Oil Country Tubular Goods (OCTG)
Oljeland rörformiga varor (OCTG) är en familj av sömlösa valsade produkter som består av borrrör, hölje och rör som utsätts för belastningsförhållanden enligt deras specifika tillämpning. (se figur 1 för en schematisk bild av en djup brunn):
De Borrör är ett tungt sömlöst rör som roterar borrkronan och cirkulerar borrvätska. Rörsegment 30 fot (9m) långa är kopplade med verktygsskarvar. Borrröret utsätts samtidigt för högt vridmoment genom borrning, axiell spänning genom sin egenvikt och inre tryck genom spolning av borrvätska. Dessutom kan alternerande böjbelastningar på grund av icke-vertikal eller avböjd borrning läggas över dessa grundläggande belastningsmönster.
Höljesrör fodrar borrhålet. Den utsätts för axiell spänning genom sin egenvikt, inre tryck genom vätskespolning och yttre tryck från omgivande stenformationer. Höljet är särskilt utsatt för axiell spänning och inre tryck av den pumpade olje- eller gasemulsionen.
Rör är ett rör genom vilket oljan eller gasen transporteras från borrhålet. Slangsegmenten är vanligtvis cirka 9 meter långa med en gängad anslutning i varje ände.
Korrosionsbeständighet under sura driftsförhållanden är en mycket viktig OCTG-egenskap, speciellt för hölje och rör.
Typiska OCTG-tillverkningsprocesser inkluderar (alla dimensionsområden är ungefärliga)
Kontinuerlig dornvalsning och tryckbänksprocessen för storlekar mellan 21 och 178 mm OD.
Pluggvalsning för storlekar mellan 140 och 406 mm OD.
Cross-roll piercing och pilger rolling för storlekar mellan 250 och 660 mm OD.
Dessa processer tillåter vanligtvis inte den termomekaniska bearbetningen som är vanliga för band- och plåtprodukterna som används för det svetsade röret. Därför måste höghållfasta sömlösa rör framställas genom att öka legeringshalten i kombination med en lämplig värmebehandling såsom härdning och härdning.
Figur 1. Schematisk avslutning av en djup brunn
Att uppfylla de grundläggande kraven på en helt martensitisk mikrostruktur även vid stor rörväggstjocklek kräver god härdbarhet. Cr och Mn är de viktigaste legeringselementen som används för att ge god härdbarhet i konventionellt värmebehandlat stål. Kravet på god beständighet mot sulfidspänningssprickbildning (SSC) begränsar emellertid deras användning. Mn tenderar att segregera under kontinuerlig gjutning och kan bilda stora MnS-inneslutningar som minskar väte-inducerad sprickbildning (HIC) motstånd. Högre halter av Cr kan leda till bildning av Cr7C3-fällningar med grov plattaformad morfologi, som fungerar som väteuppsamlare och sprickinitiatorer. Legering med molybden kan övervinna begränsningarna med Mn- och Cr-legering. Mo är en mycket starkare härdare än Mn och Cr, så den kan lätt återvinna effekten av en minskad mängd av dessa element.
Traditionellt var OCTG-kvaliteter kol-manganstål (upp till hållfasthetsnivån 55 ksi) eller Mo-innehållande kvaliteter upp till 0,4% Mo. Under de senaste åren har djupa brunnsborrningar och reservoarer som innehåller föroreningar som orsakar korrosiva angrepp skapat en stark efterfrågan för material med högre hållfasthet som är resistenta mot väteförsprödning och SCC. Höghärdad martensit är den struktur som är mest resistent mot SSC vid högre hållfasthetsnivåer, och 0,75% är Mo-koncentrationen som ger den optimala kombinationen av sträckgräns och SSC-beständighet.
