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API-Spezifikation 5DP Bohrgestänge: Ein umfassender Leitfaden

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Einführung API-Spezifikation 5DP Bohrgestänge

Bohrrohre sind wichtige Komponenten in der Öl- und Gasindustrie und bilden das Rückgrat der Bohrarbeiten. Diese Rohre verbinden die Bohranlage mit dem Bohrmeißel und übertragen Energie und Bohrflüssigkeit, um Bohrlöcher in der Erdoberfläche zu erzeugen. Dieser Blog bietet eine detaillierte Untersuchung der Bohrrohre der API-Spezifikation 5DP, einschließlich ihres Herstellungsprozesses, ihrer Typen, Verbindungen, Güteklassen und mehr. Ziel ist es, Sie mit praktischem Wissen und Lösungen auszustatten, die Ihnen helfen, die Komplexität der effektiven Verwendung von Bohrrohren zu meistern.

Was ist API-Spezifikation 5DP Bohrgestänge?

Ein Bohrgestänge ist ein schweres, nahtloses, hohles Rohr, das während des Bohrvorgangs den Bohrer dreht und Bohrflüssigkeit zirkulieren lässt. Es ist so konstruiert, dass es erheblichen Belastungen wie Torsion, Zug und Druck standhält und gleichzeitig leicht genug ist, um eine Bohrinsel problemlos zu handhaben.

Kritische Funktionen von Bohrgestängen:

  • Kraftübertragung: Bohrgestänge übertragen die Drehbewegung von der Bohranlage auf den Bohrmeißel.
  • Zirkulation der Bohrflüssigkeit: Sie ermöglichen die Zirkulation des Bohrschlamms, der den Bohrer kühlt, Bohrklein an die Oberfläche befördert und das Bohrloch stabilisiert.
  • Verlängerung des Bohrstrangs: Im weiteren Verlauf der Bohrung werden dem Bohrstrang zusätzliche Bohrgestängeabschnitte hinzugefügt, um größere Tiefen zu erreichen.

Herstellungsprozess des Bohrgestänges API-Spezifikation 5DP

Die Herstellung von Bohrgestängen ist ein streng kontrollierter Prozess, der sicherstellen soll, dass das Endprodukt die strengen Standards für Bohrvorgänge erfüllt.

Herstellungsprozess des Bohrgestänges

Herstellungsprozess des Bohrgestänges

1. Materialauswahl

  • Hochwertiger Stahl: Der Prozess beginnt mit der Auswahl von hochwertigem Stahl, normalerweise legiertem Stahl wie AISI 4130 oder 4140, der für seine hohe Festigkeit und Zähigkeit bekannt ist.
  • Chemische Zusammensetzung: Die Zusammensetzung des Stahls wird sorgfältig kontrolliert, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erreichen, darunter Verschleiß-, Ermüdungs- und Korrosionsbeständigkeit.

2. Rohrformung

  • Nahtlose Fertigung: Der Stahl wird erhitzt und durchbohrt, um ein Hohlrohr zu erzeugen, das verlängert und gerollt wird, um den Bohrgestängekörper zu bilden.
  • Schweißen (optional): Bei bestimmten Typen können Stahlplatten gerollt und geschweißt werden, um das Rohr herzustellen.

3. Wärmebehandlung

  • Vergüten und Anlassen: Die Rohre werden einer Wärmebehandlung unterzogen, um ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern und sicherzustellen, dass sie den Belastungen beim Bohren standhalten.

4. Verärgerung

  • Ende der Stauchen: Die Rohrenden werden verdickt, um ihre Festigkeit zu erhöhen. Dieser als Stauchen bezeichnete Vorgang ist entscheidend für die Verbesserung der Haltbarkeit des Rohrs an den Verbindungen.

5. Werkzeugverbindungsschweißen

  • Anbringen von Werkzeuggelenken: An den Enden des Rohrs sind Werkzeugverbindungen angeschweißt, die die Verbindungen bilden, die die einzelnen Abschnitte des Bohrstrangs miteinander verbinden.

6. Hardbanding

  • Verschleißfeste Beschichtung: Um die Werkzeugverbindungen vor Verschleiß zu schützen und die Lebensdauer des Rohres zu verlängern, wird eine verschleißfeste Legierung auf sie aufgetragen.

7. Inspektion und Prüfung

  • Zerstörungsfreie Prüfung: Jedes Bohrgestänge wird strengen Tests unterzogen, darunter auch einer Ultraschall- und Magnetpulverprüfung, um sicherzustellen, dass keine Defekte vorliegen.
  • Maßprüfung: Die Rohre werden gemessen, um die erforderlichen Spezifikationen zu erfüllen.

8. Markierung und Beschichtung

  • Identifikation: Jedes Rohr ist mit wichtigen Informationen wie Güteklasse, Größe und Hersteller gekennzeichnet.
  • Schutzbeschichtung: Zum Schutz der Rohre während Transport und Lagerung wird eine korrosionsbeständige Beschichtung aufgebracht.

Arten von API-Spezifikation 5DP Bohrgestänge

Es gibt verschiedene Bohrgestängetypen, die jeweils für einen bestimmten Anwendungsbereich konzipiert sind:

1. Standard-Bohrgestänge

  • Beschreibung: Der am häufigsten für Standardbohrvorgänge verwendete Bohrgestängetyp.
  • Anwendung: Geeignet für konventionelles Bohren in Onshore- und Offshore-Umgebungen.

2. Schwergewichtige Bohrgestänge (HWDP)

  • Beschreibung: HWDP ist dicker und schwerer als ein Standard-Bohrgestänge und soll dem Bohrstrang Gewicht verleihen, so das Verbiegen verringern und die Stabilität verbessern.
  • Anwendung: Ideal für Richtbohrungen und Bohrungen mit großer Reichweite.

3. Spiralbohrgestänge

  • Beschreibung: Dieser Typ verfügt über eine Spiralnut, die Reibung und Verschleiß beim Bohren verringert.
  • Anwendung: Wird bei Vorgängen verwendet, bei denen die Reibungsreduzierung von entscheidender Bedeutung ist.

4. Quadratisches Bohrgestänge

  • Beschreibung: Ein weniger verbreiteter Typ mit quadratischem Querschnitt, der eine erhöhte Steifigkeit bietet.
  • Anwendung: Wird in bestimmten Bohrszenarien verwendet, die einen starren Bohrstrang erfordern.

5. Sechseckiges Bohrgestänge

  • Beschreibung: Ähnlich wie das quadratische Bohrgestänge, jedoch mit sechseckigem Querschnitt, der für eine verbesserte Torsionsfestigkeit sorgt.
  • Anwendung: Geeignet für Bohrvorgänge mit hohem Drehmoment.

Was sind die Endprozesse des Bohrrohrs der API-Spezifikation 5DP?

Im Zusammenhang mit Bohrgestängen sind die Begriffe IE, EU, Und IEU beziehen sich auf verschiedene Endprozesse, die die Enden der Bohrrohre für Verbindungen vorbereiten. Diese Prozesse sind entscheidend, um sicherzustellen, dass die Bohrrohrenden langlebig, richtig ausgerichtet und für das Gewindeschneiden und Verbinden mit anderen Komponenten im Bohrstrang geeignet sind.

IU EU IEU der Bohrgestängeenden

IU EU IEU der Bohrgestängeenden

1. Innere Unruhe (IU)

  • Beschreibung: Bei einem Internal Upset (IU)-Prozess wird der Innendurchmesser des Rohrs reduziert, wodurch an den Enden des Rohrs eine dickere Wand entsteht.
  • Zweck: Durch diese Verdickung erhöht sich die Festigkeit der Rohrenden, so dass diese widerstandsfähiger gegen die beim Bohren auftretenden Belastungen und den Verschleiß sind.
  • Anwendung: IU-Rohre werden in Situationen verwendet, in denen der Innendurchmesser des Bohrgestänges von entscheidender Bedeutung ist, wie beispielsweise bei Hochdruckbohrvorgängen, bei denen die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Bohrung unerlässlich ist.

2. Externer Ärger (EU)

  • Beschreibung: Bei der Außenstauchung (EU) wird die Rohrwandstärke am Außendurchmesser der Rohrenden vergrößert.
  • Zweck: Durch diesen Vorgang werden die Rohrenden verstärkt und ihre Haltbarkeit verbessert, insbesondere in den Bereichen, in denen das Bohrgestänge am anfälligsten für Verschleiß und Stöße ist.
  • Anwendung: EU-Bohrgestänge werden häufig bei Standardbohrvorgängen verwendet, bei denen es vor allem auf die äußere Festigkeit und Schlagfestigkeit ankommt.

3. Intern-externe Verärgerung (IEU)

  • Beschreibung: Bei der Internal-External-Upset (IEU) handelt es sich um eine Kombination aus internen und externen Stauchungen, bei denen die Rohrenden innen und außen verdickt werden.
  • Zweck: Dieses Verfahren der doppelten Verdickung sorgt für maximale Festigkeit und Haltbarkeit am Ende des Bohrgestänges und bietet eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen innere und äußere Kräfte.
  • Anwendung: IEU-Rohre werden typischerweise in anspruchsvolleren Bohrumgebungen verwendet, wie z. B. in Tiefbohrungen, bei Hochdruckszenarien und bei Richtbohrungen, wo eine interne und externe Verstärkung erforderlich ist.

Verbindungen von Bohrgestänge-Werkzeugverbindungen nach API-Spezifikation 5DP

Die Verbindungen zwischen den Bohrgestängeabschnitten sind für die Aufrechterhaltung der Integrität des Bohrstrangs von entscheidender Bedeutung. API 5DP-Bohrgestänge verfügen über verschiedene Verbindungsarten:

1. Interner Spülanschluss (IF)

  • Beschreibung: Entworfen mit einem bündigen Innenprofil, um Druckabfälle und Turbulenzen zu minimieren.
  • Anwendung: Wird in Hochdruck-Bohrumgebungen verwendet.

2. Vollloch-Verbindung (FH)

  • Beschreibung: Verfügt über eine größere Bohrung für einen verbesserten Flüssigkeitsfluss und ist daher für tiefe Brunnen geeignet.
  • Anwendung: Ideal für Tiefbohrarbeiten.

3. API Regular (API REG) Verbindung

  • Beschreibung: Ein Standardverbindungstyp, der für seine Robustheit und Benutzerfreundlichkeit bekannt ist.
  • Anwendung: Wird häufig bei Standardbohrvorgängen verwendet.

4. Numerische Verbindung (NC)

  • Beschreibung: Eine Premium-Verbindung mit hoher Drehmomentkapazität, häufig in Doppelschulterausführung.
  • Anwendung: Geeignet für anspruchsvolle Bohrbedingungen.

Was sind Stift und Kasten im Bohrrohr der API-Spezifikation 5DP?

Pin und Box beziehen sich auf die beiden komplementären Enden einer Bohrrohrverbindung, die es ermöglichen, die Rohrabschnitte in einem Bohrstrang sicher miteinander zu verbinden. Dieses Verbindungssystem ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Integrität und Stabilität des Bohrstrangs während des Bohrvorgangs.

Stift

  • Beschreibung: Der Stift ist das männliche Ende der Verbindung. Er ist konisch und hat ein Gewinde, sodass er in die Box geschraubt werden kann.
  • Design: Das Außengewinde des Stifts ist präzise geschnitten, um zum Innengewinde der Box zu passen und so einen festen, sicheren Sitz zu gewährleisten.
  • Funktion: Der Stift ist so konzipiert, dass er eine sichere Verbindung mit der Box herstellt und so eine robuste und dichte Verbindung schafft, die dem hohen Druck, den Torsionskräften und den Vibrationen beim Bohren standhält.

Kasten

  • Beschreibung: Die Box ist das weibliche Ende der Verbindung. Sie ist innen ebenfalls mit einem Gewinde versehen, um den Stift aufzunehmen.
  • Design: Das Innengewinde der Box ist präzise bearbeitet, um mit dem Gewinde des Stifts übereinzustimmen und so eine sichere und dichte Verbindung zu gewährleisten.
  • Funktion: Die Box nimmt den Stift auf und stellt so eine stabile Verbindung her, die sicherstellt, dass die Bohrgestängeabschnitte während des Bohrvorgangs verbunden und ausgerichtet bleiben.

Bedeutung von Pin- und Box-Verbindungen

  • Strukturelle Integrität: Die Pin-and-Box-Verbindung gewährleistet die sichere Befestigung der Bohrrohrabschnitte und bewahrt die strukturelle Integrität des Bohrstrangs.
  • Druckfestigkeit: Diese Verbindungen sind dafür ausgelegt, dem hohen Innendruck standzuhalten, der durch die Zirkulation der Bohrflüssigkeit entsteht.
  • Benutzerfreundlichkeit: Pin-and-Box-Verbindungen sind für eine einfache Montage und Demontage ausgelegt und ermöglichen schnelle Änderungen und Anpassungen am Bohrstrang.

Anwendungen

  • Bohrgestänge: Stift- und Kastenverbindungen werden in allen Bohrgestängen verwendet, einschließlich Standard-, Schwergewichts- und Spezialgestängen.
  • Werkzeugverbindungen: Diese Verbindungen werden auch in Werkzeugverbindungen verwendet. Dabei handelt es sich um dickere, schwerere Abschnitte von Bohrgestängen, die für zusätzliche Festigkeit und Haltbarkeit sorgen.

Güten, Durchmesser, Längenbereiche und Anwendungen

Bohrgestänge gibt es in verschiedenen Güten, Durchmessern und Längen, die jeweils für unterschiedliche Bohrumgebungen geeignet sind:

Noten

  • E-75: Wird häufig für allgemeine Bohrvorgänge verwendet.
  • X-95: Bietet höhere Festigkeit und ist für tiefere Brunnen geeignet.
  • G-105: Bietet hervorragende Ermüdungsbeständigkeit, ideal für Bohrungen mit großer Reichweite.
  • S-135: Die höchste Festigkeitsklasse, die in extrem tiefen und Hochdruckbohrungen verwendet wird.

Durchmesser und Längen

  • Durchmesser: Normalerweise zwischen 2 3/8″ und 6 5/8″.
  • Längen: Die Länge reicht von 27 bis 31 Fuß, wobei je nach Projektbedarf auch individuelle Längen verfügbar sind.

Bewerbungen nach Jahrgangsstufe

  • E-75: Onshore-Bohrungen unter Standardbedingungen.
  • X-95: Tiefe Brunnen mit mäßigem Druck.
  • G-105: Bohrungen mit großer Reichweite und hohem Drehmoment.
  • S-135: Ultratiefe Brunnen mit hohem Druck und hohen Temperaturen.

Verpackung, Lagerung, Wartung und Transport

Der ordnungsgemäße Umgang mit Bohrgestängen ist von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung ihrer Integrität und die Verlängerung ihrer Lebensdauer.

Verpackung

  • Bündelung: Zur einfacheren Handhabung und zum einfacheren Transport werden Bohrrohre normalerweise gebündelt.
  • Schutzkappen: Um eine Beschädigung des Gewindes zu verhindern, sind beide Enden des Bohrgestänges mit Schutzkappen versehen.

Lagerung

  • Lagerung im Innenbereich: Bohrrohre sollten, wenn möglich, in Innenräumen gelagert werden, um sie vor Witterungseinflüssen zu schützen.
  • Erhöhte Lagerung: Um den Kontakt mit Feuchtigkeit und Verunreinigungen zu verhindern, sollten Rohre nicht auf dem Boden, sondern auf Gestellen gelagert werden.

Wartung

  • Regelmäßige Inspektionen: Bohrrohre sollten regelmäßig auf Anzeichen von Verschleiß, Korrosion oder Beschädigung überprüft werden.
  • Neu einfädeln: Um eine sichere Verbindung zu gewährleisten, sollten beschädigte Gewinde neu geschnitten werden.

Transport

  • Sicheres Laden: Bohrrohre sollten sicher auf LKWs oder Anhänger geladen werden, um Bewegungen während des Transports zu verhindern.
  • Verwendung von Wiegen: Um ein Verbiegen oder eine Beschädigung der Rohre zu verhindern, sollten diese in Gestellen transportiert werden.

Abschluss

Das Bohrgestänge nach API-Spezifikation 5DP ist eine wichtige Komponente bei Bohrvorgängen und wurde entwickelt, um den harten Bedingungen bei der Öl- und Gasförderung standzuhalten. Um ihre Leistung zu optimieren und sichere, effiziente Bohrvorgänge zu gewährleisten, ist es wichtig, den Herstellungsprozess, die Typen, Verbindungen, Güteklassen und die Handhabung von Bohrgestängen zu verstehen.

Durch Befolgen bewährter Verfahren bei der Auswahl, Lagerung und Wartung von Bohrgestängen können Betreiber die Lebensdauer ihrer Ausrüstung verlängern, Betriebskosten senken und das Ausfallrisiko minimieren. Dieser umfassende Leitfaden ist eine wertvolle Ressource für Fachleute in der Bohrbranche und bietet praktische Einblicke und Lösungen für die mit Bohrgestängen verbundenen Herausforderungen.

Die entscheidende Rolle von Stahlrohren bei der Öl- und Gasförderung

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Einführung

Stahlrohre sind in der Öl- und Gasindustrie von entscheidender Bedeutung, da sie unter extremen Bedingungen unübertroffene Haltbarkeit und Zuverlässigkeit bieten. Diese Rohre sind für die Exploration und den Transport unverzichtbar und halten hohem Druck, korrosiven Umgebungen und extremen Temperaturen stand. Auf dieser Seite werden die entscheidenden Funktionen von Stahlrohren bei der Öl- und Gasexploration untersucht und ihre Bedeutung für Bohrungen, Infrastruktur und Sicherheit im Detail erläutert. Entdecken Sie, wie die Auswahl geeigneter Stahlrohre die Betriebseffizienz steigern und die Kosten in dieser anspruchsvollen Branche senken kann.

I. Grundkenntnisse zu Stahlrohren für die Öl- und Gasindustrie

1. Begriffserklärung

API: Abkürzung für Amerikanisches Erdölinstitut.
OCTG: Abkürzung für Rohrwaren aus der Ölindustrie, einschließlich Ölmantelrohr, Ölschläuche, Bohrgestänge, Bohrkragen, Bohrer, Pumpenstangen, Verbindungsstücke usw.
Ölschläuche: Rohre werden in Ölquellen zur Förderung, Gasextraktion, Wasserinjektion und Säurefrakturierung verwendet.
Gehäuse: Als Auskleidung zur Verhinderung des Einsturzes einer Wand wird ein Rohr von der Erdoberfläche in ein Bohrloch hinabgelassen.
Bohrgestänge: Rohr zum Bohren von Bohrlöchern.
Leitungsrohre: Rohr zum Transport von Öl oder Gas.
Kupplungen: Zylinder zum Verbinden zweier Gewinderohre mit Innengewinde.
Kupplungsmaterial: Rohr zur Herstellung von Kupplungen.
API-Threads: Rohrgewinde gemäß API 5B-Standard, einschließlich Rundgewinde für Ölrohre, kurze Rundgewinde für Gehäuse, lange Rundgewinde für Gehäuse, teilweise Trapezgewinde für Gehäuse, Leitungsrohrgewinde usw.
Premium-Verbindung: Nicht-API-Gewinde mit einzigartigen Dichtungseigenschaften, Verbindungseigenschaften und anderen Eigenschaften.
Fehler: Verformung, Bruch, Oberflächenschaden und Verlust der ursprünglichen Funktion unter bestimmten Betriebsbedingungen.
Primäre Ausfallarten: Quetschen, Rutschen, Bruch, Leckage, Korrosion, Verkleben, Verschleiß usw.

2. Normen im Bereich Erdöl

API Spec 5B, 17. Ausgabe – Spezifikation für Gewindeschneiden, Messen und Gewindeprüfung von Futterrohr-, Rohr- und Leitungsrohrgewinden
API Spec 5L, 46. Ausgabe – Spezifikation für Leitungsrohre
API Spec 5CT, 11. Ausgabe – Spezifikation für Gehäuse und Rohre
API Spec 5DP, 7. Ausgabe – Spezifikation für Bohrgestänge
API Spec 7-1, 2. Ausgabe – Spezifikation für rotierende Bohrgestängeelemente
API Spec 7-2, 2. Ausgabe – Spezifikation für das Gewindeschneiden und Messen von Drehbundgewindeverbindungen
API Spec 11B, 24. Ausgabe – Spezifikation für Pumpenstangen, polierte Stangen und Auskleidungen, Kupplungen, Senkstangen, polierte Stangenklemmen, Stopfbuchsen und Pumpen-T-Stücke
ISO 3183:2019 – Erdöl- und Erdgasindustrie — Stahlrohre für Pipeline-Transportsysteme
ISO 11960:2020 – Erdöl- und Erdgasindustrie — Stahlrohre zur Verwendung als Gehäuse oder Rohre für Bohrlöcher
NACE MR0175 / ISO 15156:2020 – Erdöl- und Erdgasindustrie – Materialien für den Einsatz in H2S-haltigen Umgebungen bei der Öl- und Gasproduktion

II. Ölschläuche

1. Klassifizierung von Ölschläuchen

Ölschläuche werden in nicht gestauchte Ölschläuche (NU), extern gestauchte Ölschläuche (EU) und Ölschläuche mit integrierter Verbindung (IJ) unterteilt. NU-Ölschläuche bedeuten, dass das Ende des Schlauchs eine durchschnittliche Dicke hat, direkt das Gewinde dreht und die Kupplungen mitbringt. Gestauchte Schläuche bedeuten, dass die Enden beider Schläuche extern gestaucht, dann mit Gewinden versehen und gekoppelt werden. Rohre mit integrierter Verbindung bedeuten, dass ein Ende des Schlauchs mit Außengewinde gestaucht ist und das andere mit Innengewinde gestaucht ist, die direkt ohne Kupplungen verbunden sind.

2. Funktion der Ölschläuche

① Öl- und Gasförderung: Nachdem die Öl- und Gasquellen gebohrt und zementiert wurden, werden die Rohre in die Ölverrohrung eingesetzt, um Öl und Gas aus der Erde zu fördern.
② Wasserinjektion: Wenn der Bohrlochdruck nicht ausreicht, injizieren Sie Wasser durch das Rohr in den Brunnen.
③ Dampfeinspritzung: Bei der Heißgewinnung von Dicköl wird Dampf über isolierte Ölleitungen in die Bohrung eingeleitet.
④ Ansäuerung und Aufbrechen: In der Spätphase der Bohrung oder zur Verbesserung der Produktion von Öl- und Gasquellen ist es notwendig, ein Ansäuerungs- und Aufbruchmedium oder ein Härtungsmittel in die Öl- und Gasschicht einzubringen und das Medium und das Härtungsmittel durch die Ölrohre zu transportieren.

3. Stahlqualität der Ölleitungen

Die Stahlsorten für Ölleitungen sind H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 wird in N80-1 und N80Q unterteilt. Beide weisen die gleichen Zugfestigkeitseigenschaften auf. Die beiden Unterschiede liegen im Lieferzustand und in der unterschiedlichen Schlagzähigkeit. N80-1 wird im normalisierten Zustand geliefert oder wenn die endgültige Walztemperatur über der kritischen Temperatur Ar3 liegt und die Spannung nach der Luftkühlung abnimmt. Es kann anstelle des normalisierten Zustands Warmwalzen verwendet werden. Schlagzähigkeits- und zerstörungsfreie Prüfungen sind nicht erforderlich. N80Q muss angelassen (vergütet) werden. Die Wärmebehandlung muss durchgeführt werden. Die Schlagzähigkeit muss den Bestimmungen von API 5CT entsprechen und es müssen zerstörungsfreie Prüfungen durchgeführt werden.
L80 wird in L80-1, L80-9Cr und L80-13Cr unterteilt. Ihre mechanischen Eigenschaften und ihr Lieferstatus sind gleich. Unterschiede in Verwendung, Produktionsschwierigkeiten und Preis: L80-1 ist für den allgemeinen Typ, L80-9Cr und L80-13Cr sind Rohre mit hoher Korrosionsbeständigkeit, Produktionsschwierigkeiten und hohen Kosten und werden normalerweise in stark korrosionsanfälligen Bohrlöchern verwendet.
C90 und T95 werden in 1 und 2 Typen unterteilt, nämlich C90-1, C90-2 und T95-1, T95-2.

4. Die für Ölrohre häufig verwendete Stahlsorte, Stahlname und Lieferstatus

J55 (37Mn5) NU Ölrohre: Warmgewalzt statt normalisiert
J55 (37Mn5) EU-Ölrohre: In voller Länge normalisiert nach dem Stauchen
N80-1 (36Mn2V) NU-Ölrohre: Warmgewalzt statt normalisiert
N80-1 (36Mn2V) EU-Ölrohr: In voller Länge normalisiert nach dem Stauchen
N80-Q (30Mn5) Ölrohr: 30Mn5, durchgehende Temperierung
L80-1 (30Mn5) Ölrohr: 30Mn5, durchgehende Temperierung
P110 (25CrMnMo) Ölrohr: 25CrMnMo, durchgehende Vergütung
J55 (37Mn5) Kupplung: Warmgewalzt, normalisiert
N80 (28MnTiB) Kupplung: Durchgehendes Temperieren
L80-1 (28MnTiB) Kupplung: Durchgehend gehärtet
P110 (25CrMnMo) Kupplung: Durchgehendes Anlassen

III. Mantelrohr

1. Klassifizierung und Rolle des Gehäuses

Das Gehäuse ist das Stahlrohr, das die Wand von Öl- und Gasquellen stützt. In jeder Quelle werden je nach Bohrtiefe und geologischen Bedingungen mehrere Schichten Gehäuse verwendet. Das Gehäuse wird nach dem Absenken in die Quelle mit Zement einzementiert. Im Gegensatz zu Öl- und Bohrrohren kann es nicht wiederverwendet werden und gehört zu den Einweg-Verbrauchsmaterialien. Daher macht der Verbrauch von Gehäusen mehr als 70 Prozent aller Ölquellenrohre aus. Das Gehäuse kann je nach Verwendung in Leitergehäuse, Zwischengehäuse, Produktionsgehäuse und Linergehäuse unterteilt werden. Ihre Strukturen in Ölquellen sind in Abbildung 1 dargestellt.

①Leitergehäuse: Normalerweise werden für die Leitungsverrohrung die API-Klassen K55, J55 oder H40 verwendet. Sie stabilisiert den Bohrlochkopf und isoliert flache Grundwasserleiter mit Durchmessern von üblicherweise etwa 20 oder 16 Zoll.

②Zwischengehäuse: Zwischenverrohrungen, häufig aus den API-Klassen K55, N80, L80 oder P110, werden zur Isolierung instabiler Formationen und unterschiedlicher Druckzonen verwendet und haben typische Durchmesser von 13 3/8 Zoll, 11 3/4 Zoll oder 9 5/8 Zoll.

③Produktionsgehäuse: Produktionsgehäuse werden aus hochwertigem Stahl wie etwa den API-Klassen J55, N80, L80, P110 oder Q125 hergestellt und sind so ausgelegt, dass sie dem Produktionsdruck standhalten. Normalerweise sind sie in den Durchmessern 9 5/8 Zoll, 7 Zoll oder 5 1/2 Zoll erhältlich.

④Liner-Gehäuse: Liner erweitern das Bohrloch unter Verwendung von Materialien wie den API-Klassen L80, N80 oder P110 mit typischen Durchmessern von 7 Zoll, 5 Zoll oder 4 1/2 Zoll in das Reservoir.

⑤Schläuche: Rohre transportieren Kohlenwasserstoffe an die Oberfläche. Sie verwenden die API-Klassen J55, L80 oder P110 und sind in den Durchmessern 4 1/2 Zoll, 3 1/2 Zoll oder 2 7/8 Zoll erhältlich.

IV. Bohrgestänge

1. Klassifizierung und Funktion von Rohren für Bohrwerkzeuge

Das quadratische Bohrrohr, das Bohrrohr, das gewichtete Bohrrohr und der Bohrkragen in Bohrwerkzeugen bilden das Bohrrohr. Das Bohrrohr ist das Kernbohrwerkzeug, das den Bohrer vom Boden zum Boden des Bohrlochs treibt, und es ist auch ein Kanal vom Boden zum Boden des Bohrlochs. Es hat drei Hauptrollen:

① Zur Übertragung des Drehmoments, um den Bohrer anzutreiben und zu bohren;

② Sich auf das Gewicht des Bohrers zu verlassen, um den Druck des Gesteins am Boden des Bohrlochs zu brechen;

③ Um Spülflüssigkeit, d. h. Bohrschlamm, durch den Boden zu transportieren, werden Hochdruckschlammpumpen eingesetzt. Die Bohrsäule fließt in das Bohrloch und fließt in den Boden des Brunnens, um das Gesteinsmaterial auszuspülen und den Bohrer abzukühlen. Außerdem wird das Gesteinsmaterial durch die Außenfläche der Säule und die Wand des Brunnens zwischen den Ringräumen zurück in den Boden befördert, um den Zweck des Bohrens des Brunnens zu erreichen.

Das Bohrgestänge muss beim Bohrvorgang einer Vielzahl komplexer Wechselbelastungen standhalten, wie Zug-, Druck-, Torsions-, Biege- und anderen Belastungen. Die Innenfläche ist außerdem der Auswaschung durch Hochdruckschlamm und Korrosion ausgesetzt.
(1) Quadratisches Bohrgestänge: Quadratische Bohrrohre gibt es in zwei Ausführungen: viereckig und sechseckig. In Chinas Erdölbohrrohren wird für jeden Satz Bohrsäulen normalerweise ein viereckiges Bohrrohr verwendet. Seine Spezifikationen sind 63,5 mm (2-1/2 Zoll), 88,9 mm (3-1/2 Zoll), 107,95 mm (4-1/4 Zoll), 133,35 mm (5-1/4 Zoll), 152,4 mm (6 Zoll) usw. Die verwendete Länge beträgt normalerweise 1214,5 m.
(2) Bohrgestänge: Das Bohrgestänge ist das Hauptwerkzeug zum Bohren von Brunnen. Es ist mit dem unteren Ende des quadratischen Bohrgestänges verbunden. Während der Bohrbrunnen tiefer wird, verlängert das Bohrgestänge die Bohrsäule nach und nach. Die Spezifikationen des Bohrgestänges sind: 60,3 mm (2-3/8 Zoll), 73,03 mm (2-7/8 Zoll), 88,9 mm (3-1/2 Zoll), 114,3 mm (4-1/2 Zoll), 127 mm (5 Zoll), 139,7 mm (5-1/2 Zoll) und so weiter.
(3) Hochleistungs-Bohrgestänge: Ein gewichtetes Bohrrohr ist ein Übergangswerkzeug, das das Bohrrohr und den Bohrkragen verbindet. Es kann den Kraftzustand des Bohrrohrs verbessern und den Druck auf den Bohrer erhöhen. Die Hauptspezifikationen des gewichteten Bohrrohrs sind 88,9 mm (3-1/2 Zoll) und 127 mm (5 Zoll).
(4) Bohrkragen: Der Bohrkragen ist mit dem unteren Teil des Bohrgestänges verbunden, einem speziellen dickwandigen Rohr mit hoher Steifigkeit. Er übt Druck auf den Bohrer aus, um das Gestein aufzubrechen, und spielt eine Führungsrolle beim Bohren eines geraden Bohrlochs. Die üblichen Spezifikationen für Bohrkragen sind 158,75 mm (6-1/4 Zoll), 177,85 mm (7 Zoll), 203,2 mm (8 Zoll), 228,6 mm (9 Zoll) usw.

V. Leitungsrohr

1. Klassifizierung von Leitungsrohren

In der Öl- und Gasindustrie werden Rohrleitungen mit der Abkürzung „Stahlrohr“ zum Transport von Öl, raffiniertem Öl, Erdgas und Wasser verwendet. Die Öl- und Gasleitungen werden in Hauptleitungen, Zweigleitungen und städtische Rohrleitungsnetze unterteilt. Drei Arten von Hauptleitungen haben die üblichen Spezifikationen von ∅406 bis 1219 mm, eine Wandstärke von 10 bis 25 mm, Stahlgüte X42 bis X80; Zweigleitungen und städtische Rohrleitungsnetze haben normalerweise Spezifikationen von ∅114 bis 700 mm, eine Wandstärke von 6 bis 20 mm, die Stahlgüte für X42 bis X80. Die Stahlgüte ist X42 bis X80. Leitungsrohre sind in geschweißter und nahtloser Ausführung erhältlich. Geschweißte Leitungsrohre werden häufiger verwendet als nahtlose Leitungsrohre.

2. Standard für Leitungsrohre

API Spec 5L – Spezifikation für Leitungsrohre
ISO 3183 – Erdöl- und Erdgasindustrie – Stahlrohre für Pipeline-Transportsysteme

3. PSL1 und PSL2

PSL ist die Abkürzung für Produktspezifikationsebene. Die Spezifikationsstufe des Leitungsrohrprodukts ist in PSL 1 und PSL 2 unterteilt, und die Qualitätsstufe ist in PSL 1 und PSL 2 unterteilt. PSL 2 ist höher als PSL 1; die beiden Spezifikationsstufen haben nicht nur unterschiedliche Testanforderungen, sondern auch unterschiedliche Anforderungen an die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften. Daher müssen die Vertragsbedingungen gemäß der API 5L-Bestellung neben der Angabe der Spezifikationen, der Stahlsorte und anderer allgemeiner Indikatoren auch die Produktspezifikationsstufe angeben, d. h. PSL 1 oder PSL 2. PSL 2 ist hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung, der Zugfestigkeitseigenschaften, der Schlagfestigkeit, der zerstörungsfreien Prüfung und anderer Indikatoren strenger als PSL 1.

4. Stahlsorte, chemische Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften für Leitungsrohre

Die Stahlgüten für Leitungsrohre werden von niedrig bis hoch in A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 und X80 unterteilt. Detaillierte Angaben zur chemischen Zusammensetzung und zu den mechanischen Eigenschaften finden Sie in der Spezifikation API 5L, 46. Ausgabe.

5. Anforderungen an die hydrostatische Prüfung und zerstörungsfreie Prüfung von Leitungsrohren

Bei Leitungsrohren muss Zweig für Zweig ein hydraulischer Test durchgeführt werden, und der Standard erlaubt keine zerstörungsfreie Erzeugung von Hydraulikdruck, was ebenfalls einen großen Unterschied zwischen dem API-Standard und unseren Standards darstellt. PSL 1 erfordert keine zerstörungsfreie Prüfung; PSL 2 muss Zweig für Zweig eine zerstörungsfreie Prüfung durchführen.

VI. Premium-Anbindungen

1. Einführung von Premium-Verbindungen

Premium Connection ist ein Rohrgewinde mit einer einzigartigen Struktur, die sich vom API-Gewinde unterscheidet. Obwohl das vorhandene API-Gewinde-Ölgehäuse bei der Ölbohrungsausbeutung weit verbreitet ist, zeigen sich seine Mängel in der einzigartigen Umgebung einiger Ölfelder deutlich: Die API-Rundgewinderohrsäule hat zwar eine bessere Dichtleistung, aber die vom Gewindeteil getragene Zugkraft entspricht nur 60% bis 80% der Festigkeit des Rohrkörpers und kann daher nicht bei der Ausbeutung tiefer Bohrungen verwendet werden; die API-Rohrsäule mit vorgespanntem Trapezgewinde hat zwar eine viel höhere Zugleistung als die der API-Rundgewindeverbindung, aber ihre Dichtleistung ist nicht so gut. Obwohl die Zugleistung der Säule viel höher ist als die der API-Rundgewindeverbindung, ist ihre Dichtleistung nicht sehr gut, sodass sie nicht bei der Ausbeutung von Hochdruckgasbohrungen verwendet werden kann; außerdem kann das Gewindefett nur in einer Umgebung mit einer Temperatur unter 95℃ seine Rolle spielen, sodass es nicht bei der Ausbeutung von Hochtemperaturbohrungen verwendet werden kann.

Im Vergleich zur API-Rundgewinde- und Teiltrapezgewindeverbindung weist die Premiumverbindung in folgenden Punkten bahnbrechende Fortschritte auf:

(1) Eine gute Abdichtung durch die Elastizität und die Konstruktion der metallischen Dichtungsstruktur macht die Gasabdichtung der Verbindung widerstandsfähiger gegen das Erreichen der Grenze des Rohrkörpers innerhalb des Fließdrucks.

(2) Hohe Festigkeit der Verbindung. Verbindung mit einer speziellen Schnallenverbindung des Ölgehäuses, deren Verbindungsfestigkeit die Festigkeit des Rohrkörpers erreicht oder übersteigt, um das Problem des Schlupfs grundsätzlich zu lösen;

(3) Durch die Verbesserung des Materialauswahl- und Oberflächenbehandlungsprozesses wurde das Problem der am Faden hängenden Schnalle grundsätzlich gelöst.

(4) Durch Optimierung der Struktur wird eine vernünftigere Verteilung der Verbindungsspannungen erreicht, die die Beständigkeit gegen Spannungskorrosion verbessert.

(5) Durch die vernünftige Gestaltung der Schulterstruktur ist die Bedienung der Schnalle leichter zugänglich.

Die Öl- und Gasindustrie verfügt über mehr als 100 patentierte Premium-Verbindungen, die bedeutende Fortschritte in der Rohrtechnologie darstellen. Diese speziellen Gewindedesigns bieten überlegene Dichtungseigenschaften, erhöhte Verbindungsfestigkeit und verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Umweltbelastungen. Indem sie Herausforderungen wie hohen Druck, korrosive Umgebungen und extreme Temperaturen bewältigen, gewährleisten diese Innovationen hervorragende Zuverlässigkeit und Effizienz bei ölgesunden Operationen weltweit. Kontinuierliche Forschung und Entwicklung im Bereich Premium-Verbindungen unterstreichen ihre zentrale Rolle bei der Unterstützung sicherer und produktiverer Bohrverfahren und spiegeln ein anhaltendes Engagement für technologische Spitzenleistungen im Energiesektor wider.

VAM®-Verbindung: VAM®-Verbindungen sind für ihre robuste Leistung in anspruchsvollen Umgebungen bekannt und zeichnen sich durch fortschrittliche Metall-Metall-Dichtungstechnologie und hohe Drehmomentfähigkeiten aus, wodurch ein zuverlässiger Betrieb in Tiefbohrungen und Hochdruckreservoirs gewährleistet wird.

TenarisHydril Wedge-Serie: Diese Serie bietet eine Reihe von Verbindungen wie Blue®, Dopeless® und Wedge 521®, die für ihre außergewöhnliche gasdichte Abdichtung und Widerstandsfähigkeit gegen Druck- und Zugkräfte bekannt sind und so die Betriebssicherheit und Effizienz verbessern.

TSH® Blau: Die von Tenaris entwickelten TSH® Blue-Verbindungen nutzen ein proprietäres Doppelschulterdesign und ein Hochleistungsgewindeprofil und bieten so hervorragende Ermüdungsbeständigkeit und einfache Montage bei kritischen Bohranwendungen.

Grant Prideco™ XT®-Verbindung: Die von NOV entwickelten XT®-Verbindungen verfügen über eine einzigartige Metall-Metall-Dichtung und eine robuste Gewindeform, die eine überlegene Drehmomentkapazität und Beständigkeit gegen Abrieb gewährleisten und so die Lebensdauer der Verbindung verlängern.

Hunting Seal-Lock® Verbindung: Die Seal-Lock®-Verbindung von Hunting verfügt über eine Metall-Metall-Dichtung und ein einzigartiges Gewindeprofil und ist für ihre überragende Druckbeständigkeit und Zuverlässigkeit bei Bohrvorgängen an Land und auf See bekannt.

Abschluss

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das komplexe Netzwerk aus Stahlrohren, das für die Öl- und Gasindustrie von entscheidender Bedeutung ist, eine breite Palette von Spezialgeräten umfasst, die für raue Umgebungen und komplexe Betriebsanforderungen ausgelegt sind. Von den grundlegenden Mantelrohren, die gesunde Wände stützen und schützen, bis hin zu den vielseitigen Rohren, die bei Extraktions- und Injektionsprozessen verwendet werden, dient jeder Rohrtyp einem bestimmten Zweck bei der Erkundung, Produktion und dem Transport von Kohlenwasserstoffen. Standards wie API-Spezifikationen gewährleisten Einheitlichkeit und Qualität dieser Rohre, während Innovationen wie Premium-Verbindungen die Leistung unter schwierigen Bedingungen verbessern. Mit der Weiterentwicklung der Technologie werden diese kritischen Komponenten weiterentwickelt und steigern die Effizienz und Zuverlässigkeit im globalen Energiebetrieb. Das Verständnis dieser Rohre und ihrer Spezifikationen unterstreicht ihre unverzichtbare Rolle in der Infrastruktur des modernen Energiesektors.