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Comparaison de la norme NACE MR0175 ISO 15156 et de la norme NACE MR0103 ISO 17495-1

Comparaison de la norme NACE MR0175/ISO 15156 et de la norme NACE MR0103/ISO 17495-1

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Introduction

Dans l'industrie pétrolière et gazière, en particulier dans les environnements terrestres et offshore, il est primordial de garantir la longévité et la fiabilité des matériaux exposés à des conditions agressives. C'est là qu'entrent en jeu des normes telles que NACE MR0175/ISO 15156 et NACE MR0103/ISO 17495-1. Ces deux normes fournissent des conseils essentiels pour le choix des matériaux dans les environnements de service acides. Cependant, il est essentiel de comprendre les différences entre elles pour sélectionner les matériaux adaptés à vos opérations.

Dans cet article de blog, nous explorerons les principales différences entre Comparaison de la norme NACE MR0175/ISO 15156 et de la norme NACE MR0103/ISO 17495-1, et proposer des conseils pratiques aux professionnels du pétrole et du gaz qui s'y retrouvent dans ces normes. Nous discuterons également des applications, des défis et des solutions spécifiques que ces normes offrent, en particulier dans le contexte des environnements difficiles des champs de pétrole et de gaz.

Que sont les normes NACE MR0175/ISO 15156 et NACE MR0103/ISO 17495-1 ?

NACE MR0175/ISO 15156:
Cette norme est reconnue mondialement pour régir le choix des matériaux et le contrôle de la corrosion dans les environnements de gaz acides, où le sulfure d'hydrogène (H₂S) est présent. Elle fournit des lignes directrices pour la conception, la fabrication et la maintenance des matériaux utilisés dans les opérations pétrolières et gazières terrestres et offshore. L'objectif est d'atténuer les risques associés à la fissuration induite par l'hydrogène (HIC), à la fissuration sous contrainte due au sulfure (SSC) et à la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC), qui peuvent compromettre l'intégrité des équipements critiques tels que les pipelines, les vannes et les têtes de puits.

NACE MR0103/ISO 17495-1:
D'autre part, NACE MR0103/ISO 17495-1 La norme se concentre principalement sur les matériaux utilisés dans les environnements de raffinage et de traitement chimique, où une exposition à des conditions acides peut se produire, mais avec un champ d'application légèrement différent. Elle couvre les exigences relatives aux équipements exposés à des conditions légèrement corrosives, en mettant l'accent sur la garantie que les matériaux peuvent résister à la nature agressive de processus de raffinage spécifiques tels que la distillation ou le craquage, où le risque de corrosion est comparativement plus faible que dans les opérations pétrolières et gazières en amont.

Comparaison de la norme NACE MR0175 ISO 15156 et de la norme NACE MR0103 ISO 17495-1

Comparaison de la norme NACE MR0175 ISO 15156 et de la norme NACE MR0103 ISO 17495-1

Principales différences : NACE MR0175/ISO 15156 et NACE MR0103/ISO 17495-1

Maintenant que nous avons un aperçu de chaque norme, il est important de souligner les différences qui peuvent avoir un impact sur le choix des matériaux sur le terrain. Ces distinctions peuvent affecter considérablement les performances des matériaux et la sécurité des opérations.

1. Champ d'application

La principale différence entre Comparaison de la norme NACE MR0175/ISO 15156 et de la norme NACE MR0103/ISO 17495-1 réside dans le champ de leur application.

NACE MR0175/ISO 15156 est conçu pour les équipements utilisés dans des environnements de service acides où du sulfure d'hydrogène est présent. Il est essentiel dans les activités en amont telles que l'exploration, la production et le transport de pétrole et de gaz, en particulier dans les champs offshore et onshore qui traitent du gaz acide (gaz contenant du sulfure d'hydrogène).

NACE MR0103/ISO 17495-1, tout en s'adressant toujours aux services acides, se concentre davantage sur les industries du raffinage et de la chimie, en particulier lorsque le gaz acide est impliqué dans des processus tels que le raffinage, la distillation et le craquage.

2. Gravité environnementale

Les conditions environnementales constituent également un facteur clé dans l’application de ces normes. NACE MR0175/ISO 15156 Cette norme s'applique aux conditions de service acides plus sévères. Par exemple, elle couvre les concentrations plus élevées de sulfure d'hydrogène, qui est plus corrosif et présente un risque plus élevé de dégradation des matériaux par des mécanismes tels que la fissuration induite par l'hydrogène (HIC) et la fissuration sous contrainte par le sulfure (SSC).

En revanche, NACE MR0103/ISO 17495-1 considère les environnements qui peuvent être moins sévères en termes d'exposition au sulfure d'hydrogène, bien que toujours critiques dans les environnements de raffinerie et d'usine chimique. La composition chimique des fluides impliqués dans les processus de raffinage peut ne pas être aussi agressive que celle rencontrée dans les champs de gaz acide, mais présente toujours des risques de corrosion.

3. Exigences matérielles

Les deux normes fournissent des critères spécifiques pour la sélection des matériaux, mais elles diffèrent dans leurs exigences strictes. NACE MR0175/ISO 15156 met davantage l'accent sur la prévention de la corrosion des matériaux liée à l'hydrogène, qui peut se produire même à de très faibles concentrations de sulfure d'hydrogène. Cette norme exige des matériaux résistants à la SSC, à la HIC et à la fatigue par corrosion dans les environnements acides.

D'autre part, NACE MR0103/ISO 17495-1 est moins prescriptif en termes de craquage lié à l'hydrogène, mais nécessite des matériaux capables de gérer les agents corrosifs dans les processus de raffinage, en se concentrant souvent davantage sur la résistance générale à la corrosion plutôt que sur les risques spécifiques liés à l'hydrogène.

4. Test et vérification

Les deux normes exigent des tests et des vérifications pour garantir que les matériaux fonctionneront dans leurs environnements respectifs. Cependant, NACE MR0175/ISO 15156 exige des tests plus poussés et une vérification plus détaillée des performances des matériaux dans des conditions de service acides. Les tests comprennent des directives spécifiques pour les SSC, HIC et autres modes de défaillance associés aux environnements de gaz acides.

NACE MR0103/ISO 17495-1, tout en exigeant également des tests de matériaux, est souvent plus flexible en termes de critères de test, en se concentrant sur la garantie que les matériaux répondent aux normes générales de résistance à la corrosion plutôt que de se concentrer spécifiquement sur les risques liés au sulfure d'hydrogène.

Pourquoi devriez-vous vous soucier de la norme NACE MR0175/ISO 15156 par rapport à la norme NACE MR0103/ISO 17495-1 ?

Comprendre ces différences peut aider à prévenir les défaillances matérielles, à garantir la sécurité opérationnelle et à se conformer aux réglementations du secteur. Que vous travailliez sur une plate-forme pétrolière offshore, un projet de pipeline ou dans une raffinerie, l'utilisation de matériaux appropriés selon ces normes vous protégera contre les défaillances coûteuses, les temps d'arrêt imprévus et les risques environnementaux potentiels.

Pour les opérations pétrolières et gazières, en particulier dans les environnements de service acides onshore et offshore, NACE MR0175/ISO 15156 est la norme de référence. Elle garantit que les matériaux résistent aux environnements les plus difficiles, atténuant les risques tels que les SSC et les HIC qui peuvent conduire à des défaillances catastrophiques.

En revanche, pour les opérations de raffinage ou de transformation chimique, NACE MR0103/ISO 17495-1 propose des conseils plus personnalisés. Il permet d'utiliser efficacement les matériaux dans des environnements contenant du gaz acide, mais avec des conditions moins agressives que celles de l'extraction de pétrole et de gaz. L'accent est ici davantage mis sur la résistance générale à la corrosion dans les environnements de traitement.

Guide pratique pour les professionnels du pétrole et du gaz

Lors de la sélection des matériaux pour les projets de l’une ou l’autre catégorie, tenez compte des éléments suivants :

Comprendre votre environnement:Évaluez si votre exploitation est impliquée dans l'extraction de gaz acide (en amont) ou dans le raffinage et le traitement chimique (en aval). Cela vous aidera à déterminer la norme à appliquer.

Sélection des matériaux: Choisissez des matériaux conformes à la norme en vigueur en fonction des conditions environnementales et du type de service (gaz acide ou raffinage). Les aciers inoxydables, les matériaux fortement alliés et les alliages résistants à la corrosion sont souvent recommandés en fonction de la sévérité de l'environnement.

Test et vérification: Assurez-vous que tous les matériaux sont testés conformément aux normes respectives. Pour les environnements à gaz acide, des tests supplémentaires pour SSC, HIC et fatigue par corrosion peuvent être nécessaires.

Consultez des experts:Il est toujours judicieux de consulter des spécialistes de la corrosion ou des ingénieurs en matériaux familiarisés avec Comparaison de la norme NACE MR0175/ISO 15156 et de la norme NACE MR0103/ISO 17495-1 pour assurer une performance optimale du matériau.

Conclusion

En conclusion, comprendre la distinction entre Comparaison de la norme NACE MR0175/ISO 15156 et de la norme NACE MR0103/ISO 17495-1 est essentielle pour prendre des décisions éclairées sur le choix des matériaux pour les applications pétrolières et gazières en amont et en aval. En choisissant la norme appropriée à votre activité, vous garantissez l'intégrité à long terme de votre équipement et contribuez à prévenir les pannes catastrophiques qui peuvent survenir en raison de matériaux mal spécifiés. Que vous travailliez avec du gaz acide dans des champs offshore ou du traitement chimique dans des raffineries, ces normes fourniront les directives nécessaires pour protéger vos actifs et maintenir la sécurité.

Si vous n'êtes pas sûr de la norme à suivre ou si vous avez besoin d'aide supplémentaire pour le choix des matériaux, contactez un expert en matériaux pour obtenir des conseils personnalisés sur Comparaison de la norme NACE MR0175/ISO 15156 et de la norme NACE MR0103/ISO 17495-1 et assurez-vous que vos projets sont à la fois sûrs et conformes aux meilleures pratiques du secteur.

NACE MR0175 et NACE MR0103

Quelle est la différence entre NACE MR0175 et NACE MR0103 ?

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Introduction

Dans les industries telles que le pétrole et le gaz, où les équipements et les infrastructures sont régulièrement exposés à des environnements difficiles, il est essentiel de sélectionner des matériaux capables de résister à des conditions corrosives. Deux normes essentielles guident le choix des matériaux pour les environnements contenant du sulfure d'hydrogène (H₂S) : NACE MR0175 et NACE MR0103. Bien que ces deux normes visent à prévenir la fissuration sous contrainte due au sulfure (SSC) et d’autres dommages induits par l’hydrogène, elles sont conçues pour des applications et des environnements différents. Ce blog fournit un aperçu complet des différences entre ces deux normes essentielles.

Introduction aux normes NACE

NACE International, qui fait désormais partie de l'Association for Materials Protection and Performance (AMPP), a développé les normes NACE MR0175 et NACE MR0103 pour répondre aux défis posés par les environnements de service acides, c'est-à-dire ceux contenant du H₂S. Ces environnements peuvent entraîner diverses formes de corrosion et de fissuration, qui peuvent compromettre l'intégrité des matériaux et potentiellement conduire à des défaillances catastrophiques. L'objectif principal de ces normes est de fournir des lignes directrices pour la sélection de matériaux capables de résister à ces effets dommageables.

Portée et application

NACE MR0175

Objectif principal : La norme NACE MR0175, ou ISO 15156, cible principalement l'industrie pétrolière et gazière en amont, y compris l'exploration, le forage, la production et le transport d'hydrocarbures.
Environnement: La norme couvre les matériaux utilisés dans la production de pétrole et de gaz dans des environnements acides. Cela comprend les équipements de fond de puits, les composants de tête de puits, les pipelines et les raffineries.
Utilisation mondiale : La norme NACE MR0175 est une norme reconnue mondialement et largement utilisée dans les opérations pétrolières et gazières en amont pour garantir la sécurité et la fiabilité des matériaux dans les environnements acides.

NACE MR0103

Objectif principal : La norme NACE MR0103 est conçue explicitement pour les industries du raffinage et de la pétrochimie, en se concentrant sur les opérations en aval.
Environnement: La norme s'applique aux installations de traitement de sulfure d'hydrogène, notamment dans les environnements humides contenant du H₂S. Elle est adaptée aux conditions rencontrées dans les unités de raffinage, telles que les unités d'hydrotraitement, où le risque de fissuration sous contrainte du sulfure est important.
Spécifique à l'industrie : Contrairement à la norme NACE MR0175, qui est utilisée dans une gamme d’applications plus large, la norme NACE MR0103 se concentre davantage sur le secteur du raffinage.

Exigences matérielles

NACE MR0175

Options de matériaux : La norme NACE MR0175 propose de nombreuses options de matériaux, notamment des aciers au carbone, des aciers faiblement alliés, des aciers inoxydables, des alliages à base de nickel, etc. Chaque matériau est classé en fonction de son adéquation à des environnements acides spécifiques.
Qualification: Les matériaux doivent répondre à des critères rigoureux pour être qualifiés d'utilisation, notamment la résistance au SSC, à la fissuration induite par l'hydrogène (HIC) et à la fissuration par corrosion sous contrainte du sulfure (SSCC).
Limites environnementales : La norme limite la pression partielle de H₂S, la température, le pH et d'autres facteurs écologiques déterminant l'adéquation du matériau au service acide.

NACE MR0103

Matériel requis : La norme NACE MR0103 porte sur les matériaux résistants au SSC dans l'environnement de raffinage. Elle fournit des critères spécifiques pour les aciers au carbone, les aciers faiblement alliés et certains aciers inoxydables.
Directives simplifiées : Par rapport au MR0175, les directives de sélection des matériaux du MR0103 sont plus simples, reflétant les conditions plus contrôlées et cohérentes généralement trouvées dans les opérations de raffinage.
Processus de manufacture: La norme décrit également les exigences en matière de soudage, de traitement thermique et de fabrication pour garantir que les matériaux conservent leur résistance à la fissuration.

Certification et conformité

NACE MR0175
Certification: La conformité à la norme NACE MR0175 est souvent exigée par les organismes de réglementation et est essentielle pour garantir la sécurité et la fiabilité des équipements utilisés dans les opérations pétrolières et gazières acides. La norme est référencée dans de nombreux règlements et contrats internationaux.
Documentation: Une documentation détaillée est généralement requise pour démontrer que les matériaux répondent aux critères spécifiques décrits dans la norme MR0175. Cela comprend la composition chimique, les propriétés mécaniques et les tests de résistance aux conditions de service acides.
NACE MR0103
Certification: La conformité à la norme NACE MR0103 est généralement exigée dans les contrats portant sur les équipements et les matériaux utilisés dans les usines de raffinage et de pétrochimie. Elle garantit que les matériaux sélectionnés peuvent résister aux défis spécifiques des environnements de raffinage.
Exigences simplifiées : Bien que toujours rigoureuses, les exigences de documentation et de test pour la conformité à la norme MR0103 sont souvent moins complexes que celles de la norme MR0175, reflétant les différentes conditions environnementales et les risques liés au raffinage par rapport aux opérations en amont.

Essais et qualifications

NACE MR0175
Tests rigoureux : Les matériaux doivent subir des tests approfondis, y compris des tests en laboratoire pour SSC, HIC et SSCC, pour être admissibles à une utilisation dans des environnements acides.
Normes mondiales : La norme s’aligne sur les procédures de test internationales et exige souvent que les matériaux répondent à des critères de performance rigoureux dans les conditions les plus difficiles rencontrées dans les opérations pétrolières et gazières.
NACE MR0103
Tests ciblés : Les exigences en matière de tests sont axées sur les conditions spécifiques des environnements de raffinerie. Cela comprend les tests de résistance au H₂S humide, au SSC et à d'autres formes pertinentes de fissuration.
Spécifique à l'application : Les protocoles de test sont adaptés aux besoins des processus de raffinage, qui impliquent généralement des conditions moins sévères que celles trouvées dans les opérations en amont.

Conclusion

Alors que NACE MR0175 et NACE MR0103 ils empêchent tous deux la fissuration sous contrainte du sulfure et d'autres formes de fissuration environnementale dans les environnements de service acides, ils sont conçus pour différentes applications.
NACE MR0175 est la norme pour les opérations pétrolières et gazières en amont. Elle couvre une large gamme de matériaux et de conditions environnementales et dispose de processus de test et de qualification rigoureux.
NACE MR0103 est conçu pour l'industrie du raffinage. Il se concentre sur les opérations en aval et utilise des critères de sélection des matériaux plus simples et plus ciblés.

Comprendre les différences entre ces normes est essentiel pour sélectionner des matériaux adaptés à votre application spécifique et garantir la sécurité, la fiabilité et la longévité de votre infrastructure dans les environnements de sulfure d'hydrogène.

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.

Qu’est-ce que la NACE MR0175/ISO 15156 ?

Qu’est-ce que la NACE MR0175/ISO 15156 ?

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NACE MR0175/ISO 15156 est une norme mondialement reconnue qui fournit des lignes directrices pour la sélection de matériaux résistants à la fissuration sous contrainte par sulfure (SSC) et à d'autres formes de fissuration induite par l'hydrogène dans des environnements contenant du sulfure d'hydrogène (H₂S). Cette norme est essentielle pour garantir la fiabilité et la sécurité des équipements utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière, en particulier dans les environnements de service acides.

Aspects critiques de la norme NACE MR0175/ISO 15156

  1. Champ d'application:
    • La norme traite de la sélection de matériaux pour les équipements utilisés dans la production pétrolière et gazière qui sont exposés à des environnements contenant du H₂S, ce qui peut provoquer diverses formes de fissuration.
    • Son objectif est de prévenir les défaillances matérielles dues aux contraintes du sulfure, à la corrosion, aux fissures induites par l’hydrogène et à d’autres mécanismes connexes.
  2. Sélection des matériaux:
    • Ce guide fournit des lignes directrices pour la sélection de matériaux appropriés, notamment les aciers au carbone, les aciers faiblement alliés, les aciers inoxydables, les alliages à base de nickel et d’autres alliages résistants à la corrosion.
    • Spécifie les conditions environnementales et les niveaux de contrainte que chaque matériau peut supporter sans subir de fissures.
  3. Qualifications et tests:
    • Cet article décrit les procédures de test nécessaires pour qualifier les matériaux pour un service acide, y compris les tests en laboratoire qui simulent les conditions corrosives trouvées dans les environnements H₂S.
    • Spécifie les critères de performance acceptables dans ces tests, garantissant que les matériaux résistent à la fissuration dans des conditions spécifiées.
  4. Conception et fabrication:
    • Comprend des recommandations pour la conception et la fabrication d’équipements visant à minimiser le risque de fissuration induite par l’hydrogène.
    • Souligne l'importance des processus de fabrication, des techniques de soudage et des traitements thermiques qui peuvent affecter la résistance du matériau à la fissuration induite par H₂S.
  5. Entretien et surveillance:
    • Donne des conseils sur les pratiques de maintenance et les stratégies de surveillance pour détecter et prévenir les fissures en service.
    • Des inspections régulières et des méthodes de contrôle non destructif sont recommandées pour garantir l’intégrité continue des équipements.

Importance dans l'industrie

  • Sécurité: Assure le fonctionnement sûr des équipements dans des environnements de service acides en réduisant le risque de pannes catastrophiques dues à la fissuration.
  • Fiabilité: Améliore la fiabilité et la longévité des équipements, réduisant ainsi les temps d'arrêt et les coûts de maintenance.
  • Conformité: Aide les entreprises à se conformer aux exigences réglementaires et aux normes de l'industrie, en évitant les répercussions juridiques et financières.

La norme NACE MR0175/ISO 15156 est divisée en trois parties, chacune se concentrant sur différents aspects de la sélection des matériaux à utiliser dans des environnements de service acides. Voici une répartition plus détaillée :

Partie 1 : Principes généraux de sélection des matériaux résistants à la fissuration

  • Portée:Fournit des lignes directrices et des principes généraux pour la sélection de matériaux résistants à la fissuration dans les environnements contenant du H₂S.
  • Contenu:
    • Définit les termes et concepts clés liés aux environnements de service acides et à la dégradation des matériaux.
    • Décrit les critères généraux pour évaluer l’adéquation des matériaux au service acide.
    • Décrit l'importance de prendre en compte les facteurs environnementaux, les propriétés des matériaux et les conditions opérationnelles lors de la sélection des matériaux.
    • Fournit un cadre pour effectuer des évaluations des risques et prendre des décisions éclairées en matière de sélection de matériaux.

Partie 2 : Aciers au carbone et aciers faiblement alliés résistants à la fissuration et utilisation des fontes

  • Portée:Cet article se concentre sur les exigences et les lignes directrices relatives à l’utilisation des aciers au carbone, des aciers faiblement alliés et des fontes dans des environnements de service acides.
  • Contenu:
    • Détaille les conditions spécifiques dans lesquelles ces matériaux peuvent être utilisés en toute sécurité.
    • Répertorie les propriétés mécaniques et les compositions chimiques requises pour que ces matériaux résistent à la fissuration sous contrainte par sulfure (SSC) et à d'autres formes de dommages induits par l'hydrogène.
    • Fournit des lignes directrices pour les processus de traitement thermique et de fabrication qui peuvent améliorer la résistance de ces matériaux à la fissuration.
    • Discute de la nécessité de procédures appropriées de test et de qualification des matériaux pour garantir la conformité à la norme.

Partie 3 : ARC (alliages résistants à la corrosion) et autres alliages résistants à la fissuration

  • Portée:Traite des alliages résistants à la corrosion (CRA) et d'autres alliages spéciaux dans les environnements de service acides.
  • Contenu:
    • Identifie différents types de CRA, tels que les aciers inoxydables, les alliages à base de nickel et d'autres alliages hautes performances, ainsi que leur aptitude au service acide.
    • Spécifie les compositions chimiques, les propriétés mécaniques et les traitements thermiques requis pour que ces matériaux résistent à la fissuration.
    • Fournit des lignes directrices pour la sélection, le test et la qualification des CRA afin de garantir leurs performances dans les environnements H₂S.
    • Cet article examine l’importance de prendre en compte à la fois la résistance à la corrosion et les propriétés mécaniques de ces alliages lors de la sélection de matériaux pour des applications spécifiques.

La norme NACE MR0175/ISO 15156 est une norme complète qui permet de garantir une utilisation sûre et efficace des matériaux dans les environnements de service acides. Chaque partie aborde différentes catégories de matériaux et fournit des directives détaillées pour leur sélection, leurs tests et leur qualification. En suivant ces directives, les entreprises peuvent réduire le risque de défaillance des matériaux et améliorer la sécurité et la fiabilité de leurs opérations dans les environnements contenant du H₂S.