Записи

Manufacturing Process of Drill Pipe - 0

API Specification 5DP Drill Pipe: A Comprehensive Guide

/в /от

Drill pipes are a crucial component in the oil and gas industry, forming the backbone of drilling operations. These pipes connect the drilling rig to the drill bit, transmitting power and drilling fluid to create boreholes in the earth’s surface. This blog provides a detailed exploration of drill pipes, including their manufacturing process, types, connections, grades, and more. The goal is to equip you with practical knowledge and solutions that can help you navigate the complexities of using drill pipes effectively.

What is a Бурильная труба?

A drill pipe is a heavy, seamless, hollow tube used to rotate the drill bit and circulate drilling fluid during drilling operations. It is designed to withstand significant stresses, including torsion, tension, and pressure while being lightweight enough to be handled easily on a rig.

Key Functions of Drill Pipes:

  • Transmission of Power: Drill pipes transfer the rotary motion from the drilling rig to the drill bit.
  • Circulation of Drilling Fluid: They allow the circulation of drilling mud, which cools the bit, carries cuttings to the surface, and stabilizes the borehole.
  • Lengthening the Drill String: As drilling progresses, additional drill pipe sections are added to the drill string to reach greater depths.

Manufacturing Process of Drill Pipe

The manufacturing of drill pipes is a highly controlled process designed to ensure the final product meets the stringent standards required for drilling operations.

Manufacturing Process of Drill Pipe

Manufacturing Process of Drill Pipe

1. Выбор материала

  • High-Quality Steel: The process begins with the selection of high-grade steel, typically alloy steel such as AISI 4130 or 4140, known for its high strength and toughness.
  • Химический состав: The steel’s composition is carefully controlled to achieve the desired mechanical properties, including resistance to wear, fatigue, and corrosion.

2. Pipe Forming

  • Seamless Manufacturing: The steel is heated and then pierced to create a hollow tube, which is elongated and rolled to form the drill pipe body.
  • Welding (Optional): For certain types, steel plates may be rolled and welded to create the pipe.

3. Heat Treatment

  • Закалка и отпуск: The pipes undergo heat treatment to enhance their mechanical properties, ensuring they can withstand the rigors of drilling.

4. Upsetting

  • End Upsetting: The ends of the pipe are thickened to increase their strength. This process, known as upsetting, is crucial for enhancing the pipe’s durability at the connections.

5. Tool Joint Welding

  • Attachment of Tool Joints: Tool joints are welded to the ends of the pipe, forming the connections that link each section of the drill string.

6. Hardbanding

  • Wear-Resistant Coating: A wear-resistant alloy is applied to the tool joints to protect them from wear and extend the pipe’s service life.

7. Проверка и тестирование

  • Non-Destructive Testing: Each drill pipe undergoes rigorous testing, including ultrasonic and magnetic particle inspection, to ensure there are no defects.
  • Dimensional Inspection: The pipes are measured to ensure they meet the required specifications.

8. Marking and Coating

  • Identification: Each pipe is marked with essential information, such as grade, size, and manufacturer.
  • Protective Coating: A corrosion-resistant coating is applied to the pipes to protect them during transportation and storage.

Types of Drill Pipe

There are several types of drill pipes, each designed for specific applications:

1. Standard Drill Pipe

  • Описание: The most common type of drill pipe, used for standard drilling operations.
  • Приложение: Suitable for conventional drilling in onshore and offshore environments.

2. Heavy Weight Drill Pipe (HWDP)

  • Описание: Thicker and heavier than standard drill pipe, HWDP is designed to add weight to the drill string, reducing buckling and improving stability.
  • Приложение: Ideal for directional drilling and extended-reach wells.

3. Spiral Drill Pipe

  • Описание: This type features a spiral groove along its length, designed to reduce friction and wear during drilling.
  • Приложение: Used in operations where friction reduction is critical.

4. Square Drill Pipe

  • Описание: A less common type with a square cross-section, offering increased rigidity.
  • Приложение: Used in specific drilling scenarios requiring a rigid drill string.

5. Hexagonal Drill Pipe

  • Описание: Similar to the square drill pipe but with a hexagonal cross-section, providing enhanced torsional strength.
  • Приложение: Suitable for high-torque drilling operations.

What are the Ends Processes of Drill Pipe?

In the context of drill pipes, the terms ИИ, Евросоюз, и ИЭУ refer to different end processes that prepare the ends of the drill pipes for connections. These processes are crucial for ensuring that the drill pipe ends are durable, properly aligned, and suitable for threading and connection to other components in the drill string.

IU EU IEU of Drill Pipe Ends

IU EU IEU of Drill Pipe Ends

1. Internal Upset (IU)

  • Описание: In an Internal Upset (IU) process, the internal diameter of the pipe is reduced, creating a thicker wall at the ends of the pipe.
  • Цель: This thickening increases the strength of the pipe ends, making them more resistant to the stresses and wear encountered during drilling operations.
  • Приложение: IU pipes are used in situations where the internal diameter of the drill pipe is critical, such as in high-pressure drilling operations where maintaining a consistent bore is essential.

2. External Upset (EU)

  • Описание: External Upset (EU) involves increasing the thickness of the pipe wall at the external diameter of the pipe ends.
  • Цель: This process strengthens the pipe ends and enhances their durability, especially in areas where the drill pipe is most likely to experience wear and impact.
  • Приложение: EU drill pipes are commonly used in standard drilling operations where external strength and impact resistance are prioritized.

3. Internal-External Upset (IEU)

  • Описание: Internal-External Upset (IEU) is a combination of both internal and external upsets, where the pipe ends are thickened both internally and externally.
  • Цель: This dual-thickening process provides maximum strength and durability at the ends of the drill pipe, offering enhanced resistance to both internal pressure and external forces.
  • Приложение: IEU pipes are typically used in more demanding drilling environments, such as deep wells, high-pressure scenarios, and directional drilling, where both internal and external reinforcement is needed.

Connections of Drill Pipe Tool Joints

The connections between drill pipe sections are critical for maintaining the integrity of the drill string. API 5DP drill pipes feature various types of connections:

1. Internal Flush (IF) Connection

  • Описание: Designed with a flush internal profile to minimize pressure drops and turbulence.
  • Приложение: Used in high-pressure drilling environments.

2. Full Hole (FH) Connection

  • Описание: Features a larger bore for improved fluid flow, making it suitable for deep wells.
  • Приложение: Ideal for deep drilling operations.

3. API Regular (API REG) Connection

  • Описание: A standard connection type, known for its robustness and ease of use.
  • Приложение: Commonly used in standard drilling operations.

4. Numerical Connection (NC)

  • Описание: A premium connection with high torque capacity, often featuring a double-shoulder design.
  • Приложение: Suitable for challenging drilling conditions.

What are Pin and Box?

Pin and Box refer to the two complementary ends of a drill pipe connection that allow the pipe sections to be securely joined together in a drilling string. This connection system is critical for maintaining the integrity and stability of the drill string during drilling operations.

Pin

  • Описание: The Pin is the male end of the connection. It is tapered and threaded, allowing it to be screwed into the Box.
  • Дизайн: The external threads of the Pin are precision-cut to match the internal threads of the Box, ensuring a tight, secure fit.
  • Функция: The Pin is designed to connect securely with the Box, creating a strong, leak-proof joint that can withstand the high pressures, torsional forces, and vibrations experienced during drilling.

Box

  • Описание: The Box is the female end of the connection. It is also threaded internally to accommodate the Pin.
  • Дизайн: The Box’s internal threads are precisely machined to match the Pin’s threads, allowing for a secure and tight connection.
  • Функция: The Box receives the Pin, creating a sturdy connection that ensures the drill pipe sections remain connected and aligned during drilling operations.

Importance of Pin and Box Connections

  • Целостность конструкции: The Pin and Box connection ensures the drill pipe sections are securely fastened, maintaining the structural integrity of the drill string.
  • Pressure Resistance: These connections are designed to withstand the high internal pressures generated by the circulation of drilling fluid.
  • Ease of Use: Pin and Box connections are designed for easy assembly and disassembly, facilitating quick changes and adjustments to the drill string.

Приложения

  • Drill Pipes: Pin and Box connections are used in all types of drill pipes, including standard, heavy-weight, and specialized pipes.
  • Tool Joints: These connections are also used in tool joints, which are thicker, heavier sections of drill pipes that provide added strength and durability.

Grades, Diameters, Length Ranges, and Applications

Drill pipes come in various grades, diameters, and lengths, each suited to different drilling environments:

Оценки

  • E-75: Commonly used for general drilling operations.
  • X-95: Provides higher strength, suitable for deeper wells.
  • G-105: Offers excellent fatigue resistance, ideal for extended-reach drilling.
  • S-135: The highest strength grade, used in ultra-deep and high-pressure wells.

Diameters and Lengths

  • Diameters: Typically range from 2 3/8″ to 6 5/8″.
  • Lengths: Range from 27 to 31 feet, with custom lengths available based on project needs.

Applications by Grade

  • E-75: Onshore drilling in standard conditions.
  • X-95: Deep wells with moderate pressures.
  • G-105: Extended-reach wells and high-torque drilling.
  • S-135: Ultra-deep, high-pressure, and high-temperature wells.

Packing, Storage, Maintenance, and Transportation

Proper handling of drill pipes is crucial for maintaining their integrity and extending their service life.

Упаковка

  • Bundling: Drill pipes are typically bundled together for easier handling and transportation.
  • Protective Caps: Both ends of the drill pipe are fitted with protective caps to prevent damage to the threads.

Storage

  • Indoor Storage: Whenever possible, drill pipes should be stored indoors to protect them from the elements.
  • Elevated Storage: Pipes should be stored off the ground on racks to prevent contact with moisture and contaminants.

Maintenance

  • Regular Inspections: Drill pipes should be inspected regularly for signs of wear, corrosion, or damage.
  • Re-threading: Threads should be re-cut if damaged, ensuring a secure connection.

Транспорт

  • Secure Loading: Drill pipes should be securely loaded onto trucks or trailers to prevent movement during transit.
  • Use of Cradles: Pipes should be transported using cradles to prevent bending or damage.

Заключение

Drill pipes are a critical component in drilling operations, designed to withstand the harsh conditions encountered during oil and gas extraction. Understanding the manufacturing process, types, connections, grades, and handling of drill pipes is essential for optimizing their performance and ensuring safe, efficient drilling operations.

By following best practices in selecting, storing, and maintaining drill pipes, operators can extend the life of their equipment, reduce operational costs, and minimize the risk of failures. This comprehensive guide serves as a valuable resource for professionals in the drilling industry, offering practical insights and solutions to the challenges associated with drill pipes.

Изучение важной роли стальных труб в разведке нефти и газа

/в /от

I. Базовые знания о трубах для нефтегазовой промышленности.

1. Пояснение терминологии

API: Аббревиатура Американский институт нефти.
OCTG: Аббревиатура Нефтяная страна Трубная продукция, включая обсадные трубы для нефти, насосно-компрессорные трубы, бурильные трубы, удлинители, буровые долота, насосные штанги, муфтовые соединения и т. д.
Масляные трубки: НКТ используются в нефтяных скважинах для добычи нефти, газа, закачки воды и кислотного разрыва пласта.
Корпус: Труба, опускаемая с поверхности земли в пробуренную скважину в качестве облицовки для предотвращения обрушения стены.
Бурильная труба: Труба, используемая для бурения скважин.
Линейная труба: Труба, используемая для транспортировки нефти или газа.
Муфты: Цилиндры используются для соединения двух резьбовых труб с внутренней резьбой.
Материал соединения: Труба, используемая для изготовления муфт.
API-потоки: Трубная резьба, указанная в стандарте API 5B, включая круглую резьбу нефтепровода, короткую круглую резьбу обсадной колонны, длинную круглую резьбу обсадной колонны, частичную трапециевидную резьбу обсадной трубы, резьбу линейной трубы и т. д.
Премиум-соединение: Резьбы не API со специальными уплотнительными свойствами, свойствами соединения и другими свойствами.
Неудачи: деформация, разрушение, повреждение поверхности и потеря первоначальной функции в определенных условиях эксплуатации.
Основные формы неудач: дробление, скольжение, разрыв, утечка, коррозия, склеивание, износ и так далее.

2. Стандарты, связанные с нефтью

API Spec 5B, 17-е издание – Спецификация на нарезание резьбы, калибровку и проверку резьбы обсадных, насосно-компрессорных и линейных труб.
API Spec 5L, 46-е издание – Спецификация для линейной трубы
API Spec 5CT, 11-е издание – Спецификация для обсадных и насосно-компрессорных труб
API Spec 5DP, 7-е издание – Спецификация для бурильных труб
API Спецификация 7-1, 2-е издание – Спецификация для элементов вращающейся бурильной колонны
API Спецификация 7-2, 2-е издание – Спецификация на нарезание резьбы и калибровку резьбовых соединений с поворотным буртиком.
API Spec 11B, 24-е издание – Спецификации для насосных штанг, полированных штанг и вкладышей, муфт, грузил, зажимов для полированных штанг, сальников и насосных тройников.
ИСО 3183:2019 – Нефтяная и газовая промышленность – Стальные трубы для систем трубопроводного транспорта
ИСО 11960:2020 – Нефтяная и газовая промышленность – Стальные трубы для использования в качестве обсадных труб или насосно-компрессорных труб для скважин.
NACE MR0175/ISO 15156:2020 – Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для использования в H2S-содержащих средах при добыче нефти и газа.

II. Нефтяные трубки

1. Классификация масляных трубок

Масляные трубки подразделяются на масляные трубки без высадки (NU), масляные трубки с внешней высадкой (EU) и масляные трубки с цельным соединением (IJ). Маслотрубка NU означает, что конец трубки имеет нормальную толщину и непосредственно поворачивает резьбу и подводит муфты. Высаженная трубка означает, что концы обеих трубок высажены снаружи, затем нарезаны резьбы и соединены. Трубка с интегральным соединением означает, что один конец трубы высажен с внешней резьбой, а другой конец высажен с внутренней резьбой и соединен напрямую, без муфт.

2. Функция масляных трубок

① Добыча нефти и газа: после бурения и цементирования нефтяных и газовых скважин насосно-компрессорные трубы помещаются в нефтяную колонну для добычи нефти и газа на землю.
② Закачка воды: если давление в скважине недостаточно, закачайте воду в скважину через НКТ.
③ Закачка пара: при горячей добыче густой нефти пар подается в скважину через изолированные нефтяные насосно-компрессорные трубы.
④ Подкисление и гидроразрыв: на поздней стадии бурения скважин или для улучшения добычи нефтяных и газовых скважин необходимо ввести подкисляющую среду и среду разрыва или отверждающий материал в слой нефти и газа, а среду и отверждающий материал транспортируется по маслопроводу.

3. Марка стали масляных трубок

Марки стали масляных трубок: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 разделен на N80-1 и N80Q, оба имеют одинаковые свойства растяжения, два различия - это состояние доставки и различия в производительности, доставка N80-1 в нормализованном состоянии или когда конечная температура прокатки превышает заданную. критическая температура Аг3 и снижение напряжения после охлаждения на воздухе и могут быть использованы для нахождения горячей прокатки взамен нормализованной, ударный и неразрушающий контроль не требуются; N80Q должен быть закален (закален и отпущен). Термическая обработка, ударная функция должны соответствовать положениям API 5CT и должны пройти неразрушающий контроль.
L80 делится на L80-1, L80-9Cr и L80-13Cr. Их механические свойства и состояние поставки одинаковы. Различия в использовании, сложности производства и цене. L80-1 для общего типа, L80-9Cr и L80-13Cr представляют собой трубы с высокой коррозионной стойкостью, сложность производства, дороговизна и обычно используются в скважинах с сильной коррозией.
С90 и Т95 делятся на 1 и 2 типа, а именно С90-1, С90-2 и Т95-1, Т95-2.

4. Обычно используемая марка стали для масляных трубок, название стали и статус доставки.

J55 (37Mn5) Масляные трубки NU: горячекатаные вместо нормализованных.
J55 (37Mn5) Масляные трубки ЕС: полноразмерные, нормализованные после высадки
Н80-1 (36Мн2В) Масляные трубы НУ: горячекатаные вместо нормализованных
N80-1 (36Mn2V) Масляные трубки ЕС: полноразмерные, нормализованные после высадки
N80-Q (30Mn5) Масляные трубки: 30Mn5, закалка по всей длине
L80-1 (30Mn5) Масляные трубки: 30Mn5, закалка по всей длине
P110 (25CrMnMo) Масляные трубки: 25CrMnMo, закалка по всей длине
J55 (37Mn5) Муфта: Горячекатаная онлайн, нормализованная
N80 (28MnTiB) Муфта: закалка по всей длине
L80-1 (28MnTiB) Муфта: закаленная по всей длине
P110 (25CrMnMo) Муфта: закалка по всей длине

III. Обсадная труба

1. Классификация и роль кожуха

Обсадная колонна представляет собой стальную трубу, поддерживающую стенки нефтяных и газовых скважин. В каждой скважине используется несколько слоев обсадной колонны в зависимости от глубины бурения и геологических условий. Цемент используется для цементирования обсадной колонны после ее спуска в скважину и в отличие от нефтепроводных и бурильных труб не подлежит повторному использованию и относится к одноразовым расходным материалам. Таким образом, на потребление обсадных труб приходится более 70 процентов всех труб нефтяных скважин. В зависимости от использования обсадную колонну можно разделить на кондукторную, промежуточную, эксплуатационную и хвостовиковую, а их конструкции в нефтяных скважинах показаны на рисунке 1.

①Корпус проводника: Обычно используются классы API K55, J55 или H40, кондукторная колонна стабилизирует устье скважины и изолирует неглубокие водоносные горизонты диаметром обычно около 20 или 16 дюймов.

②Промежуточный корпус: Промежуточная обсадная колонна, часто изготовленная из марок API K55, N80, L80 или P110, используется для изоляции нестабильных пластов и зон с переменным давлением, с типичным диаметром 13 3/8 дюйма, 11 3/4 дюйма или 9 5/8 дюйма. .

③Производственный корпус: Эксплуатационная колонна, изготовленная из высококачественной стали марок API J55, N80, L80, P110 или Q125, рассчитана на выдерживание производственного давления и обычно имеет диаметры 9 5/8 дюйма, 7 дюймов или 5 1/2 дюйма.

④Корпус вкладыша: Хвостовики расширяют ствол скважины в пласт, используя такие материалы, как API классов L80, N80 или P110, с типичным диаметром 7 дюймов, 5 дюймов или 4 1/2 дюйма.

⑤Трубки: Трубопроводы, предназначенные для транспортировки углеводородов на поверхность, имеют классы API J55, L80 или P110 и доступны диаметром 4 1/2 дюйма, 3 1/2 дюйма или 2 7/8 дюйма.

IV. Бурильная труба

1. Классификация и назначение труб для буровых инструментов.

Бурильная труба квадратного сечения, бурильная труба, утяжеленная бурильная труба и утяжеленная бурильная труба в буровых инструментах образуют бурильную трубу. Бурильная труба — это инструмент колонкового бурения, который перемещает буровое долото от земли к залу скважины, а также является каналом от земли к залу скважины. У него три основные роли:

① Для передачи крутящего момента на сверло для сверления;

② Чтобы ослабить давление горной породы на дне скважины, опираться на свой вес на буровое долото;

③ Для транспортировки промывочной жидкости, то есть бурового раствора через землю с помощью буровых насосов высокого давления, буровой колонны в поток скважины в забой скважины для промывки обломков породы и охлаждения бурового долота, а также переноса обломков породы. через внешнюю поверхность колонны и стенку скважины между затрубным пространством, чтобы вернуться на землю, чтобы достичь цели бурения скважины.

Бурильная труба в процессе бурения выдерживает различные сложные знакопеременные нагрузки, такие как растяжение, сжатие, кручение, изгиб и другие напряжения, внутренняя поверхность также подвергается размыву буровым раствором под высоким давлением и коррозии.
(1) Квадратная бурильная труба: Квадратные бурильные трубы бывают двух видов: четырехугольные и шестиугольные. Китайские нефтяные бурильные трубы в каждом наборе бурильных колонн обычно используют бурильные трубы четырехугольного типа. Его характеристики: 63,5 мм (2-1/2 дюйма), 88,9 мм (3-1/2 дюйма), 107,95 мм (4-1/4 дюйма), 133,35 мм (5-1/4 дюйма), 152,4 мм ( 6 дюймов) и так далее. Обычно используемая длина составляет 12–14,5 м.
(2) Бурильная труба: Бурильная труба является основным инструментом для бурения скважин, соединенным с нижним концом квадратной бурильной трубы, и по мере того, как бурящая скважина продолжает углубляться, бурильная труба продолжает удлинять бурильную колонну одну за другой. Технические характеристики бурильных труб: 60,3 мм (2-3/8 дюйма), 73,03 мм (2-7/8 дюйма), 88,9 мм (3-1/2 дюйма), 114,3 мм (4-1/2 дюйма). , 127 мм (5 дюймов), 139,7 мм (5-1/2 дюйма) и так далее.
(3) Бурильная труба для тяжелых условий эксплуатации: Утяжеленная бурильная труба представляет собой переходный инструмент, соединяющий бурильную трубу и утяжеленную бурильную трубу, который позволяет улучшить силовое состояние бурильной трубы и увеличить давление на буровое долото. Основные характеристики утяжеленной бурильной трубы: 88,9 мм (3-1/2 дюйма) и 127 мм (5 дюймов).
(4) Удлинитель: УБТ соединена с нижней частью бурильной трубы, которая представляет собой специальную толстостенную трубу, обладающую высокой жесткостью, оказывающую давление на буровое долото для разрушения породы и играющую направляющую роль при бурении прямой скважины. Обычные характеристики удлинителей: 158,75 мм (6-1/4 дюйма), 177,85 мм (7 дюймов), 203,2 мм (8 дюймов), 228,6 мм (9 дюймов) и так далее.

В. Линейная труба

1. Классификация линейных труб

Линейные трубы используются в нефтегазовой промышленности для транспортировки нефти, очищенной нефти, природного газа и водопроводов с аббревиатурой стальных труб. Транспортировочные нефте- и газопроводы в основном делятся на магистральные трубопроводы, трубопроводы-отводы и трубопроводы городской трубопроводной сети. Три вида магистральных трубопроводов обычных спецификаций для диаметра 406 ~ 1219 мм, толщины стенок 10 ~ 25 мм, марки стали X42 ~ X80. ; Трубопроводы-отводы и трубопроводы городских трубопроводов обычно имеют диаметр ∅114 ~ 700 мм, толщину стенок 6 ~ 20 мм, марку стали X42 ~ X80. Марка стали Х42～Х80. Линейные трубы бывают сварного и бесшовного типа. Сварные линейные трубы используются чаще, чем бесшовные.

2. Стандарт линейной трубы

API Spec 5L – Спецификация для линейных труб
ISO 3183 – Нефтяная и газовая промышленность. Стальные трубы для систем трубопроводного транспорта

3. PSL1 и PSL2

PSL — это аббревиатура Уровень спецификации продукта. Уровень спецификации продукции для линейных труб разделен на PSL 1 и PSL 2, можно также сказать, что уровень качества разделен на PSL 1 и PSL 2. PSL 2 выше, чем PSL 1, два уровня спецификации не только имеют разные требования к испытаниям, но требования к химическому составу и механическим свойствам разные, поэтому в соответствии с заказом API 5L условия контракта помимо указания спецификаций, марки стали и других общих показателей, также должны указывать уровень спецификации продукта, то есть PSL. 1 или ПСЛ 2. ПСЛ 2 по химическому составу, свойствам растяжения, ударной мощности, неразрушающему контролю и другим показателям строже ПСЛ 1.

4. Марка стали, химический состав и механические свойства трубопроводных труб.

Марка стали линейных труб от низкой до высокой делится на: А25, А, Б, Х42, Х46, Х52, Х60, Х65, Х70 и Х80. Подробную информацию о химическом составе и механических свойствах см. в спецификации API 5L, 46-е издание.

5. Требования к гидростатическим испытаниям и неразрушающему контролю трубопроводов.

Линейная труба должна подвергаться гидравлическим испытаниям ветвей за ветками, а стандарт не допускает неразрушающего создания гидравлического давления, что также является большой разницей между стандартом API и нашими стандартами. PSL 1 не требует неразрушающего контроля, PSL 2 должен представлять собой поэтапный неразрушающий контроль.

VI. Премиум-соединения

1. Введение Премиум-подключений

Premium Connection — это трубная резьба особой структуры, отличающаяся от резьбы API. Хотя существующий масляный кожух с резьбой API широко используется при эксплуатации нефтяных скважин, его недостатки ясно проявляются в особых условиях некоторых нефтяных месторождений: колонна труб с круглой резьбой API, хотя ее характеристики уплотнения лучше, растягивающее усилие, воспринимаемое резьбовым часть эквивалентна только прочности тела трубы от 601ТП3Т до 801ТП3Т, поэтому ее нельзя использовать при эксплуатации глубоких скважин; колонна труб с трапециевидной резьбой, смещенная по API, хотя ее характеристики на растяжение намного выше, чем у соединения с круглой резьбой API, ее характеристики уплотнения не так хороши. Хотя прочность колонны на растяжение намного выше, чем у соединения с круглой резьбой API, ее герметичность не очень хорошая, поэтому ее нельзя использовать при эксплуатации газовых скважин высокого давления; кроме того, резьбовая смазка может выполнять свою роль только в среде с температурой ниже 95℃, поэтому ее нельзя использовать при эксплуатации высокотемпературных скважин.

По сравнению с соединениями с круглой резьбой API и частичной трапециевидной резьбой соединение премиум-класса достигло революционного прогресса в следующих аспектах:

(1) Хорошая герметизация благодаря эластичности и конструкции металлической уплотнительной конструкции делает газовое уплотнение соединения устойчивым к достижению предела тела НКТ в пределах давления текучести;

(2) Высокая прочность соединения, соединяющегося со специальной пряжкой масляного кожуха, прочность соединения достигает или превышает прочность корпуса НКТ, что позволяет фундаментально решить проблему проскальзывания;

(3) Благодаря выбору материала и совершенствованию процесса обработки поверхности в основном решена проблема прилипания пряжки;

(4) Путем оптимизации конструкции, чтобы распределение напряжений в соединениях было более разумным и более способствовало устойчивости к коррозии под напряжением;

(5) Благодаря плечевой структуре разумной конструкции, чтобы было легче выполнять операцию с пряжкой.

В настоящее время нефтегазовая промышленность может похвастаться более чем 100 запатентованными соединениями премиум-класса, представляющими собой значительные достижения в технологии труб. Эти специализированные конструкции резьбы обеспечивают превосходные возможности герметизации, повышенную прочность соединения и повышенную устойчивость к воздействию окружающей среды. Решая такие проблемы, как высокое давление, коррозионные среды и экстремальные температуры, эти инновации обеспечивают большую надежность и эффективность при эксплуатации нефтяных скважин по всему миру. Постоянные исследования и разработки соединений премиум-класса подчеркивают их ключевую роль в поддержке более безопасных и производительных методов бурения, отражая постоянную приверженность технологическому совершенству в энергетическом секторе.

Соединение VAM®: Соединения VAM®, известные своей надежной работой в сложных условиях эксплуатации, отличаются передовой технологией уплотнения металл-металл и возможностью высокого крутящего момента, обеспечивая надежную работу в глубоких скважинах и пластах высокого давления.

Серия клинов TenarisHydril: В этой серии представлен ряд соединений, таких как Blue®, Dopeless® и Wedge 521®, известных своей исключительной газонепроницаемостью и устойчивостью к силам сжатия и растяжения, что повышает эксплуатационную безопасность и эффективность.

ТТГ® Синий: В соединениях TSH® Blue, разработанных компанией Tenaris, используется запатентованная конструкция с двойным буртиком и высокопроизводительный профиль резьбы, обеспечивающий превосходную усталостную прочность и простоту свинчивания в критических условиях бурения.

Соединение Grant Prideco™ XT®: Соединения XT®, разработанные NOV, включают уникальное уплотнение «металл-металл» и прочную форму резьбы, обеспечивающие превосходную крутящую способность и устойчивость к истиранию, тем самым продлевая срок службы соединения.

Соединение Hunting Seal-Lock®: Соединение Seal-Lock® от Hunting, обладающее уплотнением «металл-металл» и уникальным профилем резьбы, известно своей превосходной устойчивостью к давлению и надежностью как при бурении на суше, так и на море.

Заключение

В заключение, сложная сеть труб, имеющих решающее значение для нефтегазовой промышленности, включает в себя широкий спектр специализированного оборудования, предназначенного для работы в суровых условиях и сложных эксплуатационных требований. От фундаментных обсадных труб, поддерживающих и защищающих стенки скважин, до универсальных труб, используемых в процессах добычи и закачки, каждый тип труб служит определенной цели при разведке, добыче и транспортировке углеводородов. Такие стандарты, как спецификации API, обеспечивают единообразие и качество всех этих труб, а такие инновации, как соединения премиум-класса, повышают производительность в сложных условиях. По мере развития технологий эти критически важные компоненты продолжают совершенствоваться, обеспечивая эффективность и надежность глобальных энергетических операций. Понимание этих труб и их характеристик подчеркивает их незаменимую роль в инфраструктуре современного энергетического сектора.

Нефтяная трубная продукция (OCTG)

/в /от

Нефтяные трубные сортаменты (OCTG) представляет собой семейство бесшовного проката, состоящего из бурильных труб, обсадных и насосно-компрессорных труб, подверженных условиям нагрузки в соответствии с их конкретным применением. (Схему глубокого колодца см. на рисунке 1):

The Бурильная труба представляет собой тяжелую бесшовную трубку, которая вращает буровое долото и обеспечивает циркуляцию бурового раствора. Сегменты трубы длиной 30 футов (9 м) соединяются бурильными замками. Бурильная труба одновременно подвергается высокому крутящему моменту при бурении, осевому напряжению за счет собственного веса и внутреннему давлению при продувке бурового раствора. Кроме того, на эти основные схемы нагружения могут накладываться переменные изгибающие нагрузки из-за невертикального или отклоненного бурения.
Обсадная труба обводит скважину. Он подвержен осевому растяжению за счет собственного веса, внутреннему давлению из-за продувки жидкостью и внешнему давлению со стороны окружающих горных пород. Обсадная колонна особенно подвержена осевому напряжению и внутреннему давлению со стороны перекачиваемой нефти или газовой эмульсии.
НКТ — это труба, по которой нефть или газ транспортируются из ствола скважины. Сегменты трубок обычно имеют длину около 30 футов [9 м] с резьбовым соединением на каждом конце.

Коррозионная стойкость в кислых условиях эксплуатации является очень важной характеристикой OCTG, особенно для обсадных и насосно-компрессорных труб.

Типичные процессы производства OCTG включают (все диапазоны размеров приблизительны)

Непрерывный процесс прокатки на оправке и процесс на толкательном стенде для размеров диаметром от 21 до 178 мм.
Прокатка пробкового стана для размеров от 140 до 406 мм наружным диаметром.
Поперечная прошивка и пилгерная прокатка для размеров от 250 до 660 мм наружным диаметром.
Эти процессы обычно не позволяют проводить термомеханическую обработку, обычную для полосовых и пластинчатых изделий, используемых для сварных труб. Поэтому высокопрочные бесшовные трубы необходимо производить путем увеличения содержания легирующих добавок в сочетании с подходящей термической обработкой, такой как закалка и отпуск.

Рисунок 1. Схема заканчивания глубокой скважины

Для удовлетворения основного требования к полностью мартенситной микроструктуре даже при большой толщине стенки трубы требуется хорошая прокаливаемость. Cr и Mn являются основными легирующими элементами, используемыми для обеспечения хорошей прокаливаемости обычной термообрабатываемой стали. Однако требование хорошей устойчивости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC) ограничивает их использование. Mn имеет тенденцию к сегрегации во время непрерывной разливки и может образовывать крупные включения MnS, которые снижают устойчивость к водородному растрескиванию (HIC). Более высокие уровни Cr могут привести к образованию выделений Cr7C3 с грубой пластинчатой морфологией, которые действуют как коллекторы водорода и инициаторы трещин. Легирование молибденом позволяет преодолеть ограничения легирования Mn и Cr. Mo является гораздо более сильным отвердителем, чем Mn и Cr, поэтому он легко восстанавливает эффект пониженного количества этих элементов.

Традиционно марками OCTG были углеродисто-марганцевые стали (до уровня прочности 55 тысяч фунтов на квадратный дюйм) или Mo-содержащие марки до 0,4% Mo. В последние годы бурение глубоких скважин и резервуары, содержащие загрязняющие вещества, вызывающие коррозионное воздействие, создали высокий спрос. для высокопрочных материалов, устойчивых к водородному охрупчиванию и растрескиванию. Высокоотпущенный мартенсит представляет собой структуру, наиболее устойчивую к SSC на более высоких уровнях прочности, а концентрация Mo 0,75% обеспечивает оптимальное сочетание предела текучести и устойчивости к SSC.