Menjelajahi Peran Penting Pipa Baja dalam Eksplorasi Minyak & Gas
I. Pengetahuan Dasar Pipa untuk Industri Migas
1. Penjelasan Terminologi
API: Singkatan dari Institut Perminyakan Amerika.
oktg: Singkatan dari Barang Tubular Negara Minyak, termasuk Pipa Casing Oli, Tabung Oli, Pipa Bor, Kerah Bor, Mata Bor, Batang Pengisap, Sambungan Pup, dll.
Tabung Minyak: Tubing digunakan di sumur minyak untuk ekstraksi minyak, ekstraksi gas, injeksi air, dan rekahan asam.
Selubung: Pipa yang diturunkan dari permukaan tanah ke dalam lubang bor sebagai pelapis untuk mencegah keruntuhan dinding.
Pipa Bor: Pipa yang digunakan untuk mengebor lubang bor.
Pipa Saluran: Pipa yang digunakan untuk mengangkut minyak atau gas.
Kopling: Silinder digunakan untuk menghubungkan dua pipa berulir dengan ulir internal.
Bahan Kopling: Pipa yang digunakan untuk pembuatan kopling.
Utas API: Ulir pipa yang ditentukan oleh standar API 5B, termasuk ulir bulat pipa minyak, ulir bulat pendek casing, ulir bulat panjang casing, ulir trapesium parsial casing, ulir pipa saluran, dan sebagainya.
Koneksi Premium: Thread non-API dengan properti penyegelan khusus, properti koneksi, dan properti lainnya.
Kegagalan: deformasi, patah, kerusakan permukaan, dan hilangnya fungsi asli pada kondisi servis tertentu.
Bentuk Kegagalan Utama: hancur, tergelincir, pecah, bocor, korosi, terikat, aus, dan sebagainya.
2. Standar Terkait Minyak Bumi
Spesifikasi API 5B, Edisi ke-17 – Spesifikasi Threading, Gauging, dan Thread Inspeksi Casing, Tubing, dan Line Pipe Threads
Spesifikasi API 5L, Edisi ke-46 – Spesifikasi Pipa Saluran
Spesifikasi API 5CT, Edisi ke-11 – Spesifikasi Casing dan Tubing
Spesifikasi API 5DP, Edisi ke-7 – Spesifikasi Pipa Bor
Spesifikasi API 7-1, Edisi ke-2 – Spesifikasi Elemen Batang Bor Putar
Spesifikasi API 7-2, Edisi ke-2 – Spesifikasi Penguliran dan Pengukur Sambungan Benang Bahu Putar
Spesifikasi API 11B, Edisi ke-24 – Spesifikasi Batang Pengisap, Batang dan Liner Poles, Kopling, Batang Pemberat, Klem Batang Poles, Kotak Isian, dan Tee Pompa
ISO 3183:2019 – Industri Minyak dan Gas Bumi — Pipa Baja untuk Sistem Transportasi Pipa
ISO 11960:2020 – Industri Minyak dan Gas Bumi — Pipa Baja untuk Digunakan sebagai Casing atau Tubing Sumur
NACE MR0175 / ISO 15156:2020 – Industri Minyak dan Gas Bumi — Bahan untuk Digunakan di Lingkungan yang Mengandung H2S dalam Produksi Minyak dan Gas
II. Tabung Minyak
1. Klasifikasi Tabung Minyak
Oil Tubing terbagi menjadi Non-Upsetted Oil Tubing (NU), External Upsetted Oil Tubing (EU), dan Integral Joint (IJ) Oil Tubing. Pipa oli NU artinya ujung pipa memiliki ketebalan normal dan langsung memutar benang serta membawa kopling. Pipa yang di-upset artinya ujung-ujung kedua pipa di-upset secara eksternal, lalu dijalin dan digandeng. Tabung Sambungan Integral artinya salah satu ujung tabung dipasangi ulir luar dan ujung lainnya dipasangi ulir dalam dan disambung langsung tanpa kopling.
2. Fungsi Tabung Minyak
① Ekstraksi minyak dan gas: setelah sumur minyak dan gas dibor dan disemen, pipa ditempatkan di dalam selubung minyak untuk mengekstraksi minyak dan gas ke dalam tanah.
② Injeksi air: bila tekanan lubang bawah tidak mencukupi, suntikkan air ke dalam sumur melalui pipa.
③ Injeksi uap: Dalam pemulihan panas minyak kental, uap dimasukkan ke dalam sumur dengan pipa minyak berinsulasi.
④ Pengasaman dan rekahan: Pada tahap akhir pengeboran sumur atau untuk meningkatkan produksi sumur minyak dan gas, perlu memasukkan media pengasaman dan rekahan atau bahan pengawet ke lapisan minyak dan gas, dan media serta bahan pengawet tersebut diangkut melalui pipa minyak.
3. Tabung Minyak Kelas Baja
Nilai baja pipa minyak adalah H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 dibagi menjadi N80-1 dan N80Q, keduanya memiliki sifat tarik yang sama, dua perbedaannya adalah status pengiriman dan perbedaan kinerja dampak, pengiriman N80-1 dalam keadaan normal atau ketika suhu penggulungan akhir lebih besar dari suhu penggulungan akhir. suhu kritis Ar3 dan pengurangan tegangan setelah pendinginan udara dan dapat digunakan untuk menemukan pengerolan panas alih-alih dinormalisasi, pengujian benturan dan non-destruktif tidak diperlukan; N80Q harus ditempa (dipadamkan dan ditempa) Perlakuan panas, fungsi tumbukan harus sesuai dengan ketentuan API 5CT, dan harus berupa pengujian non-destruktif.
L80 dibagi menjadi L80-1, L80-9Cr dan L80-13Cr. Sifat mekanik dan status pengirimannya sama. Perbedaan penggunaan, kesulitan produksi, dan harga, L80-1 untuk tipe umum, L80-9Cr dan L80-13Cr merupakan pipa yang tahan korosi tinggi, kesulitan produksi, mahal, dan biasanya digunakan pada sumur korosi berat.
C90 dan T95 terbagi menjadi 1 dan 2 tipe yaitu C90-1, C90-2 dan T95-1, T95-2.
4. Tabung Minyak Kelas Baja Yang Biasa Digunakan, Nama Baja dan Status Pengiriman
J55 (37Mn5) Tabung Minyak NU: Canai panas, bukan Normalisasi
J55 (37Mn5) Tabung Oli UE: Panjang Penuh Dinormalisasi setelah menjengkelkan
N80-1 (36Mn2V) Tabung Minyak NU: Hot-rolled dan bukannya Normalisasi
N80-1 (36Mn2V) Tabung Oli UE: Panjang Penuh Dinormalisasi setelah menjengkelkan
Tabung Oli N80-Q (30Mn5): 30Mn5, Tempering Panjang Penuh
L80-1 (30Mn5) Tabung Minyak: 30Mn5, Tempering Panjang Penuh
Tabung Oli P110 (25CrMnMo): 25CrMnMo, Tempering Panjang Penuh
Kopling J55 (37Mn5): Hotrolled on-line Dinormalisasi
Kopling N80 (28MnTiB): Tempering Panjang Penuh
Kopling L80-1 (28MnTiB): Tempered Panjang Penuh
Kopling P110 (25CrMnMo): Tempering Panjang Penuh
AKU AKU AKU. Pipa Casing
1. Klasifikasi dan Peran Casing
Casing adalah pipa baja yang menopang dinding sumur minyak dan gas. Beberapa lapisan casing digunakan di setiap sumur sesuai dengan kedalaman pengeboran dan kondisi geologi yang berbeda. Semen digunakan untuk menyemen casing setelah diturunkan ke dalam sumur, dan tidak seperti pipa minyak dan pipa bor, semen tidak dapat digunakan kembali dan termasuk bahan habis pakai. Oleh karena itu, konsumsi casing menyumbang lebih dari 70 persen dari seluruh pipa sumur minyak. Casing dapat dibedakan menjadi casing konduktor, casing perantara, casing produksi, dan casing liner sesuai dengan kegunaannya, dan strukturnya pada sumur minyak ditunjukkan pada Gambar 1.
① Casing Konduktor: Biasanya menggunakan API grade K55, J55, atau H40, selubung konduktor menstabilkan kepala sumur dan mengisolasi akuifer dangkal dengan diameter biasanya sekitar 20 inci atau 16 inci.
② Casing Menengah: Selubung perantara, sering kali dibuat dari tingkat API K55, N80, L80, atau P110, digunakan untuk mengisolasi formasi yang tidak stabil dan zona tekanan yang bervariasi, dengan diameter tipikal 13 3/8 inci, 11 3/4 inci, atau 9 5/8 inci .
③Casing Produksi: Dibangun dari baja bermutu tinggi seperti kelas API J55, N80, L80, P110, atau Q125, casing produksi dirancang untuk menahan tekanan produksi, biasanya dengan diameter 9 5/8 inci, 7 inci, atau 5 1/2 inci.
④ Casing Lapisan: Liner memperluas lubang sumur ke dalam reservoir, menggunakan material seperti API grade L80, N80, atau P110, dengan diameter tipikal 7 inci, 5 inci, atau 4 1/2 inci.
⑤ Tabung: Tubing mengangkut hidrokarbon ke permukaan, menggunakan API grade J55, L80, atau P110, dan tersedia dalam diameter 4 1/2 inci, 3 1/2 inci, atau 2 7/8 inci.
IV. Pipa bor
1. Klasifikasi dan Fungsi Pipa untuk Alat Pengeboran
Pipa bor berbentuk persegi, pipa bor, pipa bor berbobot, dan kerah bor pada alat bor membentuk pipa bor. Pipa bor merupakan inti alat bor yang menggerakkan mata bor dari dalam tanah menuju dasar sumur, sekaligus sebagai saluran dari dalam tanah menuju dasar sumur. Ini memiliki tiga peran utama:
① Untuk mengirimkan torsi untuk menggerakkan mata bor ke bor;
② Mengandalkan beratnya pada mata bor untuk mematahkan tekanan batu di dasar sumur;
③ Untuk mengangkut cairan pencuci, yaitu lumpur pengeboran melalui tanah melalui pompa lumpur bertekanan tinggi, kolom pengeboran ke dalam lubang bor mengalir ke dasar sumur untuk membilas puing-puing batu dan mendinginkan mata bor, serta membawa puing-puing batu tersebut. melalui permukaan luar kolom dan dinding sumur antara anulus untuk kembali ke tanah, untuk mencapai tujuan pengeboran sumur.
Pipa bor dalam proses pengeboran menahan berbagai beban bolak-balik yang kompleks, seperti tegangan tarik, kompresi, torsi, tekukan, dan tekanan lainnya, permukaan bagian dalam juga terkena gerusan lumpur bertekanan tinggi dan korosi.
(1) Pipa Bor Persegi: pipa bor persegi memiliki dua jenis tipe segi empat dan tipe heksagonal, pipa bor minyak bumi China setiap set kolom bor biasanya menggunakan pipa bor tipe segi empat. Spesifikasinya adalah 63,5 mm (2-1/2 inci), 88,9 mm (3-1/2 inci), 107,95 mm (4-1/4 inci), 133,35 mm (5-1/4 inci), 152,4 mm ( 6 inci) dan seterusnya. Biasanya panjang yang digunakan adalah 12~14,5m.
(2) Pipa Bor: Pipa bor merupakan alat utama untuk mengebor sumur, disambungkan pada ujung bawah pipa bor berbentuk persegi, dan seiring dengan semakin dalamnya sumur bor, pipa bor tersebut terus menerus memanjangkan kolom bor satu persatu. Spesifikasi pipa bor adalah: 60.3mm (2-3/8 inci), 73.03mm (2-7/8 inci), 88.9mm (3-1/2 inci), 114.3mm (4-1/2 inci) , 127mm (5 inci), 139,7mm (5-1/2 inci) dan seterusnya.
(3) Pipa Bor Tugas Berat: Pipa bor berbobot merupakan alat peralihan yang menghubungkan pipa bor dan kerah bor, yang dapat memperbaiki kondisi gaya pipa bor dan meningkatkan tekanan pada mata bor. Spesifikasi utama pipa bor berbobot adalah 88,9 mm (3-1/2 inci) dan 127 mm (5 inci).
(4) Kerah Bor: kerah bor dihubungkan ke bagian bawah pipa bor, yaitu pipa khusus berdinding tebal dengan kekakuan tinggi, memberikan tekanan pada mata bor untuk memecahkan batu, dan berperan sebagai pemandu saat mengebor sumur lurus. Spesifikasi umum kerah bor adalah 158,75 mm (6-1/4 inci), 177,85 mm (7 inci), 203,2 mm (8 inci), 228,6 mm (9 inci), dan seterusnya.
V. Pipa saluran
1. Klasifikasi Pipa Saluran
Pipa saluran digunakan dalam industri minyak dan gas untuk transmisi minyak, minyak sulingan, gas alam, dan pipa air dengan singkatan pipa baja. Penyaluran pipa minyak dan gas terutama dibagi menjadi pipa jalur utama, pipa jalur cabang, dan pipa jaringan pipa perkotaan. Tiga jenis transmisi pipa jalur utama dengan spesifikasi biasa untuk ∅406 ~ 1219mm, ketebalan dinding 10 ~ 25mm, kelas baja X42 ~ X80 ; pipa jalur cabang dan pipa jaringan pipa perkotaan biasanya spesifikasi untuk ∅114 ~ 700mm, ketebalan dinding 6 ~ 20mm, kelas baja untuk X42 ~ X80. Kelas bajanya adalah X42～X80. Pipa saluran tersedia dalam tipe las dan tipe mulus. Pipa Jalur Las lebih banyak digunakan daripada Pipa Jalur Seamless.
2. Standar Pipa Saluran
API Spec 5L – Spesifikasi Pipa Saluran
ISO 3183 – Industri Minyak dan Gas Bumi — Pipa Baja untuk Sistem Transportasi Pipa
3. PSL1 dan PSL2
PSL adalah singkatan dari Tingkat Spesifikasi Produk. Tingkat spesifikasi produk pipa saluran dibagi menjadi PSL 1 dan PSL 2, dapat juga dikatakan tingkat kualitas dibagi menjadi PSL 1 dan PSL 2. PSL 2 lebih tinggi dari PSL 1, kedua tingkat spesifikasi tersebut tidak hanya memiliki persyaratan pengujian yang berbeda, tetapi persyaratan komposisi kimia dan sifat mekaniknya berbeda, jadi menurut pesanan API 5L, ketentuan kontrak selain menentukan spesifikasi, kadar baja dan indikator umum lainnya, tetapi juga harus menunjukkan tingkat Spesifikasi produk, yaitu PSL 1 atau PSL 2. PSL 2 lebih ketat dalam hal komposisi kimia, sifat tarik, daya tumbukan, pengujian non-destruktif, dan indikator lainnya dibandingkan PSL 1.
4. Kelas Baja Pipa Garis, Komposisi Kimia dan Sifat Mekanik
Kelas baja pipa saluran dari rendah ke tinggi dibagi menjadi: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70, dan X80. Untuk rincian Komposisi Kimia dan Sifat Mekanik, silakan merujuk ke Spesifikasi API 5L, Buku Edisi ke-46.
5. Persyaratan Uji Hidrostatik Pipa Saluran dan Pemeriksaan Non-destruktif
Pipa saluran harus dilakukan uji hidraulik cabang demi cabang, dan standar ini tidak memungkinkan terjadinya tekanan hidraulik yang tidak merusak, yang juga merupakan perbedaan besar antara standar API dan standar kami. PSL 1 tidak memerlukan pengujian non-destruktif, PSL 2 harus berupa pengujian non-destruktif cabang demi cabang.
VI. Koneksi Premium
1. Pengenalan Koneksi Premium
Premium Connection adalah ulir pipa dengan struktur khusus yang berbeda dengan ulir API. Meskipun selubung minyak berulir API yang ada banyak digunakan dalam eksploitasi sumur minyak, kekurangannya terlihat jelas di lingkungan khusus beberapa ladang minyak: kolom pipa berulir bulat API, meskipun kinerja penyegelannya lebih baik, gaya tarik yang ditanggung oleh ulir sebagian hanya setara dengan 60% hingga 80% dari kekuatan badan pipa, sehingga tidak dapat digunakan dalam eksploitasi sumur dalam; kolom pipa berulir trapesium bias API, meskipun kinerja tariknya jauh lebih tinggi daripada sambungan ulir bulat API, kinerja penyegelannya tidak begitu baik. Meskipun kinerja tarik kolom jauh lebih tinggi dibandingkan dengan sambungan ulir bulat API, kinerja penyegelannya tidak terlalu baik, sehingga tidak dapat digunakan dalam eksploitasi sumur gas bertekanan tinggi; Selain itu, pelumas berulir hanya dapat berperan pada lingkungan dengan suhu di bawah 95℃, sehingga tidak dapat digunakan dalam eksploitasi sumur bersuhu tinggi.
Dibandingkan dengan koneksi thread bulat API dan koneksi thread trapesium parsial, koneksi premium telah membuat kemajuan terobosan dalam aspek berikut:
(1) Penyegelan yang baik, melalui elastisitas dan desain struktur penyegelan logam, membuat penyegelan gas sambungan tahan terhadap mencapai batas badan pipa dalam tekanan luluh;
(2) Sambungan berkekuatan tinggi, disambung dengan sambungan gesper khusus pada selubung oli, kekuatan sambungannya mencapai atau melebihi kekuatan badan pipa, untuk mengatasi masalah selip secara mendasar;
(3) Dengan pemilihan material dan peningkatan proses perawatan permukaan, pada dasarnya memecahkan masalah gesper yang menempel pada benang;
(4) Melalui optimalisasi struktur, sehingga distribusi tegangan sambungan lebih masuk akal dan lebih kondusif terhadap ketahanan terhadap korosi tegangan;
(5) Melalui struktur bahu dengan desain yang masuk akal, sehingga pengoperasian gesper pada pengoperasian lebih mudah dilakukan.
Saat ini, industri minyak dan gas memiliki lebih dari 100 sambungan premium yang dipatenkan, yang mencerminkan kemajuan signifikan dalam teknologi pipa. Desain benang khusus ini menawarkan kemampuan penyegelan yang unggul, peningkatan kekuatan sambungan, dan peningkatan ketahanan terhadap tekanan lingkungan. Dengan mengatasi tantangan seperti tekanan tinggi, lingkungan korosif, dan suhu ekstrem, inovasi ini menjamin keandalan dan efisiensi yang lebih baik dalam pengoperasian sumur minyak di seluruh dunia. Penelitian dan pengembangan berkelanjutan pada sambungan premium menggarisbawahi peran pentingnya dalam mendukung praktik pengeboran yang lebih aman dan produktif, yang mencerminkan komitmen berkelanjutan terhadap keunggulan teknologi di sektor energi.
Koneksi VAM®: Dikenal karena kinerjanya yang tangguh di lingkungan yang menantang, sambungan VAM® dilengkapi teknologi penyegelan logam-ke-logam yang canggih dan kemampuan torsi tinggi, memastikan pengoperasian yang andal di sumur dalam dan reservoir bertekanan tinggi.
Seri Wedge TenarisHydril: Seri ini menawarkan rangkaian sambungan seperti Blue®, Dopeless®, dan Wedge 521®, yang dikenal dengan penyegelan kedap gas yang luar biasa dan ketahanan terhadap gaya kompresi dan tegangan, sehingga meningkatkan keselamatan dan efisiensi operasional.
TSH® Biru: Didesain oleh Tenaris, sambungan TSH® Blue menggunakan desain bahu ganda dan profil ulir berperforma tinggi, memberikan ketahanan lelah yang sangat baik dan kemudahan perbaikan dalam aplikasi pengeboran kritis.
Berikan Koneksi Prideco™ XT®: Direkayasa oleh NOV, sambungan XT® menggabungkan segel logam-ke-logam yang unik dan bentuk ulir yang kuat, memastikan kapasitas torsi yang unggul dan ketahanan terhadap kerusakan, sehingga memperpanjang umur operasional sambungan.
Koneksi Berburu Seal-Lock®: Dilengkapi segel logam-ke-logam dan profil ulir yang unik, sambungan Seal-Lock® dari Hunting terkenal dengan ketahanan tekanan dan keandalannya yang unggul dalam operasi pengeboran darat dan lepas pantai.
Kesimpulan
Kesimpulannya, jaringan pipa rumit yang penting bagi industri minyak dan gas mencakup beragam peralatan khusus yang dirancang untuk tahan terhadap lingkungan yang ketat dan tuntutan operasional yang kompleks. Mulai dari pipa selubung dasar yang menopang dan melindungi dinding sumur hingga pipa serbaguna yang digunakan dalam proses ekstraksi dan injeksi, setiap jenis pipa memiliki tujuan berbeda dalam eksplorasi, produksi, dan transportasi hidrokarbon. Standar seperti spesifikasi API memastikan keseragaman dan kualitas di seluruh pipa ini, sementara inovasi seperti sambungan premium meningkatkan kinerja dalam kondisi yang menantang. Seiring berkembangnya teknologi, komponen-komponen penting ini terus mengalami kemajuan, sehingga mendorong efisiensi dan keandalan dalam operasi energi global. Memahami pipa-pipa ini dan spesifikasinya menggarisbawahi peran mereka yang sangat diperlukan dalam infrastruktur sektor energi modern.
