Wpisy

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.

Zastosowania przewodu wiertniczego, obudowy i rur w wierceniach naftowych

Wytyczne dotyczące wiercenia: przewód wiertniczy, rura osłonowa i rura

/w /Autor

Wiercenie ropy naftowej i gazu wymaga skomplikowanego sprzętu i technik, aby dotrzeć do złóż pod powierzchnią ziemi. Przewód wiertniczy, obudowa i rura są najważniejszymi elementami każdej operacji wiertniczej. Każdy z nich odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa, wydajności i sukcesu projektu wiertniczego. Zrozumienie wytycznych dotyczących wiercenia i najlepszych praktyk ich stosowania jest niezbędne zarówno dla inżynierów, jak i operatorów wiertniczych.

W tym przewodniku omówiono kluczowe aspekty przewodów wiertniczych, obudów i rur, zapewniając rozwiązania typowych wyzwań napotykanych w eksploracji ropy naftowej i gazu. Niezależnie od tego, czy zarządzasz operacją wiertniczą, czy pracujesz w eksploracji, te Wytyczne dotyczące wiercenia pomoże Ci poruszać się po skomplikowanych zagadnieniach każdego komponentu i zapewni płynny, wydajny proces wiercenia.

Przewód wiertniczy: kręgosłup operacji wiertniczej

A przewód wiertniczy jest zespołem, który przekazuje ruch obrotowy z powierzchni do wiertła na dnie odwiertu. Składa się z kilku połączonych ze sobą części, w tym rury wiertnicze, obroże, I połączenia narzędziowePrzewód wiertniczy jest niezbędny do wiercenia odwiertów, ponieważ nie tylko obraca wiertło, ale także ułatwia cyrkulację płynów wiertniczych.

Kluczowe elementy przewodu wiertniczego:

  • Rura wiertnicza:Pusta rura, która przenosi siłę obrotową i umożliwia cyrkulację płynu wiertniczego.
  • Obroże wiertnicze:Cięższe, grubościenne rury, które stanowią ciężar dla wiertła, pomagając mu przecinać skały.
  • Połączenia narzędziowe:Połączenia gwintowane łączące ze sobą segmenty rury wiertniczej.

Typowe problemy z wiertnicami i ich rozwiązania:

  1. Zmęczenie i porażka:Ze względu na ogromne naprężenia działające na przewody wiertnicze, często dochodzi do uszkodzeń zmęczeniowych, zwłaszcza w głębszych odwiertach.
    • Rozwiązanie:Aby ograniczyć koncentrację naprężeń, należy regularnie kontrolować i obracać rury wiertnicze, stosować złącza najwyższej jakości, a w przypadku głębszych odwiertów rozważyć użycie stali wyższej jakości.
  2. Zablokowana rura:Przewody wiertnicze mogą się zakleszczyć na skutek różnicowego przywierania, przywierania mechanicznego lub zapadania się otworu.
    • Rozwiązanie:Używaj odpowiedniego płynu wiertniczego, aby kontrolować ciśnienie w odwiercie, monitoruj moment obrotowy i opór pod kątem oznak zakleszczania się oraz wcześnie zastosuj techniki wycofywania, aby uwolnić rurę, zanim wystąpią poważne problemy.
  3. Skręcanie i wyboczenie:Przewody wiertnicze mogą ulegać wyboczeniu lub skręceniu, co może prowadzić do uszkodzenia połączeń narzędzi.
    • Rozwiązanie:Aby zapobiec wyboczeniu osiowemu, należy zadbać o właściwy rozkład ciężaru, stosując odpowiednią liczbę kołnierzy wiertniczych i stabilizatorów wiertniczych.

Przewód wiertniczy stanowi najbardziej dynamiczną część procesu wiercenia, wymagającą starannego planowania i stałego monitorowania w celu zapewnienia bezpieczeństwa i efektywności operacji wiertniczych.

Zastosowania przewodu wiertniczego, obudowy i rur w wierceniach naftowych

Obudowa:Ochrona otworu wiertniczego i zapobieganie zawaleniu

Obudowa jest rurą o dużej średnicy wprowadzoną do odwiertu i zacementowaną w celu stabilizacji otworu wiertniczego i zapobiegania jego zapadaniu się. Obudowa izoluje również różne formacje podpowierzchniowe, zapobiega migracji płynów i utrzymuje dobrą integralność.

Rodzaje obudów:

  1. Obudowa przewodnika:To pierwszy zestaw rur osłonowych w odwiercie. Zapobiega zapadaniu się formacji powierzchniowych i chroni płytkie wody gruntowe.
  2. Obudowa powierzchniowa: Następnie jest on instalowany głębiej w odwiercie, zabezpieczając przed wyciekami i zapobiegając zanieczyszczeniu powierzchni.
  3. Obudowa pośrednia:Układa się go między obudową powierzchniową a produkcyjną, aby zapobiec natknięciu się odwiertu na problematyczne strefy, takie jak niestabilne formacje lub strefy wysokiego ciśnienia.
  4. Obudowa produkcyjna:Ostatnia rura osłonowa izoluje formację produkcyjną i umożliwia przepływ węglowodorów przez odwiert.

Typowe problemy z obudową i rozwiązania:

  1. Niestabilność otworu wiertniczego:W przypadku formacji wysokociśnieniowych niewłaściwa konstrukcja obudowy może doprowadzić do zapadnięcia się otworu wiertniczego lub niekontrolowanego napływu płynu.
    • Rozwiązanie:Użyj właściwie zaprojektowany program obudowy, biorąc pod uwagę głębokość odwiertu, warunki ciśnieniowe i właściwości złoża, aby zapewnić odpowiednią stabilizację otworu wiertniczego.
  2. Zużycie obudowy:Długotrwałe operacje wiertnicze lub nadmierne obciążenia boczne mogą powodować zużycie obudowy i osłabiać jej strukturę.
    • Rozwiązanie:Zastosuj obudowę odporną na zużycie lub zastosuj centralizatory aby utrzymać obudowę centralnie w otworze wiertniczym, minimalizując kontakt ze ścianami bocznymi.
  3. Wycieki obudowy:Niewłaściwe cementowanie lub uszkodzenie obudowy może być przyczyną przecieków, co może prowadzić do problemów z ciśnieniem lub wzajemnego zanieczyszczenia formacji.
    • Rozwiązanie:Przeprowadzaj regularne testy ciśnieniowe i dzienniki wiązania cementu aby zapewnić integralność obudowy i niezwłocznie naprawić wszelkie nieszczelności, stosując wyciskanie cementu lub inne metody interwencji.

Obudowa jest niezbędna do zachowania jej integralności, a stosowanie się do najlepszych praktyk może pomóc uniknąć wielu kosztownych problemów związanych z awarią obudowy.

Zastosowania przewodu wiertniczego, obudowy i rur w wierceniach naftowych

Rury:Droga do produkcji

Rury jest rurą o mniejszej średnicy umieszczoną wewnątrz obudowy, która transportuje ropę, gaz lub inne wydobywane płyny z odwiertu na powierzchnię. Rury są zaprojektowane tak, aby wytrzymać wysokie ciśnienia i środowiska korozyjne często występujące w odwiertach produkcyjnych, co czyni je krytycznym elementem fazy produkcyjnej cyklu życia odwiertu.

Ważne kwestie dotyczące rur:

  1. Rozmiar rury:Średnicę przewodu należy dobrać ostrożnie, aby zmaksymalizować produkcję przy jednoczesnym zminimalizowaniu spadków ciśnienia.
  2. Odporność na korozję:Rury są często narażone na działanie środowiska korozyjnego, szczególnie w studniach wydobywających kwaśny gaz lub tych o wysokim poziomie CO₂ lub H₂S. Stopy odporne na korozję, takie jak 13Kr, Super 13Kr, Lub stopy na bazie niklu może pomóc wydłużyć żywotność rurek.
  3. Połączenia rurowe:Wysokiej jakości połączenia gwintowane gwarantują szczelność połączeń i zachowują dobrą integralność pod ciśnieniem.

Typowe problemy z rurami i ich rozwiązania:

  1. Korozja i erozja:Rury są podatne na korozję i erozję ze względu na agresywne płyny i duże prędkości przepływu występujące w procesie produkcyjnym.
    • Rozwiązanie:Należy wybierać materiały odporne na korozję, stosować powłoki wewnętrzne lub wykładziny i monitorować właściwości płynu, aby zapobiec szybkiemu pogorszeniu się stanu rur.
  2. Zapadnięcie się rury:Nadmierne ciśnienie zewnętrzne lub niewystarczająca grubość ścianki może spowodować zapadnięcie się rury i zatrzymanie produkcji.
    • Rozwiązanie:Wykonuj regularne testy ciśnieniowe, aby mieć pewność, że rury mieszczą się w granicach eksploatacyjnych, a w przypadku odwiertów o wyższym ciśnieniu w odwiercie wybierz rury o wyższym współczynniku zapadania.
  3. Ułuskowienie:Wewnątrz rur może gromadzić się kamień mineralny, co zmniejsza przepływ wody i może powodować jej zatykanie.
    • Rozwiązanie:Aby zminimalizować tworzenie się kamienia w otworze wiertniczym, należy stosować inhibitory chemiczne lub mechaniczne metody usuwania kamienia i rozważyć zabiegi zapobiegawcze.

Rury zapewniają krytyczną ścieżkę, przez którą węglowodory przemieszczają się na powierzchnię, co czyni je kluczowymi dla wydajności produkcji odwiertu. Staranny dobór materiałów i regularna konserwacja mogą znacznie wydłużyć żywotność rur.

Wytyczne dotyczące wierceń w celu optymalizacji integralności i wydajności odwiertu

Podczas wiercenia odwiertu wzajemne oddziaływanie przewód wiertniczy, obudowa, I rury muszą być starannie zarządzane, aby zapewnić pomyślne i bezpieczne operacje wiertnicze. Oto kilka najlepszych praktyk i Wytyczne dotyczące wiercenia pamiętać:

  1. Zaplanuj projekt studni ostrożnie: Zrozumienie warunków podpowierzchniowych, takich jak ciśnienie, temperatura i stabilność formacji, ma kluczowe znaczenie dla wyboru właściwego sprzętu. Prawidłowy, zdrowy projekt zapewnia użycie odpowiednich rozmiarów i gatunków obudowy, zapobiegając niepotrzebnym opóźnieniom lub awariom sprzętu.
  2. Monitoruj stale stan studni:Podczas wiercenia kluczowe jest monitorowanie warunków w otworze wiertniczym, takich jak moment obrotowy, opór i ciśnienie. Te wskaźniki mogą zapewnić wczesne sygnały ostrzegawcze problemów, takich jak zatkane rury lub zapadnięcie się otworu wiertniczego, umożliwiając podjęcie działań naprawczych przed eskalacją problemów.
  3. Przeprowadzaj regularne kontrole: Przewody wiertnicze, obudowy i rury są narażone na zużycie. Rutynowe kontrole — wizualne i przy użyciu specjalistycznych narzędzi, takich jak suwmiarki i ultradźwięki — mogą pomóc w identyfikacji wczesnych oznak zmęczenia lub korozji, zapobiegając katastrofalnym awariom.
  4. Optymalizacja płynów wiertniczych:Płyny wiertnicze odgrywają znaczącą rolę w dobrej integralności, ponieważ pomagają kontrolować ciśnienie w odwiercie, chłodzić wiertło i transportować zwierciny na powierzchnię. Odpowiednie właściwości płynu mogą zapobiegać niestabilności otworu wiertniczego, chronić obudowę i rury przed korozją i zmniejszać ryzyko przywierania rur.
  5. Wybierz materiały wysokiej jakości: W środowiskach o dużym naprężeniu lub korozyjnym jakość materiałów używanych do rur wiertniczych, obudów i rur staje się krytyczna. Inwestowanie w stal o wysokiej wytrzymałości, stopy odporne na korozję i wysokiej jakości połączenia opłaci się poprzez zwiększenie żywotności i zmniejszenie konieczności kosztownych interwencji.

Wniosek

W przemyśle naftowym i gazowym przewód wiertniczy, obudowa, I rury są nieopiewanymi bohaterami, którzy zapewniają sukces i bezpieczeństwo operacji wiertniczych. Zrozumienie ich roli i sposobu rozwiązywania typowych problemów jest kluczowe dla zdrowej integralności i wydajnej produkcji. Postępując zgodnie z tymi Wytyczne dotyczące wiercenia i najlepszych praktyk, inżynierowie i operatorzy wiertnic mogą optymalizować swoje działania, minimalizować ryzyko i poprawiać jakość dźwięku.

Niezależnie od tego, czy chodzi o wiercenie odwiertów poszukiwawczych w odległych regionach, czy zarządzanie odwiertami o dużej wydajności na morzu, właściwe podejście do wyboru i konserwacji tych niezbędnych elementów poprawi zarówno krótkoterminowy sukces, jak i długoterminową rentowność.