Towary rurowe z krajów naftowych (OCTG)
Towary rurowe z krajów naftowych (OCTG) rodzina bezszwowych wyrobów walcowanych, składająca się z rur wiertniczych, obudów i przewodów rurowych poddawanych warunkom obciążenia zależnie od ich konkretnego zastosowania. (patrz rysunek 1 przedstawiający schemat głębokiego odwiertu):
The Rura wiertnicza jest ciężką rurą bezszwową, która obraca wiertło i krąży płyn wiertniczy. Segmenty rury o długości 30 stóp (9 m) są połączone ze złączami narzędzi. Rura wiertnicza jest jednocześnie poddawana wysokiemu momentowi obrotowemu podczas wiercenia, naprężeniu osiowemu przez swój ciężar własny i ciśnieniu wewnętrznemu przez oczyszczanie płynu wiertniczego. Ponadto na te podstawowe wzorce obciążeń mogą być nakładane naprzemienne obciążenia zginające spowodowane wierceniem niepionowym lub odchylonym.
Rura osłonowa wyściela otwór wiertniczy. Podlega on naprężeniom osiowym spowodowanym przez swój ciężar własny, ciśnieniu wewnętrznemu spowodowanemu oczyszczaniem płynu i ciśnieniu zewnętrznemu z otaczających formacji skalnych. Pompowana emulsja oleju lub gazu szczególnie naraża obudowę na naprężenia osiowe i ciśnienie wewnętrzne.
Rura to rura, przez którą transportowana jest ropa naftowa lub gaz z odwiertu. Segmenty rury mają zazwyczaj około 30 stóp [9 m] długości i mają gwintowane połączenie na każdym końcu.
Odporność na korozję w kwaśnych warunkach jest istotną cechą rur OCTG, zwłaszcza obudów i rur.
Typowe procesy produkcyjne OCTG obejmują (wszystkie zakresy wymiarowe są przybliżone)
Ciągłe procesy walcowania trzpieniowego i walcowania na stole naciskowym dla rozmiarów o średnicy zewnętrznej od 21 do 178 mm.
Walcowanie walcownicze dla rozmiarów od 140 do 406 mm OD.
Piercing poprzeczny i rolkowy dla rozmiarów od 250 do 660 mm OD.
Procesy te zazwyczaj nie pozwalają na obróbkę termomechaniczną, która jest zwyczajowa dla produktów taśmowych i płytowych stosowanych do spawanych rur. Dlatego rury bezszwowe o wysokiej wytrzymałości muszą być produkowane poprzez zwiększenie zawartości stopu w połączeniu z odpowiednią obróbką cieplną, taką jak hartowanie i odpuszczanie.
Rysunek 1. Schemat głębokiego, rozwijającego się zakończenia
Spełnienie podstawowego wymogu w pełni martenzytycznej mikrostruktury, nawet przy dużej grubości ścianki rury, wymaga dobrej hartowności. Cr i Mn to główne pierwiastki stopowe, które zapewniają dobrą hartowność w konwencjonalnej stali obrabianej cieplnie. Jednak wymóg dobrej odporności na pękanie naprężeniowe siarczkowe (SSC) ogranicza ich zastosowanie. Mn ma tendencję do segregacji podczas ciągłego odlewania i może tworzyć duże wtrącenia MnS, które zmniejszają odporność na pękanie indukowane wodorem (HIC). Wyższe poziomy Cr mogą prowadzić do tworzenia osadów Cr7C3 o grubej morfologii w kształcie płyty, które działają jako kolektory wodoru i inicjatory pęknięć. Stopowanie z molibdenem może przezwyciężyć ograniczenia stopowania Mn i Cr. Mo jest znacznie mocniejszym utwardzaczem niż Mn i Cr, więc może szybko odzyskać efekt zmniejszonej ilości tych pierwiastków.
Tradycyjnie gatunki OCTG to stale węglowo-manganowe (do poziomu wytrzymałości 55 ksi) lub gatunki zawierające Mo do 0,4% Mo. W ostatnich latach głębokie wiercenie studni i złoża zawierające zanieczyszczenia powodujące ataki korozyjne wytworzyły duże zapotrzebowanie na materiały o wyższej wytrzymałości, odporne na kruchość wodorową i SCC. Wysoko odpuszczony martenzyt jest strukturą najbardziej odporną na SSC przy wyższych poziomach wytrzymałości, a stężenie Mo 0,75% zapewnia optymalną kombinację granicy plastyczności i odporności na SSC.
