Gwinty rury osłonowej: STC, LTC i BTC

Rury osłonowe są niezbędnym elementem procesu wiercenia ropy naftowej i gazu. Zapewniają integralność strukturalną otworu wiertniczego i zapobiegają przedostawaniu się niepożądanych płynów do odwiertu. Jednym z krytycznych aspektów konstrukcji rur osłonowych jest gwintowanie, które odgrywa kluczową rolę w bezpiecznym łączeniu rur i zapewnianiu szczelności połączenia. Trzy najczęstsze rodzaje gwintów obudów to Złącze z krótkim gwintem (STC), Złącze z długim gwintem (LTC), I Złącze gwintowane z czołem oporowym (BTC). Każdy typ gwintu ma swoje własne, odrębne cechy konstrukcyjne, zastosowania i charakterystyki wydajności. W tym blogu przyjrzymy się tym typom gwintów, ich zaletom i temu, jak odpowiadają one na specyficzne dla branży potrzeby.

1. Wprowadzenie do gwintów rur osłonowych

Rury obudowy są gwintowane na obu końcach, co umożliwia bezpieczne mocowanie jednej rury do drugiej. Dzięki temu rura obudowy pozostaje nienaruszona podczas opuszczania do otworu wiertniczego. Rodzaj użytego gwintu zależy od konkretnych warunków odwiertu, głębokości, ciśnienia i formacji geologicznych napotkanych podczas procesu wiercenia.

Gwinty obudowy są zaprojektowane tak, aby:

Zapewnij szczelne uszczelnienia.
Wytrzymuje duże ciśnienia i obciążenia.
Ułatwiają składanie (montaż) i zdejmowanie (demontaż).
Zapobiegaj awariom rur spowodowanym przez siły rozciągające, ściskające lub moment obrotowy.

Przyjrzyjmy się bliżej trzem najpopularniejszym typom gwintów rur osłonowych: STC, LTC i BTC.

2. Złącze z krótkim gwintem (STC)

Złącze z krótkim gwintem (STC) jest jednym z najpopularniejszych rodzajów gwintów stosowanych w rurach osłonowych, szczególnie w płytkich studniach, gdzie spodziewane są umiarkowane ciśnienia i siły.

2.1. Projekt i funkcje

Długość gwintu:Gwinty STC są stosunkowo krótkie, co ułatwia ich produkcję i montaż.
Profil wątku:Gwinty mają zazwyczaj konstrukcję stożkową, która zapewnia lepsze uszczelnienie poprzez zaciskanie połączenia w miarę przykładania momentu obrotowego.
Projekt sprzęgła:Połączenia STC wykorzystują złączkę do łączenia dwóch odcinków rury osłonowej. Krótka długość gwintu oznacza, że sama złączka jest stosunkowo krótka, co zmniejsza całkowitą wagę przewodu osłonowego.

2.2. Zastosowania

Wątki STC są powszechnie stosowane w:

Studnie płytkie:Gdzie ciśnienie jest niższe, a wymagania stawiane rurom osłonowym są mniej rygorystyczne.
Operacje wiertnicze o niskich kosztach:Metoda STC jest bardziej opłacalna w porównaniu do konstrukcji z dłuższymi gwintami ze względu na prostszą produkcję i łatwiejszy montaż.
Pola naftowe na lądzie:Gdzie warunki środowiskowe są mniej ekstremalne.

2.3. Zalety i wady

Zalety:

Łatwy i szybki w montażu.
Opłacalne.
Lekki, redukujący obciążenie zestawu.

Niedogodności:

Ograniczona nośność, przez co nie nadaje się do głębszych studni.
Mniejsza odporność na wysokie ciśnienia i ekstremalne warunki panujące w odwiercie.

3. Złącze z długim gwintem (LTC)

Złącze z długim gwintem (LTC) zapewnia mocniejsze i bezpieczniejsze połączenie w porównaniu do STC, dzięki czemu idealnie nadaje się do głębszych odwiertów, w których panują wyższe ciśnienia i trudniejsze warunki.

3.1. Projekt i funkcje

Długość gwintu:Wątki LTC są znacznie dłuższe od wątków STC, co zapewnia trwalsze połączenie.
Profil wątku:Gwinty LTC charakteryzują się także stożkową konstrukcją, która zwiększa szczelność podczas dokręcania.
Projekt sprzęgła:Sprzęgło stosowane w połączeniach LTC jest dłuższe, co zwiększa wytrzymałość i poprawia zdolność połączenia do wytrzymywania obciążeń mechanicznych występujących w głębszych odwiertach.

3.2. Zastosowania

Wątki LTC są zazwyczaj używane w:

Studnie o średniej głębokości:Gdzie naciski i siły są umiarkowane do dużych, ale nie ekstremalne.
Wiercenia na lądzie i na morzu:Szczególnie w środowiskach, w których obudowa może być poddawana dodatkowym naprężeniom mechanicznym.
Operacje o umiarkowanych kosztach:LTC zapewnia dobry balans pomiędzy wytrzymałością i opłacalnością.

3.3. Zalety i wady

Zalety:

Większa nośność w porównaniu do STC.
Lepiej nadaje się do głębszych studni i wyższych ciśnień.
Niezawodne właściwości uszczelniające.

Niedogodności:

Bardziej skomplikowany i czasochłonny montaż ze względu na dłuższą długość gwintu.
Nieco droższe niż nici STC.

4. Złącze gwintowane z kołnierzem oporowym (BTC)

Złącze gwintowane z czołem oporowym (BTC) jest najmocniejszym i najbardziej wytrzymałym z trzech typów gwintów, zaprojektowanym do ekstremalnych środowisk, wysokich ciśnień i głębokich studni. Gwinty BTC są zaprojektowane z większą powierzchnią nośną, co czyni je idealnymi do bardzo wymagających zastosowań.

4.1. Projekt i funkcje

Profil wątku: W przeciwieństwie do STC i LTC, gwinty BTC mają kwadratowy lub prawie kwadratowy profil. Taka konstrukcja zwiększa powierzchnię gwintu, skuteczniej rozprowadzając obciążenia na połączeniu.
Długość gwintu:Gwinty BTC mogą mieć podobną długość do gwintów LTC, ale kwadratowy kształt znacznie zwiększa ich wytrzymałość i nośność.
Projekt sprzęgła:BTC wykorzystuje duże sprzęgła, które mogą wytrzymać ekstremalne siły i zapobiegać uszkodzeniom gwintów w odwiercie.

4.2. Zastosowania

Wątki BTC są używane w:

Studnie głębokie i ultragłębokie:Gdzie występują ekstremalnie wysokie ciśnienia i naprężenia mechaniczne.
Pola naftowe na morzu:Szczególnie w odwiertach wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury (HPHT).
Krytyczne operacje wiertnicze:Gdy awaria nie wchodzi w grę, a obudowa musi wytrzymać ekstremalne warunki przez długi czas.

4.3. Zalety i wady

Zalety:

Wyjątkowa nośność.
Wysoka odporność na siły nacisku i momentu obrotowego.
Nadaje się do najbardziej wymagających warunków wiertniczych, w tym do odwiertów HPHT.

Niedogodności:

Droższe w produkcji i montażu ze względu na złożoność konstrukcji gwintu.
Wymaga więcej czasu i wiedzy, aby je zmontować i rozmontować.

5. Porównanie wątków STC, LTC i BTC

Każdy typ gwintu ma swoje mocne strony i ograniczenia, co sprawia, że nadają się do różnych warunków i głębokości odwiertu. Oto szybkie porównanie:

Funkcja	STC	Opieka długoterminowa	BTC
Długość gwintu	Krótki	Długi	Długi (profil kwadratowy)
Wytrzymałość	Niski do umiarkowanego	Umiarkowany do wysokiego	Wysoki do bardzo wysokiego
Odporność na ciśnienie	Umiarkowany	Wysoki	Bardzo wysoki
Typowe zastosowania	Studnie płytkie, niskiego ciśnienia	Studnie o średniej głębokości	Studnie głębinowe, środowiska HPHT
Koszt	Niski	Umiarkowany	Wysoki

6. Wybór właściwego gwintu osłony do danego zastosowania

Przy wyborze rury osłonowej i rodzaju gwintu należy wziąć pod uwagę kilka czynników, w tym:

Głębokość studni:Głębsze odwierty wymagają mocniejszych nici, takich jak LTC lub BTC.
Ciśnienie i temperatura:Studnie o wysokim ciśnieniu i temperaturze zazwyczaj wymagają wytrzymałości gwintów BTC.
Rozważania nad kosztami:Choć gwinty STC są tańsze, mogą nie zapewniać odpowiedniej wytrzymałości i trwałości w przypadku głębszych i bardziej złożonych odwiertów.
Dobrze Środowisko:W przypadku odwiertów na morzu lub w miejscach o wysokich wymaganiach środowiskowych, korzyścią może być zwiększona wytrzymałość i szczelność gwintów LTC lub BTC.

7. Wnioski

Wybór i gwinty rur osłonowych — STC, LTC lub BTC — zależą od konkretnych wymagań środowiska wiertniczego. Gwinty STC oferują ekonomiczne rozwiązanie dla płytkich odwiertów, gwinty LTC zapewniają większą wytrzymałość w zastosowaniach o średniej głębokości, a gwinty BTC zapewniają maksymalną wytrzymałość i trwałość w przypadku głębokich odwiertów i ekstremalnych warunków. Dzięki zrozumieniu różnic między tymi typami gwintów inżynierowie i zespoły wiertnicze mogą wybrać najbardziej odpowiednią obudowę do swoich projektów, zapewniając bezpieczeństwo i wydajność produkcji ropy naftowej i gazu.

Niezależnie od tego, czy wiercisz płytkie odwierty lądowe, czy głębokie odwierty morskie, wybór właściwego rodzaju gwintu ma kluczowe znaczenie dla długoterminowego sukcesu operacji.

FUTURE ENERGY STEEL może wytwarzać STC, LTC i BTC zgodnie z API 5CT, co więcej, nasza fabryka może również produkować BT-1, BT-2 i BT-3, które mogą zastąpić specjalne gwinty, takie jak New VAM i VAM top .