เรื่อง

การสำรวจบทบาทสำคัญของท่อเหล็กในการสำรวจน้ำมันและก๊าซ

/ใน /โดย

I. ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับท่อสำหรับอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ

1. คำอธิบายคำศัพท์

เอพีไอ: อักษรย่อของ สถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน.
ต.ค.: อักษรย่อของ สินค้าท่อประเทศน้ำมันได้แก่ ท่อปลอกน้ำมัน, ท่อน้ำมัน, ท่อเจาะ, ปลอกเจาะ, ดอกสว่าน, ก้านดูด, ข้อต่อ Pup เป็นต้น
ท่อน้ำมัน: ท่อใช้ในบ่อน้ำมันสำหรับการสกัดน้ำมัน การแยกก๊าซ การฉีดน้ำ และการแตกหักของกรด
ปลอก: ท่อที่หย่อนลงจากผิวดินลงในหลุมเจาะที่เจาะไว้เพื่อเป็นวัสดุบุรองเพื่อป้องกันผนังพังทลาย
ท่อเจาะ: ท่อที่ใช้สำหรับเจาะหลุมเจาะ
เส้นท่อ: ท่อที่ใช้ขนส่งน้ำมันหรือก๊าซ
ข้อต่อ: กระบอกสูบใช้เชื่อมต่อท่อเกลียวสองท่อกับเกลียวภายใน
วัสดุข้อต่อ: ท่อที่ใช้ในการผลิตข้อต่อ
เธรด API: เกลียวท่อที่กำหนดตามมาตรฐาน API 5B ได้แก่ เกลียวท่อกลมน้ำมัน เกลียวท่อกลมสั้นสำหรับตัวเรือน เกลียวท่อกลมยาวสำหรับตัวเรือน เกลียวท่อสี่เหลี่ยมคางหมูบางส่วนสำหรับตัวเรือน เกลียวท่อส่งน้ำมัน เป็นต้น
การเชื่อมต่อแบบพรีเมียม: เกลียวที่ไม่ใช่ API ที่มีคุณสมบัติการปิดผนึกพิเศษ คุณสมบัติการเชื่อมต่อ และคุณสมบัติอื่นๆ
ความล้มเหลว: การเสียรูป การแตกหัก ความเสียหายของพื้นผิว และการสูญเสียการทำงานเดิมภายใต้เงื่อนไขการบริการเฉพาะ
รูปแบบหลักของความล้มเหลว: การบด การลื่น การแตก การรั่วไหล การกัดกร่อน การยึดติด การสึกหรอ และอื่นๆ

2. มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับปิโตรเลียม

API Spec 5B ฉบับที่ 17 – ข้อกำหนดสำหรับการทำเกลียว การวัด และการตรวจสอบเกลียวของท่อ ท่อ และเกลียวท่อ
ข้อมูลจำเพาะ API 5L ฉบับที่ 46 – ข้อกำหนดสำหรับท่อเส้น
API Spec 5CT ฉบับที่ 11 – ข้อกำหนดสำหรับปลอกและท่อ
ข้อมูลจำเพาะ API 5DP ฉบับที่ 7 – ข้อกำหนดสำหรับท่อเจาะ
ข้อมูลจำเพาะ API 7-1 ฉบับที่ 2 – ข้อกำหนดสำหรับองค์ประกอบต้นกำเนิดสว่านโรตารี
ข้อมูลจำเพาะ API 7-2 ฉบับที่ 2 – ข้อกำหนดสำหรับการทำเกลียวและการวัดการเชื่อมต่อเกลียวแบบมีไหล่แบบหมุน
ข้อมูลจำเพาะ API 11B ฉบับที่ 24 – ข้อกำหนดสำหรับแท่งดูด, แท่งและไลเนอร์ขัดเงา, ข้อต่อ, บาร์จม, ที่หนีบแท่งขัดเงา, กล่องบรรจุและประเดิมปั๊ม
ISO 3183:2019 – อุตสาหกรรมปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ — ท่อเหล็กสำหรับระบบขนส่งทางท่อ
ใบรับรองมาตรฐาน ISO 11960:2020 – อุตสาหกรรมปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ – ท่อเหล็กสำหรับใช้เป็นท่อหรือท่อสำหรับบ่อ
NACE MR0175 / ISO 15156:2020 – อุตสาหกรรมปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ — วัสดุสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่มี H2S ในการผลิตน้ำมันและก๊าซ

ครั้งที่สอง ท่อน้ำมัน

1. การจำแนกประเภทของท่อน้ำมัน

ท่อน้ำมันแบ่งออกเป็นท่อน้ำมันที่ไม่ทำให้เสียสภาพ (NU), ท่อน้ำมันที่เสียสภาพภายนอก (EU) และท่อน้ำมันแบบ Integral Joint (IJ) ท่อน้ำมัน NU หมายความว่าปลายท่อมีความหนาปกติและหมุนเกลียวโดยตรงและนำข้อต่อมา ท่อคว่ำหมายความว่าปลายของท่อทั้งสองถูกทำให้เสียจากภายนอก จากนั้นจึงทำการร้อยเกลียวและต่อเข้าด้วยกัน Integral Joint tubing หมายความว่าปลายด้านหนึ่งของท่อถูกบิดเกลียวด้วยเกลียวภายนอก และปลายอีกด้านหนึ่งบิดเบี้ยวด้วยเกลียวภายใน และเชื่อมต่อโดยตรงโดยไม่มีข้อต่อ

2. ฟังก์ชั่นของท่อน้ำมัน

1 การสกัดน้ำมันและก๊าซ: หลังจากเจาะและประสานบ่อน้ำมันและก๊าซแล้ว ท่อจะถูกวางไว้ในท่อน้ำมันเพื่อแยกน้ำมันและก๊าซลงสู่พื้นดิน
2. การฉีดน้ำ: เมื่อแรงดันในหลุมเจาะไม่เพียงพอ ให้ฉีดน้ำเข้าไปในบ่อผ่านท่อ
3 การฉีดไอน้ำ: ในการนำน้ำมันร้อนกลับมาใช้ใหม่แบบหนา ไอน้ำจะถูกป้อนเข้าไปในบ่อโดยใช้ท่อน้ำมันที่หุ้มฉนวน
④ การทำให้เป็นกรดและการแตกหัก: ในช่วงปลายของการขุดเจาะบ่อน้ำหรือเพื่อปรับปรุงการผลิตบ่อน้ำมันและก๊าซ จำเป็นต้องป้อนความเป็นกรดและการแตกหักของสื่อหรือวัสดุบ่มลงในชั้นน้ำมันและก๊าซ และสื่อและวัสดุบ่มคือ ลำเลียงผ่านท่อน้ำมัน

3. ท่อเหล็กเกรดเหล็ก

เกรดเหล็กของท่อน้ำมันคือ H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110
N80 แบ่งออกเป็น N80-1 และ N80Q ทั้งสองมีคุณสมบัติแรงดึงเหมือนกัน ความแตกต่างสองประการคือสถานะการจัดส่งและความแตกต่างของประสิทธิภาพการกระแทก การส่งมอบ N80-1 โดยสถานะปกติหรือเมื่ออุณหภูมิการหมุนสุดท้ายมากกว่า อุณหภูมิวิกฤต Ar3 และการลดแรงตึงหลังการระบายความร้อนด้วยอากาศ และสามารถใช้เพื่อค้นหาการรีดร้อนแทนการทดสอบแบบปกติ ไม่จำเป็นต้องทดสอบการกระแทกและไม่ทำลาย N80Q จะต้องได้รับการปรับอุณหภูมิ (ดับและปรับอารมณ์) การอบชุบด้วยความร้อน ฟังก์ชั่นการกระแทกควรสอดคล้องกับข้อกำหนดของ API 5CT และควรเป็นการทดสอบแบบไม่ทำลาย
L80 แบ่งออกเป็น L80-1, L80-9Cr และ L80-13Cr คุณสมบัติทางกลและสถานะการจัดส่งเหมือนกัน ความแตกต่างในการใช้งาน ความยากในการผลิต และราคา L80-1 สำหรับรุ่นทั่วไป L80- 9Cr และ L80-13Cr เป็นท่อที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูง ความยากในการผลิต มีราคาแพง และมักจะใช้ในหลุมกัดกร่อนหนัก
C90 และ T95 แบ่งออกเป็น 1 และ 2 ประเภท คือ C90-1, C90-2 และ T95-1, T95-2.

4. ท่อน้ำมันเกรดเหล็กที่ใช้กันทั่วไป ชื่อเหล็ก และสถานะการจัดส่ง

J55 (37Mn5) ท่อน้ำมัน NU: รีดร้อนแทนการทำให้เป็นมาตรฐาน
J55 (37Mn5) ท่อน้ำมันของ EU: ความยาวเต็มทำให้เป็นมาตรฐานหลังจากอารมณ์เสีย
ท่อน้ำมัน N80-1 (36Mn2V) NU: รีดร้อนแทนการทำให้เป็นมาตรฐาน
N80-1 (36Mn2V) ท่อน้ำมัน EU: ความยาวเต็มทำให้เป็นมาตรฐานหลังจากการปั่นป่วน
ท่อน้ำมัน N80-Q (30Mn5): 30Mn5, การแบ่งเบาบรรเทาแบบเต็มความยาว
L80-1 (30Mn5) ท่อน้ำมัน: 30Mn5, การแบ่งเบาบรรเทาแบบเต็มความยาว
P110 (25CrMnMo) ท่อน้ำมัน: 25CrMnMo, การแบ่งเบาบรรเทาเต็มความยาว
J55 (37Mn5) ข้อต่อ: เหล็กแผ่นรีดร้อนออนไลน์ทำให้เป็นมาตรฐาน
ข้อต่อ N80 (28MnTiB): การแบ่งเบาบรรเทาแบบเต็มความยาว
ข้อต่อ L80-1 (28MnTiB): นิรภัยเต็มความยาว
ข้อต่อ P110 (25CrMnMo): การแบ่งเบาบรรเทาแบบเต็มความยาว

สาม. ท่อปลอก

1. การจำแนกประเภทและบทบาทของปลอก

ตัวเรือนเป็นท่อเหล็กที่รองรับผนังบ่อน้ำมันและก๊าซ แต่ละหลุมใช้เคสหลายชั้นตามความลึกของการเจาะและสภาพทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน ปูนซิเมนต์ใช้ในการประสานท่อหลังจากหย่อนลงไปในบ่อ และไม่เหมือนกับท่อน้ำมันและท่อเจาะตรงที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้และเป็นของวัสดุสิ้นเปลืองแบบใช้แล้วทิ้ง ดังนั้นการใช้ท่อมีสัดส่วนมากกว่าร้อยละ 70 ของท่อบ่อน้ำมันทั้งหมด ปลอกสามารถแบ่งออกเป็นปลอกตัวนำ ปลอกกลาง ปลอกการผลิต และปลอกซับตามการใช้งาน และโครงสร้างในบ่อน้ำมันแสดงในรูปที่ 1

1. ปลอกตัวนำ: โดยทั่วไปแล้ว เมื่อใช้เกรด API K55, J55 หรือ H40 เคสตัวนำจะทำให้หลุมผลิตมีความเสถียร และแยกชั้นหินอุ้มน้ำตื้นๆ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไปประมาณ 20 นิ้วหรือ 16 นิ้ว

②ปลอกระดับกลาง: เคสระดับกลางซึ่งมักทำจากเกรด API K55, N80, L80 หรือ P110 ใช้เพื่อแยกการก่อตัวที่ไม่เสถียรและโซนแรงดันที่แตกต่างกัน โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางทั่วไป 13 3/8 นิ้ว, 11 3/4 นิ้ว หรือ 9 5/8 นิ้ว .

3. ปลอกการผลิต: โครงสร้างผลิตจากเหล็กเกรดสูง เช่น เกรด API J55, N80, L80, P110 หรือ Q125 เคสการผลิตได้รับการออกแบบมาให้ทนต่อแรงกดดันในการผลิต โดยทั่วไปจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 9 5/8 นิ้ว 7 นิ้ว หรือ 5 1/2 นิ้ว

④ปลอกไลเนอร์: ไลเนอร์ขยายหลุมเจาะเข้าไปในแหล่งกักเก็บ โดยใช้วัสดุ เช่น เกรด API L80, N80 หรือ P110 โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางทั่วไป 7 นิ้ว, 5 นิ้ว หรือ 4 1/2 นิ้ว

⑤ท่อ: ท่อขนส่งไฮโดรคาร์บอนสู่พื้นผิวโดยใช้เกรด API J55, L80 หรือ P110 และมีจำหน่ายในเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 1/2 นิ้ว, 3 1/2 นิ้ว หรือ 2 7/8 นิ้ว

IV. ท่อเจาะ

1. การจำแนกประเภทและหน้าที่ของท่อสำหรับเครื่องมือเจาะ

ท่อเจาะสี่เหลี่ยม ท่อเจาะ ท่อเจาะถ่วงน้ำหนัก และปลอกเจาะในเครื่องมือขุดเจาะจะสร้างท่อเจาะ ท่อเจาะเป็นเครื่องมือเจาะแกนกลางที่ขับเคลื่อนดอกสว่านจากพื้นลงสู่ก้นบ่อ และยังเป็นช่องทางจากพื้นลงสู่ก้นบ่อด้วย มีสามบทบาทหลัก:

1 เพื่อส่งแรงบิดเพื่อขับเคลื่อนสว่านเพื่อเจาะ

② การอาศัยน้ำหนักของมันไปที่ดอกสว่านเพื่อทำลายแรงดันของหินที่ก้นบ่อน้ำ

3 เพื่อขนส่งน้ำยาล้าง นั่นคือ การเจาะโคลนผ่านพื้นดินผ่านปั๊มโคลนแรงดันสูง เจาะคอลัมน์เข้าไปในรูเจาะที่ไหลลงด้านล่างของบ่อเพื่อล้างเศษหินและทำให้สว่านเย็นลง และขนเศษหิน ผ่านพื้นผิวด้านนอกของคอลัมน์และผนังของบ่อน้ำระหว่างวงแหวนเพื่อกลับสู่พื้นเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการขุดเจาะบ่อน้ำ

ท่อเจาะในกระบวนการเจาะสามารถทนต่อโหลดสลับซับซ้อนต่างๆ เช่น แรงดึง แรงอัด แรงบิด การดัดงอ และความเครียดอื่นๆ พื้นผิวด้านในยังอยู่ภายใต้การขัดถูและการกัดกร่อนของโคลนแรงดันสูง
(1) ท่อเจาะสี่เหลี่ยม: ท่อเจาะสี่เหลี่ยมมีสองประเภทรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนและชนิดหกเหลี่ยม ท่อเจาะปิโตรเลียมของจีนแต่ละชุดของคอลัมน์เจาะมักจะใช้ท่อเจาะชนิดรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน ข้อมูลจำเพาะของมันคือ 63.5 มม. (2-1/2 นิ้ว), 88.9 มม. (3-1/2 นิ้ว), 107.95 มม. (4-1/4 นิ้ว), 133.35 มม. (5-1/4 นิ้ว), 152.4 มม. ( 6 นิ้ว) และอื่นๆ โดยปกติแล้ว ความยาวที่ใช้คือ 12~14.5ม.
(2) ท่อเจาะ: ท่อเจาะเป็นเครื่องมือหลักสำหรับการเจาะหลุม ซึ่งเชื่อมต่อกับปลายล่างของท่อเจาะสี่เหลี่ยม และในขณะที่หลุมเจาะยังคงลึกลงไป ท่อเจาะก็จะทำให้คอลัมน์เจาะยาวขึ้นเรื่อยๆ ข้อมูลจำเพาะของท่อเจาะคือ: 60.3 มม. (2-3/8 นิ้ว), 73.03 มม. (2-7/8 นิ้ว), 88.9 มม. (3-1/2 นิ้ว), 114.3 มม. (4-1/2 นิ้ว) , 127 มม. (5 นิ้ว), 139.7 มม. (5-1/2 นิ้ว) และอื่นๆ
(3) ท่อเจาะสำหรับงานหนัก: ท่อเจาะถ่วงน้ำหนักเป็นเครื่องมือเปลี่ยนผ่านที่เชื่อมต่อท่อเจาะและปลอกเจาะ ซึ่งสามารถปรับปรุงสภาพแรงของท่อเจาะ และเพิ่มแรงดันบนดอกสว่าน ข้อมูลจำเพาะหลักของท่อเจาะถ่วงน้ำหนักคือ 88.9 มม. (3-1/2 นิ้ว) และ 127 มม. (5 นิ้ว)
(4) ปลอกเจาะ: คอสว่านเชื่อมต่อกับส่วนล่างของท่อเจาะซึ่งเป็นท่อผนังหนาพิเศษที่มีความแข็งแกร่งสูง ออกแรงกดบนดอกสว่านให้พังหิน และมีบทบาทนำทางเมื่อเจาะบ่อตรง ข้อมูลจำเพาะทั่วไปของปลอกเจาะคือ 158.75 มม. (6-1/4 นิ้ว), 177.85 มม. (7 นิ้ว), 203.2 มม. (8 นิ้ว), 228.6 มม. (9 นิ้ว) เป็นต้น

ท่อวีไลน์

1. การจำแนกประเภทของท่อเส้น

ท่อเส้นใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซสำหรับการส่งน้ำมัน น้ำมันกลั่น ก๊าซธรรมชาติ และท่อส่งน้ำ โดยมีตัวย่อของท่อเหล็ก การลำเลียงน้ำมันและท่อส่งก๊าซส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นท่อหลัก ท่อสาขา และท่อเครือข่ายท่อในเมือง ท่อส่งท่อหลักสามชนิดตามข้อกำหนดปกติสำหรับ ∅406 ~ 1219 มม. ความหนาของผนัง 10 ~ 25 มม. เกรดเหล็ก X42 ~ X80 ; ไปป์ไลน์สาขาและไปป์ไลน์เครือข่ายไปป์ไลน์ในเมืองมักจะเป็นข้อกำหนดสำหรับ ∅114 ~ 700 มม. ความหนาของผนัง 6 ~ 20 มม. เกรดเหล็กสำหรับ X42 ~ X80 เกรดเหล็กคือ X42 ~ X80 ท่อเส้นมีให้เลือกทั้งแบบเชื่อมและแบบไม่มีรอยต่อ Welded Line Pipe ใช้มากกว่า Seamless Line Pipe

2. มาตรฐานของไลน์ท่อ

API Spec 5L – ข้อกำหนดสำหรับ Line Pipe
ISO 3183 - อุตสาหกรรมปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ - ท่อเหล็กสำหรับระบบขนส่งทางท่อ

3. PSL1 และ PSL2

PSL เป็นตัวย่อของ ระดับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์- ระดับข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ท่อเส้นแบ่งออกเป็น PSL 1 และ PSL 2 อาจกล่าวได้ว่าระดับคุณภาพแบ่งออกเป็น PSL 1 และ PSL 2 PSL 2 สูงกว่า PSL 1 ระดับข้อกำหนด 2 ระดับไม่เพียง แต่มีข้อกำหนดการทดสอบที่แตกต่างกันเท่านั้น แต่ข้อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกลจะแตกต่างกัน ดังนั้นตามคำสั่ง API 5L เงื่อนไขของสัญญานอกเหนือจากการระบุข้อกำหนด เกรดเหล็ก และตัวชี้วัดทั่วไปอื่นๆ แต่ยังต้องระบุระดับ Specification ของผลิตภัณฑ์ด้วย นั่นคือ PSL 1 หรือ PSL 2 PSL 2 ในองค์ประกอบทางเคมี สมบัติแรงดึง กำลังกระแทก การทดสอบแบบไม่ทำลาย และตัวชี้วัดอื่นๆ มีความเข้มงวดมากกว่า PSL 1

4. เกรดเหล็กท่อเส้น องค์ประกอบทางเคมี และคุณสมบัติทางกล

เกรดเหล็กท่อเส้นจากต่ำไปสูงแบ่งออกเป็น: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 และ X80 สำหรับรายละเอียดองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกล โปรดดูที่ข้อกำหนด API 5L หนังสือฉบับที่ 46

5. ข้อกำหนดการทดสอบอุทกสถิตของท่อเส้นและข้อกำหนดการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย

ท่อสายควรทำการทดสอบระบบไฮดรอลิกแบบแยกสาขา และมาตรฐานไม่อนุญาตให้สร้างแรงดันไฮดรอลิกแบบไม่ทำลายล้าง ซึ่งถือเป็นความแตกต่างอย่างมากระหว่างมาตรฐาน API และมาตรฐานของเรา PSL 1 ไม่ต้องการการทดสอบแบบไม่ทำลายล้าง ส่วน PSL 2 ควรทำการทดสอบแบบไม่ทำลายล้างแบบแยกสาขา

วี. การเชื่อมต่อระดับพรีเมียม

1. การแนะนำการเชื่อมต่อแบบพรีเมียม

การเชื่อมต่อแบบพรีเมียมคือเธรดไปป์ที่มีโครงสร้างพิเศษที่แตกต่างจากเธรด API แม้ว่าท่อน้ำมันแบบเกลียว API ที่มีอยู่นั้นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแสวงหาผลประโยชน์จากบ่อน้ำมัน แต่ข้อบกพร่องของมันจะแสดงอย่างชัดเจนในสภาพแวดล้อมพิเศษของแหล่งน้ำมันบางแห่ง: คอลัมน์ท่อเกลียวแบบกลม API แม้ว่าประสิทธิภาพการปิดผนึกจะดีกว่า แต่แรงดึงที่เกิดจากเกลียว ส่วนหนึ่งเทียบเท่ากับความแข็งแรงของตัวท่อ 60% ถึง 80% เท่านั้น ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้ในการใช้ประโยชน์จากบ่อน้ำลึกได้ คอลัมน์ท่อเกลียวสี่เหลี่ยมคางหมูแบบ API เอนเอียง แม้ว่าประสิทธิภาพแรงดึงจะสูงกว่าการเชื่อมต่อเกลียวแบบกลม API มาก แต่ประสิทธิภาพการปิดผนึกนั้นไม่ดีนัก แม้ว่าประสิทธิภาพแรงดึงของคอลัมน์จะสูงกว่าการเชื่อมต่อเกลียวกลม API มาก แต่ประสิทธิภาพการปิดผนึกไม่ดีนัก ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้ในการใช้ประโยชน์จากหลุมก๊าซแรงดันสูงได้ นอกจากนี้ จาระบีแบบเกลียวสามารถมีบทบาทในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 95 ℃เท่านั้น ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้ในการใช้ประโยชน์จากบ่อที่มีอุณหภูมิสูงได้

เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อเธรดแบบกลม API และเธรดสี่เหลี่ยมคางหมูบางส่วน การเชื่อมต่อแบบพรีเมียมมีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านต่อไปนี้:

(1) การปิดผนึกที่ดี ด้วยความยืดหยุ่นและการออกแบบโครงสร้างการปิดผนึกด้วยโลหะ ทำให้การปิดผนึกก๊าซข้อต่อมีความทนทานต่อการเข้าถึงขีดจำกัดของตัวท่อภายในความดันผลผลิต

(2) ความแข็งแรงสูงของการเชื่อมต่อ โดยเชื่อมต่อด้วยการเชื่อมต่อหัวเข็มขัดพิเศษของท่อน้ำมัน ความแข็งแรงของการเชื่อมต่อถึงหรือเกินความแข็งแรงของตัวท่อ เพื่อแก้ปัญหาการลื่นไถลโดยพื้นฐาน

(3) โดยการเลือกวัสดุและการปรับปรุงกระบวนการรักษาพื้นผิว แก้ไขปัญหาของหัวเข็มขัดด้ายติดโดยทั่วไป

(4) ผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้างเพื่อให้การกระจายความเค้นร่วมมีความสมเหตุสมผลและเอื้อต่อความต้านทานต่อการกัดกร่อนของความเค้นมากขึ้น

(5) การออกแบบที่เหมาะสมผ่านโครงสร้างไหล่เพื่อให้การดำเนินงานของหัวเข็มขัดในการทำงานได้ง่ายขึ้น

ปัจจุบัน อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซมีการเชื่อมต่อระดับพรีเมียมที่ได้รับการจดสิทธิบัตรมากกว่า 100 รายการ ซึ่งแสดงถึงความก้าวหน้าครั้งสำคัญในเทคโนโลยีท่อ การออกแบบเกลียวแบบพิเศษเหล่านี้มีความสามารถในการปิดผนึกที่เหนือกว่า เพิ่มความแข็งแรงในการเชื่อมต่อ และเพิ่มความต้านทานต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อม ด้วยการรับมือกับความท้าทายต่างๆ เช่น แรงกดดันสูง สภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน และอุณหภูมิสุดขั้ว นวัตกรรมเหล่านี้รับประกันความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพที่มากขึ้นในการปฏิบัติงานของบ่อน้ำมันทั่วโลก การวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องในการเชื่อมต่อระดับพรีเมี่ยมเน้นย้ำถึงบทบาทสำคัญในการสนับสนุนการปฏิบัติงานขุดเจาะที่ปลอดภัยและมีประสิทธิผลมากขึ้น ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงความมุ่งมั่นอย่างต่อเนื่องเพื่อความเป็นเลิศทางเทคโนโลยีในภาคพลังงาน

การเชื่อมต่อVAM®: การเชื่อมต่อ VAM® เป็นที่รู้จักในด้านประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย มาพร้อมเทคโนโลยีการปิดผนึกระหว่างโลหะกับโลหะขั้นสูงและความสามารถด้านแรงบิดสูง ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ในบ่อน้ำลึกและแหล่งกักเก็บแรงดันสูง

TenarisHydril Wedge Series: ซีรีส์นี้นำเสนอการเชื่อมต่อที่หลากหลาย เช่น Blue®, Dopeless® และ Wedge 521® ซึ่งขึ้นชื่อในเรื่องการปิดผนึกก๊าซอย่างดีเยี่ยมและความต้านทานต่อแรงอัดและแรงตึง ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยและประสิทธิภาพในการปฏิบัติงาน

ทีเอสเอช® บลู: ออกแบบโดย Tenaris การเชื่อมต่อ TSH® Blue ใช้การออกแบบบ่าคู่ที่เป็นเอกสิทธิ์และโปรไฟล์เกลียวประสิทธิภาพสูง ให้ความทนทานต่อความล้าที่ดีเยี่ยมและง่ายต่อการประกอบในงานเจาะที่สำคัญ

ให้การเชื่อมต่อ Prideco™ XT®: ออกแบบโดย NOV การเชื่อมต่อ XT® รวมเอาการผนึกระหว่างโลหะกับโลหะที่เป็นเอกลักษณ์และรูปแบบเกลียวที่แข็งแกร่ง ช่วยให้มั่นใจถึงความสามารถในการบิดที่เหนือกว่าและความต้านทานต่อการครูด จึงช่วยยืดอายุการใช้งานของการเชื่อมต่อ

การเชื่อมต่อการล่าสัตว์ Seal-Lock®: การเชื่อมต่อ Seal-Lock® โดย Hunting โดดเด่นด้วยการซีลโลหะต่อโลหะและโปรไฟล์เกลียวที่เป็นเอกลักษณ์ มีชื่อเสียงในด้านความต้านทานแรงดันที่เหนือกว่าและความน่าเชื่อถือในการขุดเจาะทั้งบนบกและนอกชายฝั่ง

บทสรุป

โดยสรุป เครือข่ายท่อที่ซับซ้อนซึ่งมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซนั้นครอบคลุมอุปกรณ์พิเศษมากมายที่ออกแบบมาเพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่เข้มงวดและความต้องการในการปฏิบัติงานที่ซับซ้อน ตั้งแต่ท่อปลอกพื้นฐานที่รองรับและปกป้องผนังบ่อไปจนถึงท่ออเนกประสงค์ที่ใช้ในกระบวนการสกัดและฉีด ท่อแต่ละประเภทมีจุดประสงค์ที่แตกต่างกันในการสำรวจ การผลิต และการขนส่งไฮโดรคาร์บอน มาตรฐาน เช่น ข้อกำหนด API ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสม่ำเสมอและคุณภาพทั่วทั้งไปป์เหล่านี้ ในขณะที่นวัตกรรม เช่น การเชื่อมต่อระดับพรีเมียมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในสภาวะที่ท้าทาย ขณะที่เทคโนโลยีพัฒนาไป ส่วนประกอบที่สำคัญเหล่านี้ยังคงก้าวหน้าต่อไป โดยขับเคลื่อนประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานด้านพลังงานทั่วโลก การทำความเข้าใจท่อเหล่านี้และข้อกำหนดเฉพาะของท่อเหล่านี้เน้นย้ำถึงบทบาทที่ขาดไม่ได้ในโครงสร้างพื้นฐานของภาคพลังงานสมัยใหม่

ข้อมูลจำเพาะและการใช้งานของท่อปิโตรเลียม API 5CT ที่มีเกรดเหล็ก J55 K55 N80 L80 C90 P110

ข้อมูลจำเพาะและการใช้งานของท่อน้ำมัน API 5CT

/ใน /โดย

In the oil and gas industry, API 5CT oil tubing plays a critical role in the production process, transporting oil and gas from the reservoir to the surface. Tubing must withstand extreme downhole conditions, including high pressure, temperature, and corrosive environments, making the selection of materials and specifications vital to the success of any operation. API 5CT is the globally recognized standard for oil tubing, providing guidelines on dimensions, materials, and performance characteristics.

In this blog, we will cover the key specifications, classifications, and applications of API 5CT oil tubing, with a focus on providing valuable insights for engineers and operators who need to make informed decisions in well operations.

1. Introduction to API 5CT Oil Tubing

เอพีไอ 5CT is the American Petroleum Institute’s specification for casing and tubing used in oil and gas production. It defines the technical requirements for seamless and welded steel tubing, ensuring quality and reliability for both onshore and offshore applications. The tubing is designed to fit inside the wellbore casing, allowing the safe extraction of hydrocarbons while maintaining the integrity of the well.

API 5CT specifies a variety of steel grades, dimensions, and thread connections to suit different well conditions. Tubing must be able to withstand various mechanical loads, chemical corrosion, and temperature fluctuations encountered during production.

2. Key Specifications of API 5CT Oil Tubing

API 5CT tubing is categorized by a range of specifications to ensure it can handle the conditions it will be exposed to during production.

2.1. Steel Grades

The material composition of API 5CT tubing is classified into several steel grades, each designed for specific operational requirements. These grades are grouped based on their yield strength and chemical composition.

  • H40, J55, and K55: These lower-grade steels are typically used in shallow wells where the pressure and mechanical loads are moderate.
  • N80 and L80: Medium-strength grades used in deeper wells with higher pressure and temperature conditions.
  • P110 and Q125: High-strength tubing grades for extremely deep and high-pressure wells, including those with high-temperature environments or high CO2 and H2S concentrations.

2.2. ขนาด

API 5CT defines tubing dimensions based on the following factors:

  • เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก/O.D. (OD): Ranges from 1.050 inches to 4.500 inches.
  • ความหนาของผนัง: The thickness varies depending on the grade of the steel and the pressure requirements of the well.
  • ความยาว: API 5CT tubing is available in standard lengths, classified as Range 1 (16–25 ft), Range 2 (25–34 ft), and Range 3 (34–48 ft), allowing operators to select the appropriate length for their well designs.

2.3. Thread Types

Tubing is connected using threads to ensure a leak-tight and secure connection. API 5CT specifies several thread types for different applications:

  • NU (Non-Upset): This thread type is designed for easy connection and disconnection, making it suitable for environments where frequent maintenance or changes are required. The NU threads do not have a shoulder, allowing for a straight connection.
  • EU (อารมณ์เสียภายนอก): This thread type features an upset on the external diameter, providing increased strength and making it suitable for higher-pressure applications. The EU connection is often used in deep wells where additional load-bearing capacity is necessary.
  • IJ (Integral Joint): This is a type of connection where the thread is part of the tubing body, providing a strong and continuous joint. The IJ design minimizes the risk of leaks and mechanical failure, making it ideal for critical applications.
  • Premium Connections: Designed for more extreme environments, these connections provide enhanced resistance to torque, tension, and pressure while minimizing leakage risks. Some notable premium connection types include:
    • แวมท็อป: Known for its high-performance capabilities, VAM TOP is suitable for deepwater and high-pressure applications.
    • แวมใหม่: A further advancement in connection technology, offering improved resistance to fatigue and higher torque capacity.
    • พีเอช-6: Offers excellent mechanical strength and resistance to extreme conditions, making it suitable for various challenging applications.
    • ไฮดริล: Renowned for its exceptional sealing properties and load-bearing capabilities, often used in high-pressure and corrosive environments.

These various thread types ensure that API 5CT tubing can be effectively matched to specific well conditions, enhancing safety and performance throughout the life of the well.

2.4. ความต้านทานการกัดกร่อน

API 5CT oil tubing must resist corrosion from the harsh chemical environments typically found in downhole operations, including CO2, H2S, and saline water.

Additionally, tubing made from corrosion-resistant alloys (CRAs), such as stainless steel or nickel-based alloys, is used in wells with highly corrosive environments.

3. Applications of API 5CT Oil Tubing

API 5CT oil tubing is versatile and can be used in various stages of the oil and gas extraction process, across both onshore and offshore fields.

3.1. ท่อผลิต

The primary use of API 5CT oil tubing is to serve as production tubing. It is placed inside the well casing and is responsible for transporting oil or gas from the reservoir to the surface. Tubing grades and sizes are selected based on the well depth, pressure, and temperature to ensure safe and efficient hydrocarbon extraction.

3.2. Injection Wells

API 5CT tubing is also used in injection wells, where fluids like water, steam, or chemicals are injected into the reservoir to enhance oil recovery or manage pressure. The tubing must resist both internal pressure and external forces, as well as corrosion from the injected substances.

3.3. Gas Lift Systems

In some wells, natural reservoir pressure is insufficient to bring hydrocarbons to the surface. In these cases, API 5CT tubing is used in gas lift systems, where gas is injected down the tubing string to lighten the weight of the fluid column, helping oil or gas flow to the surface.

3.4. Well Maintenance

During well maintenance or workovers, API 5CT tubing can be used to circulate fluids and chemicals to clean the wellbore or perform pressure management. The tubing must be durable enough to withstand mechanical stresses during maintenance operations.

4. Factors to Consider When Selecting API 5CT Oil Tubing

Choosing the right API 5CT tubing for a specific well is crucial to optimizing production and ensuring long-term reliability. Below are some of the key factors that engineers and operators should consider:

4.1. Well Depth and Pressure

The tubing must be able to withstand the downhole pressure exerted by both the reservoir fluids and the overburden. For deep wells, higher-grade steel (such as P110 or Q125) is necessary to handle the extreme pressures.

4.2. สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

For wells with high concentrations of CO2, H2S, or saline water, corrosion-resistant tubing (such as L80 or stainless steel alloys) is essential to prevent damage and ensure the integrity of the tubing over time.

4.3. อุณหภูมิ

In high-temperature environments, such as deep geothermal wells, the tubing must resist thermal expansion and mechanical stresses. Higher-grade steels are designed to maintain their structural integrity even at elevated temperatures.

4.4. Cost Considerations

While high-grade steels and corrosion-resistant alloys offer superior performance, they come at a higher cost. Operators must balance cost with the long-term benefits of selecting higher-quality materials, especially in challenging well environments.

4.5. ประเภทการเชื่อมต่อ

The type of thread used on the tubing impacts its ability to withstand the forces encountered in the well. Premium connections are recommended for wells with high torque, tension, or pressure requirements, while standard round or buttress threads may be sufficient for shallower wells.

5. API 5CT vs. API 5L: What’s the Difference?

While both เอพีไอ 5CT และ เอพีไอ 5 ลิตร cover pipes used in the oil and gas industry, they serve different purposes. API 5L focuses on line pipes used for transporting hydrocarbons across long distances, typically from the production site to refineries or distribution points. API 5CT, on the other hand, is specific to the casing and tubing used in the well itself, where conditions are much more demanding in terms of pressure, temperature, and corrosion resistance.

6. Conclusion

API 5CT oil tubing is essential to the safe and efficient production of oil and gas. By adhering to stringent material, dimension, and performance standards, API 5CT ensures that tubing can withstand the harsh downhole conditions encountered in both shallow and deep wells. From its various steel grades to corrosion resistance options, API 5CT tubing provides operators with the flexibility to choose the right specifications for their unique well environments.

Choosing the right API 5CT tubing based on well conditions, depth, and corrosive environments will enhance the longevity of the well and minimize maintenance and repair costs over time. Understanding the specifications and applications of API 5CT tubing is crucial for engineers and operators to ensure the success and safety of their drilling operations.

API 5CT มาตรฐานปิโตรเลียม borewell ท่อเหล็กไร้รอยต่อสำหรับการขุดเจาะน้ำมัน

API 5CT Casing Pipe สำหรับบริการขุดเจาะ

/ใน /โดย

In oil and gas exploration, ensuring the structural integrity of a wellbore is one of the most critical tasks. API 5CT casing pipes play a central role in this process, providing structural support and preventing the collapse of the wellbore, isolating different layers of underground formations, and protecting the well from external contamination. These pipes are designed and manufactured to meet the stringent requirements of drilling service, where harsh environments and extreme pressures are common.

This blog post provides a comprehensive guide on API 5CT casing pipes, covering their design, benefits, applications, grades, and key considerations for selecting the right casing pipe for drilling services. It will be particularly valuable for oil and gas professionals seeking to understand the role of casing pipes in well integrity and performance.

What is API 5CT Casing Pipe?

เอพีไอ 5CT is a specification created by the American Petroleum Institute (API) that defines the standard for casing and tubing used in oil and gas wells. API 5CT casing pipes are steel pipes placed into a wellbore during drilling operations. They serve several essential purposes, including:

  • Supporting the wellbore: Casing pipes prevent the wellbore from collapsing, especially in soft formations or high-pressure zones.
  • Isolating different geological layers: These pipes seal off the well from water-bearing formations, preventing contamination of freshwater aquifers.
  • Protecting the well from external pressure: Casing pipes protect the wellbore from the extreme pressures encountered during drilling, production, and injection operations.
  • Providing a path for production tubing: Once the well is drilled, casing pipes serve as a guide for production tubing, which is used to extract oil and gas from the reservoir.

The API 5CT specification defines various grades, material properties, testing methods, and dimensions to ensure that casing pipes meet the demanding requirements of drilling service.

Key Features and Benefits of API 5CT Casing Pipes

1. High Strength and Durability

API 5CT casing pipes are made from high-strength steel alloys designed to withstand extreme pressures and challenging downhole conditions. This strength ensures that the pipes can handle the weight of the overlying formations while maintaining well integrity.

2. ความต้านทานการกัดกร่อน

Casing pipes are often exposed to corrosive fluids, such as drilling muds, formation waters, and hydrocarbons. To protect the pipes from corrosion, many grades of API 5CT casing are manufactured with corrosion-resistant coatings or materials, such as H2S-resistant steels for sour gas wells. This resistance helps extend the life of the well and reduces the risk of casing failure due to corrosion.

3. Versatility Across Different Well Conditions

API 5CT casing pipes come in various grades and thicknesses, making them suitable for different well depths, pressures, and environmental conditions. Whether for a shallow land well or a deep offshore well, there is an API 5CT casing pipe designed to handle the specific challenges of the application.

4. Enhanced Safety and Well Integrity

Casing pipes play a critical role in ensuring well integrity by providing a secure barrier between the wellbore and surrounding formations. Properly installed casing helps prevent blowouts, wellbore collapse, and fluid contamination, ensuring the safety of drilling personnel and the environment.

5. Meeting Stringent Industry Standards

The API 5CT specification ensures that casing pipes meet strict industry standards for mechanical properties, chemical composition, and dimensional tolerances. These pipes undergo rigorous testing, including tensile tests, hydrostatic pressure tests, and non-destructive evaluations, to ensure they meet the high standards required for oil and gas drilling.

API 5CT Grades and Their Applications

The API 5CT specification includes several grades of casing pipe, each designed for different drilling environments and well conditions. Some of the most commonly used grades include:

1. เจ55

  • แอปพลิเคชัน: J55 casing pipes are commonly used in shallow wells where pressures and temperatures are relatively low. They are often used in oil, gas, and water wells.
  • Key Features: J55 is cost-effective and provides sufficient strength for shallow applications. However, it is not suitable for highly corrosive environments or deeper wells with high pressure.

2. K55

  • แอปพลิเคชัน: K55 is similar to J55 but with slightly higher strength, making it suitable for similar applications but offering improved performance under higher pressures.
  • Key Features: This grade is often used in wells with moderate depths and pressures, particularly in onshore drilling operations.

3. N80

  • แอปพลิเคชัน: N80 casing pipes are used in deeper wells with moderate to high pressures and temperatures. They are commonly deployed in oil and gas wells that require enhanced strength.
  • Key Features: N80 provides excellent tensile strength and is more resistant to collapse than lower grades, making it ideal for more challenging drilling conditions.

4. L80

  • แอปพลิเคชัน: L80 is a sour service grade used in wells that produce hydrogen sulfide (H2S), a corrosive and toxic gas. This grade is designed to withstand sour gas environments without suffering from sulfide stress cracking.
  • Key Features: L80 is corrosion-resistant and has a high yield strength, making it suitable for deep wells and sour gas environments.

5. หน้า 110

  • แอปพลิเคชัน: P110 casing pipes are used in deep, high-pressure wells where strength is critical. This grade is often employed in offshore and deep onshore wells.
  • Key Features: P110 provides high tensile strength and resistance to high-pressure environments, making it suitable for extreme drilling conditions.

Each grade has specific properties designed to meet the unique challenges of different well conditions. Choosing the right grade is crucial to ensuring well integrity and operational success.

API 5CT มาตรฐานปิโตรเลียม borewell ท่อเหล็กไร้รอยต่อสำหรับการขุดเจาะน้ำมัน

Key Considerations When Selecting API 5CT Casing Pipes

1. Well Depth and Pressure

One of the most critical factors when selecting a casing pipe is the depth of the well and the pressures encountered at that depth. Deeper wells require higher-strength casing materials, such as N80 หรือ หน้า 110, to withstand the increased pressure and weight of the overlying formations.

2. Corrosion Potential

If the well is expected to produce sour gas or other corrosive fluids, it is essential to select a casing pipe grade that is resistant to hydrogen sulfide (H2S) and other corrosive elements. L80 is commonly used for sour gas wells, while เจ55 และ K55 are suitable for wells with lower corrosion risk.

3. Temperature and Environmental Conditions

Wells drilled in high-temperature environments, such as geothermal wells or deep oil and gas wells, require casing pipes that can withstand extreme heat. High-strength grades like หน้า 110 are often used in these situations to provide resistance to thermal expansion and material fatigue.

4. Cost and Availability

The selection of casing pipes also depends on cost considerations. Lower grades like เจ55 และ K55 are more cost-effective and suitable for shallow wells, while higher grades like หน้า 110 are more expensive but necessary for deeper, high-pressure wells. Balancing cost and performance is critical in casing pipe selection.

5. Joint Connections

API 5CT casing pipes can be fitted with various types of threaded connections, such as Buttress Threaded and Coupled (BTC) และ กระทู้พรีเมี่ยม. The choice of connection depends on the specific well design and operational requirements. High-performance connections are often required in wells with high torque or bending loads.

The Role of API 5CT Casing in Drilling Operations

1. ปลอกพื้นผิว

The surface casing is the first casing string set in the well after drilling begins. Its primary purpose is to protect freshwater aquifers from contamination by isolating them from the wellbore. เจ55 และ K55 are commonly used for surface casing in shallow wells.

2. ปลอกกลาง

Intermediate casing is used in wells with deeper formations to provide additional support and protection. This casing string isolates problem zones, such as high-pressure gas zones or unstable formations. N80 หรือ L80 grades may be used for intermediate casing in wells with higher pressure and corrosive conditions.

3. การผลิตปลอก

The production casing is the final casing string set in the well, and it is through this casing that hydrocarbons are produced. Production casing must be strong enough to withstand the pressure and mechanical stresses encountered during production. หน้า 110 is commonly used in deep, high-pressure wells for production casing.

Testing and Quality Control for API 5CT Casing Pipes

To ensure the integrity and reliability of API 5CT casing pipes, manufacturers subject the pipes to stringent quality control measures and testing. These include:

  • Tensile Testing: Verifying the pipe’s ability to withstand axial forces without failure.
  • Hydrostatic Pressure Testing: Ensuring the pipe can withstand the internal pressures encountered during drilling and production.
  • การทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT): Methods like ultrasonic or magnetic particle testing are used to detect any flaws, cracks, or defects in the pipe material.

These tests help ensure that API 5CT casing pipes meet the mechanical and chemical properties required by the API standard and the demanding conditions of drilling operations.

บทสรุป

API 5CT casing pipes are a crucial component in the oil and gas drilling process, providing the structural integrity needed to keep the wellbore stable, safe, and functional. Their strength, corrosion resistance, and versatility make them indispensable for various well environments, from shallow land wells to deep offshore operations.

By selecting the appropriate grade and type of API 5CT casing pipe based on well conditions, professionals in the oil and gas industry can ensure safe, efficient, and long-lasting well operations. Proper selection, installation, and maintenance of casing pipes are essential to avoid costly failures, protect the environment, and maximize the productivity of the well.