Material Composto Usado em Plugue de Ponte Composta e Plugue Frac

A definição de compósito é algo composto por mais de um material. Para nossos propósitos, compósito refere-se à fibra de vidro. Todos os plugues compostos são feitos principalmente de fibra de vidro, que é uma combinação de fibras de vidro e um material de resina. As fibras de vidro são muito finas, 2 a 10 vezes menores que um fio de cabelo humano, e são contínuas e enroladas/tecidas na resina ou cortadas e moldadas na resina. O material resinoso é o que une o vidro, permitindo que ele tome forma. Fundamentalmente, as fibras de vidro e a resina são combinadas e depois curadas formando um sólido. A partir daí, o sólido é usinado em um formato que pode ser usado. Existem diversas maneiras de combinar a resina e o vidro para atingir o objetivo desejado. Algumas das técnicas de fabricação de compósitos usadas na construção de plugues compósitos são filamento enrolado, envoltório convoluto e compósitos de transferência de resina. Cada um desses tipos combina a resina e o vidro de maneira a obter propriedades diferentes.

Ferida de Filamento

Com o compósito enrolado em filamento, as fibras de vidro contínuas são puxadas através de uma resina líquida para revesti-las. As fibras são então enroladas em torno de um mandril de metal para criar um tubo de compósito. Uma vez alcançado o diâmetro externo (OD) desejado do compósito, o tubo compósito e o mandril de metal são removidos da máquina de enrolamento e curados dentro de um forno para criar um compósito sólido. Após a cura, o mandril metálico é removido e o tubo compósito restante pode ser usinado em diferentes componentes.

O compósito de filamento enrolado é muito bom para componentes tubulares. Eles podem ser altamente projetados com tipos de vidro específicos, tipos de resina e o padrão de vento das fibras de vidro. Essas variáveis ​​podem ser alteradas para atingir diferentes objetivos, incluindo maior colapso, maior resistência à tração, classificação de temperatura mais alta, fresamento mais fácil, etc. Tudo isso beneficia a produção de plugs de fraturamento compostos porque estamos operando dentro de um tubo e temos que ajustar dentro de um tubo (invólucro).

Além disso, as máquinas bobinadoras de filamento podem enrolar até 30 pés de tubos de compósito, alguns dos quais podem enrolar 6 desses tubos por vez. É fácil produzir volumes de compósitos enrolados em filamentos com pouca mão de obra. Isso se presta à produção de volumes de produtos a um custo menor.

Convoluto

Enquanto as máquinas enroladas com filamento usam fibras de vidro longas e contínuas para embrulhar o vidro embebido em resina em tubos, o compósito convoluto é feito usando um tecido de vidro já impregnado com resina. Este pano “pré-impregnado” é enrolado em torno de um mandril para criar um tubo e depois curado para endurecer no compósito. A vantagem de usar um tecido feito de vidro, em vez de fios contínuos, é que você obtém a resistência do vidro em duas direções. Isto adiciona resistência adicional ao compósito para aplicações de tração e compressão.

Transferência de resina

Com a moldagem por transferência, o tecido de vidro é empilhado ou formado dentro de um molde em um formato específico. O tecido é então impregnado com a resina através de um processo de transferência. A resina é mantida a uma temperatura específica em um recipiente e o tecido de vidro é mantido no vácuo. A resina é então liberada no ambiente de vácuo do vidro, forçando a resina para os espaços vazios entre as fibras de vidro dentro do tecido. O compósito é então curado e usinado para criar a peça final.

Composto Moldado

Os compósitos moldados utilizam Bulk Molding Compounds (BMC) para formar formas compostas usando moldagem por injeção ou compressão. BMC é um tecido de vidro ou fibras picadas misturadas com uma resina. Esses compostos são colocados ou injetados em um molde e depois termofixos ou curados sob temperatura e pressão. O benefício do compósito moldado é a capacidade de gerar rapidamente formas complexas em volumes.

Existem muitas maneiras de combinar a resina com o vidro e estas são apenas algumas das técnicas utilizadas na produção de frac plugs compostos. O importante é que o compósito seja facilmente fresável em pequenos pedaços. Além disso, a combinação de vidro e resina resulta em uma gravidade específica de 1,8-1,9, criando peças que são facilmente retiradas do poço durante o processo de fresagem.

Material deslizante

Ao instalar um tampão composto, a ferramenta é ancorada no poço com conjuntos de “cunhas”. Fundamentalmente, existe um cone emparelhado com uma cunha. A cunha terá áreas afiadas e endurecidas que, quando forçadas para cima, o cone “morderá” o revestimento, criando uma âncora capaz de travar o tampão no lugar e suportar forças superiores a 200.000 libras. Para que a pasta “morder” o revestimento, as áreas ou materiais endurecidos devem ser mais duros do que o próprio revestimento, que normalmente é de aproximadamente 30 HRC.

Cuecas compostas com inserções

A segunda configuração de cunha mais utilizada é um corpo composto com botões endurecidos para proporcionar a ancoragem.

Botões Metálicos

Alguns plugues possuem botões feitos de metal, totalmente de ferro fundido ou de metal em pó. Botões de metal em pó são feitos de pó metálico sinterizado no formato necessário para o botão. Embora o metal em pó pareça mais fácil de moer/moer, tudo depende do pó metálico, do tratamento térmico e do processo de fabricação.

Botões de cerâmica

Alguns plugues compostos utilizam uma cunha composta com botões de cerâmica para proporcionar a mordida no invólucro. Embora o material cerâmico seja muito duro, também é muito frágil. Isso permite que os botões cerâmicos se quebrem melhor durante o fresamento quando comparados a um botão metálico. A cerâmica tem um SG entre 5-6, tornando-a um pouco mais fácil de remover durante o fresamento do que suas contrapartes metálicas.

Moagem de deslizamento

É dado tanto foco aos tempos de fresagem de um tampão composto que o objetivo real da fresagem dos obturadores pode, às vezes, ser esquecido. O objetivo final da operação mill up é remover os tampões do poço. Sim, é importante fazer rápido e que as peças sejam pequenas. No entanto, se você rasgar o tampão rapidamente e até mesmo obter pequenos cortes, mas não remover os detritos do poço, o objetivo não será alcançado. A escolha de um plugue com cunhas ou botões metálicos tornará mais difícil a remoção de todos os detritos dos plugues apenas devido à gravidade específica do material.

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