유정 완성: 석유 및 가스 유정의 OCTG 적용 및 설치 순서

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소개

석유 및 가스 탐사와 생산에는 복잡한 장비와 공정이 필요합니다. 이 중에서 드릴 파이프, 드릴 칼라, 드릴 비트, 케이싱, 튜빙, 빨판 막대, 라인 파이프와 같은 관형 제품의 적절한 선택과 사용은 시추 작업의 효율성과 안전성에 매우 중요합니다. 이 블로그는 이러한 구성 요소, 크기, 석유 및 가스 시추공에서의 순차적 사용에 대한 자세한 개요를 제공하는 것을 목표로 합니다.

1. 드릴 파이프, 드릴 칼라 및 드릴 비트 크기

드릴 파이프 드릴링 작업의 중추로서 드릴링 유체를 순환시키면서 표면에서 드릴 비트로 동력을 전달합니다. 일반적인 크기는 다음과 같습니다.

  • 88.9mm(3 1/2인치)
  • 4인치(101.6mm)
  • 114.3mm(4 1/2인치)
  • 5인치(127mm)
  • 139.7mm(5 1/2인치)

드릴 칼라 드릴 비트에 무게를 추가하여 암석을 효과적으로 관통하도록 합니다. 일반적인 크기는 다음과 같습니다.

  • 79.4mm(3 1/8인치)
  • 120.7mm(4 3/4인치)
  • 158.8mm(6 1/4인치)
  • 8인치(203.2mm)

드릴 비트 암석층을 부수고 절단하도록 설계되었습니다. 필요한 시추공 직경에 따라 크기가 크게 달라집니다.

  • 98.4mm(3 7/8인치) ~ 660.4mm(26인치)

2. 케이싱 및 튜브 크기

케이싱 파이프 시추공을 안정화하고 붕괴를 방지하며 다양한 지질 구조를 분리합니다. 단계적으로 설치되며 각 스트링은 내부 스트링보다 직경이 큽니다.

  • 표면 케이스: 13 3/8인치(339.7mm) 또는 16인치(406.4mm)
  • 중간 케이싱: 9 5/8인치(244.5mm) 또는 10 3/4인치(273.1mm)
  • 프로덕션 케이스: 7인치(177.8mm) 또는 5 1/2인치(139.7mm)

오일 튜브 케이싱 내부에 삽입되어 석유와 가스를 표면으로 운반합니다. 일반적인 튜브 크기는 다음과 같습니다.

  • 26.7mm(1.050인치)
  • 33.4mm(1.315인치)
  • 42.2mm(1.660인치)
  • 48.3mm(1.900인치)
  • 60.3mm(2 3/8인치)
  • 73.0mm(2 7/8인치)
  • 88.9mm(3 1/2인치)
  • 4인치(101.6mm)

3. 빨판 막대 및 튜브 크기

빨판 막대 표면 펌핑 장치를 하향공 펌프에 연결하여 우물에서 유체를 들어올릴 수 있습니다. 튜브 크기에 따라 선택됩니다.

  • 2 3/8인치 튜브의 경우: 5/8인치(15.9mm), 3/4인치(19.1mm) 또는 7/8인치(22.2mm)
  • 2 7/8인치 튜빙의 경우: 3/4인치(19.1mm), 7/8인치(22.2mm), 또는 1인치(25.4mm)

4. 라인 파이프 크기

라인 파이프 생산된 탄화수소를 유정에서 처리 시설이나 파이프라인으로 운반합니다. 생산량을 기준으로 선택됩니다.

  • 작은 필드: 2인치(60.3mm), 4인치(114.3mm)
  • 중형 필드: 6인치(168.3mm), 8인치(219.1mm)
  • 대형 필드: 10인치(273.1mm), 12인치(323.9mm), 16인치(406.4mm)

석유 및 가스정에서 관형의 순차적 사용

1. 드릴링 단계

  • 드릴 작업은 다음과 같이 시작됩니다. 드릴 비트 지질 구조를 돌파합니다.
  • 드릴 파이프 회전 동력과 드릴링 유체를 드릴 비트에 전달합니다.
  • 드릴 칼라 비트에 무게를 추가하여 효과적으로 침투하도록 합니다.

2. 케이싱 스테이지

  • 특정 깊이에 도달하면, 포장 시추공을 보호하고 다양한 구조물을 격리하기 위해 설치됩니다.
  • 표면, 중간체 및 생산 케이싱 스트링은 드릴링이 진행됨에 따라 순차적으로 실행됩니다.

3. 완성 및 생산단계

  • 관 재료 탄화수소가 표면으로 쉽게 흐르도록 생산 케이싱 내부에 설치됩니다.
  • 빨판 막대 인공 리프트 시스템이 있는 우물에 사용되어 하향공 펌프를 표면 장치에 연결합니다.

4. 지상운송단계

  • 라인 파이프는 다음을 운송합니다. 석유와 가스는 시추공에서 생산되어 가공 시설이나 주요 파이프라인으로 운반됩니다.

결론

이러한 관형 제품의 역할, 크기 및 순차적 사용을 이해하는 것은 효율적이고 안전한 석유 및 가스 작업에 필수적입니다. 드릴 파이프, 드릴 칼라, 드릴 비트, 케이싱, 튜빙, 빨판 막대 및 라인 파이프를 적절히 선택하고 취급하면 우물의 구조적 무결성을 보장하고 생산 성능을 최적화할 수 있습니다.

이러한 구성요소를 효과적으로 통합함으로써 석유 및 가스 산업은 높은 수준의 안전과 운영 효율성을 유지하는 동시에 전 세계의 에너지 수요를 계속 충족할 수 있습니다.

13Cr과 Super 13Cr: 비교 분석

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석유 및 가스 산업의 까다로운 환경에서 재료 선택은 운영의 수명과 효율성을 보장하는 데 매우 중요합니다. 사용 가능한 수많은 재료 중에서 13Cr 및 Super 13Cr 스테인리스강은 뛰어난 특성과 까다로운 환경에서의 적합성이 돋보입니다. 이러한 소재는 탁월한 부식 저항성과 견고한 기계적 성능을 제공하여 업계에 혁명을 일으켰습니다. 13Cr 및 Super 13Cr 스테인리스강의 고유한 특성과 응용 분야를 살펴보겠습니다.

13Cr 스테인리스강의 이해

약 13% 크롬을 함유한 마르텐사이트 합금인 13Cr 스테인리스강은 석유 및 가스 부문의 주요 소재가 되었습니다. 그 구성에는 일반적으로 소량의 탄소, 망간, 실리콘, 인, 황 및 몰리브덴이 포함되어 성능과 비용 간의 균형을 유지합니다.

13Cr의 중요한 특성:

  • 부식 저항: 13Cr은 특히 CO2가 포함된 환경에서 부식에 대한 칭찬할 만한 저항성을 제공합니다. 이는 부식성 요소에 노출될 것으로 예상되는 다운홀 튜빙 및 케이싱에 사용하기에 이상적입니다.
  • 기계적 강도: 13Cr은 적당한 기계적 강도로 다양한 용도에 필요한 내구성을 제공합니다.
  • 인성과 경도: 해당 소재는 뛰어난 인성과 경도를 가지고 있어, 시추 및 추출 과정에서 발생하는 기계적 응력을 견디는 데 필수적입니다.
  • 용접성: 13Cr은 용접성이 비교적 좋은 것으로 알려져 있어 제작 중에 큰 문제를 겪지 않고도 다양한 용도로 사용할 수 있습니다.

석유 및 가스 분야의 응용 분야: 13Cr 스테인리스 스틸은 경미한 부식성 환경에 노출된 튜빙, 케이싱 및 기타 구성 요소의 제작에 광범위하게 사용됩니다. 균형 잡힌 특성으로 인해 석유 및 가스 작업의 무결성과 효율성을 보장하는 데 신뢰할 수 있는 선택입니다.

소개 슈퍼 13Cr: 강화된 합금

Super 13Cr은 니켈 및 몰리브덴과 같은 추가 합금 원소를 통합하여 13Cr의 장점을 한 단계 더 발전시켰습니다. 이는 특성을 향상시켜 보다 공격적인 부식 환경에 적합하게 만듭니다.

Super 13Cr의 중요한 특성:

  • 우수한 내식성: Super 13Cr은 표준 13Cr에 비해 향상된 내식성을 제공하며, 특히 CO2 수준이 높고 H2S가 존재하는 환경에서 더욱 그렇습니다. 이는 더 어려운 조건에 대한 탁월한 선택이 됩니다.
  • 더 높은 기계적 강도: 합금은 더 높은 기계적 강도를 자랑하므로 훨씬 더 큰 응력과 압력을 견딜 수 있습니다.
  • 향상된 인성 및 경도: 더 나은 인성과 경도를 지닌 Super 13Cr은 까다로운 응용 분야에서 향상된 내구성과 수명을 제공합니다.
  • 향상된 용접성: Super 13Cr의 개선된 구성으로 인해 용접성이 더 좋아져 복잡한 제조 공정에 사용하기가 용이해졌습니다.

석유 및 가스 분야의 응용 분야: Super 13Cr은 CO2 수치가 높고 H2S가 존재하는 등 더 공격적인 부식성 환경에서 사용하도록 맞춤 제작되었습니다. 뛰어난 특성으로 인해 어려운 석유 및 가스 분야에서 다운홀 튜빙, 케이싱 및 기타 중요한 구성 요소에 이상적입니다.

귀하의 요구에 맞는 합금 선택

13Cr과 Super 13Cr 스테인리스강 중에서 선택하는 것은 궁극적으로 석유 및 가스 작업의 특정 환경 조건과 성능 요구 사항에 따라 달라집니다. 13Cr은 우수한 내식성과 기계적 특성을 갖춘 비용 효율적인 솔루션을 제공하는 반면, Super 13Cr은 더 까다로운 환경에서 향상된 성능을 제공합니다.

주요 고려사항:

  • 환경 조건: 운영 환경에서 CO2, H2S 및 기타 부식성 요소를 평가합니다.
  • 성능 요건: 특정 용도에 필요한 기계적 강도, 인성 및 경도를 결정합니다.
  • 비용 대 이점: 향상된 특성과 긴 사용 수명의 이점을 비교하여 재료의 가격을 비교해보세요.

결론

끊임없이 진화하는 석유 및 가스 산업에서 13Cr 및 Super 13Cr 스테인리스 스틸과 같은 소재를 선택하는 것은 운영의 신뢰성, 효율성 및 안전성을 보장하는 데 중요합니다. 이러한 합금의 고유한 특성과 응용 분야를 이해하면 산업 전문가가 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있으며 궁극적으로 프로젝트의 성공과 지속 가능성에 기여할 수 있습니다. 13Cr의 균형 잡힌 성능이든 Super 13Cr의 뛰어난 속성이든 이러한 소재는 석유 및 가스 부문의 역량을 발전시키는 데 계속해서 중요한 역할을 합니다.

오일 컨트리 관형 제품(OCTG)

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오일 컨트리 관형 제품(OCTG) 드릴 파이프, 케이싱, 튜빙으로 구성된 이음매 없는 압연 제품 계열로, 특정 용도에 따라 하중 조건에 따라 적용됩니다. (심공의 개략도는 그림 1 참조):

그만큼 드릴 파이프 드릴 비트를 회전시키고 드릴링 유체를 순환시키는 무거운 이음매 없는 튜브입니다. 30피트(9m) 길이의 파이프 세그먼트는 도구 조인트와 결합됩니다. 드릴 파이프는 드릴링에 의해 높은 토크, 자체 중량에 의해 축 방향 장력, 드릴링 유체를 퍼징하여 내부 압력을 동시에 받습니다. 또한, 비수직 또는 편향 드릴링으로 인한 교대 굽힘 하중이 이러한 기본 하중 패턴에 중첩될 수 있습니다.
케이싱 파이프 굴착공을 따라 늘어서 있습니다. 자체 중량으로 인한 축 방향 장력, 유체 정화로 인한 내부 압력, 주변 암석 형성으로 인한 외부 압력에 노출됩니다. 펌핑된 오일 또는 가스 에멀전은 특히 케이싱을 축 방향 장력과 내부 압력에 노출시킵니다.
튜빙은 석유나 가스를 시추공에서 운반하는 파이프입니다. 튜빙 세그먼트는 일반적으로 길이가 약 30피트[9m]이고 양쪽 끝에 나사산 연결부가 있습니다.

부식성이 강한 환경에서의 부식 저항성은 OCTG의 중요한 특성이며, 특히 케이싱과 튜빙의 경우에 그렇습니다.

일반적인 OCTG 제조 공정에는 다음이 포함됩니다(모든 치수 범위는 대략적인 수치입니다).

21~178mm OD 크기에 대한 연속 맨드럴 롤링 및 푸시 벤치 공정.
OD 140~406mm 크기의 플러그 밀 압연.
OD 250~660mm 크기의 크로스롤 피어싱 및 필거 롤링.
이러한 공정은 일반적으로 용접 파이프에 사용되는 스트립 및 플레이트 제품에 통상적인 열기계적 가공을 허용하지 않습니다. 따라서 고강도 이음매 없는 파이프는 담금질 및 템퍼링과 같은 적절한 열처리와 함께 합금 함량을 증가시켜 생산해야 합니다.

그림 1. 깊은 번영 완성의 개략도

두꺼운 파이프 벽 두께에서도 완전한 마르텐사이트 미세 구조의 기본 요건을 충족하려면 우수한 경화성이 필요합니다. Cr과 Mn은 기존 열처리 강에서 우수한 경화성을 생성하는 주요 합금 원소입니다. 그러나 우수한 황화물 응력 균열(SSC) 저항성에 대한 요구 사항으로 인해 사용이 제한됩니다. Mn은 연속 주조 중에 분리되는 경향이 있으며 수소 유도 균열(HIC) 저항성을 감소시키는 큰 MnS 내포물을 형성할 수 있습니다. 높은 수준의 Cr은 거친 판 모양의 형태를 가진 Cr7C3 침전물을 형성하여 수소 수집기 및 균열 개시제 역할을 할 수 있습니다. 몰리브덴과 합금화하면 Mn 및 Cr 합금화의 한계를 극복할 수 있습니다. Mo는 Mn 및 Cr보다 훨씬 강한 경화제이므로 이러한 원소의 양이 감소한 효과를 빠르게 회복할 수 있습니다.

전통적으로 OCTG 등급은 탄소-망간강(최대 55ksi 강도 수준) 또는 최대 0.4% Mo의 Mo 함유 등급이었습니다. 최근 몇 년 동안 부식성 공격을 일으키는 오염 물질이 포함된 심공 시추 및 저류층으로 인해 수소 취성 및 SCC에 대한 내성이 강한 고강도 재료에 대한 수요가 크게 증가했습니다. 고온 마르텐사이트는 고강도 수준에서 SSC에 가장 내성이 강한 구조이며, 0.75% Mo 농도는 항복 강도와 SSC 내성의 최적 조합을 생성합니다.

알아야 할 사항: 플랜지 페이스 마감

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그만큼 ASME B16.5 코드 플랜지 면(볼록한 면과 평평한 면)은 이 표면이 개스킷과 호환되고 고품질 씰을 제공하도록 특정 거칠기를 가져야 합니다.

동심원이든 나선형이든 톱니 모양 마감은 인치당 30~55개의 홈과 125~500마이크로인치 사이의 거칠기를 필요로 합니다. 이를 통해 플랜지 제조업체는 금속 플랜지의 개스킷 접촉 표면에 대해 다양한 등급의 표면 마감을 사용할 수 있습니다.

플랜지 면 마감

톱니 모양의 마감

재고 마무리
플랜지 표면 마감 중 가장 널리 사용되는 마감재는 실제로 모든 일반 서비스 조건에 적합합니다. 압축 시 개스킷의 부드러운 면이 이 마감재에 박혀 밀봉이 형성되고 결합 표면 사이에 높은 수준의 마찰이 발생합니다.

이러한 플랜지의 마무리는 최대 12인치까지 회전당 0.8mm의 이송 속도로 1.6mm 반경의 둥근 노즈 공구로 생성됩니다. 14인치 이상의 크기의 경우 회전당 1.2mm의 피드로 3.2mm 둥근 노우즈 공구를 사용하여 마감 처리됩니다.

플랜지 면 마감 - 스톡 마감플랜지 면 마감 - 스톡 마감

나선형 톱니 모양
이 역시 연속적이거나 축음기형 나선형 홈이지만 일반적으로 홈이 45° 각도 톱니 모양의 "V" 형상을 생성하는 90° 도구를 사용하여 생성된다는 점에서 스톡 마감과 다릅니다.

플랜지 면 마감 - 나선형 톱니 모양

동심 톱니 모양
이름에서 알 수 있듯이 이 마감은 동심원 홈으로 구성됩니다. 90° 도구가 사용되며 톱니 모양은 면 전체에 걸쳐 균일한 간격으로 배치됩니다.

플랜지 면 마감 - 동심 톱니 모양

매끄러운 마무리
이 마감 처리에서는 시각적으로 뚜렷한 도구 표시가 보이지 않습니다. 이러한 마감재는 일반적으로 이중 재킷, 평강 및 골판지 금속과 같은 금속 외장이 있는 개스킷에 사용됩니다. 매끄러운 표면이 결합하여 밀봉을 형성하고 반대면의 평탄도에 따라 밀봉이 이루어집니다. 이는 일반적으로 깊이 0.05mm, 회전당 0.3mm의 공급 속도로 0.8mm 반경의 둥근 노우즈 도구에 의해 생성된 연속(음반이라고도 함) 나선형 홈으로 형성된 개스킷 접촉 표면을 가짐으로써 달성됩니다. 이로 인해 Ra 3.2~6.3마이크로미터(125~250마이크로인치) 사이의 거칠기가 발생합니다.

플랜지 면 마감 - 부드러운 마감

매끄러운 마감

스파이럴 가스켓, 비금속 가스켓에 적합한가요? 이 유형은 어떤 용도로 사용됩니까?

매끄러운 마감 플랜지는 저압 및/또는 대구경 파이프라인에 더 일반적이며 주로 견고한 금속 또는 나선형 상처 개스킷과 함께 사용하도록 고안되었습니다.

매끄러운 마감은 일반적으로 파이프 플랜지 이외의 기계 또는 플랜지 조인트에서 발견됩니다. 매끄러운 마감으로 작업할 때는 크리프 및 저온 흐름의 영향을 줄이기 위해 더 얇은 개스킷을 사용하는 것을 고려하는 것이 중요합니다. 그러나 더 얇은 개스킷과 매끄러운 마감은 그 자체로 밀봉을 달성하기 위해 더 높은 압축력(예: 볼트 토크)이 필요하다는 점에 유의해야 합니다.

Ra = 3.2 – 6.3 마이크로미터(= 125 – 250 마이크로인치 AARH)의 매끄러운 마감을 위해 플랜지의 개스킷 표면 가공

AARH는 산술 평균 거칠기 높이를 나타냅니다. 표면의 거칠기(매끄러움이 아님)를 측정하는 데 사용됩니다. 125 AARH는 125마이크로인치가 표면의 오르막과 내리막의 평균 높이가 된다는 것을 의미합니다.

63 AARH는 링형 조인트에 지정됩니다.

스파이럴 상처 개스킷에는 125-250 AARH(매끄러운 마무리라고 함)가 지정됩니다.

250-500 AARH(스톡 마감이라고 함)는 비석면, 흑연 시트, 엘라스토머 등과 같은 부드러운 개스킷에 지정됩니다. 부드러운 개스킷에 부드러운 마감을 사용하면 충분한 "물림 효과"가 발생하지 않아 조인트가 발생하지 않습니다. 누출이 발생할 수 있습니다.

때때로 AARH는 거칠기 평균(Roughness Average)을 의미하는 Ra라고도 합니다.

API 5L Gr.B Seamless Line Pipe with 3LPE Coating in accordance with CAN CSA Z245.21

Successful Delivery of Order CAN/CSA-Z245.21 3LPE Coated Line Pipe

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A customer that we have been following up for 8 years has finally placed an order. The order is for a batch of NPS 3“, NPS 4”, NPS 6“ and NPS 8” diameters, thickness SCH40, single length 11.8M, with 2.5mm thick 3-layer polyethylene coating for corrosion protection, which will be buried in the ground for natural gas transportation.

The pipes are manufactured in accordance with API 5L PSL 1 Gr. B seamless pipe standard and the corrosion protection coating are manufactured in accordance with CAN/CSA-Z245.21 standard.

API 5L Gr.B Seamless Line Pipe with 3LPE Coating in accordance with CAN CSA Z245.21

API 5L Gr.B Seamless Line Pipe with 3LPE Coating in accordance with CAN CSA Z245.21

Seamless Pipe Manufacturing Process Chart

Seamless Pipe Manufacturing Process Chart

3LPE Coating Manufacturing Process Chart

3LPE Coating Manufacturing Process Chart

Our seamless tubes are rolled in the world’s most advanced PQF mill, which is manufactured by SMS Group in Germany. Our 3LPE coatings are produced in our most advanced coating line in China, ensuring that the specifications of the pipes and coatings fully meet our customers’ requirements.

If you have any demand for 3LPE/3LPP/FBE/LE coated line pipe, please feel free to contact us for a quotation by email at [email protected]. We will strictly control the quality for you and better support you in terms of price and service!

차이점 알기: TPEPE 코팅과 3LPE 코팅

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TPEPE 방식강관 및 3PE 방식 강관은 외부 단일층 폴리에틸렌과 내부 에폭시 코팅 강관을 기반으로 제품을 업그레이드하고 있으며 지하에 매설된 가장 진보된 방식 장거리 강철 파이프라인입니다. TPEPE 방식강관과 3PE 방식강관의 차이점이 무엇인지 아시나요?

 

 

코팅 구조

TPEPE 방식 강관의 외벽은 3PE 핫멜트 접합 권선 공정으로 만들어집니다. 에폭시수지(하층), 접착제(중간층), 폴리에틸렌(외층)의 3층으로 구성되어 있습니다. 내벽은 열분사 에폭시 분말의 부식 방지 방식을 채택하고, 분말은 고온에서 가열 및 융합된 후 강관 표면에 균일하게 코팅되어 강철-플라스틱 복합층을 형성하여 두께를 크게 향상시킵니다. 코팅의 접착력과 코팅의 접착력을 높여 범프 저항성, 내식성 능력을 높여 널리 사용됩니다.

3PE 부식 방지 코팅 강관은 부식 방지 강관 외부의 폴리올레핀 3층을 말하며, 부식 방지 구조는 일반적으로 3층 구조, 에폭시 분말, 접착제 및 PE로 구성되며 실제로는 이 3가지 재료 혼합 용융 가공 및 강철로 구성됩니다. 서로 단단히 파이프를 연결하여 폴리에틸렌(PE) 부식 방지 코팅층을 형성하고 내식성, 투습성 및 기계적 특성에 대한 저항성이 우수하며 송유관 산업에서 널리 사용됩니다.

피성능 씨특징

일반 강관과 달리 TPEPE 방식 강관은 내부 및 외부 방식이 이루어졌으며 밀봉성이 매우 높으며 장기간 작동하면 에너지를 크게 절약하고 비용을 절감하며 환경을 보호할 수 있습니다. 강한 내식성과 편리한 구조로 수명은 최대 50년입니다. 또한 저온에서의 내식성과 내충격성이 우수합니다. 동시에 에폭시 강도가 높고 핫멜트 접착제의 부드러움이 좋으며 부식 방지 신뢰성이 높습니다. 또한 당사의 TPEPE 방식 강관은 국가 표준 사양에 따라 엄격하게 생산되며 방식 강관 식수 안전 인증을 획득하여 식수의 안전을 보장합니다.

폴리에틸렌 재질로 제작된 3PE 방식 강관은 내식성이 우수하며 방식 강관의 수명을 직접 연장합니다.

3PE 방식 강관은 사양이 다르기 때문에 일반 등급과 강화 등급으로 나눌 수 있으며 일반 등급 3PE 방식 강관의 PE 두께는 약 2.0mm, 강화 등급의 PE 두께는 약 2.7mm입니다. 케이싱 파이프의 일반 외부 부식 방지제로 일반 등급이면 충분합니다. 산, 알칼리, 천연 가스 및 기타 유체를 직접 운반하는 데 사용되는 경우 강화 등급 3PE 부식 방지 강관을 사용해보십시오.

위의 내용은 TPEPE 방식 강관과 3PE 방식 강관의 차이점에 대한 것으로, 주로 성능 특성과 적용에 반영되며 적절한 방식 강관의 올바른 선택이 그에 따른 역할을 합니다.