Completamento del pozzo: sequenze di applicazione e installazione di OCTG nei pozzi di petrolio e gas

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Introduzione

L'esplorazione e la produzione di petrolio e gas comportano attrezzature e processi complessi. Tra questi, la corretta selezione e l'uso di prodotti tubolari (tubi di perforazione, collari di perforazione, punte di perforazione, rivestimenti, tubi, aste di aspirazione e tubi di linea) sono cruciali per l'efficienza e la sicurezza delle operazioni di perforazione. Questo blog si propone di fornire una panoramica dettagliata di questi componenti, delle loro dimensioni e del loro uso sequenziale nei pozzi di petrolio e gas.

1. Dimensioni dell'asta di perforazione, del collare di perforazione e della punta di perforazione

Tubi di perforazione sono la spina dorsale dell'operazione di perforazione, trasmettendo la potenza dalla superficie alla punta del trapano mentre si fa circolare il fluido di perforazione. Le dimensioni comuni includono:

  • 3 1/2 pollici (88,9 mm)
  • 4 pollici (101,6 mm)
  • 4 1/2 pollici (114,3 mm)
  • 5 pollici (127 mm)
  • 5 1/2 pollici (139,7 mm)

Collari per trapano aggiungere peso alla punta del trapano, assicurandosi che penetri efficacemente nella roccia. Le dimensioni tipiche sono:

  • 3 1/8 pollici (79,4 mm)
  • 4 3/4 pollici (120,7 mm)
  • 6 1/4 pollici (158,8 mm)
  • 8 pollici (203,2 mm)

Punta del trapano sono progettati per frantumare e tagliare formazioni rocciose. Le loro dimensioni variano in modo significativo, a seconda del diametro del foro richiesto:

  • Da 98,4 mm (3 7/8 pollici) a 660,4 mm (26 pollici)

2. Dimensioni dell'involucro e dei tubi

Tubo dell'involucro stabilizza il foro di trivellazione, impedisce il crollo e isola diverse formazioni geologiche. Viene installato in fasi, con ogni stringa avente un diametro maggiore di quella al suo interno:

  • Involucro di superficie: 13 3/8 pollici (339,7 mm) o 16 pollici (406,4 mm)
  • Involucro intermedio: 9 5/8 pollici (244,5 mm) o 10 3/4 pollici (273,1 mm)
  • Involucro di produzione: 7 pollici (177,8 mm) o 5 1/2 pollici (139,7 mm)

Tubazione dell'olio è inserito all'interno dell'involucro per trasportare petrolio e gas in superficie. Le dimensioni tipiche dei tubi includono:

  • 1.050 pollici (26,7 mm)
  • 1,315 pollici (33,4 mm)
  • 1.660 pollici (42,2 mm)
  • 1.900 pollici (48,3 mm)
  • 2 3/8 pollici (60,3 mm)
  • 2 7/8 pollici (73,0 mm)
  • 3 1/2 pollici (88,9 mm)
  • 4 pollici (101,6 mm)

3. Dimensioni dell'asta della ventosa e del tubo

Canne a ventosa collegare l'unità di pompaggio di superficie alla pompa downhole, consentendo il sollevamento dei fluidi dal pozzo. Sono selezionati in base alla dimensione del tubo:

  • Per tubi da 2 3/8 pollici: 5/8 pollici (15,9 mm), 3/4 pollici (19,1 mm) o 7/8 pollici (22,2 mm)
  • Per tubi da 2 7/8 pollici: 3/4 pollici (19,1 mm), 7/8 pollici (22,2 mm) o 1 pollice (25,4 mm)

4. Dimensioni dei tubi di linea

Tubi di linea trasportare gli idrocarburi prodotti dalla testa pozzo agli impianti di trattamento o alle condutture. Vengono scelti in base al volume di produzione:

  • Campi piccoli: 2 pollici (60,3 mm), 4 pollici (114,3 mm)
  • Campi medi: 6 pollici (168,3 mm), 8 pollici (219,1 mm)
  • Campi grandi: 10 pollici (273,1 mm), 12 pollici (323,9 mm), 16 pollici (406,4 mm)

Uso sequenziale di tubi tubolari nei pozzi di petrolio e gas

1. Fase di perforazione

  • L'operazione di perforazione inizia con il punta da trapano sfondare le formazioni geologiche.
  • Tubi di perforazione trasmettere potenza rotatoria e fluido di perforazione alla punta del trapano.
  • Collari da trapano aggiungere peso alla punta, assicurandosi che penetri efficacemente.

2. Fase di rivestimento

  • Una volta raggiunta una certa profondità, un involucro è installato per proteggere il pozzo e isolare diverse formazioni.
  • Le stringhe di rivestimento di superficie, intermedie e di produzione vengono eseguite in sequenza man mano che la perforazione procede.

3. Fase di completamento e produzione

  • Tubazione è installato all'interno del carter produttivo per favorire il deflusso degli idrocarburi in superficie.
  • Canne a ventosa vengono utilizzati nei pozzi con sistemi di sollevamento artificiale, collegando la pompa fondo pozzo all'unità di superficie.

4. Fase di trasporto di superficie

  • I tubi di linea trasportano il petrolio e gas prodotti dalla testa del pozzo fino agli impianti di lavorazione o alle condotte principali.

Conclusione

Comprendere i ruoli, le dimensioni e l'uso sequenziale di questi beni tubolari è essenziale per operazioni di petrolio e gas efficienti e sicure. La selezione e la gestione appropriate di tubi di perforazione, collari di perforazione, punte di perforazione, rivestimenti, tubi, aste di aspirazione e tubi di linea assicurano l'integrità strutturale del pozzo e ottimizzano le prestazioni di produzione.

Integrando efficacemente questi componenti, l'industria petrolifera e del gas può continuare a soddisfare il fabbisogno energetico mondiale mantenendo elevati standard di sicurezza ed efficienza operativa.

13Cr vs Super 13Cr: un'analisi comparativa

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Nel difficile panorama dell’industria petrolifera e del gas, la selezione dei materiali è fondamentale per garantire la longevità e l’efficienza delle operazioni. Tra la miriade di materiali disponibili, gli acciai inossidabili 13Cr e Super 13Cr si distinguono per le loro notevoli proprietà e l'idoneità in ambienti esigenti. Questi materiali hanno rivoluzionato il settore, fornendo un'eccezionale resistenza alla corrosione e robuste prestazioni meccaniche. Approfondiamo le caratteristiche uniche e le applicazioni degli acciai inossidabili 13Cr e Super 13Cr.

Comprendere l'acciaio inossidabile 13Cr

L'acciaio inossidabile 13Cr, una lega martensitica contenente circa 13% di cromo, è diventato un punto fermo nel settore del petrolio e del gas. La sua composizione include tipicamente piccole quantità di carbonio, manganese, silicio, fosforo, zolfo e molibdeno, raggiungendo un equilibrio tra prestazioni e costi.

Proprietà critiche del 13Cr:

  • Resistenza alla corrosione: 13Cr offre una notevole resistenza alla corrosione, in particolare in ambienti contenenti CO2. Ciò lo rende ideale per l'uso in tubazioni e rivestimenti di fondo pozzo, dove è prevista l'esposizione a elementi corrosivi.
  • Resistenza meccanica: Con una resistenza meccanica moderata, il 13Cr fornisce la durabilità necessaria per varie applicazioni.
  • Tenacità e durezza:Il materiale presenta buona tenacità e durezza, essenziali per resistere alle sollecitazioni meccaniche riscontrate nei processi di perforazione ed estrazione.
  • Saldabilità: Il 13Cr è noto per la sua saldabilità piuttosto buona, che ne facilita l'impiego in varie applicazioni senza complicazioni significative durante la fabbricazione.

Applicazioni nel settore petrolifero e del gas: L'acciaio inossidabile 13Cr è ampiamente utilizzato nella costruzione di tubi, rivestimenti e altri componenti esposti ad ambienti leggermente corrosivi. Le sue proprietà bilanciate lo rendono una scelta affidabile per garantire l'integrità e l'efficienza delle operazioni di petrolio e gas.

Presentazione Super 13Cr: La Lega Potenziata

Super 13Cr porta i vantaggi del 13Cr un ulteriore passo avanti incorporando ulteriori elementi di lega come nichel e molibdeno. Ciò ne migliora le proprietà, rendendolo adatto ad ambienti corrosivi più aggressivi.

Proprietà critiche del Super 13Cr:

  • Resistenza alla corrosione superiore: Super 13Cr offre una migliore resistenza alla corrosione rispetto allo standard 13Cr, in particolare in ambienti contenenti livelli più elevati di CO2 e presenza di H2S. Ciò lo rende una scelta eccellente per condizioni più difficili.
  • Maggiore resistenza meccanica:La lega vanta una maggiore resistenza meccanica, garantendo la possibilità di sopportare sollecitazioni e pressioni più significative.
  • Tenacità e durezza migliorate: Con tenacità e durezza migliori, Super 13Cr offre maggiore durata e longevità in applicazioni impegnative.
  • Saldabilità migliorata:La composizione migliorata del Super 13Cr si traduce in una migliore saldabilità, facilitandone l'impiego in processi di fabbricazione complessi.

Applicazioni nel settore petrolifero e del gas: Super 13Cr è studiato per l'uso in ambienti corrosivi più aggressivi, come quelli con livelli più elevati di CO2 e presenza di H2S. Le sue proprietà superiori sono ideali per tubi di fondo pozzo, rivestimenti e altri componenti critici in campi petroliferi e di gas difficili.

Scegliere la Lega Giusta per le Tue Esigenze

La scelta tra acciai inossidabili 13Cr e Super 13Cr dipende in ultima analisi dalle condizioni ambientali specifiche delle operazioni di petrolio e gas e dai requisiti di prestazione. Mentre 13Cr fornisce una soluzione conveniente con buona resistenza alla corrosione e proprietà meccaniche, Super 13Cr offre prestazioni migliorate per ambienti più esigenti.

Considerazioni chiave:

  • Condizioni ambientali: Valutare la CO2, l'H2S e altri elementi corrosivi nell'ambiente operativo.
  • Requisiti di prestazione: Determinare la resistenza meccanica, la tenacità e la durezza necessarie per l'applicazione specifica.
  • Costo vs beneficio: Valutare il costo del materiale rispetto ai vantaggi di proprietà migliorate e maggiore durata.

Conclusione

Nel settore petrolifero e del gas in continua evoluzione, la selezione di materiali come gli acciai inossidabili 13Cr e Super 13Cr è fondamentale per garantire l'affidabilità, l'efficienza e la sicurezza delle operazioni. Comprendere le proprietà e le applicazioni uniche di queste leghe consente ai professionisti del settore di prendere decisioni informate, contribuendo in ultima analisi al successo e alla sostenibilità dei loro progetti. Che si tratti delle prestazioni bilanciate di 13Cr o degli attributi superiori di Super 13Cr, questi materiali continuano a svolgere un ruolo fondamentale nel far progredire le capacità del settore petrolifero e del gas.

Beni tubolari dei paesi petroliferi (OCTG)

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Merci tubolari dei paesi petroliferi (OCTG) è una famiglia di prodotti laminati senza saldatura costituiti da tubi di perforazione, rivestimenti e tubazioni sottoposti a condizioni di carico in base alla loro specifica applicazione. (vedere la Figura 1 per uno schema di un pozzo profondo):

IL Tubo di perforazione è un tubo pesante senza saldatura che fa ruotare la punta di perforazione e fa circolare il fluido di perforazione. Segmenti di tubo lunghi 30 piedi (9 m) sono accoppiati con giunti per utensili. Il tubo di perforazione è sottoposto simultaneamente a coppia elevata tramite perforazione, tensione assiale tramite il suo peso morto e pressione interna tramite spurgo del fluido di perforazione. Inoltre, carichi di flessione alternati dovuti a perforazione non verticale o deviata possono essere sovrapposti a questi modelli di carico di base.
Tubo di rivestimento riveste il foro di trivellazione. È soggetto a tensione assiale dal suo peso morto, pressione interna dallo spurgo del fluido e pressione esterna dalle formazioni rocciose circostanti. L'emulsione di petrolio o gas pompato espone in particolare la tubazione alla tensione assiale e alla pressione interna.
Il tubing è un tubo attraverso il quale il petrolio o il gas vengono trasportati dal pozzo. I segmenti del tubing sono generalmente lunghi circa 30 piedi [9 m] e hanno una connessione filettata su ciascuna estremità.

La resistenza alla corrosione in condizioni di servizio acide è una caratteristica fondamentale degli OCTG, in particolare per rivestimenti e tubi.

I processi di produzione tipici degli OCTG includono (tutti gli intervalli dimensionali sono approssimativi)

Processi di laminazione continua a mandrino e a banco a spinta per dimensioni comprese tra 21 e 178 mm di diametro esterno.
Mulino a tappi per dimensioni comprese tra 140 e 406 mm OD.
Foratura a rulli incrociati e rullatura a passo pellegrino per dimensioni comprese tra 250 e 660 mm di diametro esterno.
Questi processi in genere non consentono la lavorazione termomeccanica consueta per i prodotti in strisce e piastre utilizzati per il tubo saldato. Pertanto, il tubo senza saldatura ad alta resistenza deve essere prodotto aumentando il contenuto di lega in combinazione con un trattamento termico idoneo, come tempra e rinvenimento.

Figura 1. Schema di un completamento profondo e fiorente

Soddisfare il requisito fondamentale di una microstruttura completamente martensitica, anche con un grande spessore della parete del tubo, richiede una buona temprabilità. Cr e Mn sono i principali elementi di lega che producono una buona temprabilità nell'acciaio convenzionale trattabile termicamente. Tuttavia, il requisito di una buona resistenza alla criccatura da stress da solfuro (SSC) ne limita l'uso. Mn tende a separarsi durante la colata continua e può formare grandi inclusioni di MnS che riducono la resistenza alla criccatura indotta da idrogeno (HIC). Livelli più elevati di Cr possono portare alla formazione di precipitati di Cr7C3 con morfologia a forma di piastra grossolana, che agiscono come collettori di idrogeno e iniziatori di cricche. La lega con molibdeno può superare i limiti della lega Mn e Cr. Mo è un indurente molto più forte di Mn e Cr, quindi può recuperare rapidamente l'effetto di una quantità ridotta di questi elementi.

Tradizionalmente, i gradi OCTG erano acciai al carbonio-manganese (fino al livello di resistenza di 55 ksi) o gradi contenenti Mo fino a 0,4% Mo. Negli ultimi anni, la perforazione di pozzi profondi e i bacini contenenti contaminanti che causano attacchi corrosivi hanno creato una forte domanda di materiali ad alta resistenza resistenti all'infragilimento da idrogeno e SCC. La martensite altamente temprata è la struttura più resistente a SSC a livelli di resistenza più elevati e una concentrazione di Mo pari a 0,75% produce la combinazione ottimale di limite di snervamento e resistenza a SSC.

Qualcosa che devi sapere: finitura della faccia della flangia

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IL Codice ASME B16.5 richiede che la faccia della flangia (faccia rialzata e faccia piatta) abbia una ruvidità specifica per garantire che questa superficie sia compatibile con la guarnizione e fornisca una tenuta di alta qualità.

È richiesta una finitura seghettata, concentrica o a spirale, con da 30 a 55 scanalature per pollice e una rugosità risultante compresa tra 125 e 500 micro pollici. Ciò consente ai produttori di flange di rendere disponibili vari gradi di finitura superficiale per la superficie di contatto della guarnizione delle flange metalliche.

Finitura frontale della flangia

Finitura seghettata

Finitura di serie
La finitura superficiale più utilizzata tra tutte le flange perché praticamente è adatta a tutte le condizioni di servizio ordinarie. Sotto compressione, la faccia morbida della guarnizione si incastrerà in questa finitura, contribuendo a creare una tenuta e generando un elevato livello di attrito tra le superfici di accoppiamento.

La finitura di queste flange viene generata da un utensile a punta tonda con raggio di 1,6 mm con una velocità di avanzamento di 0,8 mm per giro fino a 12 pollici. Per le dimensioni da 14 pollici e superiori, la finitura viene eseguita con un utensile a punta tonda da 3,2 mm con un avanzamento di 1,2 mm per giro.

Finitura frontale della flangia - Finitura di serieFinitura frontale della flangia - Finitura di serie

Seghettato a spirale
Anche questa è una scanalatura a spirale continua o fonografica, ma differisce dalla finitura stock in quanto la scanalatura viene generalmente generata utilizzando uno strumento a 90° che crea una geometria a "V" con seghettatura angolata a 45°.

Finitura frontale della flangia: seghettata a spirale

Seghettato concentrico
Come suggerisce il nome, questa finitura è composta da scanalature concentriche. Viene utilizzato uno strumento a 90° e le dentellature sono distanziate uniformemente sulla faccia.

Finitura frontale della flangia: seghettata concentrica

Finitura liscia
Questa finitura non presenta segni di utensili visivamente evidenti. Queste finiture sono generalmente utilizzate per guarnizioni con rivestimenti metallici come metallo a doppia camicia, acciaio piatto e metallo ondulato. Le superfici lisce si accoppiano per creare una tenuta e dipendono dalla planarità delle facce opposte per effettuare una tenuta. Ciò si ottiene tipicamente avendo la superficie di contatto della guarnizione formata da una scanalatura a spirale continua (a volte chiamata fonografica) generata da un utensile a punta tonda con raggio di 0,8 mm ad una velocità di avanzamento di 0,3 mm per giro con una profondità di 0,05 mm. Ciò risulterà in una rugosità compresa tra Ra 3,2 e 6,3 micrometri (125 – 250 micro pollici).

Finitura frontale della flangia: finitura liscia

FINITURA LISCIA

È adatto per guarnizioni a spirale e guarnizioni non metalliche? Per che tipo di applicazione è questo tipo?

Le flange con finitura liscia sono più comuni per tubazioni a bassa pressione e/o di grande diametro e sono destinate principalmente all'uso con guarnizioni in metallo solido o a spirale.

Le finiture lisce si trovano solitamente su macchinari o giunti flangiati diversi dalle flange dei tubi. Quando si lavora con una finitura liscia, è importante considerare l'utilizzo di una guarnizione più sottile per ridurre gli effetti dello scorrimento viscoso e del flusso freddo. Va notato, tuttavia, che sia una guarnizione più sottile che la finitura liscia, di per sé, richiedono una forza di compressione più elevata (ovvero la coppia del bullone) per ottenere la tenuta.

Lavorazione delle facce della guarnizione delle flange per una finitura liscia di Ra = 3,2 – 6,3 micrometri (= 125 – 250 micropollici AARH)

AARH sta per altezza di rugosità media aritmetica. Viene utilizzato per misurare la rugosità (piuttosto la levigatezza) delle superfici. 125 AARH significa che 125 micro pollici sarà l'altezza media degli alti e bassi della superficie.

63 AARH è specificato per i giunti ad anello.

125-250 AARH (detta finitura liscia) è specificato per le guarnizioni a spirale.

250-500 AARH (si chiama finitura stock) è specificato per guarnizioni morbide come NON amianto, fogli di grafite, elastomeri, ecc. Se utilizziamo una finitura liscia per guarnizioni morbide non si verificherà un sufficiente "effetto mordente" e quindi il giunto potrebbe svilupparsi una perdita.

A volte AARH viene indicato anche come Ra che sta per Roughness Average e ha lo stesso significato.

API 5L Gr.B Tubo senza saldatura con rivestimento 3LPE conforme a CAN CSA Z245.21

Consegna con successo dell'ordine CAN/CSA-Z245.21 3LPE Coated Line Pipe

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Un cliente che seguiamo da 8 anni ha finalmente effettuato un ordine. L'ordine riguarda un lotto di diametri NPS 3", NPS 4", NPS 6" e NPS 8", spessore SCH40, lunghezza singola 11,8 M, con rivestimento in polietilene a 3 strati spesso 2,5 mm per la protezione dalla corrosione, che verrà interrato per il trasporto di gas naturale.

I tubi sono realizzati in conformità con API 5L PSL 1 Gr. B tubo senza saldatura standard e il rivestimento protettivo contro la corrosione sono realizzati in conformità con CAN/CSA-Z245.21 standard.

API 5L Gr.B Tubo senza saldatura con rivestimento 3LPE conforme a CAN CSA Z245.21

API 5L Gr.B Tubo senza saldatura con rivestimento 3LPE conforme a CAN CSA Z245.21

Diagramma del processo di produzione di tubi senza saldatura

Diagramma del processo di produzione di tubi senza saldatura

Diagramma del processo di produzione del rivestimento 3LPE

Diagramma del processo di produzione del rivestimento 3LPE

I nostri tubi senza saldatura sono laminati nel laminatoio PQF più avanzato al mondo, prodotto da SMS Group in Germania. I nostri rivestimenti 3LPE sono prodotti nella nostra linea di rivestimento più avanzata in Cina, assicurando che le specifiche dei tubi e dei rivestimenti soddisfino pienamente i requisiti dei nostri clienti.

Se hai richieste per tubi di linea rivestiti 3LPE/3LPP/FBE/LE, non esitare a contattarci per un preventivo via e-mail all'indirizzo [email protected]. Controlleremo rigorosamente la qualità per te e ti supporteremo al meglio in termini di prezzo e servizio!

PTT Tailandia – Progetto del molo petrolifero della Cambogia

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PTT Tailandia – Progetto del molo petrolifero della Cambogia

Progetto: Pontile del petrolio
Posizione: Cambogia
Durata: Febbraio 2021 – luglio 2021

Prodotto richiesto: Tubi in acciaio, raccordi per tubi, flange per tubi
Specifiche: API 5L Gr.B, ASME B16.9, ASME B16.5
Quantità: 75 tonnellate di tubi in acciaio, 130 pezzi di raccordi e flange
Utilizzo: Sistema di condutture sottomarine del molo petrolifero
Specifiche dei rivestimenti: Rivestimento DIN 30670-2012 3LPE
Utilizzo: Prevenzione della corrosione dell'acqua di mare e del sale marino e prolungamento della durata della vita