เรื่อง

การสำรวจบทบาทสำคัญของท่อเหล็กในการสำรวจน้ำมันและก๊าซ

การแนะนำ

ท่อเหล็กมีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ โดยให้ความทนทานและความน่าเชื่อถือที่ไม่มีใครเทียบได้ภายใต้สภาวะที่รุนแรง ท่อเหล็กมีความจำเป็นสำหรับการสำรวจและการขนส่ง เนื่องจากสามารถทนต่อแรงดันสูง สภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน และอุณหภูมิที่รุนแรงได้ หน้าเว็บนี้จะอธิบายหน้าที่สำคัญของท่อเหล็กในการสำรวจน้ำมันและก๊าซ พร้อมทั้งอธิบายรายละเอียดถึงความสำคัญของท่อเหล็กในด้านการขุดเจาะ โครงสร้างพื้นฐาน และความปลอดภัย ค้นพบว่าการเลือกใช้ท่อเหล็กที่เหมาะสมจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการดำเนินงานและลดต้นทุนในอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูงนี้ได้อย่างไร

I. ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับท่อเหล็กสำหรับอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ

1. คำอธิบายคำศัพท์

เอพีไอ: อักษรย่อของ สถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน.
ต.ค.: อักษรย่อของ สินค้าท่อประเทศน้ำมันได้แก่ ท่อปลอกน้ำมัน, ท่อน้ำมัน, ท่อเจาะ, ปลอกเจาะ, ดอกสว่าน, ก้านดูด, ข้อต่อ Pup เป็นต้น
ท่อน้ำมัน: ท่อใช้ในบ่อน้ำมันเพื่อการสกัด การสกัดก๊าซ การฉีดน้ำ และการแตกกรด
ปลอก: ท่อที่ลดลงจากพื้นผิวดินลงไปในหลุมเจาะที่เจาะไว้เพื่อใช้เป็นท่อหุ้มเพื่อป้องกันผนังพังทลาย
ท่อเจาะ: ท่อที่ใช้สำหรับเจาะหลุมเจาะ
เส้นท่อ: ท่อที่ใช้ขนส่งน้ำมันหรือก๊าซ
ข้อต่อ: กระบอกสูบใช้เชื่อมต่อท่อเกลียวสองท่อกับเกลียวภายใน
วัสดุข้อต่อ: ท่อที่ใช้ในการผลิตข้อต่อ
เธรด API: เกลียวท่อที่กำหนดตามมาตรฐาน API 5B ได้แก่ เกลียวท่อกลมน้ำมัน เกลียวท่อกลมสั้น เกลียวท่อกลมยาว เกลียวท่อสี่เหลี่ยมคางหมูบางส่วน เกลียวท่อส่งน้ำมัน ฯลฯ
การเชื่อมต่อแบบพรีเมียม: เธรดที่ไม่ใช่ API ที่มีคุณสมบัติการปิดผนึก คุณสมบัติการเชื่อมต่อ และคุณสมบัติอื่นๆ ที่ไม่ซ้ำกัน
ความล้มเหลว: การเสียรูป การแตกหัก ความเสียหายของพื้นผิว และการสูญเสียการทำงานเดิมภายใต้เงื่อนไขการบริการเฉพาะ
รูปแบบหลักของความล้มเหลว: การบดอัด การลื่น การแตก การรั่วซึม การกัดกร่อน การยึดติด การสึกหรอ ฯลฯ

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

ท่อส่งน้ำมันแบ่งออกเป็นท่อส่งน้ำมันแบบไม่ยกตัว (NU), ท่อส่งน้ำมันแบบยกตัวภายนอก (EU) และท่อส่งน้ำมันแบบต่อท่อ (IJ) ท่อส่งน้ำมันแบบ NU หมายถึง ปลายท่อมีความหนาปานกลาง บิดเกลียวโดยตรง และต่อข้อต่อ ท่อยกตัว หมายถึง ปลายท่อทั้งสองข้างยกตัวภายนอก จากนั้นจึงขันเกลียวและต่อเข้าด้วยกัน ท่อแบบต่อท่อรวม หมายถึง ปลายด้านหนึ่งของท่อยกตัวด้วยเกลียวภายนอก และอีกด้านยกตัวด้วยเกลียวภายในที่ต่อโดยตรงโดยไม่ต้องใช้ข้อต่อ

2. ฟังก์ชั่นของท่อน้ำมัน

1 การสกัดน้ำมันและก๊าซ: หลังจากเจาะและประสานบ่อน้ำมันและก๊าซแล้ว ท่อจะถูกวางไว้ในท่อน้ำมันเพื่อแยกน้ำมันและก๊าซลงสู่พื้นดิน
2. การฉีดน้ำ: เมื่อแรงดันในหลุมเจาะไม่เพียงพอ ให้ฉีดน้ำเข้าไปในบ่อผ่านท่อ
③ การฉีดไอน้ำ: ในการกู้คืนน้ำมันหนาด้วยความร้อน ไอจะถูกป้อนเข้าไปในหลุมที่มีท่อน้ำมันที่หุ้มฉนวน
④ การเกิดกรดและการแตกหัก: ในขั้นตอนปลายของการขุดเจาะบ่อน้ำมันหรือเพื่อปรับปรุงการผลิตน้ำมันและก๊าซ จำเป็นต้องป้อนตัวกลางการเกิดกรดและการแตกหักหรือวัสดุบ่มลงในชั้นน้ำมันและก๊าซ จากนั้นตัวกลางและวัสดุบ่มจะถูกขนส่งผ่านท่อน้ำมัน

3. ท่อเหล็กเกรดเหล็ก

เกรดเหล็กของท่อน้ำมันคือ H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110
N80 แบ่งออกเป็น N80-1 และ N80Q โดยทั้งสองมีสมบัติการดึงเหมือนกัน ความแตกต่างสองประการคือสถานะการส่งมอบและความแตกต่างของประสิทธิภาพในการรับแรงกระแทก โดยการส่งมอบ N80-1 โดยสถานะปกติหรือเมื่ออุณหภูมิการรีดขั้นสุดท้ายมากกว่าอุณหภูมิวิกฤต Ar3 และการลดแรงดึงหลังจากการระบายความร้อนด้วยอากาศ และสามารถใช้เพื่อค้นหาการรีดร้อนแทนการปกติ ไม่จำเป็นต้องทดสอบแรงกระแทกและไม่ทำลายล้าง N80Q ต้องผ่านการอบชุบ (ชุบแข็งและอบชุบ) การอบด้วยความร้อน ฟังก์ชันการกระแทกควรเป็นไปตามบทบัญญัติของ API 5CT และควรทดสอบแบบไม่ทำลายล้าง
L80 แบ่งออกเป็น L80-1, L80-9Cr และ L80-13Cr คุณสมบัติทางกลและสถานะการจัดส่งเหมือนกัน ความแตกต่างในการใช้งาน ความยากในการผลิต และราคา: L80-1 เป็นท่อประเภททั่วไป ส่วน L80-9Cr และ L80-13Cr เป็นท่อที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูง มีความยากในการผลิต และมีราคาแพง มักใช้ในบ่อน้ำที่มีการกัดกร่อนสูง
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: แผ่นบุจะขยายรูเจาะเข้าไปในแหล่งเก็บน้ำมันโดยใช้วัสดุ เช่น เกรด API L80, N80 หรือ P110 โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางทั่วไปที่ 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 ท่อเจาะที่มีน้ำหนัก และปลอกเจาะในเครื่องมือเจาะประกอบกันเป็นท่อเจาะ ท่อเจาะเป็นเครื่องมือเจาะแกนที่ขับเคลื่อนหัวเจาะจากพื้นดินไปยังก้นหลุม และยังเป็นช่องทางจากพื้นดินไปยังก้นหลุมอีกด้วย ท่อเจาะมีบทบาทนำสามประการ:

1 เพื่อส่งแรงบิดเพื่อขับเคลื่อนสว่านเพื่อเจาะ

② การอาศัยน้ำหนักของมันไปที่ดอกสว่านเพื่อทำลายแรงดันของหินที่ก้นบ่อน้ำ

3 เพื่อขนส่งน้ำยาล้าง นั่นคือ การเจาะโคลนผ่านพื้นดินผ่านปั๊มโคลนแรงดันสูง เจาะคอลัมน์เข้าไปในรูเจาะที่ไหลลงด้านล่างของบ่อเพื่อล้างเศษหินและทำให้สว่านเย็นลง และขนเศษหิน ผ่านพื้นผิวด้านนอกของคอลัมน์และผนังของบ่อน้ำระหว่างวงแหวนเพื่อกลับสู่พื้นเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการขุดเจาะบ่อน้ำ

ท่อเจาะใช้ในกระบวนการเจาะเพื่อทนต่อแรงสลับซับซ้อนต่างๆ เช่น แรงดึง แรงอัด แรงบิด แรงดัด และแรงเครียดอื่นๆ นอกจากนี้ พื้นผิวด้านในยังต้องสัมผัสกับโคลนที่มีแรงดันสูงและการกัดกร่อนอีกด้วย
(1) ท่อเจาะสี่เหลี่ยม: ท่อเจาะสี่เหลี่ยมมี 2 ประเภท ได้แก่ สี่เหลี่ยมและหกเหลี่ยม ในท่อเจาะน้ำมันปิโตรเลียมของจีน คอลัมน์เจาะแต่ละชุดมักใช้ท่อเจาะประเภทสี่เหลี่ยม โดยมีข้อกำหนดคือ 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) เป็นต้น ความยาวที่ใช้โดยทั่วไปคือ 1,214.5 ม.
(2) ท่อเจาะ: ท่อเจาะเป็นเครื่องมือหลักในการเจาะบ่อน้ำ โดยเชื่อมต่อกับปลายด้านล่างของท่อเจาะทรงสี่เหลี่ยม และเมื่อบ่อน้ำเจาะลึกมากขึ้น ท่อเจาะก็จะขยายความยาวของเสาเจาะทีละอัน ข้อมูลจำเพาะของท่อเจาะ ได้แก่ 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) เป็นต้น
(3) ท่อเจาะสำหรับงานหนัก: ท่อเจาะถ่วงน้ำหนักเป็นเครื่องมือเปลี่ยนผ่านที่เชื่อมต่อท่อเจาะและปลอกเจาะ ซึ่งสามารถปรับปรุงสภาพแรงของท่อเจาะ และเพิ่มแรงดันบนดอกสว่าน ข้อมูลจำเพาะหลักของท่อเจาะถ่วงน้ำหนักคือ 88.9 มม. (3-1/2 นิ้ว) และ 127 มม. (5 นิ้ว)
(4) ปลอกเจาะ: ปลอกสว่านเชื่อมต่อกับส่วนล่างของท่อสว่าน ซึ่งเป็นท่อที่มีผนังหนาพิเศษที่มีความแข็งแกร่งสูง ท่อนี้จะสร้างแรงกดบนดอกสว่านเพื่อทำลายหิน และทำหน้าที่เป็นแนวทางในการเจาะหลุมตรง ข้อกำหนดทั่วไปของปลอกสว่านคือ 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

ท่อส่งน้ำมันและก๊าซใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซเพื่อส่งน้ำมัน น้ำมันกลั่น ก๊าซธรรมชาติ และท่อส่งน้ำโดยใช้ตัวย่อว่าท่อเหล็ก ท่อส่งน้ำมันและก๊าซแบ่งออกเป็นท่อหลัก ท่อสาขา และท่อเครือข่ายท่อส่งในเมือง ท่อส่งหลักสามประเภทมีข้อกำหนดทั่วไปคือ ∅406 ~ 1219 มม. ความหนาของผนัง 10 ~ 25 มม. เกรดเหล็ก X42 ~ X80 ท่อสาขาและท่อเครือข่ายท่อส่งในเมืองมักมีข้อกำหนดสำหรับ ∅114 ~ 700 มม. ความหนาของผนัง 6 ~ 20 มม. เกรดเหล็กสำหรับ X42 ~ X80 เกรดเหล็กคือ X42~X80 ท่อส่งน้ำมันมีแบบเชื่อมและแบบไร้รอยต่อ ท่อส่งน้ำมันแบบเชื่อมใช้มากกว่าท่อส่งน้ำมันแบบไร้รอยต่อ

2. มาตรฐานของไลน์ท่อ

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

3. PSL1 และ PSL2

PSL คือคำย่อของ ระดับคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ระดับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ท่อแบ่งออกเป็น PSL 1 และ PSL 2 และระดับคุณภาพแบ่งออกเป็น PSL 1 และ PSL 2 โดย PSL 2 สูงกว่า PSL 1 ระดับข้อมูลจำเพาะทั้งสองระดับไม่เพียงแต่มีข้อกำหนดการทดสอบที่แตกต่างกัน แต่ข้อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกลก็แตกต่างกันด้วย ดังนั้น ตามลำดับ API 5L เงื่อนไขของสัญญา นอกเหนือจากการระบุข้อมูลจำเพาะ เกรดเหล็ก และตัวบ่งชี้ทั่วไปอื่นๆ แล้ว ยังต้องระบุระดับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ด้วย นั่นคือ PSL 1 หรือ PSL 2 โดย PSL 2 ในองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติแรงดึง กำลังแรงกระแทก การทดสอบแบบไม่ทำลาย และตัวบ่งชี้อื่นๆ จะเข้มงวดกว่า PSL 1

4. เกรดเหล็กท่อเส้น องค์ประกอบทางเคมี และคุณสมบัติทางกล

เกรดเหล็กท่ออ่อนตั้งแต่ต่ำไปจนถึงสูงแบ่งออกเป็น A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 และ X80 สำหรับองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติเชิงกลโดยละเอียด โปรดดูที่หนังสือ API 5L Specification ฉบับที่ 46

5. ข้อกำหนดการทดสอบอุทกสถิตของท่อเส้นและข้อกำหนดการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย

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

วี. การเชื่อมต่อระดับพรีเมียม

1. การแนะนำการเชื่อมต่อแบบพรีเมียม

การเชื่อมต่อแบบพรีเมี่ยมเป็นเกลียวท่อที่มีโครงสร้างเฉพาะที่แตกต่างจากเกลียว API แม้ว่าปลอกท่อน้ำมันแบบเกลียว API ที่มีอยู่จะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสำรวจแหล่งน้ำมัน แต่ข้อบกพร่องของปลอกท่อก็แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในสภาพแวดล้อมเฉพาะของแหล่งน้ำมันบางแห่ง: คอลัมน์ท่อเกลียวกลม API แม้ว่าประสิทธิภาพการปิดผนึกจะดีกว่า แต่แรงดึงที่ส่วนเกลียวรับได้นั้นเทียบเท่ากับความแข็งแรงของตัวท่อ 60% ถึง 80% เท่านั้น ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้ในการสำรวจหลุมลึกได้ คอลัมน์ท่อเกลียวสี่เหลี่ยมคางหมูแบบมีอคติ API แม้ว่าประสิทธิภาพการดึงจะสูงกว่าการเชื่อมต่อเกลียวกลม API มาก แต่ประสิทธิภาพการปิดผนึกไม่ดีนัก แม้ว่าประสิทธิภาพการดึงของคอลัมน์จะสูงกว่าการเชื่อมต่อเกลียวกลม API มาก แต่ประสิทธิภาพการปิดผนึกไม่ดีนัก จึงไม่สามารถใช้ในการสำรวจหลุมก๊าซแรงดันสูงได้ นอกจากนี้ จารบีเกลียวจะทำหน้าที่ได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 95℃ เท่านั้น จึงไม่สามารถนำไปใช้ในการขุดเจาะบ่อน้ำที่มีอุณหภูมิสูงได้

เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อเธรดแบบกลม API และเธรดสี่เหลี่ยมคางหมูบางส่วน การเชื่อมต่อแบบพรีเมียมมีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านต่อไปนี้:

(1) การปิดผนึกที่ดี ด้วยความยืดหยุ่นและการออกแบบโครงสร้างการปิดผนึกด้วยโลหะ ทำให้การปิดผนึกก๊าซข้อต่อมีความทนทานต่อการเข้าถึงขีดจำกัดของตัวท่อภายในความดันผลผลิต

(2) ความแข็งแรงสูงของการเชื่อมต่อ โดยเชื่อมต่อด้วยการเชื่อมต่อหัวเข็มขัดพิเศษของท่อน้ำมัน ความแข็งแรงของการเชื่อมต่อถึงหรือเกินความแข็งแรงของตัวท่อ เพื่อแก้ปัญหาการลื่นไถลโดยพื้นฐาน

(3) โดยการเลือกวัสดุและการปรับปรุงกระบวนการรักษาพื้นผิว แก้ไขปัญหาของหัวเข็มขัดด้ายติดโดยทั่วไป

(4) ผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพของโครงสร้างเพื่อให้การกระจายความเค้นร่วมมีความสมเหตุสมผลและเอื้อต่อความต้านทานต่อการกัดกร่อนของความเค้นมากขึ้น

(5) ผ่านโครงสร้างไหล่ที่มีการออกแบบที่สมเหตุสมผล ทำให้การใช้งานหัวเข็มขัดสามารถเข้าถึงได้มากขึ้น

อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซมีข้อต่อพรีเมียมที่จดสิทธิบัตรมากกว่า 100 แบบ ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในเทคโนโลยีท่อ การออกแบบเกลียวแบบพิเศษเหล่านี้ให้ความสามารถในการปิดผนึกที่เหนือกว่า ความแข็งแรงของข้อต่อที่เพิ่มขึ้น และทนทานต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อมได้ดีขึ้น นวัตกรรมเหล่านี้ช่วยแก้ปัญหาต่างๆ เช่น แรงดันสูง สภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน และอุณหภูมิที่รุนแรง ทำให้มั่นใจได้ว่ามีความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการดำเนินการที่ปลอดภัยต่อน้ำมันทั่วโลก การวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องในข้อต่อพรีเมียมเน้นย้ำถึงบทบาทสำคัญในการสนับสนุนแนวทางการขุดเจาะที่ปลอดภัยและมีประสิทธิผลมากขึ้น ซึ่งสะท้อนถึงความมุ่งมั่นอย่างต่อเนื่องเพื่อความเป็นเลิศทางเทคโนโลยีในภาคพลังงาน

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®: การเชื่อมต่อ XT® ที่ออกแบบโดย NOV ประกอบด้วยซีลโลหะต่อโลหะที่เป็นเอกลักษณ์และรูปแบบเกลียวที่แข็งแรง ช่วยให้มั่นใจถึงความจุแรงบิดที่เหนือกว่าและความต้านทานต่อการสึกกร่อน จึงยืดอายุการใช้งานของการเชื่อมต่อได้

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

บทสรุป

โดยสรุป เครือข่ายท่อเหล็กที่ซับซ้อนซึ่งมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซประกอบด้วยอุปกรณ์เฉพาะทางมากมายที่ออกแบบมาเพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่เข้มงวดและความต้องการในการดำเนินงานที่ซับซ้อน ตั้งแต่ท่อหุ้มพื้นฐานที่รองรับและปกป้องผนังที่แข็งแรงไปจนถึงท่ออเนกประสงค์ที่ใช้ในกระบวนการสกัดและฉีด ท่อแต่ละประเภทมีจุดประสงค์ที่แตกต่างกันในการสำรวจ ผลิต และขนส่งไฮโดรคาร์บอน มาตรฐานเช่นข้อกำหนดของ API ช่วยให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอและคุณภาพทั่วทั้งท่อเหล่านี้ ในขณะที่นวัตกรรม เช่น การเชื่อมต่อระดับพรีเมียมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในสภาวะที่ท้าทาย เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น ส่วนประกอบที่สำคัญเหล่านี้จะก้าวหน้าขึ้น ขับเคลื่อนประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือในการดำเนินการด้านพลังงานทั่วโลก การทำความเข้าใจท่อเหล่านี้และข้อกำหนดของท่อเน้นย้ำถึงบทบาทที่ขาดไม่ได้ของท่อเหล่านี้ในโครงสร้างพื้นฐานของภาคส่วนพลังงานสมัยใหม่

ข้อมูลจำเพาะและการใช้งานของท่อปิโตรเลียม API 5CT ที่มีเกรดเหล็ก J55 K55 N80 L80 C90 P110

ข้อมูลจำเพาะและการใช้งานของท่อน้ำมัน API 5CT

ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ท่อส่งน้ำมัน API 5CT มีบทบาทสำคัญในกระบวนการผลิต โดยขนส่งน้ำมันและก๊าซจากแหล่งเก็บน้ำมันไปยังผิวดิน ท่อส่งน้ำมันต้องทนต่อสภาวะแวดล้อมที่รุนแรง เช่น แรงดัน อุณหภูมิสูง และสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน ทำให้การเลือกวัสดุและคุณลักษณะต่างๆ มีความสำคัญต่อความสำเร็จของการดำเนินการใดๆ API 5CT เป็นมาตรฐานท่อส่งน้ำมันที่ได้รับการยอมรับทั่วโลก โดยให้แนวทางเกี่ยวกับขนาด วัสดุ และลักษณะการทำงาน

ในบล็อกนี้ เราจะกล่าวถึงข้อมูลจำเพาะที่สำคัญ การจำแนกประเภท และการใช้งานของท่อส่งน้ำมัน API 5CT โดยเน้นที่การให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีค่าสำหรับวิศวกรและผู้ปฏิบัติงานที่จำเป็นต้องตัดสินใจอย่างรอบรู้ในการดำเนินการเกี่ยวกับหลุมน้ำมัน

1. บทนำเกี่ยวกับท่อส่งน้ำมัน API 5CT

เอพีไอ 5CT เป็นข้อกำหนดของสถาบันปิโตรเลียมแห่งอเมริกาสำหรับท่อและปลอกที่ใช้ในการผลิตน้ำมันและก๊าซ โดยกำหนดข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับท่อเหล็กไร้รอยต่อและแบบเชื่อม เพื่อให้มั่นใจถึงคุณภาพและความน่าเชื่อถือสำหรับการใช้งานทั้งบนบกและนอกชายฝั่ง ท่อได้รับการออกแบบให้พอดีกับปลอกของหลุมเจาะ ช่วยให้สกัดไฮโดรคาร์บอนได้อย่างปลอดภัยในขณะที่ยังคงความสมบูรณ์ของหลุมเจาะไว้

API 5CT กำหนดเกรดเหล็ก ขนาด และการเชื่อมต่อเกลียวที่หลากหลายเพื่อให้เหมาะกับสภาพหลุมที่แตกต่างกัน ท่อต้องสามารถทนต่อภาระทางกล การกัดกร่อนทางเคมี และความผันผวนของอุณหภูมิต่างๆ ที่พบระหว่างการผลิต

2. ข้อมูลจำเพาะหลักของท่อน้ำมัน API 5CT

ท่อ API 5CT ถูกแบ่งประเภทตามข้อกำหนดต่างๆ เพื่อให้แน่ใจว่าท่อดังกล่าวสามารถรับมือกับสภาวะต่างๆ ที่จะเผชิญในระหว่างการผลิตได้

2.1. เกรดเหล็ก

ส่วนประกอบของวัสดุท่อ API 5CT แบ่งออกเป็นเกรดเหล็กหลายประเภท โดยแต่ละเกรดได้รับการออกแบบมาเพื่อความต้องการในการใช้งานเฉพาะ เกรดเหล่านี้จะถูกจัดกลุ่มตามความแข็งแรงผลผลิตและองค์ประกอบทางเคมี

  • H40, J55 และ K55:เหล็กเกรดต่ำเหล่านี้มักใช้ในบ่อน้ำตื้นซึ่งมีแรงดันและภาระทางกลปานกลาง
  • N80 และ L80:เกรดที่มีความแข็งแรงปานกลางใช้กับบ่อน้ำที่ลึกกว่าซึ่งมีแรงดันและอุณหภูมิสูงกว่า
  • P110 และ Q125:เกรดท่อที่มีความแข็งแรงสูงสำหรับบ่อน้ำที่ลึกและมีแรงดันสูงมาก รวมถึงบ่อน้ำที่มีสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูงหรือความเข้มข้นของ CO2 และ H2S สูง

2.2. ขนาด

API 5CT กำหนดขนาดของท่อตามปัจจัยต่อไปนี้:

  • เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก/O.D. (OD):มีช่วงตั้งแต่ 1.050 นิ้ว ถึง 4.500 นิ้ว
  • ความหนาของผนัง:ความหนาจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับเกรดของเหล็กและความต้องการแรงดันของหลุมบ่อ
  • ความยาว:ท่อ API 5CT มีจำหน่ายตามความยาวมาตรฐาน ซึ่งแบ่งได้เป็นช่วง 1 (16–25 ฟุต) ช่วง 2 (25–34 ฟุต) และช่วง 3 (34–48 ฟุต) โดยผู้ปฏิบัติงานสามารถเลือกความยาวที่เหมาะสมกับการออกแบบหลุมของตนได้

2.3. ประเภทเธรด

ท่อเชื่อมต่อโดยใช้เกลียวเพื่อให้แน่ใจว่าเชื่อมต่อกันอย่างแน่นหนาและป้องกันการรั่วไหล API 5CT กำหนดประเภทเกลียวหลายประเภทสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน:

  • NU (ไม่หงุดหงิด):เกลียวประเภทนี้ได้รับการออกแบบให้เชื่อมต่อและถอดได้ง่าย จึงเหมาะกับสภาพแวดล้อมที่ต้องมีการบำรุงรักษาหรือเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง เกลียว NU ไม่มีไหล่ จึงสามารถเชื่อมต่อตรงได้
  • EU (อารมณ์เสียภายนอก):เกลียวประเภทนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่เสริมความแข็งแรงและเหมาะกับการใช้งานที่มีแรงดันสูง การเชื่อมต่อแบบ EU มักใช้กับบ่อน้ำลึกที่ต้องมีกำลังรับน้ำหนักเพิ่มเติม
  • IJ (ข้อต่ออินทิกรัล):เป็นการเชื่อมต่อประเภทหนึ่งที่เกลียวเป็นส่วนหนึ่งของตัวท่อ ทำให้มีข้อต่อที่แข็งแรงและต่อเนื่อง การออกแบบแบบ IJ ช่วยลดความเสี่ยงของการรั่วไหลและความล้มเหลวทางกลไก ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่สำคัญ
  • การเชื่อมต่อแบบพรีเมี่ยม:ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมากขึ้น การเชื่อมต่อเหล่านี้ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อแรงบิด แรงดึง และแรงดันในขณะที่ลดความเสี่ยงในการรั่วไหล ประเภทการเชื่อมต่อพรีเมียมที่โดดเด่น ได้แก่:
    • แวมท็อป:VAM TOP ขึ้นชื่อในด้านประสิทธิภาพการทำงานที่สูง เหมาะสำหรับการใช้งานในน้ำลึกและมีแรงดันสูง
    • แวมใหม่:ความก้าวหน้าอีกขั้นของเทคโนโลยีการเชื่อมต่อ มอบความทนทานต่อความล้าที่ดีขึ้นและความจุแรงบิดที่สูงขึ้น
    • พีเอช-6:มีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีเยี่ยมและทนต่อสภาวะที่รุนแรง จึงเหมาะกับการใช้งานที่ท้าทายต่างๆ
    • ไฮดริล:มีชื่อเสียงในด้านคุณสมบัติการปิดผนึกที่โดดเด่นและความสามารถในการรับน้ำหนัก มักใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงและกัดกร่อน

ประเภทเกลียวต่างๆ เหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าท่อ API 5CT สามารถปรับให้เข้ากับสภาพหลุมเฉพาะได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยเสริมความปลอดภัยและประสิทธิภาพตลอดอายุการใช้งานของหลุม

2.4. ความต้านทานการกัดกร่อน

ท่อน้ำมัน API 5CT จะต้องทนทานต่อการกัดกร่อนจากสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรง ซึ่งมักพบในการดำเนินการใต้หลุมเจาะ รวมถึง CO2, H2S และน้ำเกลือ

นอกจากนี้ท่อยังทำจาก โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน (CRA)เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมหรือโลหะผสมที่เป็นนิกเกิล ใช้ในบ่อน้ำที่มีสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง

3. การใช้งานท่อน้ำมัน API 5CT

ท่อส่งน้ำมัน API 5CT มีความอเนกประสงค์และสามารถใช้งานได้ในขั้นตอนต่างๆ ของกระบวนการสกัดน้ำมันและก๊าซ ทั้งในพื้นที่บนบกและนอกชายฝั่ง

3.1. ท่อผลิต

การใช้งานหลักของท่อส่งน้ำมัน API 5CT คือการทำหน้าที่เป็นท่อส่งน้ำมัน โดยจะอยู่ภายในปลอกหุ้มบ่อน้ำมันและทำหน้าที่ขนส่งน้ำมันหรือก๊าซจากแหล่งเก็บน้ำมันไปยังผิวดิน เกรดและขนาดของท่อจะถูกเลือกตามความลึก แรงดัน และอุณหภูมิของบ่อน้ำมัน เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถสกัดไฮโดรคาร์บอนได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

3.2. หลุมฉีด

ท่อ API 5CT ยังใช้ใน บ่อน้ำฉีดที่ซึ่งของเหลว เช่น น้ำ ไอ หรือสารเคมี จะถูกฉีดเข้าไปในอ่างเก็บน้ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกู้คืนน้ำมันหรือควบคุมแรงดัน ท่อจะต้องทนต่อทั้งแรงดันภายในและแรงภายนอก รวมถึงการกัดกร่อนจากสารที่ฉีดเข้าไป

3.3. ระบบลิฟท์แก๊ส

ในบ่อน้ำบางแห่ง แรงดันจากแหล่งกักเก็บตามธรรมชาติไม่เพียงพอที่จะพาไฮโดรคาร์บอนขึ้นสู่ผิวน้ำ ในกรณีดังกล่าว จะใช้ท่อ API 5CT ระบบลิฟท์แก๊สโดยที่แก๊สจะถูกฉีดลงไปในสายท่อเพื่อทำให้น้ำหนักของคอลัมน์ของเหลวเบาลง และช่วยให้น้ำมันหรือแก๊สไหลขึ้นสู่พื้นผิวได้

3.4. การบำรุงรักษาบ่อน้ำ

ระหว่างการบำรุงรักษาบ่อน้ำหรือการซ่อมแซม สามารถใช้ท่อ API 5CT เพื่อหมุนเวียนของเหลวและสารเคมีเพื่อทำความสะอาดบ่อน้ำหรือจัดการแรงดัน ท่อต้องมีความทนทานเพียงพอที่จะทนต่อแรงกดทางกลระหว่างการดำเนินการบำรุงรักษา

4. ปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกท่อน้ำมัน API 5CT

การเลือกท่อ API 5CT ที่เหมาะสมสำหรับหลุมเจาะแต่ละหลุมถือเป็นสิ่งสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและรับประกันความน่าเชื่อถือในระยะยาว ด้านล่างนี้คือปัจจัยสำคัญบางประการที่วิศวกรและผู้ปฏิบัติงานควรพิจารณา:

4.1. ความลึกและแรงดันของบ่อน้ำ

ท่อต้องสามารถทนต่อแรงดันใต้หลุมที่เกิดจากทั้งของเหลวในอ่างเก็บน้ำและดินที่ทับถม สำหรับบ่อน้ำลึก จำเป็นต้องใช้เหล็กเกรดสูงกว่า (เช่น P110 หรือ Q125) เพื่อรองรับแรงดันที่สูงเกินไป

4.2. สภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

สำหรับบ่อน้ำที่มีความเข้มข้นของ CO2, H2S หรือน้ำเกลือสูง จำเป็นต้องใช้ท่อที่ทนต่อการกัดกร่อน (เช่น L80 หรือโลหะผสมสแตนเลส) เพื่อป้องกันความเสียหายและเพื่อให้แน่ใจว่าท่อมีความสมบูรณ์ในระยะยาว

4.3. อุณหภูมิ

ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เช่น บ่อน้ำร้อนใต้พิภพที่ลึก ท่อจะต้องทนทานต่อการขยายตัวเนื่องจากความร้อนและแรงทางกล เหล็กเกรดสูงได้รับการออกแบบมาเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างแม้ในอุณหภูมิที่สูง

4.4. การพิจารณาต้นทุน

แม้ว่าเหล็กเกรดสูงและโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนจะให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่า แต่ก็มีต้นทุนที่สูงกว่า ผู้ปฏิบัติงานจะต้องสร้างสมดุลระหว่างต้นทุนกับผลประโยชน์ในระยะยาวจากการเลือกใช้วัสดุคุณภาพสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีความท้าทายของบ่อน้ำมัน

4.5. ประเภทการเชื่อมต่อ

ประเภทของเกลียวที่ใช้กับท่อมีผลต่อความสามารถในการทนต่อแรงที่เกิดขึ้นในหลุม การเชื่อมต่อแบบพิเศษนั้นเหมาะสำหรับหลุมที่มีแรงบิด แรงดึง หรือแรงดันสูง ในขณะที่เกลียวกลมหรือเกลียวเสริมมาตรฐานอาจเพียงพอสำหรับหลุมที่ตื้นกว่า

5. API 5CT เทียบกับ API 5L มีความแตกต่างกันอย่างไร?

ขณะที่ทั้งสอง เอพีไอ 5CT และ เอพีไอ 5 ลิตร ท่อปิดที่ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซมีวัตถุประสงค์การใช้งานที่แตกต่างกัน API 5L มุ่งเน้นไปที่ท่อที่ใช้ในการขนส่งไฮโดรคาร์บอนในระยะทางไกล โดยทั่วไปจากสถานที่ผลิตไปยังโรงกลั่นหรือจุดจำหน่าย ในทางกลับกัน API 5CT เฉพาะเจาะจงกับปลอกหุ้มและท่อที่ใช้ในหลุมเจาะเอง ซึ่งมีเงื่อนไขที่เข้มงวดกว่ามากในแง่ของแรงดัน อุณหภูมิ และความต้านทานการกัดกร่อน

6. บทสรุป

ท่อส่งน้ำมัน API 5CT เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการผลิตน้ำมันและก๊าซอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ด้วยการยึดตามมาตรฐานวัสดุ ขนาด และประสิทธิภาพที่เข้มงวด API 5CT จึงรับประกันได้ว่าท่อสามารถทนต่อสภาวะแวดล้อมที่รุนแรงในหลุมเจาะทั้งตื้นและลึกได้ ตั้งแต่เกรดเหล็กต่างๆ ไปจนถึงตัวเลือกความทนทานต่อการกัดกร่อน ท่อ API 5CT ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถเลือกข้อมูลจำเพาะที่เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมหลุมเจาะเฉพาะของตนได้อย่างยืดหยุ่น

การเลือกท่อ API 5CT ที่เหมาะสมตามสภาพหลุม ความลึก และสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน จะช่วยยืดอายุการใช้งานของหลุมและลดต้นทุนการบำรุงรักษาและซ่อมแซมในระยะยาว การทำความเข้าใจคุณลักษณะและการใช้งานของท่อ API 5CT ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวิศวกรและผู้ปฏิบัติงานเพื่อให้มั่นใจถึงความสำเร็จและความปลอดภัยของการดำเนินการขุดเจาะ