ท่อเจาะ

ท่อเจาะคืออะไร?

ท่อเจาะ เป็นส่วนประกอบสำคัญของสายสว่านที่ใช้ในกระบวนการขุดเจาะน้ำมันและก๊าซ เป็นท่อแบบท่อยาวที่ขยายจากพื้นผิวไปยังดอกสว่าน โดยส่งของเหลวที่เจาะ (โคลน) และกำลังทางกลไปยังดอกสว่านในขณะที่ให้การสนับสนุนโครงสร้าง

ฟังก์ชั่นของท่อเจาะคืออะไร?

ส่งของเหลวเจาะ: ท่อเจาะทำหน้าที่เป็นท่อสำหรับเจาะของเหลว ซึ่งจำเป็นสำหรับการระบายความร้อนและหล่อลื่นดอกสว่าน การกำจัดเศษหิน และการรักษาแรงดันของหลุมเจาะ

การส่งผ่านการเคลื่อนที่แบบหมุน: ท่อเจาะจะส่งการเคลื่อนที่แบบหมุนจากโต๊ะหมุนบนพื้นผิวหรือตัวขับด้านบนไปยังดอกสว่าน ทำให้ดอกสว่านสามารถเจาะเข้าไปในหินได้

ให้การสนับสนุนโครงสร้าง: เพิ่มความแข็งแรงและความแข็งแกร่งให้กับชุดสว่าน โดยรองรับดอกสว่านและส่วนประกอบอื่นๆ ขณะที่เจาะทะลุชั้นผิวดิน

การเชื่อมต่อส่วนประกอบ: ท่อเจาะเชื่อมต่อส่วนต่างๆ ของสายสว่าน รวมถึงปลอกเจาะ ตัวกันความคงตัว และเครื่องมือในหลุมเจาะอื่นๆ ทำให้เกิดเป็นชุดประกอบต่อเนื่องที่ยื่นจากพื้นผิวไปยังด้านล่างของหลุม

ท่อเจาะมีกี่ประเภท?

ท่อเจาะมาตรฐาน

• วัสดุ: โดยทั่วไปทำจากเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง เช่น AISI 4145H หรือเกรดที่คล้ายกัน
• ออกแบบ: มีผนังบางเมื่อเทียบกับปลอกสวมสว่าน โดยมีความต้านทานแรงดึงสูงเพื่อทนทานต่อความเค้นในแนวแกนและแรงบิด

ท่อเจาะน้ำหนักมาก (HWDP)

• วัสดุ: คล้ายกับท่อเจาะมาตรฐาน แต่ออกแบบให้มีผนังหนาและมีน้ำหนักมากกว่า
• ออกแบบ: ใช้เป็นท่อเปลี่ยนระหว่างท่อเจาะมาตรฐานและปลอกเจาะเพื่อเพิ่มน้ำหนักและความมั่นคง

ท่อเจาะพรีเมี่ยม

• วัสดุ: ผลิตจากเหล็กคุณภาพสูงหรือโลหะผสมที่มีคุณสมบัติทางกลเพิ่มขึ้น
• ออกแบบ: รวมกระบวนการผลิตและการบำบัดขั้นสูงเพื่อประสิทธิภาพและความทนทานที่ดีขึ้น

ท่อเจาะที่ไม่ใช่แม่เหล็ก

• วัสดุ: ผลิตจากโลหะผสมที่ไม่ใช่แม่เหล็กเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนกับเครื่องมือแม่เหล็กแบบรูเจาะ
• ออกแบบ: ใช้ในการใช้งานที่ต้องลดการรบกวนทางแม่เหล็กให้เหลือน้อยที่สุด

ข้อมูลจำเพาะและการออกแบบของท่อเจาะมีอะไรบ้าง?

เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก/O.D. (OD): โดยปกติจะมีตั้งแต่ 2 7/8 นิ้ว ถึง 5 1/2 นิ้ว ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของหลุมและสภาพการเจาะ

เส้นผ่านศูนย์กลางรูใน (ID): เส้นผ่านศูนย์กลางภายในช่วยให้สามารถไหลเวียนของของเหลวจากการเจาะได้

ความหนาของผนัง: ออกแบบมาเพื่อทนต่อแรงเค้นที่เกิดขึ้นระหว่างการเจาะโดยยังคงรักษาสมดุลระหว่างความแข็งแรงและน้ำหนัก

ความยาว: ความยาวมาตรฐานมักจะอยู่ที่ 30 ถึง 40 ฟุตต่อข้อต่อ แม้ว่าความยาวที่กำหนดเองอาจใช้ตามความต้องการในการปฏิบัติงานก็ตาม

การเชื่อมต่อเธรด: ท่อเจาะเชื่อมต่อกันโดยใช้การเชื่อมต่อแบบเกลียว เช่น เกลียว API (American Petroleum Institute) หรือเกลียวพรีเมียม เพื่อให้มั่นใจถึงการประกอบที่ปลอดภัยและป้องกันการรั่วซึม

การเชื่อมต่อของท่อเจาะมีอะไรบ้าง?

1. REG (การเชื่อมต่อแบบปกติ)

การเชื่อมต่อแบบปกติ (REG) ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อเชื่อมต่อท่อเจาะด้านใน การเชื่อมต่อนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่เล็กที่สุด และส่งผลให้เส้นผ่านศูนย์กลางท่อเจาะด้านในน้อยกว่าส่วนที่หนาขึ้นของท่อเจาะ และเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของส่วนที่หนาขึ้นของท่อเจาะจะเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางด้านใน การเชื่อมต่อ REG ใช้สำหรับการเชื่อมต่อบิตในการดำเนินการขุดเจาะ

American Petroleum Institute (API 5CT) ยังคงรักษาข้อกำหนดเฉพาะทั้งหมดสำหรับการเชื่อมต่อ REG ไว้ เนื่องจากการใช้งานเฉพาะทางและความเหมาะสมสำหรับการเชื่อมต่อบิต

การออกแบบนี้เหมาะสมกับความต้องการเฉพาะและความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อบิต ทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านการขุดเจาะจำนวนมาก

เนื่องจากดอกสว่านอยู่ที่ส่วนท้ายของสายการเจาะ การเชื่อมต่อ REG จึงพบว่าความเข้มข้นของความเค้นในเกลียวท่อเจาะลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับประเภทการเชื่อมต่ออื่นๆ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของความล้มเหลวจากความเมื่อยล้าและเพิ่มความน่าเชื่อถือโดยรวม

การเชื่อมต่อ REG มีไว้สำหรับการเชื่อมต่อบิตเป็นหลัก ดังนั้นอาจไม่เหมาะกับการใช้งานเจาะหรือการกำหนดค่าอุปกรณ์อื่นๆ การออกแบบเฉพาะทางจำกัดความสามารถรอบด้านเมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อประเภทอื่นๆ

เมื่อใช้การเชื่อมต่อ REG เส้นผ่านศูนย์กลางท่อเจาะจะเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของส่วนที่หนาขึ้นเนื่องจากการกำหนดค่าการเชื่อมต่อ แม้ว่านี่อาจไม่ใช่ปัญหาสำคัญสำหรับการเชื่อมต่อบิต แต่ก็สามารถส่งผลกระทบต่ออัตราการไหลของของไหลและพิกัดแรงดันในสถานการณ์การขุดเจาะโดยเฉพาะ

2. IF (การเชื่อมต่อแบบฟลัชภายใน)

การเชื่อมต่อแบบฟลัชภายใน (IF) มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่ใหญ่กว่า และเชื่อมต่อกับท่อหมุนภายนอกหรือท่อเจาะแบบหนาทั้งภายในและภายนอก การเชื่อมต่อนี้ก่อให้เกิดข้อต่อท่อเจาะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่เท่ากันหรือเกือบเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวท่อ

ข้อดีหลักประการหนึ่งของการเชื่อมต่อ IF คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายในสม่ำเสมอ ซึ่งรับประกันอัตราการไหลของของไหลที่สูงขึ้น และลดความเสี่ยงของข้อจำกัดหรือการอุดตันระหว่างการขุดเจาะ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตาม ข้อเสียที่เห็นได้ชัดเจนของการเชื่อมต่อ IF คือศักยภาพในการรวมตัวของความเครียด การออกแบบข้อต่อ โดยเฉพาะการออกแบบฟันรูปสามเหลี่ยม สามารถนำไปสู่บริเวณที่มีความเครียดสูงได้ ซึ่งอาจเพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดความล้มเหลวเมื่อยล้าเมื่อเวลาผ่านไป ส่งผลให้ความสมบูรณ์และความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อลดลง

เนื่องจากปัญหาการกระจุกตัวของความเครียดที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อ IF และการพัฒนาการออกแบบการเชื่อมต่อที่ใหม่กว่าที่ได้รับการปรับปรุง American Petroleum Institute (API) จึงได้เข้ามาแทนที่การเชื่อมต่อ IF

3. FH (การเชื่อมต่อแบบเต็มรู)

การเชื่อมต่อแบบเต็มรู (FH) จะเชื่อมต่อท่อเจาะแบบหนาด้านในและด้านนอก สร้างข้อต่อท่อเจาะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในที่ตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางปลายที่หนาขึ้น เส้นผ่านศูนย์กลางด้านในและด้านนอกของการเชื่อมต่อมีขนาดเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของท่อเจาะ

การเชื่อมต่อ FH มีข้อมูลจำเพาะของเกลียวที่แตกต่างกันสามแบบ ได้แก่ V-0.065, V-0.05 และ V-0.040 โดยมีตัวเลือกสำหรับข้อกำหนดและเงื่อนไขการเจาะที่แตกต่างกัน ความเก่งกาจนี้ทำให้มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายในการขุดเจาะต่างๆ ทำให้มีความยืดหยุ่นและปรับเปลี่ยนได้ เช่น ใช้กับปลอกเจาะและดอกสว่าน

ข้อจำกัดประการหนึ่งของการเชื่อมต่อ FH คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่เล็กกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของท่อ แม้ว่าเรื่องนี้อาจไม่ใช่ปัญหาสำคัญในการดำเนินการขุดเจาะจำนวนมาก แต่ก็สามารถส่งผลกระทบต่ออัตราการไหลของของไหลจากการขุดเจาะได้

นอกจากนี้ แม้ว่าจะมีสามรุ่นที่แตกต่างกัน การเชื่อมต่อ FH มีข้อกำหนดเกลียวน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อท่อเจาะอื่นๆ ซึ่งอาจจำกัดความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาวะการขุดเจาะหรือการกำหนดค่าอุปกรณ์บางอย่าง ซึ่งจำเป็นต้องเลือกอย่างระมัดระวังเพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้และประสิทธิภาพ

4. NC (การเชื่อมต่อแบบมีหมายเลข)

การเชื่อมต่อแบบมีหมายเลข (NC) ทำขึ้นสำหรับท่อเจาะที่มีกำลังครากอย่างน้อย 75,000 PSI หรือมากกว่า ซึ่งมักเรียกว่าท่อเจาะกำลังสูง API แนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อ NC สำหรับท่อเจาะที่มีความแข็งแรงสูง เนื่องจากมีการออกแบบที่แข็งแกร่งและข้อกำหนดด้านความเข้ากันได้

NC ได้รับการออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อพินและกล่องที่มีการกำหนดเกลียวเท่ากัน ทำให้มั่นใจในการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ สามารถใช้แทนกันได้หากรหัสเกรดตรงกัน ซึ่งหมายความว่าระยะพิทช์ของเกลียวจะใกล้เคียงกันและเกลียวที่ต่างกันเข้ากันได้

การเชื่อมต่อ NC มีหลายขนาดและการกำหนดค่าเพื่อให้เหมาะกับความต้องการและเงื่อนไขการเจาะที่แตกต่างกัน ตั้งแต่ NC10 ถึง NC77 เหมาะสำหรับการรับแรงบิด แรงกดดัน และการเคลื่อนไหวของแท่นขุดเจาะต่างๆ เพื่อให้มั่นใจในความทนทานและความน่าเชื่อถือในการดำเนินการขุดเจาะที่มีความต้องการสูง

อย่างไรก็ตาม ประเภทเธรดหรือระยะพิทช์ที่ไม่ตรงกันอาจทำให้เกิดปัญหาการเชื่อมต่อ ส่งผลให้ความสมบูรณ์และความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อลดลง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบกับผู้ผลิตข้อต่อเครื่องมือเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อ NC และประเภทเกลียวเข้ากันได้

แม้ว่าการเชื่อมต่อ NC จะมีความหลากหลายและใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่ก็ได้รับการออกแบบสำหรับท่อเจาะที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งมีกำลังรับผลผลิตขั้นต่ำ 75,000 PSI หรือสูงกว่า ซึ่งจำกัดการใช้งานเฉพาะเจาะจงซึ่งต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความแข็งแรงสูง

การใช้งานของท่อเจาะมีอะไรบ้าง?

การขุดเจาะน้ำมันและก๊าซ: ใช้ในการขุดเจาะแบบหมุนเพื่อเจาะผ่านชั้นหินและเข้าถึงแหล่งกักเก็บไฮโดรคาร์บอน

การขุดเจาะธรณีเทคนิค: มีส่วนร่วมในการสำรวจธรณีเทคนิคเพื่อสำรวจสภาพดินและหิน

การขุดเจาะบ่อน้ำ: ใช้ในการก่อสร้างบ่อน้ำเพื่อเข้าถึงน้ำบาดาล