Wpisy

Badanie kluczowej roli rur stalowych w poszukiwaniach ropy i gazu

/w /Autor

Wstęp

Rury stalowe są kluczowe w przemyśle naftowym i gazowym, oferując niezrównaną trwałość i niezawodność w ekstremalnych warunkach. Niezbędne do eksploracji i transportu, te rury wytrzymują wysokie ciśnienie, środowiska korozyjne i trudne temperatury. Ta strona bada krytyczne funkcje rur stalowych w eksploracji ropy naftowej i gazu, szczegółowo opisując ich znaczenie w wierceniu, infrastrukturze i bezpieczeństwie. Dowiedz się, w jaki sposób wybór odpowiednich rur stalowych może zwiększyć wydajność operacyjną i obniżyć koszty w tej wymagającej branży.

I. Podstawowa wiedza o rurach stalowych 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, wydobywania gazu, wtryskiwania wody i szczelinowania kwasem.
Obudowa: Rura opuszczana z powierzchni ziemi do wywierconego otworu wiertniczego, pełniąca funkcję wykładziny zapobiegającej 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 gwinty okrągłe rur naftowych, krótkie gwinty okrągłe obudowy, długie gwinty okrągłe obudowy, częściowe gwinty trapezowe obudowy, gwinty rur przewodowych itp.
Połączenie premium: Gwinty inne niż API, o wyjątkowych właściwościach uszczelniających, właściwościach połączeniowych i innych właściwościach.
Awarie: deformację, pęknięcie, uszkodzenie powierzchni i utratę pierwotnej funkcji w określonych warunkach użytkowania.
Podstawowe formy awarii: zgniecenie, poślizg, pęknięcie, przeciek, korozja, sklejenie, zużycie itp.

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

Rury olejowe dzielą się na rury olejowe bez spęczania (NU), rury olejowe zewnętrznie spęczane (EU) i rury olejowe ze zintegrowanym łączeniem (IJ). Rury olejowe NU oznaczają, że koniec rury ma średnią grubość, bezpośrednio obraca gwint i łączy złączki. Rury ze spęczaniem oznaczają, że końce obu rur są zewnętrznie spęczane, a następnie gwintowane i łączone. Rury ze zintegrowanym łączeniem oznaczają, że jeden koniec rury jest spęczany z gwintami zewnętrznymi, a drugi jest spęczany z gwintami wewnętrznymi połączonymi bezpośrednio bez złączek.

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 Wtrysk pary: W przypadku wydobycia gorącej, gęstej ropy, para jest wprowadzana do odwiertu za pomocą izolowanych rur olejowych.
④ Zakwaszanie i szczelinowanie: Na późnym etapie wiercenia otworów lub w celu zwiększenia wydobycia ropy naftowej i gazu konieczne jest wprowadzenie środka zakwaszającego i szczelinującego lub materiału utwardzającego do warstwy ropy naftowej i gazu, a następnie środek ten i materiał utwardzający są transportowane przez rurę naftową.

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 rozciągania; dwiema różnicami są stan dostawy i różnice w odporności na uderzenia, N80-1 dostawa w stanie znormalizowanym lub gdy końcowa temperatura walcowania jest wyższa od temperatury krytycznej Ar3 i redukcja naprężenia po schłodzeniu na powietrzu i może być wykorzystana do znalezienia walcowania na gorąco zamiast znormalizowanego, nie są wymagane badania udarności i nieniszczące; N80Q musi być odpuszczony (hartowany i odpuszczany) Obróbka cieplna, funkcja udarności powinna być zgodna z postanowieniami API 5CT i powinna być poddana badaniom nieniszczącym.
L80 dzieli się na L80-1, L80-9Cr i L80-13Cr. Ich właściwości mechaniczne i status dostawy są takie same. Różnice w zastosowaniu, trudności produkcyjne i cenie: L80-1 jest dla typu ogólnego, L80-9Cr i L80-13Cr to rury o wysokiej odporności na korozję, trudności produkcyjne, są drogie i zwykle stosowane w studniach silnie 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: Rury wykładane są materiałami o klasie API L80, N80 lub P110, które przedłużają otwór wiertniczy do złoża, a ich typowe średnice wynoszą 7, 5 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

Rura wiertnicza kwadratowa, rura wiertnicza, obciążona rura wiertnicza i kołnierz wiertniczy w narzędziach wiertniczych tworzą rurę wiertniczą. Rura wiertnicza jest rdzeniowym narzędziem wiertniczym, które napędza wiertło z ziemi do dna odwiertu, a także jest kanałem od ziemi do dna odwiertu. 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 jest używana w procesie wiercenia, aby wytrzymać różnorodne złożone obciążenia przemienne, takie jak rozciąganie, ściskanie, skręcanie, zginanie i inne naprężenia. Powierzchnia wewnętrzna jest również narażona na szorowanie i korozję płuczki wiertniczej pod wysokim ciśnieniem.
(1) Kwadratowa rura wiertnicza: Rury wiertnicze kwadratowe występują w dwóch typach: czworokątne i sześciokątne. W chińskich rurach wiertniczych do ropy naftowej każdy zestaw kolumn wiertniczych zwykle wykorzystuje rurę wiertniczą typu czworokątnego. Jej 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) itd. Używana długość wynosi zwykle 1214,5 m.
(2) Rura wiertnicza: Rura wiertnicza jest podstawowym narzędziem do wiercenia studni, podłączona do dolnego końca kwadratowej rury wiertniczej, a w miarę pogłębiania się studni wiertniczej rura wiertnicza wydłuża kolumnę wiertniczą jedna po drugiej. 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) itd.
(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 jest połączony z dolną częścią rury wiertniczej, która jest specjalną rurą o grubych ściankach i dużej sztywności. Wywiera nacisk na wiertło, aby rozbić skałę i odgrywa rolę prowadzącą 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) itd.

V. Rura przewodowa

1. Klasyfikacja rur przewodowych

Rury przewodowe są używane w przemyśle naftowym i gazowym do przesyłu ropy naftowej, rafinowanej ropy naftowej, gazu ziemnego i wody, w skrócie rury stalowe. Rury przesyłowe ropy naftowej i gazu dzielą się na główne, odgałęzione i miejskie sieci rurociągów. Trzy rodzaje przesyłu rurociągów głównych mają typowe specyfikacje ∅406 ~ 1219 mm, grubość ścianki 10 ~ 25 mm, gatunek stali X42 ~ X80; rurociągi odgałęzione i miejskie sieci rurociągów mają zwykle specyfikacje dla ∅114 ~ 700 mm, grubość ścianki 6 ~ 20 mm, gatunek stali dla X42 ~ X80. Gatunek stali to X42～X80. Rury przewodowe są dostępne w typach spawanych i bezszwowych. Spawane rury przewodowe są używane częściej niż rury przewodowe bezszwowe.

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 produktu rury przewodowej jest podzielony na PSL 1 i PSL 2, a poziom jakości jest podzielony na PSL 1 i PSL 2. PSL 2 jest wyższy niż PSL 1; dwa poziomy specyfikacji mają nie tylko różne wymagania testowe, ale także wymagania dotyczące składu chemicznego i właściwości mechanicznych są różne, więc zgodnie z zamówieniem API 5L warunki umowy, oprócz określenia specyfikacji, gatunku stali i innych wspólnych wskaźników, ale także muszą wskazywać poziom specyfikacji produktu, czyli PSL 1 lub PSL 2. PSL 2 w składzie chemicznym, właściwościach rozciągających, sile uderzenia, badaniach nieniszczących i innych wskaźnikach jest bardziej rygorystyczny niż PSL 1.

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

Gatunki stali do rur przewodowych od niskich do wysokich są podzielone na A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 i X80. Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat składu chemicznego i właściwości mechanicznych, zapoznaj się ze specyfikacją API 5L, 46. wydanie książki.

5. Wymagania dotyczące próby hydrostatycznej rur przewodowych i badań nieniszczących

Rurociągi powinny być poddawane testowi hydraulicznemu gałąź po gałęzi, a norma nie zezwala na nieniszczące generowanie ciśnienia hydraulicznego, co również stanowi dużą różnicę między normą API a naszymi normami. PSL 1 nie wymaga nieniszczącego testowania; PSL 2 powinno być nieniszczącym testowaniem gałąź po gałęzi.

VI. Połączenia premium

1. Wprowadzenie Połączeń Premium

Premium Connection to gwint rurowy o unikalnej strukturze, która różni się od gwintu API. Chociaż istniejąca obudowa olejowa z gwintem API jest szeroko stosowana w eksploatacji odwiertów naftowych, jej wady są wyraźnie widoczne w unikalnym środowisku niektórych pól naftowych: okrągła kolumna rurowa z gwintem API, chociaż jej właściwości uszczelniające są lepsze, siła rozciągająca przenoszona przez część gwintowaną jest równa tylko 60% do 80% wytrzymałości korpusu rury, a zatem nie może być stosowana w eksploatacji głębokich odwiertów; trapezoidalna kolumna rurowa z gwintem API, chociaż jej właściwości rozciągające są znacznie wyższe niż w przypadku okrągłego połączenia gwintowanego API, jej właściwości uszczelniające nie są tak dobre. Chociaż właściwości rozciągające kolumny są znacznie wyższe niż w przypadku okrągłego połączenia gwintowanego API, jej właściwości uszczelniające nie są zbyt dobre, więc nie może być stosowana w eksploatacji odwiertów gazowych wysokociśnieniowych; Ponadto smar do gwintów może spełniać swoją funkcję wyłącznie w środowisku o temperaturze poniżej 95℃, dlatego nie można go stosować przy eksploatacji odwiertów o wysokiej temperaturze.

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) Poprzez konstrukcję barku o rozsądnej konstrukcji, tak aby obsługa klamry była bardziej dostępna.

Branża naftowa i gazowa może pochwalić się ponad 100 opatentowanymi połączeniami premium, co stanowi znaczący postęp w technologii rur. Te specjalistyczne konstrukcje gwintów oferują doskonałe właściwości uszczelniające, zwiększoną wytrzymałość połączenia i zwiększoną odporność na naprężenia środowiskowe. Rozwiązując takie wyzwania, jak wysokie ciśnienie, środowiska korozyjne i ekstremalne temperatury, te innowacje zapewniają doskonałą niezawodność i wydajność w operacjach przyjaznych dla ropy na całym świecie. Ciągłe badania i rozwój połączeń premium podkreślają ich kluczową rolę we wspieraniu bezpieczniejszych i bardziej produktywnych praktyk wiertniczych, odzwierciedlając stałe 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®: Połączenia XT® opracowane przez NOV charakteryzują się unikalnym uszczelnieniem metal-metal i solidnym gwintem, co gwarantuje doskonałą wytrzymałość na moment obrotowy i odporność na zatarcia, wydłużając tym samym 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 stalowych rur, które są kluczowe dla przemysłu naftowego i gazowego, obejmuje szeroką gamę specjalistycznego sprzętu zaprojektowanego tak, aby wytrzymać trudne warunki i złożone wymagania operacyjne. Od rur obudowy fundamentowej, które podtrzymują i chronią zdrowe ściany, po wszechstronne rury stosowane w procesach ekstrakcji i wtrysku, każdy rodzaj rury służy odrębnemu celowi w eksploracji, produkcji i transporcie węglowodorów. Normy, takie jak specyfikacje API, zapewniają jednolitość i jakość tych rur, podczas gdy innowacje, takie jak połączenia premium, zwiększają wydajność w trudnych warunkach. Wraz z rozwojem technologii te krytyczne komponenty rozwijają się, 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

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.

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.