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Futterrohre sind ein wesentlicher Bestandteil des Öl- und Gasbohrprozesses. Sie verleihen dem Bohrloch strukturelle Integrität und verhindern, dass unerwünschte Flüssigkeiten in das Bohrloch gelangen. Ein kritischer Aspekt der Futterrohrkonstruktion ist das Gewinde, das eine Schlüsselrolle bei der sicheren Verbindung der Rohre und der Gewährleistung einer leckagefreien Verbindung spielt. Die drei häufigsten Arten von Futterrohrgewinden sind Kurze Gewindekupplung (STC), Lange Gewindekupplung (LTC), Und Stützgewindekupplung (BTC). Jeder Gewindetyp hat seine eigenen, einzigartigen Konstruktionsmerkmale, Anwendungen und Leistungsmerkmale. In diesem Blog untersuchen wir diese Gewindetypen, ihre Vorteile und wie sie branchenspezifische Anforderungen erfüllen.

1. Einführung in Futterrohrgewinde

Futterrohre sind an beiden Enden mit Gewinden versehen, sodass ein Rohr sicher an einem anderen befestigt werden kann. Dadurch wird sichergestellt, dass die Futterrohrleitung intakt bleibt, während sie in das Bohrloch abgesenkt wird. Der verwendete Gewindetyp hängt von den spezifischen Bohrlochbedingungen, der Tiefe, dem Druck und den geologischen Formationen ab, die während des Bohrvorgangs angetroffen werden.

Die Gehäusegewinde sind für Folgendes ausgelegt:

• Für dichte Abdichtung sorgen.
• Hält hohen Drücken und Belastungen stand.
• Erleichtert den Zusammenbau und das Auseinandernehmen.
• Verhindern Sie Rohrbrüche aufgrund von Zug-, Druck- oder Drehmomentkräften.

Sehen wir uns die drei gängigsten Gewindetypen für Futterrohre genauer an: STC, LTC und BTC.

2. Kurze Gewindekupplung (STC)

Kurze Gewindekupplung (STC) ist eines der gängigsten Gewindedesigns für Futterrohre, insbesondere in flachen Bohrlöchern, wo mit mäßigem Druck und Kräften zu rechnen ist.

2.1. Design und Funktionen

• Gewindelänge: STC-Gewinde sind relativ kurz, was die Herstellung und Montage erleichtert.
• Gewindeprofil: Die Gewinde sind im Allgemeinen konisch ausgebildet, was die Abdichtung verbessert, indem die Verbindung beim Aufbringen eines Drehmoments festgezogen wird.
• Kupplungsdesign: Bei STC-Verbindungen werden zwei Abschnitte eines Futterrohrs mit einer Kupplung verbunden. Durch die kurze Gewindelänge ist die Kupplung selbst relativ kurz, was das Gesamtgewicht des Futterrohrstrangs reduziert.

2.2. Anwendungen

STC-Gewinde werden häufig in folgenden Bereichen verwendet:

• Flachbrunnen: Wo der Druck geringer ist und die Anforderungen an die Verrohrung weniger hoch sind.
• Kostengünstige Bohrarbeiten: STC ist im Vergleich zu Konstruktionen mit längeren Gewinden aufgrund der einfacheren Herstellung und Montage kostengünstiger.
• Ölfelder an Land: Wo die Umweltbedingungen weniger extrem sind.

2.3. Vorteile und Nachteile

Vorteile:

• Einfach und schnell zu montieren.
• Kostengünstig.
• Geringes Gewicht, wodurch die Belastung der Anlage reduziert wird.

Nachteile:

• Aufgrund der eingeschränkten Tragfähigkeit ist es für tiefere Brunnen nicht geeignet.
• Geringere Beständigkeit gegen hohen Druck und extreme Bohrlochbedingungen.

3. Lange Gewindekupplung (LTC)

Lange Gewindekupplung (LTC) bietet im Vergleich zu STC eine stärkere, sicherere Verbindung und ist daher ideal für tiefere Brunnen, in denen höherer Druck und anspruchsvollere Bedingungen herrschen.

3.1. Design und Funktionen

• Gewindelänge: LTC-Threads sind deutlich länger als STC und bieten eine stabilere Verbindung.
• Gewindeprofil: LTC-Gewinde verfügen außerdem über eine konische Bauweise, die die Abdichtungsfähigkeit bei Anwendung eines Drehmoments verbessert.
• Kupplungsdesign: Die bei LTC-Verbindungen verwendete Kupplung ist länger, was für zusätzliche Festigkeit sorgt und die Fähigkeit der Verbindung verbessert, den mechanischen Belastungen in tieferen Bohrlöchern standzuhalten.

3.2. Anwendungen

LTC-Threads werden typischerweise in folgenden Bereichen verwendet:

• Mitteltiefe Brunnen: Wo Druck und Kräfte mittel bis hoch, aber nicht extrem sind.
• Onshore- und Offshore-Bohrungen: Insbesondere in Umgebungen, in denen das Gehäuse zusätzlichen mechanischen Belastungen ausgesetzt sein kann.
• Kostengünstige Operationen: LTC bietet ein gutes Gleichgewicht zwischen Stärke und Kosteneffizienz.

3.3. Vorteile und Nachteile

Vorteile:

• Höhere Tragfähigkeit im Vergleich zu STC.
• Besser geeignet für tiefere Brunnen und höhere Drücke.
• Zuverlässige Dichteigenschaften.

Nachteile:

• Aufwändigere und zeitintensivere Montage aufgrund der größeren Gewindelänge.
• Etwas teurer als STC-Fäden.

4. Stützgewindekupplung (BTC)

Stützgewindekupplung (BTC) ist der stärkste und robusteste der drei Gewindetypen und wurde für extreme Umgebungen, hohe Drücke und tiefe Bohrlöcher entwickelt. BTC-Gewinde sind mit einer größeren Oberfläche zur Tragfähigkeit ausgelegt und eignen sich daher ideal für hochanspruchsvolle Anwendungen.

4.1. Design und Funktionen

• Gewindeprofil: Im Gegensatz zu STC- und LTC-Gewinden haben BTC-Gewinde ein quadratisches oder nahezu quadratisches Profil. Dieses Design vergrößert die Oberfläche des Gewindes und verteilt die Lasten effektiver über die Verbindung.
• Gewindelänge: BTC-Gewinde können eine ähnliche Länge wie LTC-Gewinde aufweisen, durch die quadratische Ausführung werden ihre Festigkeit und Tragfähigkeit jedoch deutlich erhöht.
• Kupplungsdesign: BTC verwendet große Kupplungen, die extremen Kräften standhalten und Gewindebrüche im Bohrloch verhindern können.

4.2. Bewerbungen

BTC-Threads werden in folgenden Bereichen verwendet:

• Tiefe und ultratiefe Brunnen: Wo extrem hohe Drücke und mechanische Belastungen herrschen.
• Offshore-Ölfelder: Insbesondere in Hochdruck- und Hochtemperaturbohrungen (HPHT).
• Kritische Bohrvorgänge: Wenn ein Ausfall keine Option ist und das Gehäuse extremen Bedingungen über lange Zeiträume standhalten muss.

4.3. Vorteile und Nachteile

Vorteile:

• Außergewöhnliche Tragfähigkeit.
• Hohe Beständigkeit gegen Druck- und Drehmomentkräfte.
• Geeignet für die anspruchsvollsten Bohrumgebungen, einschließlich HPHT-Bohrungen.

Nachteile:

• Aufgrund der Komplexität des Gewindedesigns teurer in der Herstellung und Installation.
• Erfordert mehr Zeit und Fachwissen zum Zusammenbau und Auseinanderbauen.

5. Vergleich von STC-, LTC- und BTC-Threads

Jeder Gewindetyp hat seine eigenen Stärken und Schwächen, wodurch er für unterschiedliche Bohrlochbedingungen und -tiefen geeignet ist. Hier ein kurzer Vergleich:

Besonderheit	STC	LTC	BTC
Gewindelänge	Kurz	Lang	Lang (Quadratprofil)
Stärke	Niedrig bis mittel	Mäßig bis hoch	Hoch bis sehr hoch
Druckbeständigkeit	Mäßig	Hoch	Sehr hoch
Typische Anwendungen	Flachbrunnen, Niederdruck	Mitteltiefe Brunnen	Tiefbrunnen, HPHT-Umgebungen
Kosten	Niedrig	Mäßig	Hoch

6. Auswahl des richtigen Gehäusegewindes für Ihre Anwendung

Bei der Auswahl eines Mantelrohrs und Gewindetyps sollten verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, darunter:

• Brunnentiefe: Tiefere Brunnen erfordern stärkere Gewinde wie LTC oder BTC.
• Druck und Temperatur: Hochdruck- und Hochtemperaturbohrungen erfordern typischerweise die Robustheit von BTC-Gewinden.
• Kostenüberlegungen: STC-Gewinde sind zwar günstiger, bieten jedoch möglicherweise nicht die erforderliche Festigkeit und Haltbarkeit für tiefere oder komplexere Bohrlöcher.
• Brunnenumgebung: Offshore-Bohrungen oder Bohrungen mit anspruchsvollen Umweltbedingungen können von der zusätzlichen Festigkeit und Dichtungsfähigkeit von LTC- oder BTC-Gewinden profitieren.

7. Fazit

Die Wahl und die Gewinde der Futterrohre – STC, LTC oder BTC – hängen von den spezifischen Anforderungen der Bohrumgebung ab. STC-Gewinde bieten eine kostengünstige Lösung für flache Bohrlöcher, LTC-Gewinde bieten eine höhere Festigkeit für Anwendungen in mittlerer Tiefe und BTC-Gewinde bieten maximale Festigkeit und Haltbarkeit für tiefe Bohrlöcher und extreme Bedingungen. Durch das Verständnis der Unterschiede zwischen diesen Gewindetypen können Ingenieure und Bohrteams das am besten geeignete Futterrohr für ihre Projekte auswählen und so die Sicherheit und Effizienz der Öl- und Gasproduktion gewährleisten.

Unabhängig davon, ob Sie flache Onshore-Bohrungen oder tiefe Offshore-Bohrungen durchführen, ist die Wahl des richtigen Gewindetyps für den langfristigen Erfolg des Vorgangs von entscheidender Bedeutung.

FUTURE ENERGY STEEL kann STC, LTC und BTC gemäß API 5CT herstellen. Darüber hinaus kann unsere Fabrik auch BT-1, BT-2 und BT-3 produzieren, die Spezialgewinde wie New VAM und VAM Top ersetzen können.