เรื่อง

Manufacturing Process of Drill Pipe - 0

API Specification 5DP Drill Pipe: A Comprehensive Guide

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 ท่อเจาะ?

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. การเลือกใช้วัสดุ

  • 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.
  • องค์ประกอบทางเคมี: 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

  • การชุบแข็งและการอบอ่อน: 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. การตรวจสอบและทดสอบ

  • 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

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

2. Heavy Weight Drill Pipe (HWDP)

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

3. Spiral Drill Pipe

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

4. Square Drill Pipe

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

5. Hexagonal Drill Pipe

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

What are the Ends Processes of Drill Pipe?

In the context of drill pipes, the terms ไอยู, สหภาพยุโรป, และ ไออียู 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)

  • คำอธิบาย: In an Internal Upset (IU) process, the internal diameter of the pipe is reduced, creating a thicker wall at the ends of the pipe.
  • วัตถุประสงค์: This thickening increases the strength of the pipe ends, making them more resistant to the stresses and wear encountered during drilling operations.
  • แอปพลิเคชัน: 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)

  • คำอธิบาย: External Upset (EU) involves increasing the thickness of the pipe wall at the external diameter of the pipe ends.
  • วัตถุประสงค์: 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.
  • แอปพลิเคชัน: EU drill pipes are commonly used in standard drilling operations where external strength and impact resistance are prioritized.

3. Internal-External Upset (IEU)

  • คำอธิบาย: Internal-External Upset (IEU) is a combination of both internal and external upsets, where the pipe ends are thickened both internally and externally.
  • วัตถุประสงค์: 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.
  • แอปพลิเคชัน: 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

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

2. Full Hole (FH) Connection

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

3. API Regular (API REG) Connection

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

4. Numerical Connection (NC)

  • คำอธิบาย: A premium connection with high torque capacity, often featuring a double-shoulder design.
  • แอปพลิเคชัน: 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

  • คำอธิบาย: The Pin is the male end of the connection. It is tapered and threaded, allowing it to be screwed into the Box.
  • ออกแบบ: The external threads of the Pin are precision-cut to match the internal threads of the Box, ensuring a tight, secure fit.
  • การทำงาน: 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

  • คำอธิบาย: The Box is the female end of the connection. It is also threaded internally to accommodate the Pin.
  • ออกแบบ: The Box’s internal threads are precisely machined to match the Pin’s threads, allowing for a secure and tight connection.
  • การทำงาน: 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

  • ความสมบูรณ์ของโครงสร้าง: 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.

การใช้งาน

  • 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:

เกรด

  • 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.

การบรรจุ

  • 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.

การขนส่ง

  • 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.

บทสรุป

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.

การสำรวจบทบาทสำคัญของท่อเหล็กในการสำรวจน้ำมันและก๊าซ

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

สินค้าท่อในประเทศน้ำมัน (OCTG)

สินค้าท่อประเทศน้ำมัน (OCTG) คือกลุ่มผลิตภัณฑ์รีดไร้ตะเข็บที่ประกอบด้วยท่อเจาะ ท่อและท่อที่อยู่ภายใต้สภาวะการรับน้ำหนักตามการใช้งานเฉพาะ (ดูรูปที่ 1 สำหรับแผนผังของบ่อน้ำลึก):

ที่ ท่อเจาะ เป็นท่อไร้ตะเข็บหนักที่หมุนดอกสว่านและหมุนเวียนของเหลวในการเจาะ ส่วนท่อยาว 30 ฟุต (9 ม.) ประกอบเข้ากับข้อต่อเครื่องมือ ท่อเจาะได้รับแรงบิดสูงไปพร้อมๆ กันโดยการเจาะ ความตึงตามแนวแกนด้วยน้ำหนักที่ตายแล้ว และแรงดันภายในโดยการไล่ของเหลวที่เจาะออก นอกจากนี้ โหลดการดัดแบบสลับเนื่องจากการเจาะแบบไม่แนวตั้งหรือการโก่งตัวอาจถูกซ้อนทับบนรูปแบบการโหลดพื้นฐานเหล่านี้
ท่อปลอก วางแนวหลุมเจาะ มันขึ้นอยู่กับแรงตึงในแนวแกนด้วยน้ำหนักที่ตายแล้ว แรงดันภายในโดยการไล่ของไหล และแรงดันภายนอกจากการก่อตัวของหินโดยรอบ เคสสัมผัสเป็นพิเศษกับความตึงในแนวแกนและแรงดันภายในโดยอิมัลชันน้ำมันหรือก๊าซที่สูบ
ท่อคือท่อที่ใช้ขนส่งน้ำมันหรือก๊าซจากหลุมเจาะ โดยทั่วไปส่วนของท่อจะมีความยาวประมาณ 9 ม. โดยมีการเชื่อมต่อแบบเกลียวที่ปลายแต่ละด้าน

ความต้านทานการกัดกร่อนภายใต้สภาวะการให้บริการที่มีรสเปรี้ยวเป็นคุณลักษณะ OCTG ที่สำคัญมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับท่อและท่อ

กระบวนการผลิต OCTG ทั่วไปประกอบด้วย (ช่วงขนาดทั้งหมดเป็นค่าโดยประมาณ)

กระบวนการกลิ้งแมนเดรลอย่างต่อเนื่องและกระบวนการกดบัลลังก์สำหรับขนาด OD ระหว่าง 21 ถึง 178 มม.
เครื่องรีดปลั๊กสำหรับขนาดระหว่าง 140 ถึง 406 มม. OD
การเจาะแบบ Cross-roll และการกลิ้งพิลเจอร์สำหรับขนาด OD 250 ถึง 660 มม.
โดยทั่วไปกระบวนการเหล่านี้ไม่อนุญาตให้มีการประมวลผลทางความร้อนเชิงกลตามปกติสำหรับผลิตภัณฑ์แถบและแผ่นที่ใช้สำหรับท่อเชื่อม ดังนั้นจึงต้องผลิตท่อไร้ตะเข็บที่มีความแข็งแรงสูงโดยการเพิ่มปริมาณโลหะผสมร่วมกับการให้ความร้อนที่เหมาะสม เช่น การดับและการอบคืนตัว

รูปที่ 1 แผนผังของหลุมลึกที่เสร็จสมบูรณ์

การตอบสนองความต้องการพื้นฐานของโครงสร้างจุลภาคมาร์เทนซิติกอย่างสมบูรณ์ แม้จะมีความหนาของผนังท่อขนาดใหญ่ จำเป็นต้องมีความสามารถในการชุบแข็งที่ดี Cr และ Mn เป็นองค์ประกอบโลหะผสมหลักที่ใช้ในการสร้างความสามารถในการชุบแข็งที่ดีในเหล็กกล้าอบร้อนแบบธรรมดา อย่างไรก็ตาม ข้อกำหนดสำหรับการต้านทานการแตกร้าวจากความเครียดซัลไฟด์ (SSC) ที่ดีนั้นจำกัดการใช้งาน Mn มีแนวโน้มที่จะแยกตัวระหว่างการหล่อแบบต่อเนื่อง และสามารถสร้างการรวมตัวของ MnS ขนาดใหญ่ ซึ่งช่วยลดความต้านทานการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC) ระดับ Cr ที่สูงขึ้นสามารถนำไปสู่การก่อตัวของ Cr7C3 ที่ตกตะกอนด้วยสัณฐานวิทยาที่มีรูปทรงแผ่นหยาบ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวสะสมไฮโดรเจนและผู้ริเริ่มรอยแตก การผสมกับโมลิบดีนัมสามารถเอาชนะข้อจำกัดของการผสม Mn และ Cr ได้ Mo เป็นสารชุบแข็งที่แข็งแกร่งกว่า Mn และ Cr มาก ดังนั้นจึงสามารถฟื้นฟูผลกระทบขององค์ประกอบเหล่านี้ในปริมาณที่ลดลงได้อย่างง่ายดาย

โดยทั่วไปแล้ว เกรด OCTG จะเป็นเหล็กกล้าคาร์บอน-แมงกานีส (จนถึงระดับความแข็งแกร่ง 55-ksi) หรือเกรดที่มี Mo สูงถึง 0.4% Mo ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การขุดเจาะบ่อน้ำลึกและแหล่งกักเก็บที่มีสารปนเปื้อนที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนได้ก่อให้เกิดความต้องการอย่างมาก สำหรับวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงกว่าที่ทนต่อการแตกตัวของไฮโดรเจนและ SCC มาร์เทนไซต์ที่มีอุณหภูมิสูงเป็นโครงสร้างที่ทนทานต่อ SSC มากที่สุดในระดับความแข็งแกร่งที่สูงกว่า และ 0.75% คือความเข้มข้นของ Mo ที่สร้างการผสมผสานที่เหมาะสมระหว่างความแข็งแรงของผลผลิตและความต้านทาน SSC