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

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I. Les connaissances de base du pipeline 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 de pétrole, l’extraction de gaz, l’injection d’eau et la fracturation acide.
Enveloppe: Tube descendu de la surface du sol dans un trou foré 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 de tuyaux d'huile, les filetages ronds courts de boîtier, les filetages ronds longs de boîtier, les filetages trapézoïdaux partiels de boîtier, les filetages de tuyaux de canalisation, etc.
Connexion Premium : Filetages non API avec des propriétés d'étanchéité, des propriétés de connexion et d'autres propriétés spéciales.
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 d'huile sont divisés en tubes d'huile non renversés (NU), en tubes d'huile externes bouleversés (UE) et en tubes d'huile à joint intégral (IJ). Le tube d'huile NU signifie que l'extrémité du tube est d'épaisseur normale et fait tourner directement le filetage et amène les raccords. Un tube renversé signifie que les extrémités des deux tubes sont renversées extérieurement, puis filetées et couplées. Le tube à joint intégral signifie qu'une extrémité du tube est bouleversée avec des filetages externes et l'autre extrémité est bouleversée avec des filetages internes et connectée 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 d'huile chaude épaisse, la vapeur doit être introduite dans le puits à l'aide d'un tube d'huile isolé.
④ Acidification et fracturation : À la fin du forage de puits ou pour améliorer la production de 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 transporté à travers le tube d’huile.

3. Qualité d'acier des tubes d'huile

Les qualités d'acier des tubes d'huile sont H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
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 performances d'impact, la livraison du N80-1 par état normalisé ou lorsque la température de laminage finale est supérieure à la la température critique Ar3 et la réduction de tension après refroidissement par air et peuvent être utilisées pour trouver un laminage à chaud au lieu de tests normalisés, d'impact et non destructifs ne sont pas nécessaires ; N80Q doit être revenu (trempé et revenu). Le traitement thermique, la fonction d'impact doit être conforme aux dispositions de l'API 5CT et doit faire l'objet de tests non destructifs.
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, L80-1 pour le type général, L80-9Cr et L80-13Cr sont des tubes à haute résistance à la corrosion, difficiles à produire, coûteux et 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 revêtements prolongent le puits de forage dans le réservoir, en utilisant des matériaux tels que les qualités 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

La tige de forage carrée, la tige de forage, la tige de forage lestée et la masse-tige des outils de forage forment la tige de forage. La tige de forage est l'outil de carottage qui entraîne le trépan du sol jusqu'au fond du puits, et c'est également un canal du sol 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.

La tige de forage dans le processus de forage doit 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 récurage et à la corrosion par la boue à haute pression.
(1) Garniture de forage carrée : la tige de forage carrée a deux types de type quadrilatère et de type hexagonal, la tige de forage pétrolière de Chine, chaque ensemble de colonnes de forage utilise généralement une tige de forage de type quadrilatéral. Ses spécifications sont 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) et ainsi de suite. Habituellement, la longueur utilisée est de 12 à 14,5 m.
(2) Garniture de forage : La tige de forage est l'outil principal pour forer 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 de la tige de forage, qui est une tige spéciale à paroi épaisse avec une rigidité élevée, exerçant une pression sur le trépan pour briser la roche et jouant un rôle de guidage lors du forage d'un puits droit. Les spécifications courantes des colliers de forage 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 tuyaux de canalisation sont utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière pour le transport de pipelines de pétrole, de pétrole raffiné, de gaz naturel et d'eau avec l'abréviation de tuyaux en acier. Le transport des oléoducs et des gazoducs est principalement divisé en canalisations principales, canalisations secondaires et canalisations du réseau de canalisations urbaines, trois types de transmission par canalisation principale des spécifications habituelles pour ∅406 ~ 1219 mm, épaisseur de paroi de 10 ~ 25 mm, qualité d'acier X42 ~ X80. ; Les canalisations de branchement et les canalisations du réseau de canalisations urbaines sont généralement spécifiées pour le ∅114 ~ 700 mm, l'épaisseur de paroi de 6 ~ 20 mm, la qualité d'acier pour le X42 ~ X80. La nuance d'acier est X42～X80. Les tuyaux de canalisation sont disponibles en type soudé et sans soudure. Les tuyaux de canalisation soudés sont plus utilisés que les tuyaux 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 produit. Le niveau de spécification du produit des tuyaux de canalisation est divisé en PSL 1 et PSL 2, on peut également dire que le niveau de qualité est divisé en PSL 1 et PSL 2. PSL 2 est supérieur à PSL 1, les 2 niveaux de spécification ont non seulement des exigences de test différentes, mais les exigences en matière 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 qualité 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 en termes de composition chimique, de propriétés de traction, de puissance d'impact, de 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

La qualité d'acier des tuyaux de canalisation, de faible à élevée, est divisée en : A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 et X80. Pour la composition chimique et les propriétés mécaniques détaillées, veuillez vous référer à la spécification API 5L, 46e édition du livre.

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

Les conduites de canalisation doivent être effectuées branche par branche, et la norme ne permet pas la génération non destructive de pression hydraulique, ce qui constitue également une grande différence entre la norme API et nos normes. PSL 1 ne nécessite pas de contrôle non destructif, PSL 2 doit être un contrôle non destructif branche par branche.

VI. Connexions premium

1. Introduction des connexions Premium

Premium Connection est un thread de canalisation avec une structure spéciale différente du thread API. Bien que le boîtier d'huile fileté API existant soit largement utilisé dans l'exploitation des puits de pétrole, ses défauts sont clairement démontrés dans l'environnement particulier de certains champs pétrolifères : la colonne de tuyau fileté rond API, bien que ses performances d'étanchéité soient meilleures, la force de traction supportée par le tube fileté une partie n'équivaut 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 fileté trapézoïdal biaisé API, bien que ses performances de traction soient beaucoup supérieures à celles de la connexion filetée ronde 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 à filetage rond API, ses performances d'étanchéité ne sont pas très bonnes, elle ne peut donc 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 à température 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 conception raisonnable, de sorte que le fonctionnement de la boucle lors de l'opération soit plus facile à réaliser.

À l'heure actuelle, l'industrie pétrolière et gazière compte plus de 100 connexions haut de gamme brevetées, ce qui représente des avancées significatives dans la technologie des canalisations. Ces conceptions de filetage spécialisées offrent des capacités d'étanchéité supérieures, une résistance de connexion accrue et une résistance améliorée aux contraintes environnementales. En relevant des défis tels que les hautes pressions, les environnements corrosifs et les températures extrêmes, ces innovations garantissent une plus grande fiabilité et efficacité dans les opérations de puits de pétrole dans le monde entier. La recherche et le développement continus dans le domaine des connexions haut de gamme soulignent leur rôle central 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 et une résistance au grippage supérieures, 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 canalisations crucial pour l’industrie pétrolière et gazière englobe un large éventail d’équipements spécialisés conçus pour résister à des environnements rigoureux et à des exigences opérationnelles complexes. Depuis les tubes de tubage de fondation qui soutiennent et protègent les parois des puits jusqu'aux tubes polyvalents utilisés dans les processus d'extraction et d'injection, chaque type de tube répond à un objectif distinct 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 canalisations, tandis que des innovations telles que des connexions haut de gamme améliorent les performances dans des conditions difficiles. À mesure que la technologie évolue, ces composants essentiels continuent de progresser, améliorant ainsi l’efficacité et la fiabilité des opérations énergétiques mondiales. Comprendre ces tuyaux et leurs spécifications souligne leur rôle indispensable dans l'infrastructure du secteur énergétique moderne.

Pourquoi utilisons-nous des tuyaux de canalisation en acier pour transporter du pétrole et du gaz ?

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In the oil and gas industry, the safe and efficient transport of hydrocarbons from production sites to refineries and distribution centers is critical. Steel line pipes have become the material of choice for transporting oil and gas over vast distances, through challenging environments, and under extreme conditions. This blog delves into the reasons why steel line pipes are widely used for this purpose, exploring their key properties, advantages, and how they meet the demanding requirements of the oil and gas sector.

1. Introduction to Steel Line Pipes

Steel line pipes are cylindrical tubes made from carbon steel or other alloyed steels, specifically designed for transporting oil, natural gas, and other fluids in long-distance pipelines. These pipes must endure high pressures, extreme temperatures, and corrosive environments, making steel the ideal material for such applications.

Types of Steel Line Pipes:

  • Carbon Steel Line Pipes: Commonly used due to their strength, durability, and cost-effectiveness.
  • Alloy Steel Line Pipes: Used in more demanding environments, with added alloys like chromium or molybdenum for enhanced performance.
  • Stainless Steel Line Pipes: Offer excellent corrosion resistance, particularly in harsh environments.

2. Why Steel Line Pipes Are Preferred for Oil and Gas Transportation

Steel line pipes have several advantages that make them ideal for transporting oil and gas. Below are the primary reasons why the industry relies on steel for pipeline infrastructure.

2.1. Strength and Durability

Steel has unmatched strength and durability compared to alternative materials. Oil and gas pipelines need to withstand high internal pressures as well as external environmental factors such as soil movement, heavy loads, and even seismic activity. Steel’s high tensile strength ensures that the pipes can endure these forces without cracking, bursting, or deforming.

2.2. Résistance à la corrosion

Oil and gas are often transported through corrosive environments, such as salty coastal regions, offshore platforms, or pipelines buried underground where moisture and chemicals can accelerate corrosion. Steel line pipes are manufactured with protective coatings like 3LPE (Three-Layer Polyethylene) ou Époxy lié par fusion (FBE) to enhance corrosion resistance. Alloyed and stainless steels provide intrinsic protection in highly corrosive environments.

2.3. High Temperature and Pressure Resistance

Pipelines carrying oil and gas frequently operate at elevated temperatures and pressures, especially in deep-water or underground pipelines where conditions are extreme. Steel has a high melting point and excellent heat resistance, enabling it to handle the high-pressure and high-temperature conditions without compromising structural integrity.

2.4. Rapport coût-efficacité

While steel may not always be the cheapest material, it offers excellent lifecycle cost benefits. Steel line pipes are known for their longevity, reducing the need for frequent repairs and replacements. Additionally, the strength of steel enables manufacturers to produce thinner pipes with the same pressure rating, reducing material costs without sacrificing performance.

2.5. Ease of Fabrication and Installation

Steel is relatively easy to fabricate, allowing manufacturers to produce pipes in a wide range of sizes, lengths, and wall thicknesses to meet project-specific requirements. Steel pipes can be welded, rolled, or bent to fit complex pipeline routes, and can be produced in large quantities, making them highly adaptable for both onshore and offshore installations.

2.6. Leak Prevention and Safety

Steel pipes, especially those manufactured to stringent industry standards (such as API 5L for oil and gas pipelines), have superior resistance to leakage. The seamless or high-quality welded construction of steel line pipes minimizes weak points where leaks could occur. In addition, steel pipes can withstand harsh environmental conditions and mechanical damage, which reduces the likelihood of accidental spills or explosions.

3. Key Concerns Addressed by Steel Line Pipes

The oil and gas industry has several specific concerns regarding pipeline infrastructure, many of which are effectively addressed by using steel line pipes.

3.1. Corrosion Management

One of the most significant challenges for pipelines, particularly those buried underground or used offshore, is corrosion. Even though the external environment may be highly corrosive, the internal fluids, such as sour gas (H2S-rich natural gas), can also corrode pipelines. Steel line pipes combat this with advanced coatings, cathodic protection systems, and by using alloyed steels that resist chemical reactions, ensuring long-term protection and reliability.

3.2. Environmental Impact and Regulations

Environmental concerns, such as oil spills and gas leaks, can have devastating effects on ecosystems. Steel line pipes meet stringent environmental regulations due to their strength, durability, and ability to prevent leaks. These pipelines are often subjected to rigorous testing, including hydrostatic and X-ray tests, to ensure structural integrity. Many steel pipe systems also include real-time monitoring for early detection of leaks, helping mitigate environmental risks.

3.3. Operational Efficiency and Maintenance

Steel’s durability and ability to resist both external and internal forces minimize downtime and maintenance needs. With pipelines often spanning hundreds of miles, frequent repairs are impractical. Steel line pipes require less frequent maintenance and have a longer lifespan than other materials, providing higher operational efficiency and lower long-term costs for pipeline operators.

4. Steel Line Pipes and Industry Standards

The oil and gas industry is heavily regulated to ensure the safety, reliability, and environmental protection of pipeline systems. Steel line pipes are manufactured according to various standards to meet these stringent requirements.

Key Standards:

  • API 5L: Governs the manufacturing of steel line pipes for oil and natural gas transportation. It specifies material grades, sizes, and testing requirements to ensure the pipes can handle the pressures and environmental conditions of oil and gas pipelines.
  • OIN 3183: An international standard that outlines similar specifications as API 5L but focuses on pipeline materials and coatings for global applications.
  • ASTM A106: A standard for seamless carbon steel pipes used in high-temperature services, particularly in refineries and processing plants.

Adhering to these standards ensures that steel line pipes perform safely and effectively in the most demanding applications.

5. Advantages of Steel Line Pipes Over Alternative Materials

While other materials like polyethylene, PVC, or composite pipes may be used in low-pressure or small-diameter pipelines, steel remains the superior choice for large-scale oil and gas transport. Here’s why:

  • Higher Pressure Tolerance: Alternative materials typically cannot withstand the same high pressures as steel, making them unsuitable for long-distance transport of oil and gas.
  • Greater Temperature Resistance: Steel’s ability to endure extreme temperatures is unmatched by plastic or composite materials, which may become brittle or deform.
  • Longer Lifespan: Steel line pipes have an extended service life, often exceeding 50 years when properly maintained, while alternative materials may degrade more rapidly.
  • Recyclability: Steel is fully recyclable, which aligns with industry efforts to reduce environmental impact and promote sustainability.

6. Conclusion

Steel line pipes are indispensable in the oil and gas industry due to their exceptional strength, durability, corrosion resistance, and ability to withstand high-pressure and high-temperature environments. From the challenges of transporting oil and gas across vast distances to meeting stringent environmental and safety standards, steel line pipes have proven themselves as the most reliable and efficient option for pipeline infrastructure.

By choosing steel line pipes, oil and gas companies can achieve safer, more cost-effective, and long-lasting pipeline systems, ensuring the secure transportation of vital resources across the globe. The resilience and adaptability of steel continue to make it the material of choice for the industry’s ever-evolving needs.

Quel type de tuyau est Line Pipe ?

La définition du tuyau de canalisation

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In industries where fluids like oil, gas, and water need to be transported over long distances, the choice of piping systems is critical to ensure safety, efficiency, and cost-effectiveness. One of the most commonly used components in these sectors is line pipe. This blog post provides a detailed look into what line pipe is, its key features, applications, and considerations for professionals working in the transmission of oil, gas, and water.

Qu’est-ce que le tuyau de canalisation ?

Line pipe is a type of steel pipe that is specifically designed for the transportation of liquids, gases, and sometimes solids. Typically manufactured from carbon or alloy steel, line pipe is engineered to withstand high pressure, corrosion, and extreme temperatures, making it ideal for industries such as oil and gas, where fluids need to be transported over vast distances.

Line pipe plays a pivotal role in pipelines that move oil, natural gas, water, and other fluids from production facilities to refineries, processing plants, or distribution networks. It serves as the backbone of energy infrastructure, ensuring that raw materials are efficiently and safely delivered.

Key Features of Line Pipe

Line pipes are manufactured to meet strict standards and are available in various grades, dimensions, and materials to suit the needs of specific transmission systems. Here are some critical features that make line pipe an essential component for fluid transport:

1. Material Strength and Durability

Line pipe is primarily made from carbon steel, but other alloys such as stainless steel and high-strength, low-alloy steel may be used depending on the application. These materials offer excellent tensile strength, allowing the pipe to withstand high internal pressures and the mechanical stresses of installation and operation.

2. Résistance à la corrosion

Corrosion is a significant concern in pipelines, especially those transporting oil, gas, or water over long distances. Line pipes often undergo various coating and treatment processes, such as galvanization, epoxy coatings, or cathodic protection systems, to resist corrosion and extend their operational lifespan.

3. High Pressure and Temperature Tolerance

Line pipes are designed to operate under high-pressure conditions. Depending on the fluid being transported and the environmental conditions, the pipe must tolerate significant fluctuations in temperature. Pipeline grades, such as API 5L, specify performance standards for different pressures and temperatures.

4. Soudabilité

Since pipelines are typically constructed in sections and welded together, line pipe must possess good weldability characteristics. Weldability ensures a secure, leak-proof connection between sections of pipe, contributing to the overall integrity of the pipeline.

Types of Line Pipe

Line pipes come in several types, each suited to specific needs. Here are the two primary types used in oil, gas, and water transmission:

1. Seamless Line Pipe

Seamless line pipe is manufactured without a seam, making it ideal for high-pressure applications. It is produced by rolling solid steel into a tube form and then extruding it to the desired thickness and diameter. Seamless line pipe offers higher strength and better resistance to corrosion and stress cracking.

2. Welded Line Pipe

Welded line pipe is made by forming flat steel into a cylindrical shape and welding the edges together. Welded pipe can be produced in large diameters, making it more cost-effective for low- to medium-pressure applications. However, welded pipe is more susceptible to stress at the seam, so it is often used where operating pressures are lower.

Common Applications of Line Pipe

Line pipe is used in a wide range of industries, including:

1. Oil Transmission

In the oil industry, line pipe is used to transport crude oil from extraction sites to refineries. The pipe must withstand high pressure, corrosive materials, and abrasive conditions, ensuring safe and continuous transportation over long distances.

2. Natural Gas Transmission

Natural gas pipelines require line pipe that can handle high pressures and remain leak-proof under fluctuating environmental conditions. Line pipes in natural gas applications also undergo additional testing for toughness and resistance to brittle fracture, especially in colder climates.

3. Water Distribution

Line pipes are extensively used for the distribution of potable water, wastewater, and industrial water. In water transmission, corrosion resistance is a major concern, and coatings or linings, such as cement mortar or polyethylene, are often applied to protect the steel and extend the pipe’s lifespan.

4. Chemical Transmission

Pipelines in the chemical industry transport a variety of liquids and gases, some of which may be corrosive or hazardous. Line pipe used in these applications must meet stringent safety standards to ensure there are no leaks or failures that could lead to environmental damage or safety hazards.

Key Standards for Line Pipe

Line pipes used in the oil, gas, and water transmission industries are subject to various international standards, which ensure that the pipes meet the necessary safety, performance, and quality requirements. Some of the most widely recognized standards include:

  • API 5L (American Petroleum Institute): This is the most commonly referenced standard for line pipes used in oil and gas transmission. API 5L defines requirements for pipe material, mechanical properties, and testing methods.
  • ISO 3183 (International Organization for Standardization): This standard covers the specifications for steel line pipes for pipeline transportation systems in the petroleum and natural gas industries. ISO 3183 ensures that line pipes are manufactured according to global best practices.
  • ASME B31.8 (American Society of Mechanical Engineers): This standard focuses on gas transmission and distribution piping systems. It provides guidelines on the design, materials, construction, testing, and operation of pipelines.
  • EN 10208-2 (European Standard): This standard applies to steel pipes used in the transmission of flammable liquids or gases in European countries. It sets performance benchmarks for materials, dimensions, and testing.

Norme commune et qualité d'acier

API 5L PSL1 

Propriétés mécaniques des tuyaux de canalisation PSL1
Grade Limite d'élasticité Rt0,5 Mpa(psi) Résistance à la traction Rm Mpa(psi) Allongement 50 mm ou 2 pouces
A25/A25P ≥175(25400) ≥310(45000) Un F
UN ≥210(30500) ≥335(48600) Un F
B ≥245(35500) ≥415(60200) Un F
X42 ≥290(42100) ≥415(60200) Un F
X46 ≥320(46400) ≥435(63100) Un F
X52 ≥360(52200) ≥460(66700) Un F
X56 ≥390(56600) ≥490(71100) Un F
X60 ≥415(60200) ≥520(75400) Un F
X65 ≥450(65300) ≥535(77600) Un F
X70 ≥485(70300) ≥570(82700) Un F

API 5L PSL2

Propriétés mécaniques des tuyaux de canalisation PSL2
Grade Limite d'élasticité Rt0,5 Mpa(psi) Résistance à la traction Rm Mpa(psi) Rt0,5/RM Allongement 50 mm ou 2 pouces
BR/BN/BQ 245(35500)-450(65300) 415(60200)-655(95000) ≤0,93 Un F
X42R/X42N/X42Q 290(42100)-495(71800) ≥415(60200) ≤0,93 Un F
X46N/X46Q 320(46400)-525(76100) 435(63100)-655(95000) ≤0,93 Un F
X52N/X52Q 360(52200)-530(76900) 460(66700)-760(110200) ≤0,93 Un F
X56N/X56Q 390(56600)-545(79000) 490(71100)-760(110200) ≤0,93 Un F
X60N/X60Q 415(60200)-565(81900) 520(75400)-760(110200) ≤0,93 Un F
X65Q 450(65300)-600(87000) 535(77600)-760(110200) ≤0,93 Un F
X70Q 485(70300)-635(92100) 570(82700)-760(110200) ≤0,93 Un F

Practical Considerations for Line Pipe Selection

When selecting line pipe for oil, gas, or water transmission, it is essential to consider several factors to ensure optimal performance and safety. Here are some key considerations:

1. Operating Pressure and Temperature

The pipe material and wall thickness must be chosen to handle the expected operating pressure and temperature of the fluid. Over-pressurization can lead to pipeline failure, while insufficient tolerance for high temperatures may result in weakening or deformation.

2. Corrosiveness of the Fluid

Corrosive fluids such as crude oil or certain chemicals may require specialized coatings or materials. Selecting a pipe with the appropriate corrosion resistance can significantly extend the pipeline’s service life.

3. Distance and Terrain

The length and location of the pipeline will impact the type of line pipe needed. For example, pipelines crossing mountainous regions or areas with extreme temperatures may need more durable, thicker pipes to handle the stress and environmental conditions.

4. Regulatory and Safety Compliance

Compliance with local, national, and international regulations is critical. Ensure that the line pipe meets the required standards for the region and industry in which it will be used. This is especially important in hazardous industries like oil and gas, where pipeline failures can have severe environmental and safety consequences.

Conclusion

Line pipe is a critical component in the oil, gas, and water transmission industries. Its strength, durability, and ability to withstand extreme conditions make it indispensable for transporting fluids over long distances. By understanding the different types of line pipe, their applications, and key considerations for selection, professionals in these fields can ensure the safe and efficient operation of pipelines.

Whether you are working in oil extraction, natural gas distribution, or water infrastructure, selecting the right line pipe is essential for maintaining the integrity of your transmission systems. Always prioritize quality, safety, and compliance with industry standards to optimize pipeline performance and prevent costly failures.

Qu'est-ce que le revêtement époxy/FBE par fusion pour les tuyaux en acier ?

Tuyaux de canalisation à revêtement époxy lié par fusion (FBE)

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Le tuyau en acier anticorrosif fait référence à un tuyau en acier traité par une technologie anticorrosive et peut prévenir ou ralentir efficacement le phénomène de corrosion provoqué par des réactions chimiques ou électrochimiques au cours du transport et de l'utilisation.
Les tuyaux en acier anticorrosion sont principalement utilisés dans les domaines du pétrole domestique, des produits chimiques, du gaz naturel, de la chaleur, du traitement des eaux usées, des sources d'eau, des ponts, des structures en acier et d'autres domaines d'ingénierie de pipelines. Les revêtements anticorrosion couramment utilisés comprennent le revêtement 3PE, le revêtement 3PP, le revêtement FBE, le revêtement isolant en mousse de polyuréthane, le revêtement époxy liquide, le revêtement époxy au goudron de houille, etc.

Qu'est-ce que revêtement anticorrosion en poudre époxy liée par fusion (FBE)?

La poudre époxy liée par fusion (FBE) est une sorte de matériau solide qui est transporté et dispersé par l'air comme support et appliqué sur la surface des produits en acier préchauffés. La fusion, le nivellement et le durcissement forment un revêtement anticorrosion uniforme qui se forme à des températures élevées. Le revêtement présente les avantages d'une utilisation facile, d'une absence de pollution, d'un bon impact, d'une résistance à la flexion et d'une résistance aux températures élevées. La poudre époxy est un revêtement thermodurcissable et non toxique qui forme après durcissement un revêtement à structure réticulée de haut poids moléculaire. Il possède d'excellentes propriétés chimiques anticorrosion et des propriétés mécaniques élevées, notamment une meilleure résistance à l'usure et une meilleure adhérence. Il s'agit d'un revêtement anticorrosion de haute qualité pour les canalisations souterraines en acier.

Classification des revêtements en poudre époxy fondue :

1) selon la méthode d'utilisation, il peut être divisé en : revêtement FBE à l'intérieur du tuyau, revêtement FBE à l'extérieur du tuyau et revêtement FBE à l'intérieur et à l'extérieur du tuyau. Le revêtement extérieur FBE est divisé en revêtement FBE monocouche et revêtement FBE double couche (revêtement DPS).
2) Selon l'utilisation, il peut être divisé en : revêtement FBE pour les pipelines de pétrole et de gaz naturel, revêtement FBE pour les conduites d'eau potable, revêtement FBE pour les conduites de lutte contre l'incendie, revêtement pour les conduites de ventilation antistatiques dans les mines de charbon, revêtement FBE pour pipelines chimiques, revêtement FBE pour les conduites de forage pétrolier, revêtement FBE pour les raccords de tuyauterie, etc.
3) selon les conditions de durcissement, il peut être divisé en deux types : durcissement rapide et durcissement ordinaire. La condition de durcissement de la poudre à durcissement rapide est généralement de 230 ℃/0,5 ~ 2 min, ce qui est principalement utilisé pour la pulvérisation externe ou la structure anticorrosion à trois couches. En raison du temps de durcissement court et de l’efficacité de production élevée, il convient au fonctionnement sur chaîne de montage. Les conditions de durcissement de la poudre de durcissement ordinaire sont généralement supérieures à 230 ℃/5 min. En raison du long temps de durcissement et du bon nivellement du revêtement, il convient à la pulvérisation dans les conduites.

Épaisseur du revêtement FBE

300-500um

Épaisseur du revêtement DPS (double couche FBE)

450-1000um

norme de revêtement

SY/T0315,CAN/CSA Z245.20,

AWWA C213, Q/CNPC38, etc.

Utiliser

Anticorrosion de pipelines terrestres et sous-marins

Avantages

Excellente force adhésive

Haute résistance d'isolation

Anti-âge

Décapage anti-cathode

Anti haute température

Résistance aux bactéries

Petit courant de protection de cathode (seulement 1-5uA/m2)

 

Apparence

 Index des performances Méthode d'essai
Caractéristiques thermiques Surface lisse, couleur uniforme, sans bulles, fissures et vacances                                                       Inspection visuelle

Décollement cathodique en 24h ou 48h (mm)

 ≤6,5

SY/T0315-2005

Caractéristiques thermiques (évaluation de)

1-4

Porosité de la section transversale (évaluation de)

 1-4
Flexibilité de 3 degrés centigrades (température minimale spécifiée par la commande + 3 degrés centigrades

Aucune trace

Résistance aux chocs de 1,5 J (-30 degrés centigrades)

 Pas de vacances
Adhérence 24h (note de)

1-3

Tension de claquage (MV/m)

 ≥30
Résistivité de masse (Ωm)

≥1*1013

Méthode anticorrosion de poudre époxy liée par fusion :

Les principales méthodes sont la pulvérisation électrostatique, la pulvérisation thermique, l'aspiration, le lit fluidisé, le revêtement par roulement, etc. Généralement, la méthode de pulvérisation électrostatique par friction, la méthode d'aspiration ou la méthode de pulvérisation thermique sont utilisées pour le revêtement dans le pipeline. Ces différentes méthodes de revêtement ont une caractéristique commune, qui est nécessaire avant de pulvériser la pièce préchauffée à une certaine température, faire fondre la poudre au contact, à savoir que la chaleur doit pouvoir faire en sorte que le film continue de couler, un flux ultérieur couvrant toute la surface de l'acier. tube, en particulier dans la cavité sur la surface du tube en acier, et des deux côtés du revêtement fondu soudé dans le pont, combiné étroitement avec le revêtement et le tube en acier, minimise les pores et durcit dans le temps prescrit, le dernier refroidissement par eau fin du processus de solidification.

Introduction du tuyau de canalisation enduit de 3LPE

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Courte introduction:

Le matériau de base de Tuyau en acier à revêtement anticorrosion 3PE comprend des tuyaux en acier sans soudure, des tuyaux en acier soudés en spirale et des tuyaux en acier soudés à couture droite. Le revêtement anticorrosion à trois couches en polyéthylène (3PE) a été largement utilisé dans l'industrie des oléoducs pour sa bonne résistance à la corrosion, sa perméabilité à la vapeur d'eau et ses propriétés mécaniques. Le revêtement anticorrosion 3PE est très important pour la durée de vie des canalisations enterrées. Certains pipelines du même matériau sont enfouis dans le sol pendant des décennies sans corrosion, et certains fuient au bout de quelques années. La raison en est qu’ils utilisent des revêtements différents.

Structure anticorrosion :

Le revêtement anticorrosion 3PE est généralement composé de trois couches de structure : la première couche est en poudre époxy (FBE) > 100 um, la deuxième couche est en adhésif (AD) 170 ~ 250 um, la troisième couche est en polyéthylène (PE) 1,8-3,7 mm. . Dans le fonctionnement réel, les trois matériaux sont mélangés et intégrés, qui sont traités pour être fermement combinés avec le tuyau en acier pour former un excellent revêtement anticorrosion. La méthode de traitement est généralement divisée en deux types : le type à enroulement et le type à revêtement de moule circulaire.

Le revêtement anticorrosion pour tuyaux en acier 3PE (revêtement anticorrosion en polyéthylène à trois couches) est un nouveau revêtement anticorrosion pour tuyaux en acier produit par une ingénieuse combinaison de revêtement anticorrosif 2PE en Europe et de revêtement FBE largement utilisé en Amérique du Nord. Il est reconnu et utilisé depuis plus de dix ans dans le monde.

La première couche du tuyau en acier anticorrosion 3PE est un revêtement anticorrosion en poudre époxy, et la couche intermédiaire est un adhésif copolymérisé avec un groupe fonctionnel de structure de branche. La couche de surface est un revêtement anticorrosion en polyéthylène haute densité.

Le revêtement anticorrosion 3LPE combine la haute imperméabilité et les propriétés mécaniques de la résine époxy et du polyéthylène. Jusqu'à présent, il a été reconnu comme le meilleur revêtement anticorrosif avec le meilleur effet et les meilleures performances au monde, et a été appliqué dans de nombreux projets.

Avantages :

Le tuyau d'acier commun sera gravement corrodé dans un mauvais environnement d'utilisation, ce qui réduira la durée de vie du tuyau d'acier. La durée de vie des tuyaux en acier anticorrosion et de conservation de la chaleur est également relativement longue. Généralement, il peut être utilisé pendant environ 30 à 50 ans, et une installation et une utilisation correctes peuvent également réduire les coûts de maintenance du réseau de canalisations. Le tuyau en acier anti-corrosion et de conservation de la chaleur peut également être équipé d'un système d'alarme, d'une détection automatique des défauts de fuite du réseau de canalisations, d'une connaissance précise de l'emplacement du défaut et également d'une alarme automatique.

Les tuyaux en acier 3PE anticorrosion et de conservation de la chaleur ont de bonnes performances de conservation de la chaleur et la perte de chaleur n'est que de 25% de celle des tuyaux traditionnels. Un fonctionnement à long terme peut économiser beaucoup de ressources, réduire considérablement les coûts énergétiques tout en conservant une forte capacité d'étanchéité et de résistance à la corrosion. De plus, il peut être directement enterré sous terre ou dans l'eau sans tranchée de tuyau supplémentaire, ce qui est également simple, rapide et complet dans sa construction. Le coût est également relativement faible, et il présente une bonne résistance à la corrosion et aux chocs dans des conditions de basse température, et il peut également être directement enfoui dans un sol gelé.

Application:

Pour les tuyaux en acier anticorrosion 3PE, de nombreuses personnes ne connaissent qu'une chose et ne connaissent pas l'autre. Sa fonction est une couverture vraiment large. Il convient à l'approvisionnement et au drainage souterrains de l'eau, au béton projeté souterrain, à la ventilation à pression positive et négative, au drainage des gaz, aux extincteurs automatiques et à d'autres réseaux de canalisations. Pipeline de transport de résidus de déchets et d'eau de retour pour l'eau de traitement de la centrale thermique. Il présente une excellente applicabilité pour les canalisations d’alimentation en eau des systèmes anti-pulvérisation et d’arrosage. Manchon de protection pour câbles d'alimentation, de communication, d'autoroute et autres. Il convient à l'approvisionnement en eau des immeubles de grande hauteur, aux réseaux d'approvisionnement en chaleur, aux réseaux d'aqueduc, au transport de gaz, au transport d'eau enterrée et à d'autres canalisations. Pipeline pétrolier, industrie chimique et pharmaceutique, industrie de l'impression et de la teinture, etc. Tuyaux de refoulement du traitement des eaux usées, tuyaux d'égouts et ingénierie anticorrosion des piscines biologiques. On peut dire que les tuyaux en acier anticorrosion 3PE sont indispensables dans la construction actuelle de tuyaux d'irrigation agricole, de tuyaux de puits profonds, de tuyaux de drainage et d'autres applications de réseau, et on pense que grâce à l'extension de la science et de la technologie, ils auront encore des réalisations plus brillantes à l'avenir.

Si vous avez besoin de tout type de tuyaux en acier à revêtement anticorrosion tels que des tuyaux en acier à revêtement 3PE, des tuyaux en acier à revêtement FBE et des tuyaux en acier à revêtement 3PP, etc. Veuillez nous contacter !