Çelik Boruların Petrol ve Gaz Aramacılığındaki Hayati Rolünü Keşfetmek
I. Petrol ve Gaz Endüstrisine Yönelik Boru Hakkında Temel Bilgiler
1. Terminoloji Açıklaması
API'si: Kısaltması Amerikan Petrol Enstitüsü.
OCTG: Kısaltması Petrol Ülkesi Borulu ÜrünlerYağ Muhafaza Borusu, Yağ Borusu, Sondaj Borusu, Matkap Yakası, Matkap Uçları, Sucker Rod, Pup eklemleri vb. dahil.
Yağ Borusu: Borular, petrol kuyularında petrol çıkarma, gaz çıkarma, su enjeksiyonu ve asit kırma için kullanılır.
Gövde: Duvarın çökmesini önlemek için zemin yüzeyinden astar olarak açılan bir sondaj deliğine indirilen boru.
Matkap Borusu: Sondaj kuyularının açılmasında kullanılan boru.
Hat borusu: Petrol veya gaz taşımak için kullanılan boru.
Kaplinler: İki dişli boruyu iç dişlilerle bağlamak için kullanılan silindirler.
Kaplin Malzemesi: Kaplin imalatında kullanılan boru.
API Konuları: Petrol borusu yuvarlak dişleri, mahfaza kısa yuvarlak dişleri, mahfaza uzun yuvarlak dişleri, mahfaza kısmi trapez dişleri, hat borusu dişleri vb. dahil olmak üzere API 5B standardına göre belirtilen boru dişleri.
Premium Bağlantı: Özel sızdırmazlık özelliklerine, bağlantı özelliklerine ve diğer özelliklere sahip API olmayan iş parçacıkları.
Başarısızlıklar: Belirli servis koşulları altında deformasyon, kırılma, yüzey hasarı ve orijinal fonksiyon kaybı.
Ana Başarısızlık Formları: ezilme, kayma, kopma, sızıntı, korozyon, yapışma, aşınma vb.
2. Petrolle İlgili Standartlar
API Spec 5B, 17. Baskı – Muhafaza, Boru ve Hat Borusu Dişlerinin Diş Açma, Ölçme ve Diş Muayenesine İlişkin Şartname
API Spec 5L, 46. Baskı – Hat Borusu Şartnamesi
API Spec 5CT, 11. Baskı – Muhafaza ve Boru Şartnamesi
API Spec 5DP, 7. Baskı – Sondaj Borusu Şartnamesi
API Spec 7-1, 2. Baskı – Döner Matkap Kök Elemanlarının Özellikleri
API Spec 7-2, 2. Baskı – Döner Omuzlu Diş Bağlantılarının Diş Açılması ve Ölçülmesi Şartnamesi
API Spec 11B, 24. Baskı – Sucker Çubuklar, Cilalı Çubuklar ve Gömlekler, Kaplinler, Platin Çubuklar, Cilalı Çubuk Kelepçeleri, Salmastra Kutuları ve Pompa T Parçaları için Teknik Özellikler
ISO 3183:2019 – Petrol ve Doğal Gaz Endüstrileri — Boru Hattı Taşıma Sistemleri için Çelik Boru
ISO 11960:2020 – Petrol ve Doğal Gaz Endüstrileri – Kuyularda Muhafaza veya Boru Olarak Kullanılan Çelik Borular
NACE MR0175 / ISO 15156:2020 – Petrol ve Doğal Gaz Endüstrileri – Petrol ve Gaz Üretiminde H2S İçeren Ortamlarda Kullanıma Yönelik Malzemeler
II. Yağ Boruları
1. Yağ Borularının Sınıflandırılması
Yağ Boruları, Düzensiz Yağ Boruları (NU), Harici Sıkışmış Yağ Boruları (AB) ve Entegre Bağlantılı (IJ) Yağ Boruları olarak bölünmüştür. NU yağ borusu, borunun ucunun normal kalınlıkta olduğu ve doğrudan dişi döndürerek kaplinleri getirdiği anlamına gelir. Kırılmış boru sistemi, her iki borunun uçlarının harici olarak Kırıldığı, daha sonra dişli olduğu ve bağlandığı anlamına gelir. İntegral Bağlantı boru sistemi, tüpün bir ucunun dış dişlerle ve diğer ucunun iç dişlerle Üzüldüğü ve kaplinler olmadan doğrudan bağlandığı anlamına gelir.
2. Yağ Borusunun İşlevi
① Petrol ve gazın çıkarılması: Petrol ve gaz kuyuları açıldıktan ve çimentolandıktan sonra, petrol ve gazı yere çıkarmak için borular petrol mahfazasına yerleştirilir.
② Su enjeksiyonu: kuyu içi basınç yetersiz olduğunda, boru aracılığıyla kuyuya su enjekte edin.
③ Buhar enjeksiyonu: Kalın yağın sıcak geri kazanımında, yalıtımlı yağ borusuyla kuyuya buhar girilmelidir.
④ Asitlenme ve kırılma: Kuyu sondajının son aşamasında veya petrol ve gaz kuyularının üretimini iyileştirmek için, asitleştirme ve kırma ortamının veya kürleme malzemesinin petrol ve gaz katmanına girilmesi gerekir ve ortam ve kürleme malzemesi yağ boruları aracılığıyla taşınır.
3. Yağ Borusunun Çelik Sınıfı
Yağ borularının çelik kaliteleri H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110'dur.
N80, N80-1 ve N80Q'ya bölünmüştür, ikisi de aynı gerilme özelliklerine sahiptir, iki fark teslimat durumu ve darbe performansı farklılıklarıdır, normalleştirilmiş duruma göre N80-1 dağıtımı veya son haddeleme sıcaklığı, kritik sıcaklık Ar3 ve hava soğutmasından sonra gerilimin azaltılması ve normalize edilmiş yerine sıcak haddelemenin bulunması için kullanılabilir, darbe ve tahribatsız muayene gerekli değildir; N80Q temperlenmiş olmalı (su verilmiş ve temperlenmiş) Isıl işlem, darbe fonksiyonu API 5CT hükümlerine uygun olmalı ve tahribatsız muayene olmalıdır.
L80, L80-1, L80-9Cr ve L80-13Cr'ye bölünmüştür. Mekanik özellikleri ve teslim durumları aynıdır. Kullanım farklılıkları, üretim zorluğu ve fiyat farklılıkları, genel tip için L80-1, L80-9Cr ve L80-13Cr korozyon direnci yüksek, üretimi zor, pahalı ve genellikle ağır korozyon kuyularında kullanılan borulardır.
C90 ve T95, C90-1, C90-2 ve T95-1, T95-2 olmak üzere 1 ve 2 tipe ayrılır.
4. Yaygın Olarak Kullanılan Yağ Boruları Çelik Sınıfı, Çelik Adı ve Teslimat Durumu
J55 (37Mn5) NU Yağ Borusu: Normalleştirilmiş yerine sıcak haddelenmiş
J55 (37Mn5) AB Yağ Borusu: Tam uzunlukta, üzüldükten sonra normalize edildi
N80-1 (36Mn2V) NU Yağ Borusu: Normalleştirilmiş yerine sıcak haddelenmiş
N80-1 (36Mn2V) AB Yağ Borusu: Tam uzunlukta, üzüldükten sonra normalize edildi
N80-Q (30Mn5) Yağ Borusu: 30Mn5, Tam Boy Temperleme
L80-1 (30Mn5) Yağ Borusu: 30Mn5, Tam Boy Temperleme
P110 (25CrMnMo) Yağ Borusu: 25CrMnMo, Tam Boy Temperleme
J55 (37Mn5) Kaplin: Sıcak haddelenmiş çevrimiçi Normalleştirilmiş
N80 (28MnTiB) Kaplin: Tam Boy Temperleme
L80-1 (28MnTiB) Kaplin: Tam Boy Temperli
P110 (25CrMnMo) Kaplin: Tam Boy Temperleme
III. Muhafaza Borusu
1. Muhafazanın Sınıflandırılması ve Rolü
Muhafaza, petrol ve gaz kuyularının duvarını destekleyen çelik borudur. Her kuyuda farklı sondaj derinlikleri ve jeolojik koşullara göre birkaç kat muhafaza kullanılmaktadır. Çimento, kuyuya indirildikten sonra mahfazayı çimentolamak için kullanılır ve petrol borusu ve sondaj borusundan farklı olarak tekrar kullanılamaz ve tek kullanımlık sarf malzemelerine aittir. Bu nedenle, muhafaza tüketimi tüm petrol kuyusu borularının yüzde 70'inden fazlasını oluşturmaktadır. Kasa, kullanım amacına göre iletken kasa, ara kasa, üretim kasası ve liner kasa olarak ayrılabilmekte olup, bunların petrol kuyularındaki yapıları Şekil 1'de gösterilmektedir.
①İletken Muhafazası: Tipik olarak API sınıfları K55, J55 veya H40'ı kullanan iletken mahfaza, kuyu başını stabilize eder ve çapı genellikle 20 inç veya 16 inç civarında olan sığ akiferleri izole eder.
②Ara Gövde: Genellikle API sınıfları K55, N80, L80 veya P110'dan yapılan ara muhafaza, tipik çapları 13 3/8 inç, 11 3/4 inç veya 9 5/8 inç olan dengesiz oluşumları ve değişken basınç bölgelerini izole etmek için kullanılır .
③Üretim Muhafazası: API sınıfları J55, N80, L80, P110 veya Q125 gibi yüksek kaliteli çelikten üretilen üretim kasası, genellikle 9 5/8 inç, 7 inç veya 5 1/2 inç çaplarda üretim basınçlarına dayanacak şekilde tasarlanmıştır.
④Astar Muhafazası: Astarlar, tipik çapları 7 inç, 5 inç veya 4 1/2 inç olan API sınıfları L80, N80 veya P110 gibi malzemeler kullanarak kuyu deliğini rezervuarın içine doğru uzatır.
⑤Boru: Boru sistemi, J55, L80 veya P110 API sınıflarını kullanarak hidrokarbonları yüzeye taşır ve 4 1/2 inç, 3 1/2 inç veya 2 7/8 inç çaplarda mevcuttur.
IV. Sondaj borusu
1. Sondaj Aletleri İçin Borunun Sınıflandırılması ve İşlevi
Sondaj aletlerindeki kare sondaj borusu, sondaj borusu, ağırlıklı sondaj borusu ve matkap yakası sondaj borusunu oluşturur. Sondaj borusu, matkap ucunu yerden kuyunun dibine doğru yönlendiren karotlu sondaj aletidir ve aynı zamanda yerden kuyunun dibine kadar uzanan bir kanaldır. Üç ana rolü vardır:
① Matkap ucunu matkaba sürmek için torku iletmek;
② Kuyu dibindeki kayanın basıncını kırmak için ağırlığını matkap ucuna vermek;
③ Yıkama sıvısını taşımak, yani çamuru yüksek basınçlı çamur pompaları aracılığıyla zeminden delmek, kaya kalıntılarını temizlemek ve matkap ucunu soğutmak ve kaya kalıntılarını taşımak için sondaj sütununu kuyunun dibine doğru sondaj deliği akışına taşımak Kuyu delme amacına ulaşmak için kolonun dış yüzeyi ile halka arasındaki kuyunun duvarı boyunca zemine geri dönün.
Delme işlemindeki sondaj borusu, çekme, sıkıştırma, burulma, bükülme ve diğer gerilimler gibi çeşitli karmaşık alternatif yüklere dayanacak şekilde iç yüzeyi de yüksek basınçlı çamurla temizlemeye ve korozyona maruz kalır.
(1) Kare Sondaj Borusu: kare sondaj borusu iki çeşit dörtgen tipte ve altıgen tiptedir; Çin'in petrol sondaj borusu her bir sondaj sütunu seti genellikle dörtgen tipte bir sondaj borusu kullanır. Teknik özellikleri 63,5 mm (2-1/2 inç), 88,9 mm (3-1/2 inç), 107,95 mm (4-1/4 inç), 133,35 mm (5-1/4 inç), 152,4 mm ( 6 inç) vb. Genellikle kullanılan uzunluk 12~14,5 m'dir.
(2) Sondaj Borusu: Sondaj borusu, kare sondaj borusunun alt ucuna bağlanan kuyu açmanın ana aracıdır ve sondaj kuyusu derinleşmeye devam ettikçe sondaj borusu sondaj sütununu birbiri ardına uzatmaya devam eder. Sondaj borusunun özellikleri şunlardır: 60,3 mm (2-3/8 inç), 73,03 mm (2-7/8 inç), 88,9 mm (3-1/2 inç), 114,3 mm (4-1/2 inç) , 127 mm (5 inç), 139,7 mm (5-1/2 inç) vb.
(3) Ağır Hizmet Sondaj Borusu: Ağırlıklı sondaj borusu, sondaj borusunu ve sondaj bileziğini birbirine bağlayan, sondaj borusunun kuvvet durumunu iyileştirebilen ve matkap ucu üzerindeki basıncı artırabilen bir geçiş aracıdır. Ağırlıklı sondaj borusunun ana özellikleri 88,9 mm (3-1/2 inç) ve 127 mm'dir (5 inç).
(4) Matkap Yakası: matkap yakası, yüksek sertliğe sahip özel kalın duvarlı bir boru olan sondaj borusunun alt kısmına bağlanır, kayayı kırmak için matkap ucuna baskı uygular ve düz bir kuyu açarken yol gösterici bir rol oynar. Matkap tasmalarının ortak özellikleri 158,75 mm (6-1/4 inç), 177,85 mm (7 inç), 203,2 mm (8 inç), 228,6 mm (9 inç) vb.'dir.
V. Hat borusu
1. Hat Borusunun Sınıflandırılması
Hat borusu, petrol ve gaz sektöründe petrol, rafine edilmiş petrol, doğalgaz ve su boru hatlarının iletiminde çelik boru kısaltmasıyla kullanılmaktadır. Petrol ve gaz boru hatlarının taşınması esas olarak ana hat boru hatlarına, branş hattı boru hatlarına ve kentsel boru hattı ağ boru hatlarına, ∅406 ~ 1219 mm, duvar kalınlığı 10 ~ 25 mm, çelik sınıfı X42 ~ X80 için olağan spesifikasyonların üç çeşit ana hat boru hattı iletimine bölünmüştür. ; Şube hattı boru hattı ve kentsel boru hattı ağı boru hatları genellikle ∅114 ~ 700 mm, duvar kalınlığı 6 ~ 20 mm, X42 ~ X80 için çelik kalitesi için spesifikasyondur. Çelik kalitesi X42~X80'dir. Hat borusu kaynaklı tip ve dikişsiz tip olarak mevcuttur. Kaynaklı Hat Borusu Dikişsiz Hat Borusuna göre daha fazla kullanılmaktadır.
2. Hat Borusu Standardı
API Spec 5L – Hat Borusu Şartnamesi
ISO 3183 – Petrol ve Doğal Gaz Endüstrileri – Boru Hattı Taşıma Sistemleri için Çelik Boru
3. PSL1 ve PSL2
PSL'nin kısaltmasıdır Ürün Spesifikasyon Düzeyi. Hat borusu ürün spesifikasyon seviyesi PSL 1 ve PSL 2'ye bölünmüştür, ayrıca kalite seviyesinin PSL 1 ve PSL 2'ye bölündüğü de söylenebilir. PSL 2, PSL 1'den daha yüksektir, 2 spesifikasyon seviyesi sadece farklı test gereksinimlerine sahip değildir, ancak kimyasal bileşim ve mekanik özellikler gereksinimleri farklıdır, bu nedenle API 5L siparişine göre, sözleşme şartlarında spesifikasyonların, çelik kalitesinin ve diğer ortak göstergelerin belirtilmesine ek olarak, aynı zamanda ürünün Spesifikasyon seviyesini, yani PSL'yi de belirtmesi gerekir. 1 veya PSL 2. Kimyasal bileşim, çekme özellikleri, darbe gücü, tahribatsız muayene ve diğer göstergeler açısından PSL 2, PSL 1'den daha katıdır.
4. Hat Borusu Çelik Sınıfı, Kimyasal Bileşimi ve Mekanik Özellikleri
Hat borusu çelik kalitesi düşükten yükseğe doğru şu şekilde ayrılır: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 ve X80. Ayrıntılı Kimyasal Bileşim ve Mekanik Özellikler için lütfen API 5L Spesifikasyonu, 46. Baskı Kitabına bakın.
5. Hat Borusu Hidrostatik Testi ve Tahribatsız Muayene Gereksinimleri
Hat borusunun branş bazında hidrolik testi yapılması gerekir ve standart, tahribatsız hidrolik basınç oluşumuna izin vermez, bu da API standardı ile standartlarımız arasında büyük bir farktır. PSL 1 tahribatsız muayene gerektirmez, PSL 2 branş bazında tahribatsız muayene olmalıdır.
VI. Premium Bağlantılar
1. Premium Bağlantılara Giriş
Premium Connection, API iş parçacığından farklı özel yapıya sahip bir boru iş parçacığıdır. Mevcut API dişli yağ muhafazası, petrol kuyusu işletmesinde yaygın olarak kullanılmasına rağmen, eksiklikleri bazı petrol sahalarının özel ortamında açıkça gösterilmektedir: API yuvarlak dişli boru kolonu, sızdırmazlık performansı daha iyi olmasına rağmen, dişli tarafından taşınan çekme kuvveti. kısmı boru gövdesinin mukavemetinin yalnızca 60% ila 80%'sine eşdeğerdir ve bu nedenle derin kuyuların işletilmesinde kullanılamaz; API taraflı trapez dişli boru kolonunun çekme performansı API yuvarlak dişli bağlantınınkinden çok daha yüksek olmasına rağmen sızdırmazlık performansı o kadar iyi değildir. Kolonun çekme performansı API yuvarlak dişli bağlantısından çok daha yüksek olmasına rağmen, sızdırmazlık performansı çok iyi değildir, bu nedenle yüksek basınçlı gaz kuyularının kullanılmasında kullanılamaz; Buna ek olarak, dişli gres yalnızca 95°C'nin altındaki sıcaklıktaki ortamda rolünü oynayabilir, bu nedenle yüksek sıcaklık kuyularının işletilmesinde kullanılamaz.
API yuvarlak dişli ve kısmi trapez dişli bağlantıyla karşılaştırıldığında premium bağlantı aşağıdaki yönlerde çığır açıcı ilerleme kaydetmiştir:
(1) Esneklik ve metal sızdırmazlık yapısı tasarımı sayesinde iyi sızdırmazlık, bağlantı gazı sızdırmazlığını, akma basıncı dahilinde boru gövdesi sınırına ulaşmaya karşı dirençli hale getirir;
(2) Yağ muhafazasının özel tokalı bağlantısıyla bağlanan bağlantının yüksek mukavemeti, kayma problemini temel olarak çözmek için bağlantı mukavemeti boru gövdesinin mukavemetine ulaşır veya onu aşar;
(3) Malzeme seçimi ve yüzey işleme prosesinin iyileştirilmesiyle, temel olarak iplik yapışması tokası sorunu çözüldü;
(4) Yapının optimizasyonu yoluyla, eklem gerilimi dağılımının daha makul olması ve gerilim korozyonuna karşı dirence daha elverişli olması;
(5) Makul tasarımın omuz yapısı sayesinde, tokanın operasyondaki çalışmasının gerçekleştirilmesi daha kolaydır.
Şu anda petrol ve gaz endüstrisi, boru teknolojisindeki önemli ilerlemeleri temsil eden 100'den fazla patentli premium bağlantıya sahiptir. Bu özel dişli tasarımları üstün sızdırmazlık özellikleri, artırılmış bağlantı gücü ve çevresel streslere karşı gelişmiş direnç sunar. Yüksek basınçlar, aşındırıcı ortamlar ve aşırı sıcaklıklar gibi zorlukları ele alan bu yenilikler, dünya çapındaki petrol kuyusu operasyonlarında daha fazla güvenilirlik ve verimlilik sağlıyor. Birinci sınıf bağlantılardaki sürekli araştırma ve geliştirme, enerji sektöründe teknolojik mükemmelliğe yönelik süregelen bağlılığı yansıtarak, daha güvenli ve daha verimli sondaj uygulamalarını desteklemedeki önemli rolünün altını çiziyor.
VAM® Bağlantısı: Zorlu ortamlardaki sağlam performansıyla bilinen VAM® bağlantıları, gelişmiş metalden metale sızdırmazlık teknolojisine ve yüksek tork özelliklerine sahiptir ve derin kuyularda ve yüksek basınçlı rezervuarlarda güvenilir operasyon sağlar.
TenarisHydril Kama Serisi: Bu seri, olağanüstü gaz sızdırmazlığı ve sıkıştırma ve çekme kuvvetlerine karşı dayanıklılığıyla bilinen Blue®, Dopeless® ve Wedge 521® gibi bir dizi bağlantı sunar ve operasyonel güvenliği ve verimliliği artırır.
TSH® Mavi: Tenaris tarafından tasarlanan TSH® Blue bağlantıları, özel bir çift omuz tasarımı ve yüksek performanslı bir diş profili kullanarak, kritik delme uygulamalarında mükemmel yorulma direnci ve makyaj kolaylığı sağlar.
Prideco™ XT® Bağlantısını Verin: NOV tarafından tasarlanan XT® bağlantılarında benzersiz bir metal-metal conta ve sağlam bir diş formu bulunur; üstün tork kapasitesi ve aşınmaya karşı direnç sağlar, böylece bağlantının çalışma ömrünü uzatır.
Avcılık Seal-Lock® Bağlantısı: Metalden metale conta ve benzersiz diş profiline sahip Hunting'in Seal-Lock® bağlantısı, hem karada hem de denizde sondaj operasyonlarında üstün basınç direnci ve güvenilirliği ile ünlüdür.
Çözüm
Sonuç olarak, petrol ve gaz endüstrisi için hayati önem taşıyan karmaşık boru ağı, zorlu ortamlara ve karmaşık operasyonel taleplere dayanacak şekilde tasarlanmış çok çeşitli özel ekipmanı kapsamaktadır. Kuyu duvarlarını destekleyen ve koruyan temel muhafaza borularından, çıkarma ve enjeksiyon işlemlerinde kullanılan çok yönlü borulara kadar her boru türü, hidrokarbonların araştırılması, üretimi ve taşınmasında farklı bir amaca hizmet eder. API spesifikasyonları gibi standartlar, bu borular arasında tekdüzelik ve kalite sağlarken, birinci sınıf bağlantılar gibi yenilikler zorlu koşullarda performansı artırır. Teknoloji geliştikçe, bu kritik bileşenler de gelişmeye devam ederek küresel enerji operasyonlarında verimliliği ve güvenilirliği artırıyor. Bu boruların ve özelliklerinin anlaşılması, bunların modern enerji sektörünün altyapısındaki vazgeçilmez rolünün altını çizmektedir.
