâmetro de especificação primário — ele aparece na designação da carcaça junto com o diâmetro externo e a classe (por exemplo, '5-1/2 polegada, 20 lb/pé, P110'). O peso por pé determina as classificações de colapso e ruptura, o diâmetro de deriva disponível e o peso total da coluna (crítico para cálculos de carga na cabeça do poço e no suspensor).
| DE nominal (pol.) |
Peso nominal (lb/pés) |
Espessura da parede (pol.) |
ID (pol.) |
Diâmetro de deriva (pol.) |
| 4-1/2 |
9.50 |
0.205 |
4.090 |
3.965 |
| 11.60 |
0.250 |
4.000 |
3.875 |
| 15.10 |
0.337 |
3.826 |
3.701 |
| 5-1/2 |
15.50 |
0.275 |
4.950 |
4.825 |
| 20.00 |
0.361 |
4.778 |
4.653 |
| 23.00 |
0.415 |
4.670 |
4.545 |
| 7 |
20.00 |
0.272 |
6.456 |
6.331 |
| 26.00 |
0.362 |
6.276 |
6.151 |
| 32.00 |
0.453 |
6.094 |
5.969 |
| 38.00 |
0.540 |
5.920 |
5.795 |
| 9-5/8 |
36.00 |
0.352 |
8.921 |
8.765 |
| 47.00 |
0.472 |
8.681 |
8.525 |
| 53.50 |
0.545 |
8.535 |
8.379 |
| 13-3/8 |
54.50 |
0.380 |
12.615 |
12.459 |
| 68.00 |
0.480 |
12.415 |
12.259 |
Insights de engenharia — Seleção de peso e classificação de colapso O revestimento de parede mais pesado tem maior resistência ao colapso, mas reduz o diâmetro de desvio (o DI mínimo pelo qual uma ferramenta deve passar). No revestimento de produção, a seleção de uma classe de peso muito pesada pode restringir ferramentas de completação posteriores – particularmente em poços que utilizam equipamento de completação de grande diâmetro ou onde uma recompletação futura com um tampão de ponte é prevista. O diâmetro do desvio deve ser verificado em relação à maior ferramenta que deverá passar através daquela coluna antes que a espessura da parede seja finalizada.
6. Tipos de conexão
A conexão roscada é o elo mais fraco em qualquer coluna de revestimento sob tensão. A seleção da conexão afeta a estanqueidade ao gás, a capacidade de torque, a resistência à fadiga e a velocidade de operação. Existem três níveis de conexões de revestimento em uso comercial.
Conexões API padrão
| da conexão |
Abreviatura |
Forma da rosca |
Mecanismo de vedação |
Uso típico |
À prova de gás? |
| Invólucro de rosca redonda curta |
STC |
Redondo (cônico) |
Composto de rosca + droga |
Invólucro de superfície/condutor |
Não |
| Invólucro de rosca longa e redonda |
LTC |
Redondo (cônico) |
Composto de rosca + droga |
Invólucro de superfície/intermediário |
Não |
| Invólucro de rosca de contraforte |
Bitcoin |
Contraforte (ombro quadrado) |
Composto de rosca |
Invólucro intermediário/de produção |
Apenas à prova de líquidos |
Conexões Premium
As conexões premium são projetos proprietários não API que oferecem desempenho superior em relação às roscas API padrão em um ou mais dos seguintes: estanqueidade a gases, capacidade de torque, resistência à fadiga e confiabilidade de montagem. Eles usam vedações metal-metal (eliminando a dependência do composto de rosca) e normalmente um ressalto de torque de compensação positivo. As aplicações comuns incluem poços de gás, completações HPHT, poços desviados e de alcance estendido e qualquer completação onde a migração de gás através da conexão seja inaceitável.
Nota de campo — Conexões ZC Premium ZC Steel Pipe detém patentes independentes em
conexões de revestimento e tubulação premium . Nosso design exclusivo de conexão premium fornece vedação metal-metal com um ressalto de torque, atendendo aos requisitos de estanqueidade a gás para completações de gás de alta pressão sem depender de composto de rosca. Para compradores que adquirem conexões premium de fabricação chinesa, os designs patenteados da ZC oferecem uma alternativa às conexões premium licenciadas de terceiros, como VAM TOP ou TenarisHydril Blue. Contate-nos com a especificação de desempenho da sua conexão para uma comparação técnica.
7. Carcaça de liga de cromo para ambientes corrosivos
Onde os fluidos do poço contêm concentrações significativas de dióxido de carbono (CO₂) ou sulfeto de hidrogênio (H₂S), os tipos de revestimento de aço carbono padrão corroem rapidamente. Os graus de revestimento de liga de cromo dentro da estrutura API 5CT proporcionam maior resistência à corrosão por meio de adições de cromo à química do aço base.
| Grau |
Cr Conteúdo |
CO₂ Resistência Resistência |
H₂S |
Aplicação típica |
| L80 |
<1% Cr |
Limitado |
Qualificado pelo SSC |
Serviço azedo padrão; poços de CO₂ doce não recomendados |
| L80-9Cr |
~9% Cr |
Bom |
Qualificado pelo SSC |
Ambientes agressivos de CO₂ com H₂S moderado |
| L80-13Cr |
~13% Cr |
Excelente |
Limitado (<0,1 psi H₂S pp) |
Poços doces com alto teor de CO₂; invólucro de produção geotérmica |
| Super 13Cr (sem API) |
~13% Cr + Mo/Ni |
Excelente |
Tolerância moderada a H₂S |
Poços com alto teor de CO₂ e baixo H₂S; produção de condensado |
Ponto crítico de engenharia - limites de pressão parcial de 13Cr e H₂S L80-13Cr tem excelente resistência ao CO₂, mas é suscetível à corrosão sob tensão acima de pressões parciais de H₂S relativamente baixas - normalmente acima de 0,05–0,1 psi de pressão parcial de H₂S, dependendo do teor de cloreto e da temperatura. Em poços com H₂S coproduzido, mesmo em baixas concentrações, é necessária uma análise completa de engenharia de corrosão (conforme ISO 15156 Parte 3) antes de especificar 13Cr. Especificar o revestimento 13Cr em um ambiente ácido sem esta análise é um modo de falha documentado.
8. Guia de seleção de notas
A matriz a seguir resume a seleção de classes de acordo com os principais critérios de engenharia para aplicações de produção e revestimentos intermediários. A seleção do condutor e do revestimento de superfície segue uma análise estrutural mais simples e não está incluída aqui.
| Fator de seleção |
N80 |
L80 |
C95/T95 |
P110 |
C110 |
Q125 |
| Ótimo serviço (<8.000 pés) |
Preferido |
Aceitável |
Superespecificação |
Superespecificação |
Superespecificação |
Superespecificação |
| Doce serviço (profundo) |
Marginal |
Marginal |
Aceitável |
Preferido |
Preferido |
Ultraprofundo |
| Serviço azedo (H₂S presente) |
Não qualificado |
Preferido |
Aceitável |
Não qualificado |
Preferido |
Não qualificado |
| Ambiente agressivo com CO₂ |
Não recomendado |
Com inibidor |
Com inibidor |
Com inibidor |
Com inibidor |
Não recomendado |
| Poços HPHT |
Insuficiente |
Insuficiente |
Marginal |
Aceitável |
Aceitável |
Preferido |
| Estanqueidade ao gás necessária |
Conexão premium. |
Conexão premium. |
Conexão premium. |
Conexão premium. |
Conexão premium. |
Conexão premium. |
| Sensibilidade ao custo |
Mais baixo |
Baixo |
Moderado |
Moderado |
Mais alto |
Mais alto |
9. Perguntas frequentes
Para que é usado o tubo de aço?
O tubo de revestimento de aço reveste o poço perfurado em poços de petróleo e gás. Após cada seção ser perfurada, uma coluna de revestimento é abaixada até o fundo dessa seção e cimentada no lugar. Ele evita o colapso do poço, isola zonas de água doce de hidrocarbonetos, controla as pressões de formação e fornece um conduíte estrutural para a tubulação de produção e equipamentos de completação que se seguem. Cada poço utiliza múltiplas colunas de revestimento de diâmetro decrescente da superfície até a profundidade total.
Quais são os principais graus de revestimento API 5CT?
As principais classes API 5CT para carcaças intermediárias e de produção são N80 (Tipos 1 e Q), L80 (variantes padrão e cromadas), C90, T95, P110, C110 e Q125. Para revestimento de superfície e condutor, K55 e J55 são comumente usados. A seleção do grau depende da profundidade do poço, dos requisitos de pressão de colapso e de ruptura, da carga de tração e da presença de condições de serviço ácido (H₂S).
Qual é a diferença entre a caixa L80 e N80?
Tanto o L80 quanto o N80 têm um limite de escoamento mínimo de 80.000 psi, mas diferem significativamente no controle de dureza e na qualificação para serviço ácido. L80 carrega um limite máximo de dureza de 23 HRC e é qualificado para serviço ácido de acordo com NACE MR0175/ISO 15156. N80 não tem restrição de dureza e não é recomendado onde H₂S está presente. O L80 também está disponível em variantes de liga de cromo (L80-9Cr, L80-13Cr) para ambientes corrosivos com CO₂. Para um serviço agradável, o N80 é normalmente a escolha mais econômica; para serviço ácido, L80 é a seleção padrão no nível de rendimento de 80 ksi.
Quais tamanhos de diâmetro externo estão disponíveis para tubos de revestimento de aço?
O invólucro API 5CT está disponível de 4-1/2 polegadas a 20 polegadas de diâmetro externo. O invólucro de produção é normalmente de 4-1/2, 5, 5-1/2 ou 7 polegadas. O invólucro intermediário vai de 7-5/8 a 10-3/4 polegadas. O revestimento de superfície é geralmente de 13-3/8 ou 16 polegadas, e o revestimento do condutor é de 18-5/8 ou 20 polegadas. As opções de espessura de parede dentro de cada diâmetro externo produzem diferentes classes de peso, cada uma com classificações distintas de colapso, ruptura e tração.
Que tipos de conexão são usados em tubos de aço?
As conexões API padrão incluem Short Round Thread (STC), Long Round Thread (LTC) e Buttress Thread (BTC). Eles são adequados para serviços com líquidos, mas não são estanques a gases. Para poços de gás e aplicações HPHT, são necessárias conexões premium com vedações metal-metal. Conexões premium — incluindo projetos proprietários patenteados da ZC — proporcionam total estanqueidade a gases através de uma vedação metálica em vez de depender de composto de rosca, e oferecem maior capacidade de torque para aplicações direcionais.
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A ZC Steel Pipe fabrica tubos de revestimento de aço API 5CT nos graus N80, L80, L80-13Cr, P110, C110 e Q125 em toda a faixa de diâmetro externo. Detemos patentes independentes em conexões premium e revestimentos de fornecimento para projetos de petróleo e gás no Oriente Médio, na África e na América do Sul.
Forneça os requisitos do seu programa de revestimento – classe, diâmetro externo, classe de peso, tipo de conexão, quantidade e destino de entrega – e nossa equipe técnica responderá com uma folha de especificações completa e uma cotação competitiva.
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