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.

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

/w /Autor

Poszukiwanie i wydobycie ropy naftowej i gazu obejmuje złożony zestaw urządzeń i procesów. Wśród nich właściwy dobór i zastosowanie wyrobów rurowych — rur wiertniczych, kołnierzy wiertniczych, wierteł, osłon, rurek, prętów ssących i rur przewodowych — ma kluczowe znaczenie dla wydajności i bezpieczeństwa operacji wiertniczych. Celem tego bloga jest przedstawienie szczegółowego przeglądu tych komponentów, ich rozmiarów i ich sekwencyjnego zastosowania w odwiertach naftowych i gazowych.

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 służy do stabilizacji odwiertu, zapobiegania zapadaniu się i izolowania różnych formacji geologicznych. Montuje się go etapami, przy czym każdy sznurek ma większą średnicę niż ten znajdujący się 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 rurek 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 służą do przenoszenia mocy obrotowej i płuczki wiertniczej na wiertło.
  • Kołnierze wiertnicze dodaj wagę do bitu, zapewniając jego skuteczną penetrację.

2. Etap osłony

  • Po osiągnięciu określonej 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 liniowe służą do transportu wydobytej ropy i gazu z głowicy odwiertu do zakładów przetwórczych lub głównych rurociągów.

Wniosek

Zrozumienie roli, rozmiarów i sekwencyjnego wykorzystania tych towarów rurowych jest niezbędne dla wydajnej i bezpiecznej działalności związanej z ropą i gazem. Właściwy dobór i obsługa rur wiertniczych, kołnierzy wiertniczych, wierteł, obudowy, rurek, żerdzi ssących i rur przewodowych zapewnia integralność strukturalną odwiertu i optymalizuje wydajność produkcji.

Dzięki skutecznej integracji tych komponentów przemysł naftowy i gazowy może w dalszym ciągu zaspokajać światowe potrzeby energetyczne, zachowując jednocześnie wysokie standardy bezpieczeństwa i wydajności operacyjnej.

Towary rurowe z krajów naftowych (OCTG)

/w /Autor

Towary rurowe z krajów naftowych (OCTG) to rodzina bezszwowych wyrobów walcowanych składających się z rur wiertniczych, osłon i rurek poddawanych warunkom obciążenia zgodnie z ich konkretnym zastosowaniem. (patrz rysunek 1 przedstawiający schemat studni głębinowej):

The Rura wiertnicza to ciężka, bezszwowa rura, która obraca wiertło i zapewnia cyrkulację płynu wiertniczego. Segmenty rur o długości 9 m są łączone za pomocą złączy narzędziowych. Rura wiertnicza poddawana jest jednocześnie działaniu wysokiego momentu obrotowego podczas wiercenia, naprężenia osiowego ze względu na ciężar własny i ciśnienia wewnętrznego w wyniku usuwania płuczki wiertniczej. Dodatkowo na te podstawowe wzorce obciążenia mogą nakładać się zmienne obciążenia zginające spowodowane wierceniem niepionowym lub odkształconym.
Rura osłonowa wyznacza otwór wiertniczy. Podlega naprężeniom osiowym ze względu na ciężar własny, ciśnieniu wewnętrznemu w wyniku przedmuchu płynu i ciśnieniu zewnętrznemu ze strony otaczających formacji skalnych. Obudowa jest szczególnie narażona na rozciąganie osiowe i ciśnienie wewnętrzne ze strony pompowanej emulsji olejowej lub gazowej.
Rura to rura, przez którą transportowana jest ropa lub gaz z odwiertu. Segmenty rur mają zazwyczaj długość około 9 m i są wyposażone w gwintowane połączenia na każdym końcu.

Odporność na korozję w kwaśnych warunkach pracy jest bardzo ważną cechą OCTG, szczególnie w przypadku osłon i rur.

Typowe procesy produkcyjne OCTG obejmują (wszystkie zakresy wymiarowe są przybliżone)

Ciągły proces walcowania na trzpieniu i proces pchania dla rozmiarów od 21 do 178 mm OD.
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 typową dla wyrobów z taśm i płyt stosowanych do spawanych rur. Dlatego rury bez szwu o wysokiej wytrzymałości należy wytwarzać poprzez zwiększenie zawartości stopu w połączeniu z odpowiednią obróbką cieplną, taką jak hartowanie i odpuszczanie.

Rysunek 1. Schemat wykonania głębokiego odwiertu

Spełnienie podstawowego wymagania w pełni martenzytycznej mikrostruktury nawet przy dużej grubości ścianki rury wymaga dobrej hartowności. Cr i Mn to główne pierwiastki stopowe stosowane w celu uzyskania dobrej hartowności konwencjonalnej stali do ulepszania cieplnego. Jednakże 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 wywołane wodorem (HIC). Wyższe poziomy Cr mogą prowadzić do tworzenia się wydzieleń Cr7C3 o gruboziarnistej morfologii w kształcie płytki, które działają jako kolektory wodoru i inicjatory pęknięć. Dodawanie stopu z molibdenem może przezwyciężyć ograniczenia tworzenia stopów Mn i Cr. Mo jest znacznie silniejszym utwardzaczem niż Mn i Cr, dzięki czemu z łatwością może odzyskać efekt zmniejszonej ilości tych pierwiastków.

Tradycyjnie gatunkami OCTG były stale węglowo-manganowe (do poziomu wytrzymałości 55-ksi) lub gatunki zawierające Mo do 0,4% Mo. W ostatnich latach wiercenia głębokich studni i zbiorniki zawierające zanieczyszczenia powodujące ataki korozyjne stworzyły duży popyt do materiałów o wyższej wytrzymałości, odpornych na kruchość wodorową i SCC. Wysoce odpuszczony martenzyt jest strukturą najbardziej odporną na SSC przy wyższych poziomach wytrzymałości, a 0,75% to stężenie Mo, które zapewnia optymalną kombinację granicy plastyczności i odporności na SSC.