เรื่อง

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

ความสมบูรณ์ของหลุม: การใช้งานและลำดับการติดตั้ง OCTG ในบ่อน้ำมันและก๊าซ

การสำรวจและการผลิตน้ำมันและก๊าซเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์และกระบวนการที่ซับซ้อน ในจำนวนนี้ การเลือกและการใช้สินค้าที่เป็นท่ออย่างเหมาะสม เช่น ท่อเจาะ ปลอกเจาะ ดอกสว่าน เคสซิ่ง ท่อ แท่งดูด และท่อเส้น มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพและความปลอดภัยของการปฏิบัติงานขุดเจาะ บล็อกนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ภาพรวมโดยละเอียดของส่วนประกอบเหล่านี้ ขนาด และการใช้งานตามลำดับในบ่อน้ำมันและก๊าซ

1. ขนาดท่อเจาะ ปลอกเจาะ และขนาดดอกสว่าน

ท่อเจาะ เป็นแกนหลักของการขุดเจาะโดยส่งกำลังจากพื้นผิวไปยังสว่านพร้อมกับหมุนเวียนของเหลวเจาะ ขนาดทั่วไปได้แก่:

  • 3 1/2 นิ้ว (88.9 มม.)
  • 4 นิ้ว (101.6 มม.)
  • 4 1/2 นิ้ว (114.3 มม.)
  • 5 นิ้ว (127 มม.)
  • 5 1/2 นิ้ว (139.7 มม.)

ปลอกคอเจาะ เพิ่มน้ำหนักให้ดอกสว่าน เจาะทะลุหินได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขนาดทั่วไปคือ:

  • 3 1/8 นิ้ว (79.4 มม.)
  • 4 3/4 นิ้ว (120.7 มม.)
  • 6 1/4 นิ้ว (158.8 มม.)
  • 8 นิ้ว (203.2 มม.)

ดอกสว่าน ได้รับการออกแบบมาเพื่อบดขยี้และตัดผ่านแนวหิน ขนาดแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะที่ต้องการ:

  • 3 7/8 นิ้ว (98.4 มม.) ถึง 26 นิ้ว (660.4 มม.)

2. ขนาดท่อและท่อ

ท่อปลอก ใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพของหลุมเจาะ ป้องกันการพังทลาย และแยกการก่อตัวทางธรณีวิทยาต่างๆ มีการติดตั้งเป็นขั้นตอน โดยแต่ละสายจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าเส้นที่อยู่ข้างใน:

  • ปลอกพื้นผิว: 13 3/8 นิ้ว (339.7 มม.) หรือ 16 นิ้ว (406.4 มม.)
  • ปลอกกลาง: 9 5/8 นิ้ว (244.5 มม.) หรือ 10 3/4 นิ้ว (273.1 มม.)
  • ปลอกการผลิต: 7 นิ้ว (177.8 มม.) หรือ 5 1/2 นิ้ว (139.7 มม.)

ท่อน้ำมัน ถูกสอดเข้าไปในเคสเพื่อขนส่งน้ำมันและก๊าซขึ้นสู่พื้นผิว ขนาดท่อโดยทั่วไปได้แก่:

  • 1.050 นิ้ว (26.7 มม.)
  • 1.315 นิ้ว (33.4 มม.)
  • 1.660 นิ้ว (42.2 มม.)
  • 1,900 นิ้ว (48.3 มม.)
  • 2 3/8 นิ้ว (60.3 มม.)
  • 2 7/8 นิ้ว (73.0 มม.)
  • 3 1/2 นิ้ว (88.9 มม.)
  • 4 นิ้ว (101.6 มม.)

3. ขนาดก้านดูดและท่อ

แท่งดูด เชื่อมต่อหน่วยสูบน้ำที่ผิวน้ำเข้ากับปั๊มใต้หลุม ช่วยให้สามารถยกของเหลวออกจากบ่อได้ จะถูกเลือกตามขนาดท่อ:

  • สำหรับท่อขนาด 2 3/8 นิ้ว: 5/8 นิ้ว (15.9 มม.), 3/4 นิ้ว (19.1 มม.) หรือ 7/8 นิ้ว (22.2 มม.)
  • สำหรับท่อขนาด 2 7/8 นิ้ว: 3/4 นิ้ว (19.1 มม.), 7/8 นิ้ว (22.2 มม.) หรือ 1 นิ้ว (25.4 มม.)

4. ขนาดท่อเส้น

ท่อเส้น ขนส่งไฮโดรคาร์บอนที่ผลิตได้จากหลุมผลิตไปยังโรงงานแปรรูปหรือท่อส่ง พวกเขาจะถูกเลือกตามปริมาณการผลิต:

  • ช่องขนาดเล็ก: 2 นิ้ว (60.3 มม.), 4 นิ้ว (114.3 มม.)
  • ช่องกลาง: 6 นิ้ว (168.3 มม.), 8 นิ้ว (219.1 มม.)
  • ช่องขนาดใหญ่: 10 นิ้ว (273.1 มม.), 12 นิ้ว (323.9 มม.), 16 นิ้ว (406.4 มม.)

การใช้ท่อตามลำดับในบ่อน้ำมันและก๊าซ

1. เวทีการเจาะ

  • การดำเนินการขุดเจาะเริ่มต้นด้วย สว่าน ทะลุผ่านการก่อตัวทางธรณีวิทยา
  • เจาะท่อ ใช้ในการส่งกำลังแบบหมุนและของเหลวเจาะไปยังสว่าน
  • ปลอกคอเจาะ เพิ่มน้ำหนักให้กับบิตทำให้มั่นใจได้ว่าจะแทรกซึมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2. ขั้นตอนการปลอก

  • เมื่อถึงความลึกระดับหนึ่งแล้ว ปลอก ได้รับการติดตั้งเพื่อป้องกันหลุมเจาะและแยกการก่อตัวต่างๆ
  • สตริงเคสพื้นผิว ระดับกลาง และการผลิตจะดำเนินการตามลำดับเมื่อการขุดเจาะดำเนินไป

3. ขั้นตอนเสร็จสมบูรณ์และการผลิต

  • ท่อ ติดตั้งไว้ภายในปลอกการผลิตเพื่ออำนวยความสะดวกในการไหลของไฮโดรคาร์บอนสู่พื้นผิว
  • แท่งดูด ใช้ในบ่อที่มีระบบยกเทียม โดยเชื่อมต่อปั๊มลงหลุมเข้ากับหน่วยพื้นผิว

4. ขั้นตอนการขนส่งทางบก

  • ท่อเส้น ใช้เพื่อขนส่งน้ำมันและก๊าซที่ผลิตได้จากหลุมผลิตไปยังโรงงานแปรรูปหรือท่อหลัก

บทสรุป

การทำความเข้าใจบทบาท ขนาด และการใช้งานตามลำดับของสินค้าชนิดท่อเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการดำเนินงานด้านน้ำมันและก๊าซที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย การเลือกและการจัดการท่อเจาะ ปลอกเจาะ ดอกสว่าน เคส ท่อ แท่งดูด และท่อเส้นที่เหมาะสม ช่วยให้มั่นใจในความสมบูรณ์ของโครงสร้างของหลุมและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตให้เหมาะสม

ด้วยการบูรณาการส่วนประกอบเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพ อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานของโลกได้ต่อไป ขณะเดียวกันก็รักษามาตรฐานระดับสูงด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพการดำเนินงาน

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