Wpisy

Badanie kluczowej roli rur stalowych w poszukiwaniach ropy i gazu

/w /Autor

I. Podstawowa wiedza na temat rur dla przemysłu naftowego i gazowego

1. Wyjaśnienie terminologii

API: Skrót od Amerykański Instytut Paliw.
OKTG: Skrót od Towary rurowe z krajów naftowych, w tym rura osłonowa oleju, rura olejowa, rura wiertnicza, kołnierz wiertniczy, wiertła, pręt ssący, złącza Pup itp.
Węże olejowe: Rury stosuje się w odwiertach naftowych do wydobycia ropy naftowej, ekstrakcji gazu, wtryskiwania wody i szczelinowania kwasowego.
Obudowa: Rura opuszczana z powierzchni gruntu do wywierconego otworu wiertniczego jako wykładzina zapobiegająca zawaleniu się ściany.
Rura wiertnicza: Rura używana do wiercenia otworów wiertniczych.
Rura przewodowa: Rura używana do transportu ropy lub gazu.
Złącza: Cylindry służące do łączenia dwóch rur gwintowanych z gwintem wewnętrznym.
Materiał złącza: Rura używana do produkcji złączek.
Wątki API: Gwinty rurowe określone w normie API 5B, w tym okrągłe gwinty rur olejowych, krótkie okrągłe gwinty obudowy, długie okrągłe gwinty obudowy, częściowe gwinty trapezowe obudowy, gwinty rur przewodowych i tak dalej.
Połączenie premium: Gwinty inne niż API ze specjalnymi właściwościami uszczelniającymi, właściwościami połączeń i innymi właściwościami.
Awarie: deformację, pęknięcie, uszkodzenie powierzchni i utratę pierwotnej funkcji w określonych warunkach użytkowania.
Główne formy niepowodzeń: zmiażdżenie, poślizg, pęknięcie, wyciek, korozja, sklejenie, zużycie i tak dalej.

2. Normy związane z ropą naftową

Specyfikacja API 5B, wydanie 17 – Specyfikacja gwintowania, sprawdzania i kontroli gwintów osłon, rurek i rur przewodowych
Specyfikacja API 5L, wydanie 46 – Specyfikacja rury przewodowej
Specyfikacja API 5CT, wydanie 11 – Specyfikacja obudowy i rurek
Specyfikacja API 5DP, wydanie 7 – Specyfikacja rury wiertniczej
Specyfikacja API 7-1, wydanie 2 – Specyfikacja elementów trzonu wiertła obrotowego
Specyfikacja API 7-2, wydanie 2 – Specyfikacja gwintowania i sprawdzania połączeń gwintowych z kołnierzem obrotowym
Specyfikacja API 11B, wydanie 24 – Specyfikacja prętów ssących, polerowanych prętów i wykładzin, złączy, prętów ciężarkowych, polerowanych zacisków prętów, dławnic i trójników pompujących
ISO 3183:2019 – Przemysł naftowy i gazowniczy – Rury stalowe do rurociągowych systemów transportowych
ISO 11960:2020 – Przemysł naftowy i gazowniczy – Rury stalowe do użytku jako osłony lub przewody rurowe do studni
NACE MR0175 / ISO 15156:2020 – Przemysł naftowy i gazowy – Materiały do stosowania w środowiskach zawierających H2S w produkcji ropy i gazu

II. Wąż olejowy

1. Klasyfikacja przewodów olejowych

Węże olejowe dzielą się na przewody olejowe niespękane (NU), przewody olejowe ze spękanymi zewnętrznymi (UE) i przewody olejowe ze złączem integralnym (IJ). Węże olejowe NU oznaczają, że koniec rurki ma normalną grubość i bezpośrednio obraca gwint i łączy złącza. Spęczona rurka oznacza, że końce obu rurek są spęczone zewnętrznie, a następnie gwintowane i łączone. Rury ze złączem integralnym oznaczają, że jeden koniec rury jest spęczony gwintami zewnętrznymi, a drugi koniec jest spęczony gwintami wewnętrznymi i połączony bezpośrednio bez złączy.

2. Funkcja przewodu olejowego

① Wydobycie ropy i gazu: po wywierceniu i zacementowaniu odwiertów naftowych i gazowych, rurę umieszcza się w obudowie naftowej w celu wydobycia ropy i gazu na ziemię.
② Wtrysk wody: gdy ciśnienie w odwiercie jest niewystarczające, wstrzyknij wodę do studni przez rurkę.
③ Wstrzykiwanie pary: W przypadku odzyskiwania gorącego gęstego oleju para powinna być wprowadzana do odwiertu za pomocą izolowanych rurek naftowych.
④ Zakwaszanie i szczelinowanie: Na późnym etapie wiercenia odwiertów lub w celu usprawnienia wydobycia odwiertów naftowych i gazowych konieczne jest wprowadzenie środka zakwaszającego i szczelinującego lub materiału utwardzającego do warstwy ropy i gazu, a medium i materiał utwardzający są transportowany rurką olejową.

3. Gatunek stali rur olejowych

Gatunki stali rur olejowych to H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 dzieli się na N80-1 i N80Q, oba mają takie same właściwości rozciągające, dwie różnice to różnice w stanie dostawy i udarności, dostawa N80-1 w stanie znormalizowanym lub gdy końcowa temperatura walcowania jest większa niż temperatura temperatura krytyczna Ar3 i redukcja naprężenia po schłodzeniu powietrzem i można ją zastosować do walcowania na gorąco zamiast normalizacji, nie są wymagane badania udarności i nieniszczące; N80Q należy poddać obróbce cieplnej (hartowanej i odpuszczanej). Obróbka cieplna, funkcja udarności powinna być zgodna z postanowieniami API 5CT i powinna obejmować badania nieniszczące.
L80 dzieli się na L80-1, L80-9Cr i L80-13Cr. Ich właściwości mechaniczne i stan dostawy są takie same. Różnice w zastosowaniu, trudności w produkcji i cena. L80-1 dla typu ogólnego, L80-9Cr i L80-13Cr to rury o wysokiej odporności na korozję, trudne w produkcji, drogie i zwykle stosowane w ciężkich studniach korozyjnych.
C90 i T95 dzielą się na 1 i 2 typy, a mianowicie C90-1, C90-2 i T95-1, T95-2.

4. Powszechnie używany gatunek stali, nazwa stali i status dostawy

Węże olejowe J55 (37Mn5) NU: walcowane na gorąco zamiast normalizowanego
J55 (37Mn5) Wąż olejowy UE: Pełnej długości Znormalizowany po spęczeniu
N80-1 (36Mn2V) Węże olejowe NU: walcowane na gorąco zamiast normalizowanego
N80-1 (36Mn2V) Węże olejowe UE: Pełnej długości Znormalizowane po spęczeniu
Wąż olejowy N80-Q (30Mn5): 30Mn5, hartowany na całej długości
Wąż olejowy L80-1 (30Mn5): 30Mn5, hartowany na całej długości
Węże olejowe P110 (25CrMnMo): 25CrMnMo, odpuszczane na całej długości
Złącze J55 (37Mn5): walcowane na gorąco, normalizowane na linii
Sprzęgło N80 (28MnTiB): Hartowane na całej długości
Sprzęgło L80-1 (28MnTiB): hartowane na całej długości
Sprzęgło P110 (25CrMnMo): Hartowane na całej długości

III. Rura osłonowa

1. Klasyfikacja i rola osłonki

Obudowa to stalowa rura podtrzymująca ścianę szybów naftowych i gazowych. W każdym odwiercie stosuje się kilka warstw obudowy, w zależności od głębokości wiercenia i warunków geologicznych. Cement służy do cementowania obudowy po jej opuszczeniu do odwiertu i w przeciwieństwie do rur naftowych i rur wiertniczych nie nadaje się do ponownego wykorzystania i należy do materiałów jednorazowego użytku. Dlatego zużycie osłon stanowi ponad 70 procent wszystkich rur do odwiertów naftowych. Obudowę można podzielić na obudowę przewodnika, obudowę pośrednią, obudowę produkcyjną i obudowę wykładzinową w zależności od jej przeznaczenia, a ich budowę w szybach naftowych pokazano na rysunku 1.

①Obudowa przewodu: Obudowa przewodnika, zwykle wykorzystująca gatunki API K55, J55 lub H40, stabilizuje głowicę odwiertu i izoluje płytkie warstwy wodonośne o średnicach zwykle około 20 cali lub 16 cali.

②Obudowa pośrednia: Osłona pośrednia, często wykonana z gatunków API K55, N80, L80 lub P110, służy do izolowania niestabilnych formacji i stref o zmiennym ciśnieniu, o typowych średnicach 13 3/8 cala, 11 3/4 cala lub 9 5/8 cala .

③Obudowa produkcyjna: Obudowa produkcyjna, wykonana ze stali wysokiej jakości, takiej jak gatunki API J55, N80, L80, P110 lub Q125, została zaprojektowana tak, aby wytrzymać ciśnienia produkcyjne, zwykle o średnicach 9 5/8 cala, 7 cali lub 5 1/2 cala.

④Obudowa wkładki: Wkładki rozciągają odwiert do zbiornika przy użyciu materiałów takich jak API klasy L80, N80 lub P110, o typowych średnicach 7 cali, 5 cali lub 4 1/2 cala.

⑤Rury: Rury transportują węglowodory na powierzchnię przy użyciu klas API J55, L80 lub P110 i są dostępne w średnicach 4 1/2 cala, 3 1/2 cala lub 2 7/8 cala.

IV. Rura wiertnicza

1. Klasyfikacja i funkcja rur do narzędzi wiertniczych

Kwadratowa rura wiertnicza, rura wiertnicza, rura wiertnicza z obciążeniem i kołnierz wiertniczy w narzędziach wiertniczych tworzą rurę wiertniczą. Rura wiertnicza to narzędzie do wiercenia rdzeniowego, które napędza wiertło z gruntu na dno studni, a także stanowi kanał biegnący z gruntu na dno studni. Ma trzy główne role:

① Aby przenieść moment obrotowy w celu napędzania wiertła do wiercenia;

② Poleganie na ciężarze wiertła w celu przełamania nacisku skały na dnie odwiertu;

③ Do transportu płynu płuczącego, czyli płuczki wiertniczej przez ziemię za pomocą wysokociśnieniowych pomp płuczkowych, kolumna wiertnicza do odwiertu wpływa na dno studni w celu wypłukania gruzu skalnego i ochłodzenia wiertła oraz przeniesienia gruzu skalnego przez zewnętrzną powierzchnię kolumny i ścianę studni między pierścieniem, aby powrócić do ziemi, aby osiągnąć cel wiercenia studni.

Rura wiertnicza w procesie wiercenia wytrzymuje różnorodne złożone obciążenia przemienne, takie jak rozciąganie, ściskanie, skręcanie, zginanie i inne naprężenia, powierzchnia wewnętrzna jest również poddawana szorowaniu i korozji błotem pod wysokim ciśnieniem.
(1) Kwadratowa rura wiertnicza: kwadratowa rura wiertnicza ma dwa rodzaje czworobocznej i sześciokątnej rury wiertniczej, w chińskiej rurze wiertniczej każdy zestaw kolumn wiertniczych zwykle wykorzystuje rurę wiertniczą typu czworobocznego. Jego specyfikacje to 63,5 mm (2-1/2 cala), 88,9 mm (3-1/2 cala), 107,95 mm (4-1/4 cala), 133,35 mm (5-1/4 cala), 152,4 mm ( 6 cali) i tak dalej. Zwykle stosowana długość wynosi 12 ~ 14,5 m.
(2) Rura wiertnicza: Rura wiertnicza jest głównym narzędziem do wiercenia studni, połączona z dolnym końcem kwadratowej rury wiertniczej, a w miarę dalszego pogłębiania się studni, rura wiertnicza jedna po drugiej wydłuża kolumnę wiertniczą. Specyfikacje rury wiertniczej to: 60,3 mm (2-3/8 cala), 73,03 mm (2-7/8 cala), 88,9 mm (3-1/2 cala), 114,3 mm (4-1/2 cala) , 127 mm (5 cali), 139,7 mm (5-1/2 cala) i tak dalej.
(3) Rura wiertnicza o dużej wytrzymałości: Obciążona rura wiertnicza to narzędzie przejściowe łączące rurę wiertniczą z kołnierzem wiertniczym, które może poprawić stan siły rury wiertniczej i zwiększyć nacisk na wiertło. Główne specyfikacje ważonej rury wiertniczej to 88,9 mm (3-1/2 cala) i 127 mm (5 cali).
(4) Kołnierz wiertniczy: kołnierz wiertniczy połączony jest z dolną częścią rury wiertniczej, która jest specjalną grubościenną rurą o dużej sztywności, wywierającą nacisk na wiertło w celu rozbicia skały i pełniącą rolę przewodnią podczas wiercenia prostego odwiertu. Typowe specyfikacje kołnierzy wiertniczych to 158,75 mm (6-1/4 cala), 177,85 mm (7 cali), 203,2 mm (8 cali), 228,6 mm (9 cali) i tak dalej.

V. Rura przewodowa

1. Klasyfikacja rur przewodowych

Rura przewodowa stosowana jest w przemyśle naftowym i gazowym do przesyłania rurociągów ropy naftowej, rafinowanej ropy naftowej, gazu ziemnego i wody w skrócie rura stalowa. Rurociągi do transportu ropy i gazu dzielą się głównie na rurociągi główne, rurociągi odgałęzione i rurociągi sieci miejskiej. Trzy rodzaje rurociągów głównych o zwykłych specyfikacjach dla ∅406 ~ 1219 mm, grubość ścianki 10 ~ 25 mm, gatunek stali X42 ~ X80 ; Rurociągi odgałęzione i rurociągi sieci miejskiej mają zwykle specyfikację dla ∅114 ~ 700 mm, grubość ścianki 6 ~ 20 mm, gatunek stali dla X42 ~ X80. Gatunek stali to X42 ~ X80. Rura przewodowa jest dostępna w wersji spawanej i bez szwu. Spawana rura przewodowa jest częściej używana niż bezszwowa rura przewodowa.

2. Standard rury przewodowej

API Spec 5L – Specyfikacja rury przewodowej
ISO 3183 – Przemysł naftowy i gazowy – Rury stalowe do rurociągowych systemów transportowych

3. PSL1 i PSL2

PSL to skrót od Poziom specyfikacji produktu. Poziom specyfikacji produktów rur przewodowych jest podzielony na PSL 1 i PSL 2, można również powiedzieć, że poziom jakości jest podzielony na PSL 1 i PSL 2. PSL 2 jest wyższy niż PSL 1, 2 poziomy specyfikacji nie tylko mają różne wymagania testowe, ale skład chemiczny i wymagania dotyczące właściwości mechanicznych są różne, więc zgodnie z zamówieniem API 5L warunki umowy oprócz określenia specyfikacji, gatunku stali i innych wspólnych wskaźników, ale muszą także wskazywać poziom specyfikacji produktu, czyli PSL 1 lub PSL 2. PSL 2 pod względem składu chemicznego, właściwości rozciągających, siły uderzenia, badań nieniszczących i innych wskaźników jest bardziej rygorystyczny niż PSL 1.

4. Gatunek stali rur przewodowych, skład chemiczny i właściwości mechaniczne

Gatunki stali rur przewodowych od niskiego do wysokiego dzielą się na: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 i X80. Szczegółowy skład chemiczny i właściwości mechaniczne można znaleźć w specyfikacji API 5L, wydanie 46.

5. Wymagania dotyczące próby hydrostatycznej rur przewodowych i badań nieniszczących

Rurę przewodową należy wykonywać odgałęzienie po odgałęzieniu, a norma nie pozwala na nieniszczące wytwarzanie ciśnienia hydraulicznego, co również stanowi dużą różnicę między standardem API a naszymi standardami. PSL 1 nie wymaga badań nieniszczących, PSL 2 powinien obejmować badania nieniszczące gałąź po gałęzi.

VI. Połączenia premium

1. Wprowadzenie Połączeń Premium

Premium Connection to gwint potokowy o specjalnej strukturze różniącej się od wątku API. Chociaż istniejąca gwintowana obudowa olejowa API jest szeroko stosowana w eksploatacji odwiertów naftowych, jej wady są wyraźnie widoczne w specjalnym środowisku niektórych pól naftowych: kolumna z okrągłymi rurami gwintowanymi API, chociaż jej właściwości uszczelniające są lepsze, siła rozciągająca przenoszona przez gwint część odpowiada jedynie wytrzymałości korpusu rury od 60% do 80% i dlatego nie może być stosowana w eksploatacji studni głębinowych; kolumna z rurą gwintowaną trapezową z gwintem API, chociaż jej wytrzymałość na rozciąganie jest znacznie wyższa niż w przypadku okrągłego połączenia gwintowego API, jej właściwości uszczelniające nie są tak dobre. Chociaż wytrzymałość kolumny na rozciąganie jest znacznie wyższa niż w przypadku połączenia z gwintem okrągłym API, to jej właściwości uszczelniające nie są zbyt dobre, dlatego nie może być stosowana w eksploatacji odwiertów gazu wysokociśnieniowego; ponadto smar gwintowany może spełniać swoją rolę jedynie w środowisku o temperaturze poniżej 95℃, dlatego nie może być stosowany w eksploatacji odwiertów wysokotemperaturowych.

W porównaniu z gwintem okrągłym API i połączeniem z gwintem częściowym trapezowym, połączenie premium poczyniło przełomowy postęp w następujących aspektach:

(1) Dobre uszczelnienie, dzięki elastyczności i metalowej konstrukcji uszczelniającej, sprawia, że uszczelnienie gazowe złącza jest odporne na osiągnięcie granicy korpusu rury w zakresie ciśnienia plastyczności;

(2) Wysoka wytrzymałość połączenia, połączenie ze specjalnym złączem klamrowym obudowy olejowej, jego siła połączenia osiąga lub przekracza wytrzymałość korpusu rurki, aby zasadniczo rozwiązać problem poślizgu;

(3) Dzięki doborowi materiału i ulepszeniu procesu obróbki powierzchni zasadniczo rozwiązano problem zatykania się klamry;

(4) Poprzez optymalizację konstrukcji, tak aby rozkład naprężeń w połączeniu był bardziej rozsądny i sprzyjał odporności na korozję naprężeniową;

(5) Dzięki konstrukcji ramion o rozsądnej konstrukcji, dzięki czemu działanie klamry podczas operacji jest łatwiejsze.

Obecnie przemysł naftowy i gazowy może poszczycić się ponad 100 opatentowanymi połączeniami premium, co stanowi znaczący postęp w technologii rur. Te wyspecjalizowane konstrukcje gwintów zapewniają doskonałe właściwości uszczelniające, zwiększoną wytrzymałość połączenia i zwiększoną odporność na naprężenia środowiskowe. Rozwiązując wyzwania, takie jak wysokie ciśnienia, środowiska korozyjne i ekstremalne temperatury, innowacje te zapewniają większą niezawodność i wydajność w operacjach odwiertów naftowych na całym świecie. Ciągłe badania i rozwój w zakresie połączeń premium podkreślają ich kluczową rolę we wspieraniu bezpieczniejszych i bardziej produktywnych praktyk wiertniczych, odzwierciedlając ciągłe zaangażowanie w doskonałość technologiczną w sektorze energetycznym.

Połączenie VAM®: Znane ze swojej solidnej wydajności w trudnych warunkach, połączenia VAM® charakteryzują się zaawansowaną technologią uszczelniania metal-metal i wysokim momentem obrotowym, zapewniając niezawodne działanie w głębokich studniach i zbiornikach wysokociśnieniowych.

Seria klinów TenarisHydril: Seria ta oferuje szeroką gamę połączeń, takich jak Blue®, Dopeless® i Wedge 521®, znanych z wyjątkowej gazoszczelności i odporności na siły ściskające i rozciągające, co zwiększa bezpieczeństwo operacyjne i wydajność.

Niebieski TSH®: Zaprojektowane przez Tenaris, połączenia TSH® Blue wykorzystują opatentowaną konstrukcję z podwójnym kołnierzem i wysokowydajny profil gwintu, zapewniając doskonałą odporność na zmęczenie i łatwość montażu w krytycznych zastosowaniach wiertniczych.

Połączenie Grant Prideco™ XT®: Zaprojektowane przez NOV połączenia XT® zawierają unikalne uszczelnienie metal-metal i solidny gwint, zapewniając doskonałą zdolność przenoszenia momentu obrotowego i odporność na zacieranie, wydłużając w ten sposób żywotność połączenia.

Połączenie Hunting Seal-Lock®: Wyposażone w uszczelnienie metal-metal i unikalny profil gwintu, połączenie Seal-Lock® firmy Hunting słynie z doskonałej odporności na ciśnienie i niezawodności zarówno w operacjach wiertniczych na lądzie, jak i na morzu.

Wniosek

Podsumowując, skomplikowana sieć rurociągów o kluczowym znaczeniu dla przemysłu naftowego i gazowego obejmuje szeroką gamę specjalistycznego sprzętu zaprojektowanego tak, aby wytrzymać rygorystyczne warunki i złożone wymagania operacyjne. Od podstawowych rur osłonowych, które podtrzymują i chronią ściany studni, po wszechstronne rury stosowane w procesach ekstrakcji i wtryskiwania, każdy typ rury służy odmiennemu celowi w poszukiwaniu, produkcji i transporcie węglowodorów. Normy takie jak specyfikacje API zapewniają jednolitość i jakość tych rur, a innowacje, takie jak połączenia premium, zwiększają wydajność w trudnych warunkach. Wraz z ewolucją technologii te krytyczne komponenty stale się rozwijają, zwiększając wydajność i niezawodność w globalnych operacjach energetycznych. Zrozumienie tych rur i ich specyfikacji podkreśla ich niezastąpioną rolę w infrastrukturze nowoczesnego sektora energetycznego.

Dlaczego używamy stalowych rur liniowych do transportu ropy i gazu?

/w /Autor

In the oil and gas industry, the safe and efficient transport of hydrocarbons from production sites to refineries and distribution centers is critical. Steel line pipes have become the material of choice for transporting oil and gas over vast distances, through challenging environments, and under extreme conditions. This blog delves into the reasons why steel line pipes are widely used for this purpose, exploring their key properties, advantages, and how they meet the demanding requirements of the oil and gas sector.

1. Introduction to Steel Line Pipes

Steel line pipes are cylindrical tubes made from carbon steel or other alloyed steels, specifically designed for transporting oil, natural gas, and other fluids in long-distance pipelines. These pipes must endure high pressures, extreme temperatures, and corrosive environments, making steel the ideal material for such applications.

Types of Steel Line Pipes:

  • Carbon Steel Line Pipes: Commonly used due to their strength, durability, and cost-effectiveness.
  • Alloy Steel Line Pipes: Used in more demanding environments, with added alloys like chromium or molybdenum for enhanced performance.
  • Stainless Steel Line Pipes: Offer excellent corrosion resistance, particularly in harsh environments.

2. Why Steel Line Pipes Are Preferred for Oil and Gas Transportation

Steel line pipes have several advantages that make them ideal for transporting oil and gas. Below are the primary reasons why the industry relies on steel for pipeline infrastructure.

2.1. Strength and Durability

Steel has unmatched strength and durability compared to alternative materials. Oil and gas pipelines need to withstand high internal pressures as well as external environmental factors such as soil movement, heavy loads, and even seismic activity. Steel’s high tensile strength ensures that the pipes can endure these forces without cracking, bursting, or deforming.

2.2. Odporność na korozję

Oil and gas are often transported through corrosive environments, such as salty coastal regions, offshore platforms, or pipelines buried underground where moisture and chemicals can accelerate corrosion. Steel line pipes are manufactured with protective coatings like 3LPE (Three-Layer Polyethylene) Lub Klej epoksydowy (FBE) to enhance corrosion resistance. Alloyed and stainless steels provide intrinsic protection in highly corrosive environments.

2.3. High Temperature and Pressure Resistance

Pipelines carrying oil and gas frequently operate at elevated temperatures and pressures, especially in deep-water or underground pipelines where conditions are extreme. Steel has a high melting point and excellent heat resistance, enabling it to handle the high-pressure and high-temperature conditions without compromising structural integrity.

2.4. Efektywność kosztowa

While steel may not always be the cheapest material, it offers excellent lifecycle cost benefits. Steel line pipes are known for their longevity, reducing the need for frequent repairs and replacements. Additionally, the strength of steel enables manufacturers to produce thinner pipes with the same pressure rating, reducing material costs without sacrificing performance.

2.5. Ease of Fabrication and Installation

Steel is relatively easy to fabricate, allowing manufacturers to produce pipes in a wide range of sizes, lengths, and wall thicknesses to meet project-specific requirements. Steel pipes can be welded, rolled, or bent to fit complex pipeline routes, and can be produced in large quantities, making them highly adaptable for both onshore and offshore installations.

2.6. Leak Prevention and Safety

Steel pipes, especially those manufactured to stringent industry standards (such as API 5L for oil and gas pipelines), have superior resistance to leakage. The seamless or high-quality welded construction of steel line pipes minimizes weak points where leaks could occur. In addition, steel pipes can withstand harsh environmental conditions and mechanical damage, which reduces the likelihood of accidental spills or explosions.

3. Key Concerns Addressed by Steel Line Pipes

The oil and gas industry has several specific concerns regarding pipeline infrastructure, many of which are effectively addressed by using steel line pipes.

3.1. Corrosion Management

One of the most significant challenges for pipelines, particularly those buried underground or used offshore, is corrosion. Even though the external environment may be highly corrosive, the internal fluids, such as sour gas (H2S-rich natural gas), can also corrode pipelines. Steel line pipes combat this with advanced coatings, cathodic protection systems, and by using alloyed steels that resist chemical reactions, ensuring long-term protection and reliability.

3.2. Environmental Impact and Regulations

Environmental concerns, such as oil spills and gas leaks, can have devastating effects on ecosystems. Steel line pipes meet stringent environmental regulations due to their strength, durability, and ability to prevent leaks. These pipelines are often subjected to rigorous testing, including hydrostatic and X-ray tests, to ensure structural integrity. Many steel pipe systems also include real-time monitoring for early detection of leaks, helping mitigate environmental risks.

3.3. Operational Efficiency and Maintenance

Steel’s durability and ability to resist both external and internal forces minimize downtime and maintenance needs. With pipelines often spanning hundreds of miles, frequent repairs are impractical. Steel line pipes require less frequent maintenance and have a longer lifespan than other materials, providing higher operational efficiency and lower long-term costs for pipeline operators.

4. Steel Line Pipes and Industry Standards

The oil and gas industry is heavily regulated to ensure the safety, reliability, and environmental protection of pipeline systems. Steel line pipes are manufactured according to various standards to meet these stringent requirements.

Key Standards:

  • API 5L: Governs the manufacturing of steel line pipes for oil and natural gas transportation. It specifies material grades, sizes, and testing requirements to ensure the pipes can handle the pressures and environmental conditions of oil and gas pipelines.
  • ISO3183: An international standard that outlines similar specifications as API 5L but focuses on pipeline materials and coatings for global applications.
  • ASTM A106: A standard for seamless carbon steel pipes used in high-temperature services, particularly in refineries and processing plants.

Adhering to these standards ensures that steel line pipes perform safely and effectively in the most demanding applications.

5. Advantages of Steel Line Pipes Over Alternative Materials

While other materials like polyethylene, PVC, or composite pipes may be used in low-pressure or small-diameter pipelines, steel remains the superior choice for large-scale oil and gas transport. Here’s why:

  • Higher Pressure Tolerance: Alternative materials typically cannot withstand the same high pressures as steel, making them unsuitable for long-distance transport of oil and gas.
  • Greater Temperature Resistance: Steel’s ability to endure extreme temperatures is unmatched by plastic or composite materials, which may become brittle or deform.
  • Longer Lifespan: Steel line pipes have an extended service life, often exceeding 50 years when properly maintained, while alternative materials may degrade more rapidly.
  • Recyclability: Steel is fully recyclable, which aligns with industry efforts to reduce environmental impact and promote sustainability.

6. Conclusion

Steel line pipes are indispensable in the oil and gas industry due to their exceptional strength, durability, corrosion resistance, and ability to withstand high-pressure and high-temperature environments. From the challenges of transporting oil and gas across vast distances to meeting stringent environmental and safety standards, steel line pipes have proven themselves as the most reliable and efficient option for pipeline infrastructure.

By choosing steel line pipes, oil and gas companies can achieve safer, more cost-effective, and long-lasting pipeline systems, ensuring the secure transportation of vital resources across the globe. The resilience and adaptability of steel continue to make it the material of choice for the industry’s ever-evolving needs.

Jakim rodzajem rury jest rura liniowa?

Definicja rury przewodowej

/w /Autor

In industries where fluids like oil, gas, and water need to be transported over long distances, the choice of piping systems is critical to ensure safety, efficiency, and cost-effectiveness. One of the most commonly used components in these sectors is line pipe. This blog post provides a detailed look into what line pipe is, its key features, applications, and considerations for professionals working in the transmission of oil, gas, and water.

Co to jest rura liniowa?

Line pipe is a type of steel pipe that is specifically designed for the transportation of liquids, gases, and sometimes solids. Typically manufactured from carbon or alloy steel, line pipe is engineered to withstand high pressure, corrosion, and extreme temperatures, making it ideal for industries such as oil and gas, where fluids need to be transported over vast distances.

Line pipe plays a pivotal role in pipelines that move oil, natural gas, water, and other fluids from production facilities to refineries, processing plants, or distribution networks. It serves as the backbone of energy infrastructure, ensuring that raw materials are efficiently and safely delivered.

Key Features of Line Pipe

Line pipes are manufactured to meet strict standards and are available in various grades, dimensions, and materials to suit the needs of specific transmission systems. Here are some critical features that make line pipe an essential component for fluid transport:

1. Material Strength and Durability

Line pipe is primarily made from carbon steel, but other alloys such as stainless steel and high-strength, low-alloy steel may be used depending on the application. These materials offer excellent tensile strength, allowing the pipe to withstand high internal pressures and the mechanical stresses of installation and operation.

2. Odporność na korozję

Corrosion is a significant concern in pipelines, especially those transporting oil, gas, or water over long distances. Line pipes often undergo various coating and treatment processes, such as galvanization, epoxy coatings, or cathodic protection systems, to resist corrosion and extend their operational lifespan.

3. High Pressure and Temperature Tolerance

Line pipes are designed to operate under high-pressure conditions. Depending on the fluid being transported and the environmental conditions, the pipe must tolerate significant fluctuations in temperature. Pipeline grades, such as API 5L, specify performance standards for different pressures and temperatures.

4. Spawalność

Since pipelines are typically constructed in sections and welded together, line pipe must possess good weldability characteristics. Weldability ensures a secure, leak-proof connection between sections of pipe, contributing to the overall integrity of the pipeline.

Types of Line Pipe

Line pipes come in several types, each suited to specific needs. Here are the two primary types used in oil, gas, and water transmission:

1. Seamless Line Pipe

Seamless line pipe is manufactured without a seam, making it ideal for high-pressure applications. It is produced by rolling solid steel into a tube form and then extruding it to the desired thickness and diameter. Seamless line pipe offers higher strength and better resistance to corrosion and stress cracking.

2. Welded Line Pipe

Welded line pipe is made by forming flat steel into a cylindrical shape and welding the edges together. Welded pipe can be produced in large diameters, making it more cost-effective for low- to medium-pressure applications. However, welded pipe is more susceptible to stress at the seam, so it is often used where operating pressures are lower.

Common Applications of Line Pipe

Line pipe is used in a wide range of industries, including:

1. Oil Transmission

In the oil industry, line pipe is used to transport crude oil from extraction sites to refineries. The pipe must withstand high pressure, corrosive materials, and abrasive conditions, ensuring safe and continuous transportation over long distances.

2. Natural Gas Transmission

Natural gas pipelines require line pipe that can handle high pressures and remain leak-proof under fluctuating environmental conditions. Line pipes in natural gas applications also undergo additional testing for toughness and resistance to brittle fracture, especially in colder climates.

3. Water Distribution

Line pipes are extensively used for the distribution of potable water, wastewater, and industrial water. In water transmission, corrosion resistance is a major concern, and coatings or linings, such as cement mortar or polyethylene, are often applied to protect the steel and extend the pipe’s lifespan.

4. Chemical Transmission

Pipelines in the chemical industry transport a variety of liquids and gases, some of which may be corrosive or hazardous. Line pipe used in these applications must meet stringent safety standards to ensure there are no leaks or failures that could lead to environmental damage or safety hazards.

Key Standards for Line Pipe

Line pipes used in the oil, gas, and water transmission industries are subject to various international standards, which ensure that the pipes meet the necessary safety, performance, and quality requirements. Some of the most widely recognized standards include:

  • API 5L (American Petroleum Institute): This is the most commonly referenced standard for line pipes used in oil and gas transmission. API 5L defines requirements for pipe material, mechanical properties, and testing methods.
  • ISO 3183 (International Organization for Standardization): This standard covers the specifications for steel line pipes for pipeline transportation systems in the petroleum and natural gas industries. ISO 3183 ensures that line pipes are manufactured according to global best practices.
  • ASME B31.8 (American Society of Mechanical Engineers): This standard focuses on gas transmission and distribution piping systems. It provides guidelines on the design, materials, construction, testing, and operation of pipelines.
  • EN 10208-2 (European Standard): This standard applies to steel pipes used in the transmission of flammable liquids or gases in European countries. It sets performance benchmarks for materials, dimensions, and testing.

Wspólny standard i gatunek stali

API5L PSL1 

Właściwości mechaniczne rury przewodowej PSL1
Stopień Granica plastyczności Rt0,5 Mpa(psi) Wytrzymałość na rozciąganie Rm Mpa (psi) Wydłużenie 50 mm lub 2 cale
A25/A25P ≥175(25400) ≥310(45000) Af
A ≥210(30500) ≥335(48600) Af
B ≥245(35500) ≥415(60200) Af
X42 ≥290(42100) ≥415(60200) Af
X46 ≥320(46400) ≥435(63100) Af
X52 ≥360(52200) ≥460(66700) Af
X56 ≥390(56600) ≥490(71100) Af
X60 ≥415(60200) ≥520(75400) Af
X65 ≥450(65300) ≥535(77600) Af
X70 ≥485(70300) ≥570(82700) Af

API5L PSL2

Rury przewodowe PSL2 Właściwości mechaniczne
Stopień Granica plastyczności Rt0,5 Mpa(psi) Wytrzymałość na rozciąganie Rm Mpa (psi) Rt0,5/Rm Wydłużenie 50 mm lub 2 cale
BR/BN/BQ 245(35500)-450(65300) 415(60200)-655(95000) ≤0,93 Af
X42R/X42N/X42Q 290(42100)-495(71800) ≥415(60200) ≤0,93 Af
X46N/X46Q 320(46400)-525(76100) 435(63100)-655(95000) ≤0,93 Af
X52N/X52Q 360(52200)-530(76900) 460(66700)-760(110200) ≤0,93 Af
X56N/X56Q 390(56600)-545(79000) 490(71100)-760(110200) ≤0,93 Af
X60N/X60Q 415(60200)-565(81900) 520(75400)-760(110200) ≤0,93 Af
X65Q 450(65300)-600(87000) 535(77600)-760(110200) ≤0,93 Af
X70Q 485(70300)-635(92100) 570(82700)-760(110200) ≤0,93 Af

Practical Considerations for Line Pipe Selection

When selecting line pipe for oil, gas, or water transmission, it is essential to consider several factors to ensure optimal performance and safety. Here are some key considerations:

1. Operating Pressure and Temperature

The pipe material and wall thickness must be chosen to handle the expected operating pressure and temperature of the fluid. Over-pressurization can lead to pipeline failure, while insufficient tolerance for high temperatures may result in weakening or deformation.

2. Corrosiveness of the Fluid

Corrosive fluids such as crude oil or certain chemicals may require specialized coatings or materials. Selecting a pipe with the appropriate corrosion resistance can significantly extend the pipeline’s service life.

3. Distance and Terrain

The length and location of the pipeline will impact the type of line pipe needed. For example, pipelines crossing mountainous regions or areas with extreme temperatures may need more durable, thicker pipes to handle the stress and environmental conditions.

4. Regulatory and Safety Compliance

Compliance with local, national, and international regulations is critical. Ensure that the line pipe meets the required standards for the region and industry in which it will be used. This is especially important in hazardous industries like oil and gas, where pipeline failures can have severe environmental and safety consequences.

Wniosek

Line pipe is a critical component in the oil, gas, and water transmission industries. Its strength, durability, and ability to withstand extreme conditions make it indispensable for transporting fluids over long distances. By understanding the different types of line pipe, their applications, and key considerations for selection, professionals in these fields can ensure the safe and efficient operation of pipelines.

Whether you are working in oil extraction, natural gas distribution, or water infrastructure, selecting the right line pipe is essential for maintaining the integrity of your transmission systems. Always prioritize quality, safety, and compliance with industry standards to optimize pipeline performance and prevent costly failures.

Co to jest powłoka epoksydowa / FBE ze spoiwem termojądrowym do rur stalowych?

Rura przewodowa powlekana żywicą epoksydową (FBE).

/w /Autor

Rura stalowa antykorozyjna odnosi się do rury stalowej, która jest przetwarzana w technologii antykorozyjnej i może skutecznie zapobiegać lub spowalniać zjawisko korozji spowodowane reakcjami chemicznymi lub elektrochemicznymi w procesie transportu i użytkowania.
Rura stalowa antykorozyjna stosowana jest głównie w krajowej ropie naftowej, przemyśle chemicznym, gazie ziemnym, ciepłownictwie, oczyszczaniu ścieków, źródłach wody, mostach, konstrukcjach stalowych i innych dziedzinach inżynierii rurociągów. Powszechnie stosowane powłoki antykorozyjne obejmują powłokę 3PE, powłokę 3PP, powłokę FBE, powłokę izolacyjną z pianki poliuretanowej, ciekłą powłokę epoksydową, powłokę epoksydową ze smoły węglowej itp.

Co jest Powłoka antykorozyjna w postaci proszkowej żywicy epoksydowej (FBE).?

Proszek epoksydowy związany metodą stapiania (FBE) jest rodzajem stałego materiału, który jest transportowany i dyspergowany za pomocą powietrza jako nośnik i nakładany na powierzchnię wstępnie podgrzanych wyrobów stalowych. Topienie, wyrównywanie i utwardzanie tworzą jednolitą powłokę antykorozyjną, która tworzy się pod wpływem wysokich temperatur. Powłoka ma zalety łatwej obsługi, braku zanieczyszczeń, dobrego uderzenia, odporności na zginanie i odporności na wysoką temperaturę. Proszek epoksydowy jest termoutwardzalną, nietoksyczną powłoką, która po utwardzeniu tworzy usieciowaną powłokę strukturalną o wysokiej masie cząsteczkowej. Posiada doskonałe chemiczne właściwości antykorozyjne i wysokie właściwości mechaniczne, zwłaszcza najlepszą odporność na zużycie i przyczepność. Jest to wysokiej jakości powłoka antykorozyjna przeznaczona do podziemnych rurociągów stalowych.

Klasyfikacja topionych epoksydowych powłok proszkowych:

1) zgodnie ze sposobem użycia można je podzielić na: powłokę FBE wewnątrz rury, powłokę FBE na zewnątrz rury oraz powłokę FBE wewnątrz i na zewnątrz rury. Zewnętrzna powłoka FBE jest podzielona na jednowarstwową powłokę FBE i dwuwarstwową powłokę FBE (powłoka DPS).
2) Ze względu na zastosowanie można ją podzielić na: powłokę FBE do rurociągów ropy i gazu ziemnego, powłokę FBE do rurociągów wody pitnej, powłokę FBE do rurociągów przeciwpożarowych, powłokę do antystatycznych rurociągów wentylacyjnych w kopalniach węgla, powłokę FBE do rurociągi chemiczne, powłoki FBE do rur wiertniczych, powłoki FBE do złączek rurowych itp.
3) w zależności od warunków utwardzania można je podzielić na dwa typy: szybkie utwardzanie i zwykłe utwardzanie. Warunki utwardzania szybko utwardzającego się proszku wynoszą na ogół 230 ℃/0,5 ~ 2 minuty i są stosowane głównie do natryskiwania zewnętrznego lub trójwarstwowej struktury antykorozyjnej. Ze względu na krótki czas utwardzania i wysoką wydajność produkcji nadaje się do pracy na linii montażowej. Warunki utwardzania zwykłego proszku utwardzającego wynoszą na ogół ponad 230 ℃/5 minut. Ze względu na długi czas utwardzania i dobrą rozlewność powłoki nadaje się do natryskiwania wewnątrzrurowego.

Grubość powłoki FBE

300-500um

Grubość powłoki DPS (podwójna warstwa FBE).

450-1000um

standard powłoki

SY/T0315, CAN/CSA Z245.20,

AWWA C213, Q/CNPC38 itp

Używać

Antykorozja rurociągów lądowych i podwodnych

Zalety

Doskonała siła klejenia

Wysoka rezystancja izolacji

Przeciw starzeniu

Stripping antykatodowy

Przeciw wysokiej temperaturze

Odporność na bakterie

Mały prąd ochrony katody (tylko 1-5uA/m2)

 

Wygląd

 Wskaźnik wydajności Metoda badania
Charakterystyka termiczna Powierzchnia gładka, kolor jednolity, bez pęcherzyków, pęknięć i wgłębień                                                       Oględziny

Odłączenie katodowe 24h lub 48h (mm)

 ≤6,5

SY/T0315-2005

Charakterystyka termiczna (ocena)

1-4

Porowatość przekroju (ocena)

 1-4
Elastyczność w zakresie 3 stopni Celsjusza (podana w zamówieniu minimalna temperatura + 3 stopnie Celsjusza

Nie ma śladu

Odporność na uderzenia 1,5 J (-30 stopni Celsjusza)

 Żadnych wakacji
Przyczepność 24h (ocena)

1-3

Napięcie przebicia (MV/m)

 ≥30
Rezystywność masowa (Ωm)

≥1*1013

Metoda antykorozyjna proszku epoksydowego związanego metodą stapiania:

Głównymi metodami są natryskiwanie elektrostatyczne, natryskiwanie termiczne, odsysanie, złoże fluidalne, powlekanie walcowe itp. Ogólnie rzecz biorąc, do powlekania rurociągu stosuje się metodę natryskiwania elektrostatycznego tarciowego, metodę ssania lub metodę natryskiwania cieplnego. Te kilka metod powlekania mają wspólną cechę, która jest konieczna przed natryskiwaniem przedmiotu obrabianego podgrzanego do określonej temperatury, kontakt stopionego proszku, a mianowicie ciepło powinno być w stanie zapewnić dalszy przepływ folii, dalsze płynięcie pokrywa całą powierzchnię stali rura, szczególnie we wnęce na powierzchni rury stalowej i po obu stronach przyspawania stopionej powłoki do mostka, ściśle połączona z powłoką i stalową rurą, minimalizuje pory i utwardza w wyznaczonym czasie, ostatnie chłodzenie wodą zakończenie procesu krzepnięcia.

Wprowadzenie rury przewodowej powlekanej 3LPE

/w /Autor

Krótkie wprowadzenie:

Materiał bazowy Rura stalowa z powłoką antykorozyjną 3PE obejmuje rurę stalową bez szwu, rurę stalową ze szwem spiralnym i rurę stalową ze szwem prostym. Trójwarstwowa powłoka antykorozyjna z polietylenu (3PE) jest szeroko stosowana w przemyśle rurociągów naftowych ze względu na dobrą odporność na korozję, przepuszczalność pary wodnej i właściwości mechaniczne. Powłoka antykorozyjna 3PE jest bardzo ważna dla żywotności zakopanych rurociągów. Niektóre rurociągi z tego samego materiału są zakopane w ziemi przez dziesięciolecia bez korozji, a niektóre przeciekają po kilku latach. Powodem jest to, że używają różnych powłok.

Struktura antykorozyjna:

Powłoka antykorozyjna 3PE składa się zazwyczaj z trzech warstw struktury: pierwsza warstwa to proszek epoksydowy (FBE) > 100um, druga warstwa to klej (AD) 170 ~ 250um, trzecia warstwa to polietylen (PE) 1,8-3,7mm . W rzeczywistej operacji te trzy materiały są mieszane i integrowane, a następnie przetwarzane w celu trwałego połączenia z rurą stalową w celu utworzenia doskonałej powłoki antykorozyjnej. Metodę przetwarzania dzieli się ogólnie na dwa typy: typ uzwojenia i typ pokrycia formy okrągłej.

Antykorozyjna powłoka do rur stalowych 3PE (trójwarstwowa powłoka antykorozyjna z polietylenu) to nowa antykorozyjna powłoka do rur stalowych wytwarzana przez genialne połączenie powłoki antykorozyjnej 2PE w Europie i powłoki FBE szeroko stosowanej w Ameryce Północnej. Jest uznawany i stosowany od kilkunastu lat na świecie.

Pierwsza warstwa rury stalowej antykorozyjnej 3PE to powłoka antykorozyjna w postaci proszku epoksydowego, a warstwa środkowa to klej kopolimeryzowany z grupą funkcyjną o strukturze rozgałęzionej. Warstwa wierzchnia jest powłoką antykorozyjną z polietylenu o dużej gęstości.

Powłoka antykorozyjna 3LPE łączy w sobie wysoką nieprzepuszczalność i właściwości mechaniczne żywicy epoksydowej i polietylenu. Do tej pory została uznana za najlepszą na świecie powłokę antykorozyjną o najlepszym działaniu i działaniu, co znalazła zastosowanie w wielu projektach.

Zalety:

Zwykła rura stalowa zostanie poważnie skorodowana w złym środowisku użytkowania, co skróci żywotność rury stalowej. Żywotność rur stalowych antykorozyjnych i chroniących ciepło jest również stosunkowo długa. Ogólnie rzecz biorąc, można go używać przez około 30-50 lat, a prawidłowa instalacja i użytkowanie może również obniżyć koszty utrzymania sieci rurociągów. Rura stalowa antykorozyjna i termoochronna może być również wyposażona w system alarmowy, automatyczne wykrywanie uszkodzeń sieci rurociągów, dokładną wiedzę o lokalizacji uszkodzeń, a także automatyczny alarm.

Rury stalowe 3PE antykorozyjne i zabezpieczające przed wysoką temperaturą mają dobre właściwości zatrzymywania ciepła, a straty ciepła wynoszą tylko 25% w porównaniu z tradycyjnymi rurami. Długoterminowa eksploatacja może zaoszczędzić wiele zasobów, znacznie obniżyć koszty energii, a jednocześnie zachować silną wodoodporność i odporność na korozję. Co więcej, można go zakopać bezpośrednio pod ziemią lub w wodzie bez konieczności wykonywania dodatkowego rowu pod rurę, co jest również proste, szybkie i kompleksowe w budowie. Koszt jest również stosunkowo niski i ma dobrą odporność na korozję i uderzenia w warunkach niskich temperatur, a także może być bezpośrednio zakopany w zamarzniętej glebie.

Aplikacja:

W przypadku antykorozyjnych rur stalowych 3PE wiele osób wie tylko jedno, a drugiego nie. Jego funkcją jest naprawdę szeroki zasięg. Nadaje się do podziemnego zaopatrzenia w wodę i odprowadzania wody, podziemnego natryskiwania betonu, wentylacji nadciśnieniowej i podciśnieniowej, odprowadzania gazów, tryskaczy przeciwpożarowych i innych sieci rurociągów. Rurociąg przesyłowy pozostałości ściekowych i wody powrotnej do wody technologicznej elektrowni cieplnej. Ma doskonałe zastosowanie w rurociągach wodociągowych systemów przeciwrozpryskowych i tryskaczowych. Osłona kabla zasilającego, komunikacyjnego, autostradowego i innego. Nadaje się do wodociągów w wysokich budynkach, sieci ciepłowniczych, wodociągów, przesyłu gazu, przesyłu wody podziemnej i innych rurociągów. Rurociągi naftowe, przemysł chemiczny i farmaceutyczny, przemysł poligraficzny i farbiarski itp. Rura odprowadzająca ścieki, rura kanalizacyjna i inżynieria antykorozyjna basenu biologicznego. Można powiedzieć, że antykorozyjna rura stalowa 3PE jest niezbędna w obecnej budowie rur do nawadniania rolnictwa, rur studni głębinowych, rur drenażowych i innych zastosowań sieciowych i uważa się, że dzięki rozwojowi nauki i technologii nadal będzie miała bardziej błyskotliwych osiągnięć w przyszłości.

Jeśli potrzebujesz dowolnego rodzaju rur stalowych z powłoką antykorozyjną, takich jak rury stalowe z powłoką 3PE, rury stalowe z powłoką FBE i rury stalowe z powłoką 3PP itp. Skontaktuj się z nami!