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Procédé de fabrication des tiges de forage - 0

Spécification API 5DP pour tiges de forage : un guide complet

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Introduction Spécification API 5DP Tige de forage

Les tiges de forage sont des composants essentiels dans l'industrie pétrolière et gazière, constituant l'épine dorsale des opérations de forage. Ces tubes relient l'appareil de forage au trépan, transmettant la puissance et le fluide de forage pour créer des trous de forage à la surface de la terre. Ce blog propose une exploration détaillée des tiges de forage API Specification 5DP, y compris leur processus de fabrication, leurs types, leurs connexions, leurs qualités, etc. L'objectif est de vous fournir des connaissances pratiques et des solutions pour vous aider à naviguer dans les complexités de l'utilisation efficace des tiges de forage.

Qu'est-ce que Spécification API 5DP pour tiges de forage?

Un tube de forage est un tube creux, lourd et sans soudure qui fait tourner le trépan et fait circuler le fluide de forage pendant les opérations de forage. Il est conçu pour résister à des contraintes importantes, notamment la torsion, la tension et la pression, tout en étant suffisamment léger pour être manipulé facilement par une plate-forme.

Fonctions critiques des tiges de forage :

  • Transmission de puissance : Les tiges de forage transfèrent le mouvement rotatif de l'appareil de forage au trépan.
  • Circulation du fluide de forage : Ils permettent la circulation de la boue de forage, qui refroidit le trépan, transporte les déblais à la surface et stabilise le trou de forage.
  • Allongement de la colonne de forage : Au fur et à mesure que le forage progresse, des sections de tiges de forage supplémentaires sont ajoutées à la colonne de forage pour atteindre des profondeurs plus importantes.

Processus de fabrication des tiges de forage de spécification API 5DP

La fabrication de tiges de forage est un processus hautement contrôlé conçu pour garantir que le produit final répond aux normes strictes requises pour les opérations de forage.

Processus de fabrication des tiges de forage

Processus de fabrication des tiges de forage

1. Sélection des matériaux

  • Acier de haute qualité : Le processus commence par la sélection d’acier de haute qualité, généralement un acier allié tel que l’AISI 4130 ou 4140, connu pour sa résistance et sa ténacité élevées.
  • Composition chimique: La composition de l’acier est soigneusement contrôlée pour obtenir les propriétés mécaniques souhaitées, notamment la résistance à l’usure, à la fatigue et à la corrosion.

2. Formage de tubes

  • Fabrication sans couture : L'acier est chauffé et percé pour créer un tube creux, qui est allongé et laminé pour former le corps du tube de forage.
  • Soudure (en option) : Pour certains types, des plaques d'acier peuvent être laminées et soudées pour créer le tuyau.

3. Traitement thermique

  • Trempe et revenu : Les tubes subissent un traitement thermique pour améliorer leurs propriétés mécaniques, garantissant ainsi qu'ils peuvent résister aux rigueurs du forage.

4. Bouleversant

  • Fin bouleversante : Les extrémités des tubes sont épaissies pour augmenter leur résistance. Ce processus, appelé refoulement, est essentiel pour améliorer la durabilité du tube au niveau des raccordements.

5. Soudure d'assemblage par outil

  • Fixation des articulations d'outils : Les joints d'outils sont soudés aux extrémités du tube, formant les connexions qui relient chaque section de la colonne de forage.

6. Bande dure

  • Revêtement résistant à l'usure : Un alliage résistant à l'usure est appliqué aux joints de l'outil pour les protéger de l'usure et prolonger la durée de vie du tuyau.

7. Inspection et tests

  • Contrôles non destructifs : Chaque tige de forage est soumise à des tests rigoureux, notamment une inspection par ultrasons et par particules magnétiques, pour garantir l'absence de défauts.
  • Contrôle dimensionnel : Les tuyaux sont mesurés pour répondre aux spécifications requises.

8. Marquage et revêtement

  • Identification: Chaque tuyau est marqué avec des informations essentielles, telles que la qualité, la taille et le fabricant.
  • Revêtement protecteur : Un revêtement résistant à la corrosion est appliqué sur les tuyaux pour les protéger pendant le transport et le stockage.

Types de tiges de forage API 5DP

Il existe plusieurs types de tiges de forage, chacune conçue pour des applications spécifiques :

1. Tige de forage standard

  • Description: Le type de tige de forage le plus courant utilisé pour les opérations de forage standard.
  • Application: Convient au forage conventionnel dans les environnements onshore et offshore.

2. Tige de forage lourde (HWDP)

  • Description: Plus épais et plus lourd que les tiges de forage standard, le HWDP est conçu pour ajouter du poids à la colonne de forage, réduisant ainsi le flambage et améliorant la stabilité.
  • Application: Idéal pour le forage directionnel et les puits à longue portée.

3. Tige de forage en spirale

  • Description: Ce type est doté d'une rainure en spirale qui réduit la friction et l'usure pendant le perçage.
  • Application: Utilisé dans les opérations où la réduction du frottement est essentielle.

4. Tige de forage carrée

  • Description: Un type moins courant avec une section carrée, offrant une rigidité accrue.
  • Application: Utilisé dans des scénarios de forage spécifiques nécessitant une colonne de forage rigide.

5. Tige de forage hexagonale

  • Description: Similaire au tube de forage carré mais avec une section transversale hexagonale, offrant une résistance à la torsion améliorée.
  • Application: Convient aux opérations de perçage à couple élevé.

Quels sont les processus finaux des tiges de forage conformes à la spécification API 5DP ?

Dans le contexte des tiges de forage, les termes IU, UE, et IEU désigne les différents processus finaux qui préparent les extrémités des tiges de forage pour les raccordements. Ces processus sont essentiels pour garantir que les extrémités des tiges de forage sont durables, correctement alignées et adaptées au filetage et au raccordement à d'autres composants de la colonne de forage.

IU EU IEU des extrémités de tiges de forage

IU EU IEU des extrémités de tiges de forage

1. Trouble interne (IU)

  • Description: Dans un processus de refoulement interne (IU), le diamètre interne du tuyau est réduit, créant une paroi plus épaisse aux extrémités du tuyau.
  • But: Cet épaississement augmente la résistance des extrémités des tubes, les rendant plus résistantes aux contraintes et à l'usure rencontrées lors des opérations de forage.
  • Application: Les tubes IU sont utilisés dans les situations où le diamètre interne du tube de forage est critique, comme dans les opérations de forage à haute pression où le maintien d'un alésage constant est essentiel.

2. Bouleversement externe (UE)

  • Description: Le refoulement externe (EU) consiste à augmenter l'épaisseur de la paroi du tuyau au niveau du diamètre extérieur des extrémités du tuyau.
  • But: Ce processus renforce les extrémités des tubes et améliore leur durabilité, en particulier dans les zones où le tube de forage est le plus susceptible de subir de l’usure et des chocs.
  • Application: Les tiges de forage EU sont couramment utilisées dans les opérations de forage standard où la résistance externe et la résistance aux chocs sont prioritaires.

3. Bouleversement interne-externe (IEU)

  • Description: Le refoulement interne-externe (IEU) combine les refoulements internes et externes, où les extrémités des tuyaux sont épaissies à l'intérieur et à l'extérieur.
  • But: Ce processus de double épaississement assure une résistance et une durabilité maximales à l’extrémité du tube de forage, offrant une résistance améliorée aux forces internes et externes.
  • Application: Les tubes IEU sont généralement utilisés dans des environnements de forage plus exigeants, tels que les puits profonds, les scénarios à haute pression et le forage directionnel, où un renforcement interne et externe est nécessaire.

Connexions des joints d'outils de forage de la spécification API 5DP

Les connexions entre les sections de tiges de forage sont essentielles pour maintenir l'intégrité de la colonne de forage. Les tiges de forage API 5DP présentent différents types de connexions :

1. Connexion de chasse d'eau interne (IF)

  • Description: Conçu avec un profil interne affleurant pour minimiser les chutes de pression et les turbulences.
  • Application: Utilisé dans les environnements de forage à haute pression.

2. Connexion à trou plein (FH)

  • Description: Dispose d'un alésage plus grand pour un meilleur débit de fluide, le rendant adapté aux puits profonds.
  • Application: Idéal pour les opérations de forage en profondeur.

3. Connexion API régulière (API REG)

  • Description: Un type de connexion standard connu pour sa robustesse et sa facilité d'utilisation.
  • Application: Couramment utilisé dans les opérations de forage standard.

4. Connexion numérique (NC)

  • Description: Une connexion haut de gamme avec une capacité de couple élevée, souvent dotée d'une conception à double épaulement.
  • Application: Adapté aux conditions de forage difficiles.

Que sont les broches et les boîtes dans les tubes de forage de la spécification API 5DP ?

Broche et boîte désigne les deux extrémités complémentaires d'un raccord de tige de forage qui permettent de relier solidement les sections de tige dans une colonne de forage. Ce système de connexion est essentiel pour maintenir l'intégrité et la stabilité de la colonne de forage pendant les opérations de forage.

Épingle

  • Description: La broche est l'extrémité mâle de la connexion. Elle est conique et filetée, ce qui permet de la visser dans le boîtier.
  • Conception: Les filetages externes de la broche sont coupés avec précision pour correspondre aux filetages internes de la boîte, garantissant un ajustement serré et sécurisé.
  • Fonction: La goupille est conçue pour se connecter solidement à la boîte, créant un joint robuste et étanche qui peut résister aux pressions élevées, aux forces de torsion et aux vibrations subies pendant le perçage.

Boîte

  • Description: Le boîtier est l'extrémité femelle de la connexion. Il est également fileté à l'intérieur pour accueillir la broche.
  • Conception: Les filetages internes de la boîte sont usinés avec précision pour correspondre aux filetages de la broche, permettant une connexion sûre et étanche.
  • Fonction: La boîte reçoit la broche, créant une connexion robuste qui garantit que les sections du tube de forage restent connectées et alignées pendant les opérations de forage.

Importance des connexions à broches et à boîtiers

  • Intégrité structurelle: La connexion Pin and Box garantit que les sections de tige de forage sont solidement fixées, préservant ainsi l'intégrité structurelle de la colonne de forage.
  • Résistance à la pression : Ces connexions sont conçues pour résister aux pressions internes élevées générées par la circulation du fluide de forage.
  • Facilité d'utilisation : Les connexions à broches et à boîtier sont conçues pour un montage et un démontage faciles, facilitant les changements et les réglages rapides de la colonne de forage.

Applications

  • Tiges de forage : Les connexions à broches et à boîtes sont utilisées dans tous les tubes de forage, y compris les tubes standard, lourds et spécialisés.
  • Joints d'outils : Ces connexions sont également utilisées dans les joints d'outils, qui sont des sections plus épaisses et plus lourdes de tiges de forage qui offrent une résistance et une durabilité accrues.

Nuances, diamètres, plages de longueurs et applications

Les tiges de forage sont disponibles en différentes qualités, diamètres et longueurs, chacune adaptée à différents environnements de forage :

Notes

  • E-75: Couramment utilisé pour les opérations de forage générales.
  • X-95: Offre une résistance supérieure et convient aux puits plus profonds.
  • G-105: Offre une excellente résistance à la fatigue, idéale pour le perçage à longue portée.
  • S-135: La catégorie de résistance la plus élevée, utilisée dans les puits ultra-profonds et à haute pression.

Diamètres et longueurs

  • Diamètres : Généralement compris entre 2 3/8″ et 6 5/8″.
  • Longueurs : Gamme de 27 à 31 pieds, avec des longueurs personnalisées disponibles en fonction des besoins du projet.

Candidatures par niveau

  • E-75: Forage terrestre dans des conditions standard.
  • X-95: Puits profonds avec pressions modérées.
  • G-105: Puits à portée étendue et forage à couple élevé.
  • S-135: Puits ultra-profonds, haute pression et haute température.

Emballage, stockage, entretien et transport

Une manipulation appropriée des tiges de forage est essentielle pour maintenir leur intégrité et prolonger leur durée de vie.

Emballage

  • Regroupement : Les tiges de forage sont généralement regroupées pour faciliter la manipulation et le transport.
  • Capuchons de protection : Les deux extrémités du tube de forage sont équipées de capuchons de protection pour éviter d'endommager les filetages.

Stockage

  • Stockage intérieur : Dans la mesure du possible, les tiges de forage doivent être stockées à l’intérieur pour les protéger des éléments.
  • Stockage surélevé : Les tuyaux doivent être stockés au-dessus du sol sur des supports pour éviter tout contact avec l'humidité et les contaminants.

Entretien

  • Inspections régulières : Les tiges de forage doivent être inspectées régulièrement pour détecter tout signe d’usure, de corrosion ou de dommage.
  • Réenfilage : Les filetages doivent être recoupés s'ils sont endommagés, garantissant ainsi une connexion sécurisée.

Transport

  • Chargement sécurisé : Les tiges de forage doivent être chargées en toute sécurité sur des camions ou des remorques pour éviter tout mouvement pendant le transport.
  • Utilisation des berceaux : Les tuyaux doivent être transportés à l'aide de berceaux pour éviter qu'ils ne se plient ou ne soient endommagés.

Conclusion

Les tiges de forage conformes à la spécification API 5DP sont un composant essentiel des opérations de forage, conçues pour résister aux conditions difficiles rencontrées lors de l'extraction de pétrole et de gaz. Il est essentiel de comprendre le processus de fabrication, les types, les connexions, les nuances et la manipulation des tiges de forage pour optimiser leurs performances et garantir des opérations de forage sûres et efficaces.

En suivant les meilleures pratiques en matière de sélection, de stockage et d'entretien des tiges de forage, les opérateurs peuvent prolonger la durée de vie de leur équipement, réduire les coûts d'exploitation et minimiser le risque de pannes. Ce guide complet est une ressource précieuse pour les professionnels du secteur du forage, offrant des informations pratiques et des solutions aux défis associés aux tiges de forage.

Exploration du rôle vital des tuyaux en acier dans l'exploration pétrolière et gazière

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Introduction

Les tuyaux en acier sont essentiels dans l'industrie pétrolière et gazière, car ils offrent une durabilité et une fiabilité inégalées dans des conditions extrêmes. Essentiels pour l'exploration et le transport, ces tuyaux résistent aux pressions élevées, aux environnements corrosifs et aux températures extrêmes. Cette page explore les fonctions essentielles des tuyaux en acier dans l'exploration pétrolière et gazière, en détaillant leur importance dans le forage, les infrastructures et la sécurité. Découvrez comment le choix de tuyaux en acier adaptés peut améliorer l'efficacité opérationnelle et réduire les coûts dans cette industrie exigeante.

I. Connaissances de base sur les tubes en acier pour l'industrie pétrolière et gazière

1. Explication de la terminologie

API : Abréviation de Institut américain du pétrole.
FTPP : Abréviation de Produits tubulaires pour champs pétrolifères, y compris les tuyaux de tubage d'huile, les tubes d'huile, les tiges de forage, les colliers de forage, les forets, les tiges de ventouse, les joints de chiot, etc.
Tube d'huile : Les tubes sont utilisés dans les puits de pétrole pour l'extraction, l'extraction de gaz, l'injection d'eau et la fracturation acide.
Enveloppe: Tube descendu de la surface du sol dans un trou de forage comme revêtement pour empêcher l'effondrement du mur.
Garniture de forage : Tuyau utilisé pour percer des trous de forage.
Tuyau de canalisation : Tuyau utilisé pour transporter du pétrole ou du gaz.
Accouplements : Cylindres utilisés pour relier deux tuyaux filetés avec des filetages internes.
Matériau de couplage : Tuyau utilisé pour fabriquer des raccords.
Fils de discussion API : Filetages de tuyaux spécifiés par la norme API 5B, y compris les filetages ronds pour tuyaux pétroliers, les filetages ronds courts pour tubage, les filetages ronds longs pour tubage, les filetages trapézoïdaux partiels pour tubage, les filetages pour tuyaux de ligne, etc.
Connexion Premium : Filetages non API avec des propriétés d'étanchéité, des propriétés de connexion et d'autres propriétés uniques.
Les échecs: déformation, fracture, dommages de surface et perte de la fonction d'origine dans des conditions de service spécifiques.
Principales formes d’échec : écrasement, glissement, rupture, fuite, corrosion, collage, usure, etc.

2. Normes liées au pétrole

API Spec 5B, 17e édition – Spécifications pour le filetage, le calibrage et l'inspection des filetages des filetages de boîtiers, de tubes et de conduites
API Spec 5L, 46e édition – Spécification pour les tuyaux de canalisation
API Spec 5CT, 11e édition – Spécifications pour les boîtiers et les tubes
Spécification API 5DP, 7e édition – Spécifications pour les tiges de forage
Spécification API 7-1, 2e édition – Spécifications pour les éléments de tige de foret rotatif
Spécification API 7-2, 2e édition – Spécifications pour le filetage et le calibrage des connexions filetées à épaulement rotatif
API Spec 11B, 24e édition – Spécifications pour les tiges de pompage, les tiges et doublures polies, les accouplements, les barres de plombage, les colliers de tige polis, les presse-étoupes et les tés de pompage
ISO 3183:2019 – Industries du pétrole et du gaz naturel – Tuyaux en acier pour systèmes de transport par pipeline
ISO 11960:2020 – Industries du pétrole et du gaz naturel – Tuyaux en acier destinés à être utilisés comme tubage ou tube pour puits
NACE MR0175 / ISO 15156:2020 – Industries du pétrole et du gaz naturel – Matériaux destinés à être utilisés dans des environnements contenant du H2S dans la production pétrolière et gazière

II. Tube d'huile

1. Classification des tubes d'huile

Les tubes à huile sont divisés en tubes à huile non refoulés (NU), tubes à huile refoulés externes (EU) et tubes à huile à joint intégral (IJ). Les tubes à huile NU signifient que l'extrémité du tube est d'épaisseur moyenne, tourne directement le filetage et amène les raccords. Les tubes refoulés impliquent que les extrémités des deux tubes sont refoulées extérieurement, puis filetées et couplées. Les tubes à joint intégral signifient qu'une extrémité du tube est refoulée avec des filetages externes et l'autre est refoulée avec des filetages internes connectés directement sans raccords.

2. Fonction du tube d'huile

① Extraction de pétrole et de gaz : une fois les puits de pétrole et de gaz forés et cimentés, le tube est placé dans le carter de pétrole pour extraire le pétrole et le gaz jusqu'au sol.
② Injection d'eau : lorsque la pression au fond du trou est insuffisante, injectez de l'eau dans le puits à travers le tube.
③ Injection de vapeur : lors de la récupération à chaud du pétrole épais, la vapeur est introduite dans le puits avec un tube de pétrole isolé.
④ Acidification et fracturation : Au stade avancé du forage de puits ou pour améliorer la production des puits de pétrole et de gaz, il est nécessaire d'introduire un milieu d'acidification et de fracturation ou un matériau de durcissement dans la couche de pétrole et de gaz, et le milieu et le matériau de durcissement sont transportés à travers le tube de pétrole.

3. Qualité d'acier des tubes d'huile

Les qualités d'acier des tubes d'huile sont H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
Le N80 est divisé en N80-1 et N80Q, les deux ont les mêmes propriétés de traction ; les deux différences sont l'état de livraison et les différences de performance d'impact, le N80-1 est livré par état normalisé ou lorsque la température de laminage finale est supérieure à la température critique Ar3 et la réduction de tension après refroidissement par air et peut être utilisé pour trouver le laminage à chaud au lieu de normalisé, les tests d'impact et non destructifs ne sont pas requis ; le N80Q doit être revenu (trempé et revenu) Traitement thermique, la fonction d'impact doit être conforme aux dispositions de l'API 5CT et doit être un test non destructif.
Le L80 est divisé en L80-1, L80-9Cr et L80-13Cr. Leurs propriétés mécaniques et leur état de livraison sont les mêmes. Différences d'utilisation, de difficulté de production et de prix : le L80-1 est destiné au type général, le L80-9Cr et le L80-13Cr sont des tubes à haute résistance à la corrosion, difficiles à produire et coûteux, généralement utilisés dans les puits à forte corrosion.
C90 et T95 sont divisés en types 1 et 2, à savoir C90-1, C90-2 et T95-1, T95-2.

4. La qualité d'acier, le nom de l'acier et l'état de livraison des tubes d'huile couramment utilisés

Tube d'huile J55 (37Mn5) NU : laminé à chaud au lieu de normalisé
Tube d'huile J55 (37Mn5) EU : normalisé sur toute la longueur après bouleversement
Tubes d'huile N80-1 (36Mn2V) NU : laminés à chaud au lieu de normalisés
Tube d'huile N80-1 (36Mn2V) EU : normalisé sur toute la longueur après bouleversement
Tube d'huile N80-Q (30Mn5) : 30Mn5, trempe sur toute la longueur
Tube d'huile L80-1 (30Mn5) : 30Mn5, trempe sur toute la longueur
Tube d'huile P110 (25CrMnMo) : 25CrMnMo, trempe sur toute la longueur
Accouplement J55 (37Mn5) : laminé à chaud en ligne normalisé
Couplage N80 (28MnTiB) : trempe sur toute la longueur
Accouplement L80-1 (28MnTiB) : trempé sur toute la longueur
Couplage P110 (25CrMnMo) : Trempe sur toute la longueur

III. Tuyau de tubage

1. Classification et rôle du boîtier

Le tubage est le tuyau en acier qui soutient la paroi des puits de pétrole et de gaz. Plusieurs couches de tubage sont utilisées dans chaque puits en fonction des différentes profondeurs de forage et des conditions géologiques. Le ciment est utilisé pour cimenter le tubage après son abaissement dans le puits, et contrairement aux oléoducs et aux tiges de forage, il ne peut pas être réutilisé et fait partie des matériaux consommables jetables. Par conséquent, la consommation de tubage représente plus de 70 pour cent de tous les tuyaux de puits de pétrole. Le boîtier peut être divisé en boîtier conducteur, boîtier intermédiaire, boîtier de production et boîtier de revêtement en fonction de son utilisation, et leurs structures dans les puits de pétrole sont illustrées à la figure 1.

①Boîtier du conducteur : Utilisant généralement les qualités API K55, J55 ou H40, le tubage conducteur stabilise la tête de puits et isole les aquifères peu profonds dont le diamètre est généralement d'environ 20 pouces ou 16 pouces.

②Boîtier intermédiaire : Le tubage intermédiaire, souvent fabriqué à partir de qualités API K55, N80, L80 ou P110, est utilisé pour isoler les formations instables et les zones de pression variables, avec des diamètres typiques de 13 3/8 pouces, 11 3/4 pouces ou 9 5/8 pouces. .

③Boîtier de production : Construit à partir d'acier de haute qualité tel que les nuances API J55, N80, L80, P110 ou Q125, le boîtier de production est conçu pour résister aux pressions de production, généralement avec des diamètres de 9 5/8 pouces, 7 pouces ou 5 1/2 pouces.

④Boîtier de revêtement : Les chemises prolongent le puits de forage dans le réservoir en utilisant des matériaux tels que les grades API L80, N80 ou P110, avec des diamètres typiques de 7 pouces, 5 pouces ou 4 1/2 pouces.

⑤Tube : Les tubes transportent les hydrocarbures vers la surface, en utilisant les qualités API J55, L80 ou P110, et sont disponibles dans des diamètres de 4 1/2 pouces, 3 1/2 pouces ou 2 7/8 pouces.

IV. Garniture de forage

1. Classification et fonction des tuyaux pour outils de forage

Le tube de forage carré, le tube de forage, le tube de forage lesté et la masse-tige des outils de forage forment le tube de forage. Le tube de forage est l'outil de forage central qui entraîne le trépan du sol jusqu'au fond du puits, et il constitue également un canal du sol jusqu'au fond du puits. Il a trois rôles principaux :

① Pour transmettre le couple pour entraîner le foret vers le foret ;

② Compter sur son poids sur le trépan pour briser la pression de la roche au fond du puits ;

③ Pour transporter le fluide de lavage, c'est-à-dire la boue de forage à travers le sol à travers les pompes à boue à haute pression, la colonne de forage dans le trou de forage s'écoule dans le fond du puits pour rincer les débris de roche et refroidir le trépan, et transporter les débris de roche à travers la surface extérieure de la colonne et la paroi du puits entre l'espace annulaire pour retourner au sol, pour atteindre l'objectif de forer le puits.

Le tube de forage est utilisé dans le processus de forage pour résister à une variété de charges alternées complexes, telles que la traction, la compression, la torsion, la flexion et d'autres contraintes. La surface intérieure est également soumise au décapage par boue à haute pression et à la corrosion.
(1) Garniture de forage carrée : Les tiges de forage carrées sont de deux types : quadrilatères et hexagonales. Dans les tiges de forage pétrolières chinoises, chaque ensemble de colonnes de forage utilise généralement une tige de forage de type quadrilatère. Ses spécifications sont de 63,5 mm (2-1/2 pouces), 88,9 mm (3-1/2 pouces), 107,95 mm (4-1/4 pouces), 133,35 mm (5-1/4 pouces), 152,4 mm (6 pouces), etc. La longueur utilisée est généralement de 1 214,5 m.
(2) Garniture de forage : La tige de forage est l'outil principal pour le forage des puits, reliée à l'extrémité inférieure de la tige de forage carrée, et à mesure que le puits de forage continue de s'approfondir, la tige de forage continue d'allonger la colonne de forage l'une après l'autre. Les spécifications de la tige de forage sont : 60,3 mm (2-3/8 pouces), 73,03 mm (2-7/8 pouces), 88,9 mm (3-1/2 pouces), 114,3 mm (4-1/2 pouces), 127 mm (5 pouces), 139,7 mm (5-1/2 pouces) et ainsi de suite.
(3) Garniture de forage robuste : Une tige de forage lestée est un outil de transition reliant la tige de forage et la masse-tige, ce qui peut améliorer l'état de force de la tige de forage et augmenter la pression sur le trépan. Les principales spécifications de la tige de forage lestée sont de 88,9 mm (3-1/2 pouces) et 127 mm (5 pouces).
(4) Collier de forage : La masse-tige est reliée à la partie inférieure du tube de forage, qui est un tube spécial à paroi épaisse et à haute rigidité. Il exerce une pression sur le trépan pour briser la roche et joue un rôle de guidage lors du forage d'un puits droit. Les spécifications courantes des masses-tiges sont 158,75 mm (6-1/4 pouces), 177,85 mm (7 pouces), 203,2 mm (8 pouces), 228,6 mm (9 pouces), etc.

V. Tuyau de canalisation

1. Classification des tuyaux de canalisation

Les tubes de canalisation sont utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière pour transporter le pétrole, le pétrole raffiné, le gaz naturel et les canalisations d'eau avec l'abréviation de tube en acier. Le transport de pétrole et de gaz par pipeline est divisé en pipelines principaux, de dérivation et de réseau de pipelines urbains. Trois types de pipelines de transmission principaux ont les spécifications habituelles de ∅406 ~ 1219 mm, une épaisseur de paroi de 10 ~ 25 mm, une nuance d'acier X42 ~ X80 ; les pipelines de dérivation et les pipelines de réseau de pipelines urbains ont généralement des spécifications de ∅114 ~ 700 mm, une épaisseur de paroi de 6 ~ 20 mm, la nuance d'acier pour le X42 ~ X80. La nuance d'acier est X42～X80. Les tubes de canalisation sont disponibles en types soudés et sans soudure. Les tubes de canalisation soudés sont plus utilisés que les tubes de canalisation sans soudure.

2. Norme de conduite

API Spec 5L – Spécification pour les tuyaux de canalisation
ISO 3183 – Industries du pétrole et du gaz naturel – Tubes en acier pour systèmes de transport par pipeline

3. PSL1 et PSL2

PSL est l'abréviation de niveau de spécification du produitLe niveau de spécification du produit de tube de ligne est divisé en PSL 1 et PSL 2, et le niveau de qualité est divisé en PSL 1 et PSL 2. PSL 2 est supérieur à PSL 1; les deux niveaux de spécification ont non seulement des exigences de test différentes, mais les exigences de composition chimique et de propriétés mécaniques sont différentes, donc selon la commande API 5L, les termes du contrat, en plus de spécifier les spécifications, la nuance d'acier et d'autres indicateurs communs, mais doivent également indiquer le niveau de spécification du produit, c'est-à-dire PSL 1 ou PSL 2. PSL 2 dans la composition chimique, les propriétés de traction, la puissance d'impact, les tests non destructifs et d'autres indicateurs sont plus stricts que PSL 1.

4. Qualité d'acier des tuyaux de canalisation, composition chimique et propriétés mécaniques

Les nuances d'acier pour tubes de canalisation, de faible à élevée, sont divisées en A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 et X80. Pour une composition chimique et des propriétés mécaniques détaillées, veuillez vous référer à la spécification API 5L, 46e édition.

5. Exigences relatives aux essais hydrostatiques et aux examens non destructifs des conduites de canalisation

Les conduites doivent être soumises à des essais hydrauliques branche par branche, et la norme n'autorise pas la génération non destructive de pression hydraulique, ce qui constitue également une grande différence entre la norme API et nos normes. La norme PSL 1 n'exige pas d'essais non destructifs ; la norme PSL 2 doit être un essai non destructif branche par branche.

VI. Connexions premium

1. Introduction des connexions Premium

Le raccord Premium est un filetage de tuyau avec une structure unique qui est différente du filetage API. Bien que le boîtier d'huile fileté API existant soit largement utilisé dans l'exploitation des puits de pétrole, ses défauts sont clairement mis en évidence dans l'environnement unique de certains champs pétroliers : la colonne de tuyau filetée ronde API, bien que ses performances d'étanchéité soient meilleures, la force de traction supportée par la partie filetée n'est équivalente qu'à 60% à 80% de la résistance du corps du tuyau, et elle ne peut donc pas être utilisée dans l'exploitation de puits profonds ; la colonne de tuyau filetée trapézoïdale biaisée API, bien que ses performances de traction soient bien supérieures à celles du raccord fileté rond API, ses performances d'étanchéité ne sont pas si bonnes. Bien que les performances de traction de la colonne soient bien supérieures à celles du raccord fileté rond API, ses performances d'étanchéité ne sont pas très bonnes, de sorte qu'elle ne peut pas être utilisée dans l'exploitation de puits de gaz à haute pression ; de plus, la graisse filetée ne peut jouer son rôle que dans un environnement dont la température est inférieure à 95℃, elle ne peut donc pas être utilisée dans l'exploitation de puits à haute température.

Par rapport au filetage rond API et à la connexion à filetage trapézoïdal partiel, la connexion premium a fait des progrès révolutionnaires dans les aspects suivants :

(1) Une bonne étanchéité, grâce à l'élasticité et à la conception de la structure d'étanchéité métallique, rend l'étanchéité au gaz du joint résistante à l'atteinte de la limite du corps du tube dans la pression d'écoulement ;

(2) Haute résistance de la connexion, se connectant avec une connexion à boucle spéciale du carter d'huile, sa force de connexion atteint ou dépasse la résistance du corps du tube, pour résoudre fondamentalement le problème du glissement ;

(3) Grâce à la sélection des matériaux et à l'amélioration du processus de traitement de surface, le problème de la boucle qui colle au fil est essentiellement résolu ;

(4) Grâce à l'optimisation de la structure, afin que la répartition des contraintes des joints soit plus raisonnable et plus propice à la résistance à la corrosion sous contrainte ;

(5) Grâce à la structure d'épaule de la conception raisonnable, de sorte que le fonctionnement de la boucle sur l'opération est plus accessible.

L'industrie pétrolière et gazière dispose de plus de 100 connexions premium brevetées, qui représentent des avancées significatives dans la technologie des tuyaux. Ces conceptions de filetage spécialisées offrent des capacités d'étanchéité supérieures, une résistance accrue des connexions et une résistance améliorée aux contraintes environnementales. En relevant des défis tels que les pressions élevées, les environnements corrosifs et les températures extrêmes, ces innovations garantissent une excellente fiabilité et une efficacité dans les opérations pétrolières saines dans le monde entier. La recherche et le développement continus dans les connexions premium soulignent leur rôle essentiel dans le soutien de pratiques de forage plus sûres et plus productives, reflétant un engagement continu envers l'excellence technologique dans le secteur de l'énergie.

Connexion VAM® : Connues pour leurs performances robustes dans des environnements difficiles, les connexions VAM® sont dotées d'une technologie avancée d'étanchéité métal sur métal et de capacités de couple élevées, garantissant des opérations fiables dans les puits profonds et les réservoirs à haute pression.

Série TenarisHydril Wedge : Cette série propose une gamme de connexions telles que Blue®, Dopeless® et Wedge 521®, connues pour leur étanchéité exceptionnelle aux gaz et leur résistance aux forces de compression et de tension, améliorant ainsi la sécurité et l'efficacité opérationnelles.

TSH® Bleu : Conçues par Tenaris, les connexions TSH® Blue utilisent une conception exclusive à double épaulement et un profil de filetage haute performance, offrant une excellente résistance à la fatigue et une facilité de vissage dans les applications de forage critiques.

Accordez la connexion Prideco™ XT® : Conçues par NOV, les connexions XT® intègrent un joint métal sur métal unique et une forme de filetage robuste, garantissant une capacité de couple supérieure et une résistance au grippage, prolongeant ainsi la durée de vie opérationnelle de la connexion.

Connexion Hunting Seal-Lock® : Dotée d'un joint métal sur métal et d'un profil de filetage unique, la connexion Seal-Lock® de Hunting est réputée pour sa résistance supérieure à la pression et sa fiabilité dans les opérations de forage onshore et offshore.

Conclusion

En conclusion, le réseau complexe de tubes en acier indispensables à l'industrie pétrolière et gazière comprend un large éventail d'équipements spécialisés conçus pour résister à des environnements rigoureux et à des exigences opérationnelles complexes. Des tubes de tubage de base qui soutiennent et protègent les parois saines aux tubes polyvalents utilisés dans les processus d'extraction et d'injection, chaque type de tube remplit une fonction distincte dans l'exploration, la production et le transport des hydrocarbures. Des normes telles que les spécifications API garantissent l'uniformité et la qualité de ces tubes, tandis que des innovations telles que les connexions premium améliorent les performances dans des conditions difficiles. À mesure que la technologie évolue, ces composants critiques progressent, favorisant l'efficacité et la fiabilité des opérations énergétiques mondiales. La compréhension de ces tubes et de leurs spécifications souligne leur rôle indispensable dans l'infrastructure du secteur énergétique moderne.

Produits tubulaires pour champs pétrolifères (OCTG)

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Produits tubulaires pour puits de pétrole (OCTG) est une famille de produits laminés sans soudure constitués de tiges de forage, de tubages et de tubes soumis à des conditions de charge en fonction de leur application spécifique. (voir la figure 1 pour un schéma d'un puits profond) :

Le Garniture de forage est un tube lourd sans soudure qui fait tourner le trépan et fait circuler le fluide de forage. Des segments de tube de 30 pieds (9 m) de long sont couplés à des joints d'outils. Le tube de forage est simultanément soumis à un couple élevé par le forage, à une tension axiale par son poids mort et à une pression interne par la purge du fluide de forage. De plus, des charges de flexion alternées dues à un forage non vertical ou dévié peuvent se superposer à ces schémas de chargement de base.
Tuyau de tubage Le tubage est soumis à une tension axiale due à son poids mort, à une pression interne due à la purge du fluide et à une pression externe due aux formations rocheuses environnantes. L'émulsion de pétrole ou de gaz pompée expose particulièrement le tubage à une tension axiale et à une pression interne.
Un tubage est un tuyau par lequel le pétrole ou le gaz est transporté depuis le puits de forage. Les segments de tubage mesurent généralement environ 9 m de long et sont dotés d'un raccord fileté à chaque extrémité.

La résistance à la corrosion dans des conditions de service acides est une caractéristique cruciale des OCTG, en particulier pour les tubages et les tubes.

Les processus de fabrication typiques des OCTG comprennent (toutes les plages dimensionnelles sont approximatives)

Procédés de laminage continu sur mandrin et sur banc de poussée pour des dimensions comprises entre 21 et 178 mm de diamètre extérieur.
Laminage de bouchons pour des tailles comprises entre 140 et 406 mm de diamètre extérieur.
Perçage à rouleaux croisés et laminage de pèlerins pour des tailles comprises entre 250 et 660 mm de diamètre extérieur.
Ces procédés ne permettent généralement pas le traitement thermomécanique habituel des bandes et des plaques utilisées pour les tubes soudés. Par conséquent, les tubes sans soudure à haute résistance doivent être fabriqués en augmentant la teneur en alliage en combinaison avec un traitement thermique approprié, tel que la trempe et le revenu.

Figure 1. Schéma d'une réalisation en profondeur

Pour satisfaire à l'exigence fondamentale d'une microstructure entièrement martensitique, même avec une paroi de tube de grande épaisseur, une bonne trempabilité est nécessaire. Le Cr et le Mn sont les principaux éléments d'alliage qui produisent une bonne trempabilité dans l'acier conventionnel pouvant être traité thermiquement. Cependant, l'exigence d'une bonne résistance à la fissuration sous contrainte par sulfure (SSC) limite leur utilisation. Le Mn a tendance à se séparer pendant la coulée continue et peut former de grandes inclusions de MnS qui réduisent la résistance à la fissuration induite par l'hydrogène (HIC). Des niveaux plus élevés de Cr peuvent conduire à la formation de précipités Cr7C3 avec une morphologie grossière en forme de plaque, qui agissent comme des collecteurs d'hydrogène et des initiateurs de fissures. L'alliage avec du molybdène peut surmonter les limites de l'alliage Mn et Cr. Le Mo est un durcisseur beaucoup plus puissant que le Mn et le Cr, il peut donc récupérer rapidement l'effet d'une quantité réduite de ces éléments.

Traditionnellement, les nuances OCTG étaient des aciers au carbone-manganèse (jusqu'au niveau de résistance de 55 ksi) ou des nuances contenant du Mo jusqu'à 0,4% Mo. Ces dernières années, le forage de puits profonds et les réservoirs contenant des contaminants qui provoquent des attaques corrosives ont créé une forte demande de matériaux plus résistants à la fragilisation par l'hydrogène et au SSC. La martensite hautement revenue est la structure la plus résistante au SSC à des niveaux de résistance plus élevés, et une concentration de 0,75% Mo produit la combinaison optimale de limite d'élasticité et de résistance au SSC.