Beni tubolari dei paesi petroliferi (OCTG)
Merci tubolari dei paesi petroliferi (OCTG) è una famiglia di prodotti laminati senza saldatura costituiti da aste di perforazione, rivestimenti e tubi soggetti 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 del trapano e fa circolare il fluido di perforazione. I segmenti di tubo lunghi 9 m (30 piedi) sono accoppiati con giunti per utensili. L'asta di perforazione è contemporaneamente sottoposta a una coppia elevata durante la perforazione, a una tensione assiale dovuta al suo peso proprio e a una pressione interna mediante lo spurgo del fluido di perforazione. Inoltre, a questi schemi di carico di base possono essere sovrapposti carichi di flessione alternati dovuti a perforazioni non verticali o deviate.
Tubo di rivestimento allinea il pozzo. È soggetto alla tensione assiale dovuta al suo peso proprio, alla pressione interna dovuta allo spurgo del fluido e alla pressione esterna dovuta alle formazioni rocciose circostanti. L'involucro è particolarmente esposto alla tensione assiale e alla pressione interna da parte dell'emulsione di olio o gas pompata.
Il tubing è un tubo attraverso il quale il petrolio o il gas vengono trasportati dal pozzo. I segmenti di tubo sono generalmente lunghi circa 9 m [30 piedi] con una connessione filettata su ciascuna estremità.
La resistenza alla corrosione in condizioni di servizio acide è una caratteristica OCTG molto importante, soprattutto per involucri e tubi.
I processi di produzione tipici degli OCTG includono (tutti gli intervalli dimensionali sono approssimativi)
Processo di laminazione a mandrino continuo e processo su 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 tipicamente non consentono la lavorazione termomeccanica consueta per i prodotti in nastro e lamiera utilizzati per il tubo saldato. Pertanto, i tubi senza saldatura ad alta resistenza devono essere prodotti aumentando il contenuto di lega in combinazione con un trattamento termico adeguato come quench & rinvenimento.
Figura 1. Schema di completamento di un pozzo profondo
Per soddisfare il requisito fondamentale di una microstruttura completamente martensitica anche con pareti di grande spessore, è necessaria una buona temprabilità. Cr e Mn sono i principali elementi di lega utilizzati per produrre una buona temprabilità nell'acciaio bonificato convenzionale. Tuttavia, il requisito di una buona resistenza allo stress cracking da solfuro (SSC) ne limita l'uso. Il Mn tende a segregarsi durante la colata continua e può formare grandi inclusioni di MnS che riducono la resistenza alla fessurazione indotta dall'idrogeno (HIC). Livelli più elevati di Cr possono portare alla formazione di precipitati di Cr7C3 con morfologia piastriforme grossolana, che agiscono come collettori di idrogeno e iniziatori di cricche. La lega con molibdeno può superare i limiti delle leghe Mn e Cr. Il Mo è un indurente molto più forte del Mn e del Cr, quindi può facilmente recuperare 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 serbatoi contenenti contaminanti che causano attacchi corrosivi hanno creato una forte domanda per materiali ad alta resistenza resistenti all'infragilimento da idrogeno e all'SCC. La martensite altamente temperata è la struttura più resistente all'SSC a livelli di resistenza più elevati e 0,75% è la concentrazione di Mo che produce la combinazione ottimale di carico di snervamento e resistenza all'SSC.
