Zakończenie odwiertu: sekwencje stosowania i instalacji OCTG w odwiertach naftowych i gazowych

/w /Autor

Wstęp

Eksploracja i produkcja ropy naftowej i gazu wymagają złożonego sprzętu i procesów. Spośród nich właściwy dobór i wykorzystanie rur — rur wiertniczych, kołnierzy wiertniczych, wierteł, obudów, rur, żerdzi ssących i rur przewodowych — ma kluczowe znaczenie dla wydajności i bezpieczeństwa operacji wiertniczych. Niniejszy blog ma na celu zapewnienie szczegółowego przeglądu tych komponentów, ich rozmiarów i ich sekwencyjnego wykorzystania w odwiertach ropy naftowej i gazu.

1. Rura wiertnicza, kołnierz wiertniczy i rozmiary wierteł

Rury wiertnicze stanowią podstawę operacji wiercenia, przenosząc moc z powierzchni na wiertło podczas cyrkulacji płynu wiertniczego. Typowe rozmiary obejmują:

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

Obroże wiertnicze zwiększyć wagę wiertła, zapewniając jego skuteczną penetrację skały. Typowe rozmiary to:

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

Wiertła przeznaczone są do kruszenia i przecinania formacji skalnych. Ich rozmiary różnią się znacznie w zależności od wymaganej średnicy otworu wiertniczego:

  • 3 7/8 cala (98,4 mm) do 26 cali (660,4 mm)

2. Rozmiary obudów i rurek

Rura osłonowa stabilizuje otwór wiertniczy, zapobiega zapadaniu się i izoluje różne formacje geologiczne. Jest instalowany etapami, przy czym każdy przewód ma większą średnicę niż ten w środku:

  • Obudowa powierzchniowa: 13 3/8 cala (339,7 mm) lub 16 cali (406,4 mm)
  • Obudowa pośrednia: 9 5/8 cala (244,5 mm) lub 10 3/4 cala (273,1 mm)
  • Obudowa produkcyjna: 7 cali (177,8 mm) lub 5 1/2 cala (139,7 mm)

Wąż olejowy jest wkładany do wnętrza obudowy w celu transportu ropy i gazu na powierzchnię. Typowe rozmiary rur obejmują:

  • 1,050 cala (26,7 mm)
  • 1,315 cala (33,4 mm)
  • 1,660 cala (42,2 mm)
  • 1900 cali (48,3 mm)
  • 2 3/8 cala (60,3 mm)
  • 2 7/8 cala (73,0 mm)
  • 3 1/2 cala (88,9 mm)
  • 4 cale (101,6 mm)

3. Rozmiary prętów ssących i rurek

Pręty ssące podłączyć pompę powierzchniową do pompy głębinowej, umożliwiając podnoszenie cieczy ze studni. Są one wybierane na podstawie rozmiaru rurki:

  • Dla rurek 2 3/8 cala: 5/8 cala (15,9 mm), 3/4 cala (19,1 mm) lub 7/8 cala (22,2 mm)
  • Dla rurki o średnicy 2 7/8 cala: 3/4 cala (19,1 mm), 7/8 cala (22,2 mm) lub 1 cal (25,4 mm)

4. Rozmiary rur przewodowych

Rury liniowe transport wydobytych węglowodorów z głowicy do zakładów przeróbczych lub rurociągów. Są wybierane na podstawie wielkości produkcji:

  • Małe pola: 2 cale (60,3 mm), 4 cale (114,3 mm)
  • Średnie pola: 6 cali (168,3 mm), 8 cali (219,1 mm)
  • Duże pola: 10 cali (273,1 mm), 12 cali (323,9 mm), 16 cali (406,4 mm)

Sekwencyjne wykorzystanie rur w odwiertach naftowych i gazowych

1. Etap wiercenia

  • Operację wiercenia rozpoczyna się od wiertło przebijanie się przez formacje geologiczne.
  • Rury wiertnicze przenoszą moc obrotową i płyn wiertniczy na wiertło.
  • Kołnierze wiertnicze dodaj wagę do bitu, zapewniając jego skuteczną penetrację.

2. Etap osłony

  • Po osiągnięciu pewnej głębokości, obudowa jest instalowany w celu ochrony odwiertu i izolowania różnych formacji.
  • Ciągi obudowy powierzchniowej, pośredniej i produkcyjnej uruchamiane są sekwencyjnie w miarę postępu wiercenia.

3. Zakończenie i etap produkcji

  • Rury montowany jest wewnątrz obudowy produkcyjnej w celu ułatwienia przepływu węglowodorów na powierzchnię.
  • Pręty ssące stosowane są w studniach ze sztucznymi podnośnikami, łączącymi pompę głębinową z jednostką powierzchniową.

4. Etap transportu powierzchniowego

  • Rury przewodowe transportują ropa naftowa i gaz wydobywane ze studni do zakładów przetwórczych lub głównych rurociągów.

Wniosek

Zrozumienie roli, rozmiarów i sekwencyjnego wykorzystania tych towarów rurowych jest niezbędne dla wydajnej i bezpiecznej eksploatacji ropy naftowej i gazu. Właściwy dobór i obsługa rur wiertniczych, kołnierzy wiertniczych, wierteł, obudów, rur, żerdzi ssących i rur przewodowych zapewniają integralność strukturalną odwiertu i optymalizują wydajność produkcji.

Dzięki skutecznej integracji tych komponentów przemysł naftowy i gazowy może nadal zaspokajać światowe zapotrzebowanie na energię, utrzymując jednocześnie wysokie standardy bezpieczeństwa i efektywności operacyjnej.

13Cr vs Super 13Cr: analiza porównawcza

/w /Autor

W wymagającym środowisku przemysłu naftowego i gazowego wybór materiałów ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia trwałości i wydajności operacji. Wśród niezliczonej ilości dostępnych materiałów stale nierdzewne 13Cr i Super 13Cr wyróżniają się niezwykłymi właściwościami i przydatnością w wymagających środowiskach. Materiały te zrewolucjonizowały branżę, zapewniając wyjątkową odporność na korozję i solidne właściwości mechaniczne. Zagłębmy się w unikalne cechy i zastosowania stali nierdzewnych 13Cr i Super 13Cr.

Zrozumienie stali nierdzewnej 13Cr

Stal nierdzewna 13Cr, stop martenzytyczny zawierający około 13% chromu, stała się podstawą w sektorze naftowo-gazowym. Jego skład zazwyczaj zawiera niewielkie ilości węgla, manganu, krzemu, fosforu, siarki i molibdenu, co zapewnia równowagę między wydajnością a kosztami.

Krytyczne właściwości 13Cr:

  • Odporność na korozję:13Cr oferuje godną pochwały odporność na korozję, szczególnie w środowiskach zawierających CO2. Dzięki temu idealnie nadaje się do stosowania w rurach wiertniczych i obudowach, gdzie spodziewane jest narażenie na działanie czynników korozyjnych.
  • Siła mechaniczna: Przy umiarkowanej wytrzymałości mechanicznej 13Cr zapewnia trwałość niezbędną do różnych zastosowań.
  • Wytrzymałość i twardośćMateriał ten charakteryzuje się dobrą wytrzymałością i twardością, co ma kluczowe znaczenie dla wytrzymywania naprężeń mechanicznych występujących w procesach wiercenia i wydobywania.
  • Spawalność:Staliwo 13Cr znane jest ze swojej dość dobrej spawalności, co pozwala na jego wykorzystanie w różnych zastosowaniach bez większych komplikacji podczas produkcji.

Zastosowania w przemyśle naftowym i gazowym: Stal nierdzewna 13Cr jest szeroko stosowana w konstrukcji rur, obudów i innych komponentów narażonych na łagodne środowiska korozyjne. Jej zrównoważone właściwości sprawiają, że jest to niezawodny wybór zapewniający integralność i wydajność operacji związanych z ropą i gazem.

Przedstawiamy Super 13Kr: Ulepszony stop

Super 13Cr wykorzystuje zalety 13Cr o krok dalej, poprzez dodanie dodatkowych pierwiastków stopowych, takich jak nikiel i molibden. Poprawia to właściwości, dzięki czemu nadaje się do bardziej agresywnych środowisk korozyjnych.

Krytyczne właściwości Super 13Cr:

  • Doskonała odporność na korozję:Super 13Cr oferuje lepszą odporność na korozję w porównaniu do standardowego 13Cr, szczególnie w środowiskach zawierających wyższe poziomy CO2 i obecność H2S. Dzięki temu jest doskonałym wyborem w trudniejszych warunkach.
  • Wyższa wytrzymałość mechaniczna:Stop charakteryzuje się większą wytrzymałością mechaniczną, co zapewnia mu odporność na większe naprężenia i ciśnienia.
  • Poprawiona wytrzymałość i twardość: Dzięki lepszej wytrzymałości i twardości Super 13Cr zapewnia zwiększoną trwałość i długowieczność w wymagających zastosowaniach.
  • Zwiększona spawalność:Ulepszony skład stali Super 13Cr zapewnia lepszą spawalność, co ułatwia jej wykorzystanie w skomplikowanych procesach produkcyjnych.

Zastosowania w przemyśle naftowym i gazowym: Super 13Cr jest dostosowany do stosowania w bardziej agresywnych środowiskach korozyjnych, takich jak te o wyższym poziomie CO2 i obecności H2S. Jego doskonałe właściwości są idealne do rur wiertniczych, obudów i innych krytycznych komponentów w trudnych polach naftowych i gazowych.

Wybór odpowiedniego stopu do Twoich potrzeb

Wybór między stalami nierdzewnymi 13Cr i Super 13Cr ostatecznie zależy od konkretnych warunków środowiskowych i wymagań wydajnościowych Twoich operacji naftowych i gazowych. Podczas gdy 13Cr zapewnia ekonomiczne rozwiązanie z dobrą odpornością na korozję i właściwościami mechanicznymi, Super 13Cr oferuje lepszą wydajność w bardziej wymagających środowiskach.

Kluczowe kwestie:

  • Warunki środowiska:Oceń zawartość CO2, H2S i innych elementów korozyjnych w środowisku pracy.
  • Wymagania dotyczące wydajności: Określ niezbędną wytrzymałość mechaniczną, wytrzymałość i twardość dla konkretnego zastosowania.
  • Koszt kontra korzyść: Porównaj koszt materiału z korzyściami płynącymi z ulepszonych właściwości i dłuższej żywotności.

Wniosek

W ciągle rozwijającym się przemyśle naftowym i gazowym wybór materiałów, takich jak stale nierdzewne 13Cr i Super 13Cr, ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia niezawodności, wydajności i bezpieczeństwa operacji. Zrozumienie unikalnych właściwości i zastosowań tych stopów pozwala profesjonalistom z branży podejmować świadome decyzje, co ostatecznie przyczynia się do sukcesu i zrównoważonego rozwoju ich projektów. Niezależnie od tego, czy chodzi o zrównoważoną wydajność 13Cr, czy też o doskonałe właściwości Super 13Cr, materiały te nadal odgrywają kluczową rolę w rozwijaniu możliwości sektora naftowego i gazowego.

Towary rurowe z krajów naftowych (OCTG)

/w /Autor

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.

Coś, co musisz wiedzieć: wykończenie powierzchni czołowej kołnierza

/w /Autor

The Kod ASME B16.5 wymaga, aby powierzchnia kołnierza (powierzchnia wypukła i powierzchnia płaska) miała określoną chropowatość, aby zapewnić kompatybilność tej powierzchni z uszczelką i zapewnić wysoką jakość uszczelnienia.

Wymagane jest ząbkowane wykończenie, koncentryczne lub spiralne, z 30 do 55 rowkami na cal i wynikającą z tego chropowatością pomiędzy 125 a 500 mikrocalów. Pozwala to na udostępnienie przez producentów kołnierzy różnych stopni wykończenia powierzchni powierzchni styku uszczelki w kołnierzach metalowych.

Wykończenie czołowe kołnierza

Ząbkowane wykończenie

Wykończenie zapasów
Najpowszechniej stosowane wykończenie powierzchni kołnierzy, ponieważ praktycznie nadaje się do wszystkich zwykłych warunków pracy. Pod wpływem ściskania miękka powierzchnia uszczelki osadzi się w tym wykończeniu, co pomaga w utworzeniu uszczelnienia, a pomiędzy współpracującymi powierzchniami generowany jest wysoki poziom tarcia.

Wykończenie tych kołnierzy jest generowane za pomocą narzędzia z okrągłą końcówką o promieniu 1,6 mm przy posuwie 0,8 mm na obrót do 12 cali. W przypadku rozmiarów 14 cali i większych wykończenie wykonuje się za pomocą narzędzia z okrągłą końcówką 3,2 mm z posuwem 1,2 mm na obrót.

Wykończenie powierzchni czołowej kołnierza — wykończenie standardoweWykończenie powierzchni czołowej kołnierza — wykończenie standardowe

Ząbkowane spiralnie
Jest to również rowek ciągły lub spiralny fonograficzny, ale różni się od standardowego wykończenia tym, że rowek jest zwykle generowany przy użyciu narzędzia o kącie 90°, które tworzy geometrię „V” z ząbkowaniem pod kątem 45°.

Wykończenie powierzchni czołowej kołnierza – ząbkowane spiralnie

Koncentryczne ząbkowane
Jak sama nazwa wskazuje, wykończenie to składa się z koncentrycznych rowków. Używa się narzędzia 90°, a ząbki są rozmieszczone równomiernie na powierzchni czołowej.

Wykończenie powierzchni czołowej kołnierza — koncentryczne ząbkowane

Gładki koniec
Na tym wykończeniu nie widać widocznych oznaczeń narzędzi. Wykończenia te są zwykle stosowane w przypadku uszczelek z okładzinami metalowymi, takimi jak podwójna powłoka, stal płaska i metal falisty. Gładkie powierzchnie łączą się, tworząc uszczelnienie i zależą od płaskości przeciwległych powierzchni, aby uzyskać uszczelnienie. Zwykle osiąga się to poprzez utworzenie powierzchni stykowej uszczelki przez ciągły (czasami nazywany fonograficznym) spiralny rowek utworzony przez narzędzie z okrągłą końcówką o promieniu 0,8 mm przy szybkości posuwu 0,3 mm na obrót i głębokości 0,05 mm. W rezultacie uzyskana zostanie chropowatość wynosząca od Ra 3,2 do 6,3 mikrometra (125–250 mikro cali).

Wykończenie powierzchni czołowej kołnierza — gładkie wykończenie

GŁADKI KONIEC

Czy nadaje się do uszczelek spiralnych i uszczelek niemetalowych? Do jakich zastosowań przeznaczony jest ten typ?

Kołnierze z gładkim wykończeniem są bardziej powszechne w przypadku rurociągów niskociśnieniowych i/lub o dużej średnicy i są przeznaczone głównie do stosowania z uszczelkami z litego metalu lub zwijanymi spiralnie.

Gładkie wykończenia są zwykle spotykane na maszynach lub złączach kołnierzowych innych niż kołnierze rur. Podczas pracy z gładkim wykończeniem należy rozważyć zastosowanie cieńszej uszczelki, aby zmniejszyć efekt pełzania i płynięcia na zimno. Należy jednak zauważyć, że zarówno cieńsza uszczelka, jak i gładkie wykończenie same w sobie wymagają większej siły ściskającej (tzn. momentu obrotowego śruby), aby uzyskać uszczelnienie.

Obróbka powierzchni czołowych uszczelek kołnierzy w celu uzyskania gładkiego wykończenia Ra = 3,2 – 6,3 mikrometra (= 125 – 250 mikro cali AARH)

AARH oznacza średnią arytmetyczną wysokość chropowatości. Służy do pomiaru chropowatości (raczej gładkości) powierzchni. 125 AARH oznacza, że 125 mikro cali będzie średnią wysokością wzlotów i upadków powierzchni.

63 AARH jest określony dla złączy pierścieniowych.

Dla uszczelek spiralnych określono wartość 125-250 AARH (nazywa się to gładkim wykończeniem).

250-500 AARH (nazywa się to wykończeniem podstawowym) jest określone dla miękkich uszczelek, takich jak BEZAzbestowe, arkusze grafitowe, elastomery itp. Jeśli zastosujemy gładkie wykończenie dla miękkich uszczelek, nie wystąpi wystarczający „efekt wgryzania”, a zatem połączenie może wystąpić wyciek.

Czasami AARH jest również określany jako Ra, co oznacza średnią szorstkości i oznacza to samo.

Rura przewodowa bez szwu API 5L Gr.B z powłoką 3LPE zgodna z CAN CSA Z245.21

Pomyślna dostawa zamówienia CAN/CSA-Z245.21 Rura przewodowa powlekana 3LPE

/w /Autor

Klient, którego śledzimy od 8 lat, w końcu złożył zamówienie. Zamówienie dotyczy partii rur o średnicach NPS 3”, NPS 4”, NPS 6” i NPS 8”, grubości SCH40, pojedynczej długości 11,8 M, z 2,5 mm grubości 3-warstwową powłoką polietylenową w celu ochrony przed korozją, które zostaną zakopane w ziemi w celu transportu gazu ziemnego.

Rury produkowane są zgodnie z Rura bezszwowa API 5L PSL 1 Gr. B standard i powłoka antykorozyjna są produkowane zgodnie z CAN/CSA-Z245.21 standard.

Rura przewodowa bez szwu API 5L Gr.B z powłoką 3LPE zgodna z CAN CSA Z245.21

Rura przewodowa bez szwu API 5L Gr.B z powłoką 3LPE zgodna z CAN CSA Z245.21

Schemat procesu produkcji rur bez szwu

Schemat procesu produkcji rur bez szwu

Schemat procesu produkcyjnego powłoki 3LPE

Schemat procesu produkcyjnego powłoki 3LPE

Nasze rury bezszwowe są walcowane w najnowocześniejszej na świecie walcowni PQF, która jest produkowana przez SMS Group w Niemczech. Nasze powłoki 3LPE są produkowane w naszej najnowocześniejszej linii powlekania w Chinach, co zapewnia, że specyfikacje rur i powłok w pełni spełniają wymagania naszych klientów.

Jeśli masz jakiekolwiek zapotrzebowanie na rury przewodowe z powłoką 3LPE/3LPP/FBE/LE, skontaktuj się z nami, aby uzyskać wycenę za pośrednictwem poczty e-mail na adres [email protected]. Będziemy ściśle kontrolować jakość i lepiej wspierać Cię pod względem ceny i serwisu!

PTT Tajlandia – Projekt molo naftowego w Kambodży

/w /Autor

PTT Tajlandia – Projekt molo naftowego w Kambodży

Projekt: Molo Naftowe
Lokalizacja: Kambodża
Czas trwania: luty 2021 – lipiec 2021

Wymagany produkt: Rury stalowe, łączniki rurowe, kołnierze rurowe
Dane techniczne: API 5L gr.B, ASME B16.9, ASME B16.5
Ilość: 75 ton rur stalowych, 130 sztuk złączek rurowych i kołnierzy
Używać: System rurociągów podmorskich na molo naftowym
Dane techniczne powłok: DIN 30670-2012 Powłoka 3LPE
Używać: Zapobieganie korozji spowodowanej wodą morską i solą morską oraz wydłużanie żywotności