Bài viết

Quy trình sản xuất ống khoan - 0

Tiêu chuẩn API 5DP cho ống khoan: Hướng dẫn toàn diện

/TRONG /qua

Giới thiệu API Specification 5DP Drill Pipe

Ống khoan là thành phần quan trọng trong ngành dầu khí, tạo thành xương sống của hoạt động khoan. Các ống này kết nối giàn khoan với mũi khoan, truyền năng lượng và dung dịch khoan để tạo ra các lỗ khoan trên bề mặt trái đất. Blog này cung cấp thông tin chi tiết về Ống khoan theo Thông số kỹ thuật API 5DP, bao gồm quy trình sản xuất, loại, kết nối, cấp độ và nhiều thông tin khác. Mục tiêu là trang bị cho bạn kiến thức thực tế và các giải pháp giúp bạn điều hướng sự phức tạp khi sử dụng ống khoan hiệu quả.

Là gì Tiêu chuẩn API 5DP Ống khoan?

Ống khoan là một ống rỗng, liền mạch, nặng, có tác dụng quay mũi khoan và tuần hoàn dung dịch khoan trong quá trình khoan. Ống được thiết kế để chịu được ứng suất đáng kể, bao gồm xoắn, căng và áp suất, đồng thời đủ nhẹ để dễ dàng xử lý giàn khoan.

Chức năng quan trọng của ống khoan:

  • Truyền tải điện năng: Ống khoan truyền chuyển động quay từ giàn khoan đến mũi khoan.
  • Lưu thông dung dịch khoan: Chúng cho phép lưu thông bùn khoan, làm mát mũi khoan, đưa các mảnh vụn lên bề mặt và ổn định lỗ khoan.
  • Kéo dài dây khoan: Khi quá trình khoan tiến triển, các đoạn ống khoan bổ sung sẽ được thêm vào chuỗi khoan để đạt được độ sâu lớn hơn.

Quy trình sản xuất ống khoan theo tiêu chuẩn API 5DP

Quá trình sản xuất ống khoan là một quá trình được kiểm soát chặt chẽ nhằm đảm bảo sản phẩm cuối cùng đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt cần thiết cho hoạt động khoan.

Quy trình sản xuất ống khoan

Quy trình sản xuất ống khoan

1. Lựa chọn vật liệu

  • Thép chất lượng cao: Quá trình này bắt đầu bằng việc lựa chọn thép chất lượng cao, thường là thép hợp kim như AISI 4130 hoặc 4140, được biết đến với độ bền và độ dẻo dai cao.
  • Thành phần hóa học: Thành phần của thép được kiểm soát cẩn thận để đạt được các tính chất cơ học mong muốn, bao gồm khả năng chống mài mòn, chống mỏi và chống ăn mòn.

2. Tạo hình ống

  • Sản xuất liền mạch: Thép được nung nóng và đục lỗ để tạo thành ống rỗng, sau đó được kéo dài và cán để tạo thành thân ống khoan.
  • Hàn (Tùy chọn): Đối với một số loại ống nhất định, các tấm thép có thể được cán và hàn để tạo thành ống.

3. Xử lý nhiệt

  • Làm nguội và tôi luyện: Các ống được xử lý nhiệt để tăng cường tính chất cơ học, đảm bảo chúng có thể chịu được sự khắc nghiệt của quá trình khoan.

4. Làm phiền

  • Kết thúc sự đảo lộn: Các đầu ống được làm dày để tăng độ bền. Quá trình này, được gọi là làm xáo trộn, rất quan trọng để tăng độ bền của ống tại các mối nối.

5. Hàn mối ghép dụng cụ

  • Gắn các mối nối dụng cụ: Các mối nối dụng cụ được hàn vào các đầu ống, tạo thành các kết nối liên kết từng phần của chuỗi mũi khoan.

6. Làm cứng

  • Lớp phủ chống mài mòn: Hợp kim chống mài mòn được áp dụng cho các mối nối dụng cụ để bảo vệ chúng khỏi bị mài mòn và kéo dài tuổi thọ của ống.

7. Kiểm tra và thử nghiệm

  • Kiểm tra không phá hủy: Mỗi ống khoan đều trải qua quá trình thử nghiệm nghiêm ngặt, bao gồm kiểm tra bằng siêu âm và hạt từ tính, để đảm bảo không có lỗi.
  • Kiểm tra kích thước: Các ống được đo để đáp ứng các thông số kỹ thuật yêu cầu.

8. Đánh dấu và phủ

  • Nhận dạng: Mỗi ống đều được đánh dấu những thông tin cần thiết như loại, kích thước và nhà sản xuất.
  • Lớp phủ bảo vệ: Một lớp phủ chống ăn mòn được phủ lên đường ống để bảo vệ chúng trong quá trình vận chuyển và lưu trữ.

Các loại ống khoan API 5DP

Có một số loại ống khoan, mỗi loại được thiết kế cho các ứng dụng cụ thể:

1. Ống khoan tiêu chuẩn

  • Sự miêu tả: Loại ống khoan phổ biến nhất được sử dụng cho các hoạt động khoan tiêu chuẩn.
  • Ứng dụng: Thích hợp cho hoạt động khoan thông thường ở môi trường trên bờ và ngoài khơi.

2. Ống khoan trọng lượng nặng (HWDP)

  • Sự miêu tả: Dày hơn và nặng hơn ống khoan tiêu chuẩn, HWDP được thiết kế để tăng thêm trọng lượng cho chuỗi khoan, giảm hiện tượng cong vênh và cải thiện độ ổn định.
  • Ứng dụng: Thích hợp cho việc khoan định hướng và giếng khoan có phạm vi mở rộng.

3. Ống khoan xoắn ốc

  • Sự miêu tả: Loại này có rãnh xoắn ốc giúp giảm ma sát và mài mòn trong quá trình khoan.
  • Ứng dụng: Được sử dụng trong các hoạt động đòi hỏi việc giảm ma sát là rất quan trọng.

4. Ống khoan vuông

  • Sự miêu tả: Một loại ít phổ biến hơn có mặt cắt ngang hình vuông, tăng độ cứng.
  • Ứng dụng: Được sử dụng trong các tình huống khoan cụ thể đòi hỏi dây khoan cứng.

5. Ống khoan lục giác

  • Sự miêu tả: Tương tự như ống khoan vuông nhưng có mặt cắt hình lục giác, tăng cường khả năng chịu xoắn.
  • Ứng dụng: Thích hợp cho các hoạt động khoan có mô-men xoắn cao.

Các quy trình cuối cùng của thông số kỹ thuật API 5DP cho ống khoan là gì?

Trong bối cảnh của ống khoan, các thuật ngữ Tiểu bang California, EU, Và IEU tham khảo các quy trình cuối khác nhau chuẩn bị các đầu của ống khoan để kết nối. Các quy trình này rất quan trọng để đảm bảo rằng các đầu ống khoan bền, được căn chỉnh đúng cách và phù hợp để luồn và kết nối với các thành phần khác trong chuỗi khoan.

IU EU IEU của Đầu Ống Khoan

IU EU IEU của Đầu Ống Khoan

1. Rối loạn nội bộ (IU)

  • Sự miêu tả: Trong quy trình Internal Upset (IU), đường kính bên trong của ống sẽ giảm xuống, tạo ra thành ống dày hơn ở hai đầu ống.
  • Mục đích: Độ dày này làm tăng độ bền của đầu ống, giúp chúng có khả năng chống chịu ứng suất và mài mòn tốt hơn trong quá trình khoan.
  • Ứng dụng: Ống IU được sử dụng trong những trường hợp mà đường kính bên trong của ống khoan rất quan trọng, chẳng hạn như trong các hoạt động khoan áp suất cao, khi việc duy trì lỗ khoan đồng đều là điều cần thiết.

2. Sự đảo lộn bên ngoài (EU)

  • Sự miêu tả: Tăng độ cong bên ngoài (EU) liên quan đến việc tăng độ dày của thành ống tại đường kính ngoài của đầu ống.
  • Mục đích: Quá trình này giúp gia cố các đầu ống và tăng độ bền của chúng, đặc biệt là ở những khu vực mà ống khoan dễ bị mài mòn và va đập nhất.
  • Ứng dụng: Ống khoan EU thường được sử dụng trong các hoạt động khoan tiêu chuẩn, nơi ưu tiên độ bền bên ngoài và khả năng chống va đập.

3. Khó chịu bên trong-bên ngoài (IEU)

  • Sự miêu tả: Internal-External Upset (IEU) kết hợp các loại upset bên trong và bên ngoài, trong đó các đầu ống được làm dày bên trong và bên ngoài.
  • Mục đích: Quy trình làm dày kép này mang lại độ bền và sức mạnh tối đa ở đầu ống khoan, tăng khả năng chống chịu các lực bên trong và bên ngoài.
  • Ứng dụng: Ống IEU thường được sử dụng trong các môi trường khoan khó khăn hơn, chẳng hạn như giếng sâu, môi trường áp suất cao và khoan định hướng, trong đó cần gia cố bên trong và bên ngoài.

Kết nối của API Specification 5DP Drill Pipe Tool Joints

Các kết nối giữa các đoạn ống khoan rất quan trọng để duy trì tính toàn vẹn của chuỗi ống khoan. Ống khoan API 5DP có nhiều loại kết nối khác nhau:

1. Kết nối xả bên trong (IF)

  • Sự miêu tả: Được thiết kế với cấu hình bên trong phẳng để giảm thiểu sự sụt áp và nhiễu loạn.
  • Ứng dụng: Được sử dụng trong môi trường khoan áp suất cao.

2. Kết nối lỗ đầy đủ (FH)

  • Sự miêu tả: Có lỗ khoan lớn hơn để cải thiện lưu lượng chất lỏng, phù hợp với giếng sâu.
  • Ứng dụng: Lý tưởng cho hoạt động khoan sâu.

3. Kết nối API thường xuyên (API REG)

  • Sự miêu tả: Một loại kết nối tiêu chuẩn được biết đến với độ bền cao và dễ sử dụng.
  • Ứng dụng: Thường được sử dụng trong các hoạt động khoan tiêu chuẩn.

4. Kết nối số (NC)

  • Sự miêu tả: Một kết nối cao cấp có khả năng mô-men xoắn cao, thường có thiết kế vai kép.
  • Ứng dụng: Phù hợp với điều kiện khoan khó khăn.

Chốt và hộp trong thông số kỹ thuật API 5DP của ống khoan là gì?

Pin và hộp đề cập đến hai đầu bổ sung của kết nối ống khoan cho phép các đoạn ống được nối chắc chắn với nhau trong một chuỗi khoan. Hệ thống kết nối này rất quan trọng để duy trì tính toàn vẹn và ổn định của chuỗi khoan trong quá trình khoan.

Ghim

  • Sự miêu tả: Chốt là đầu đực của kết nối. Chốt được thuôn và có ren, cho phép vặn chặt vào Hộp.
  • Thiết kế: Các ren bên ngoài của Chốt được cắt chính xác để khớp với các ren bên trong của Hộp, đảm bảo vừa khít và an toàn.
  • Chức năng: Chốt được thiết kế để kết nối chắc chắn với Hộp, tạo ra mối nối chắc chắn và chống rò rỉ, có thể chịu được áp suất cao, lực xoắn và rung động trong quá trình khoan.

Hộp

  • Sự miêu tả: Hộp là đầu cái của kết nối. Nó cũng được luồn bên trong để chứa Chốt.
  • Thiết kế: Các ren bên trong của Box được gia công chính xác để khớp với các ren của Pin, cho phép kết nối an toàn và chặt chẽ.
  • Chức năng: Hộp chứa chốt, tạo ra kết nối chắc chắn đảm bảo các đoạn ống khoan luôn được kết nối và căn chỉnh trong quá trình khoan.

Tầm quan trọng của kết nối Pin và Box

  • Tính toàn vẹn về cấu trúc: Kết nối Chốt và Hộp đảm bảo các đoạn ống khoan được cố định chắc chắn, duy trì tính toàn vẹn về mặt cấu trúc của chuỗi khoan.
  • Khả năng chịu áp suất: Các kết nối này được thiết kế để chịu được áp suất bên trong cao do lưu thông chất lỏng khoan tạo ra.
  • Dễ sử dụng: Kết nối Pin và Box được thiết kế để lắp ráp và tháo rời dễ dàng, tạo điều kiện thay đổi và điều chỉnh nhanh chóng cho chuỗi khoan.

Các ứng dụng

  • Ống khoan: Kết nối chốt và hộp được sử dụng trong tất cả các ống khoan, bao gồm ống tiêu chuẩn, ống nặng và ống chuyên dụng.
  • Mối ghép dụng cụ: Các kết nối này cũng được sử dụng trong các mối nối dụng cụ, là những đoạn ống khoan dày hơn, nặng hơn giúp tăng thêm độ bền và chắc chắn.

Cấp độ, Đường kính, Phạm vi Chiều dài và Ứng dụng

Ống khoan có nhiều loại, đường kính và chiều dài khác nhau, mỗi loại phù hợp với các môi trường khoan khác nhau:

Lớp

  • E-75: Thường được sử dụng cho các hoạt động khoan nói chung.
  • X-95: Có độ bền cao hơn và phù hợp với giếng sâu hơn.
  • G-105: Có khả năng chống mỏi tuyệt vời, lý tưởng cho việc khoan tầm xa.
  • S-135: Cấp độ bền cao nhất, được sử dụng trong các giếng siêu sâu và áp suất cao.

Đường kính và Chiều dài

  • Đường kính: Thông thường có phạm vi từ 2 3/8″ đến 6 5/8″.
  • Độ dài: Chiều dài từ 27 đến 31 feet, có thể tùy chỉnh theo nhu cầu của dự án.

Ứng dụng theo lớp

  • E-75: Khoan trên bờ trong điều kiện tiêu chuẩn.
  • X-95: Giếng sâu với áp suất vừa phải.
  • G-105: Giếng khoan mở rộng và khoan mô-men xoắn cao.
  • S-135: Giếng siêu sâu, áp suất cao và nhiệt độ cao.

Đóng gói, Lưu trữ, Bảo trì và Vận chuyển

Việc xử lý ống khoan đúng cách rất quan trọng để duy trì tính toàn vẹn và kéo dài tuổi thọ của chúng.

đóng gói

  • Đóng gói: Các ống khoan thường được bó lại với nhau để dễ dàng xử lý và vận chuyển.
  • Nắp bảo vệ: Cả hai đầu của ống khoan đều được lắp nắp bảo vệ để tránh làm hỏng ren.

Kho

  • Lưu trữ trong nhà: Bất cứ khi nào có thể, nên cất giữ ống khoan trong nhà để bảo vệ chúng khỏi các yếu tố thời tiết.
  • Lưu trữ nâng cao: Ống phải được cất giữ trên giá đỡ cách mặt đất để tránh tiếp xúc với độ ẩm và chất gây ô nhiễm.

BẢO TRÌ

  • Kiểm tra thường xuyên: Cần kiểm tra ống khoan thường xuyên để phát hiện dấu hiệu hao mòn, ăn mòn hoặc hư hỏng.
  • Luồn lại: Nên cắt lại ren nếu bị hỏng để đảm bảo kết nối an toàn.

Vận tải

  • Tải an toàn: Ống khoan phải được chất lên xe tải hoặc rơ moóc một cách an toàn để tránh bị xê dịch trong quá trình vận chuyển.
  • Sử dụng nôi: Ống phải được vận chuyển bằng giá đỡ để tránh bị uốn cong hoặc hư hỏng.

Phần kết luận

Tiêu chuẩn API 5DP Ống khoan là một thành phần quan trọng trong hoạt động khoan, được thiết kế để chịu được các điều kiện khắc nghiệt gặp phải trong quá trình khai thác dầu khí. Hiểu được quy trình sản xuất, loại, kết nối, cấp độ và cách xử lý ống khoan là điều cần thiết để tối ưu hóa hiệu suất của chúng và đảm bảo hoạt động khoan an toàn, hiệu quả.

Bằng cách tuân thủ các biện pháp thực hành tốt nhất trong việc lựa chọn, lưu trữ và bảo trì ống khoan, người vận hành có thể kéo dài tuổi thọ thiết bị, giảm chi phí vận hành và giảm thiểu rủi ro hỏng hóc. Hướng dẫn toàn diện này là nguồn tài nguyên có giá trị cho các chuyên gia trong ngành khoan, cung cấp những hiểu biết thực tế và giải pháp cho những thách thức liên quan đến ống khoan.

Khám phá vai trò quan trọng của ống thép trong thăm dò dầu khí

/TRONG /qua

Giới thiệu

Ống thép đóng vai trò quan trọng trong dầu khí, mang lại độ bền và độ tin cậy vô song trong điều kiện khắc nghiệt. Thiết yếu cho hoạt động thăm dò và vận chuyển, những ống này chịu được áp suất cao, môi trường ăn mòn và nhiệt độ khắc nghiệt. Trang này khám phá các chức năng quan trọng của ống thép trong hoạt động thăm dò dầu khí, nêu chi tiết tầm quan trọng của chúng trong hoạt động khoan, cơ sở hạ tầng và an toàn. Khám phá cách lựa chọn ống thép phù hợp có thể nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm chi phí trong ngành công nghiệp đòi hỏi khắt khe này.

I. Kiến thức cơ bản về ống thép cho ngành dầu khí

1. Giải thích thuật ngữ

API: Viết tắt của Viện Dầu khí Hoa Kỳ.
OCTG: Viết tắt của Hàng hóa dạng ống dầu Quốc gia, bao gồm Ống vỏ dầu, Ống dầu, Ống khoan, Cổ khoan, Mũi khoan, Thanh hút, khớp nối con chó con, v.v.
Ống dầu: Ống được sử dụng trong giếng dầu để khai thác, khai thác khí, bơm nước và nứt vỡ axit.
Vỏ: Ống được hạ xuống từ mặt đất vào lỗ khoan để làm lớp lót nhằm ngăn tường sụp đổ.
Ống khoan: Ống dùng để khoan lỗ khoan.
Đường ống: Ống dùng để vận chuyển dầu hoặc khí đốt.
Khớp nối: Xi lanh dùng để nối hai ống ren bằng ren trong.
Vật liệu ghép: Ống dùng để sản xuất khớp nối.
Chủ đề API: Ren ống được chỉ định theo tiêu chuẩn API 5B, bao gồm ren tròn ống dẫn dầu, ren tròn ngắn vỏ, ren tròn dài vỏ, ren hình thang một phần vỏ, ren ống dẫn, v.v.
Kết nối cao cấp: Luồng không phải API có các thuộc tính niêm phong, thuộc tính kết nối và các thuộc tính khác độc đáo.
Thất bại: biến dạng, gãy, hư hỏng bề mặt và mất chức năng ban đầu trong các điều kiện sử dụng cụ thể.
Các hình thức thất bại chính: nghiền nát, trượt, vỡ, rò rỉ, ăn mòn, liên kết, mài mòn, v.v.

2. Tiêu chuẩn liên quan đến dầu khí

API Spec 5B, Phiên bản thứ 17 – Đặc điểm kỹ thuật để tạo ren, đo và kiểm tra ren của ren vỏ, ống và ống dẫn
API Spec 5L, Phiên bản thứ 46 – Đặc điểm kỹ thuật cho đường ống
API Spec 5CT, Phiên bản thứ 11 – Đặc điểm kỹ thuật cho vỏ và ống
API Spec 5DP, Phiên bản thứ 7 – Đặc điểm kỹ thuật cho ống khoan
Thông số API 7-1, Phiên bản thứ 2 – Đặc điểm kỹ thuật cho các bộ phận thân máy khoan quay
Thông số API 7-2, Phiên bản thứ 2 – Đặc điểm kỹ thuật để tạo ren và đo các kết nối ren có vai quay
API Spec 11B, Phiên bản thứ 24 – Đặc điểm kỹ thuật cho Thanh mút, Thanh và lớp lót được đánh bóng, Khớp nối, Thanh chìm, Kẹp thanh được đánh bóng, Hộp nhồi và Ống bơm
ISO 3183:2019 – Công nghiệp dầu mỏ và khí đốt tự nhiên – Ống thép cho hệ thống vận chuyển đường ống
ISO 11960:2020 – Công nghiệp dầu mỏ và khí đốt tự nhiên – Ống thép dùng làm vỏ hoặc ống cho giếng
NACE MR0175 / ISO 15156:2020 – Công nghiệp dầu mỏ và khí đốt tự nhiên – Vật liệu sử dụng trong môi trường chứa H2S trong sản xuất dầu khí

II. ống dầu

1. Phân loại ống dầu

Ống dẫn dầu được chia thành Ống dẫn dầu không bị đảo ngược (NU), Ống dẫn dầu bị đảo ngược bên ngoài (EU) và Ống dẫn dầu khớp nối tích hợp (IJ). Ống dẫn dầu NU có nghĩa là đầu ống có độ dày trung bình, trực tiếp xoay ren và đưa các khớp nối vào. Ống bị đảo ngược ngụ ý rằng các đầu của cả hai ống đều được đảo ngược bên ngoài, sau đó được luồn ren và ghép nối. Ống nối tích hợp có nghĩa là một đầu của ống được đảo ngược với ren ngoài và đầu còn lại được đảo ngược với ren trong được kết nối trực tiếp mà không cần khớp nối.

2. Chức năng của ống dẫn dầu

① Khai thác dầu khí: sau khi các giếng dầu khí được khoan và trát xi măng, ống được đặt vào vỏ dầu để hút dầu khí xuống lòng đất.
② Phun nước: khi áp suất lỗ khoan không đủ, bơm nước vào giếng qua ống.
③ Phun hơi nước: Trong quá trình thu hồi dầu nóng đặc, hơi nước được đưa vào giếng bằng ống dẫn dầu cách nhiệt.
④ Axit hóa và nứt vỡ: Ở giai đoạn cuối của quá trình khoan giếng hoặc để cải thiện sản lượng giếng dầu khí, cần phải đưa môi trường axit hóa và nứt vỡ hoặc vật liệu bảo dưỡng vào lớp dầu khí, môi trường và vật liệu bảo dưỡng được vận chuyển qua ống dẫn dầu.

3. Lớp thép ống dầu

Các loại thép của ống dầu là H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 được chia thành N80-1 và N80Q, cả hai đều có cùng tính chất kéo; hai điểm khác biệt là trạng thái phân phối và sự khác biệt về hiệu suất va đập, phân phối N80-1 theo trạng thái chuẩn hóa hoặc khi nhiệt độ cán cuối cùng lớn hơn nhiệt độ tới hạn Ar3 và giảm độ căng sau khi làm mát bằng không khí và có thể được sử dụng để tìm cán nóng thay vì chuẩn hóa, không yêu cầu thử nghiệm va đập và không phá hủy; N80Q phải được ram (làm nguội và ram) Xử lý nhiệt, chức năng va đập phải phù hợp với các quy định của API 5CT và phải được thử nghiệm không phá hủy.
L80 được chia thành L80-1, L80-9Cr và L80-13Cr. Tính chất cơ học và tình trạng giao hàng của chúng là như nhau. Sự khác biệt về cách sử dụng, độ khó sản xuất và giá cả: L80-1 dành cho loại chung, L80-9Cr và L80-13Cr là ống có khả năng chống ăn mòn cao, độ khó sản xuất và đắt tiền, thường được sử dụng trong các giếng ăn mòn nặng.
C90 và T95 được chia thành 1 và 2 loại, cụ thể là C90-1, C90-2 và T95-1, T95-2.

4. Ống dầu Loại thép thường được sử dụng, Tên thép và Tình trạng giao hàng

J55 (37Mn5) Ống dầu NU: Cán nóng thay vì chuẩn hóa
J55 (37Mn5) Ống dầu EU: Chuẩn hóa toàn bộ chiều dài sau khi đảo lộn
Ống dầu NU N80-1 (36Mn2V): Cán nóng thay vì chuẩn hóa
Ống dầu EU N80-1 (36Mn2V): Chuẩn hóa toàn bộ chiều dài sau khi đảo lộn
Ống dầu N80-Q (30Mn5): 30Mn5, Nhiệt độ toàn bộ
Ống dầu L80-1 (30Mn5): 30Mn5, Nhiệt độ toàn bộ
Ống dầu P110 (25CrMnMo): 25CrMnMo, Nhiệt độ toàn bộ
Khớp nối J55 (37Mn5): Cán nóng trực tuyến Chuẩn hóa
Khớp nối N80 (28MnTiB): Nhiệt độ toàn thời gian
Khớp nối L80-1 (28MnTiB): Cường lực toàn phần
Khớp nối P110 (25CrMnMo): Nhiệt độ toàn thời gian

III. Ống vỏ

1. Phân loại và vai trò của vỏ bọc

Vỏ là ống thép đỡ thành giếng dầu khí. Một số lớp vỏ được sử dụng trong mỗi giếng tùy theo độ sâu khoan và điều kiện địa chất khác nhau. Xi măng được sử dụng để xi măng vỏ sau khi hạ xuống giếng, và không giống như ống dầu và ống khoan, nó không thể được tái sử dụng và thuộc về vật liệu tiêu hao dùng một lần. Vì vậy, việc tiêu thụ vỏ bọc chiếm hơn 70% tổng số ống dẫn dầu. Vỏ có thể được chia thành vỏ dây dẫn, vỏ trung gian, vỏ sản xuất và vỏ lót theo mục đích sử dụng và cấu trúc của chúng trong giếng dầu được thể hiện trong Hình 1.

①Vỏ dây dẫn: Thông thường sử dụng các loại API K55, J55 hoặc H40, vỏ dây dẫn giúp ổn định đầu giếng và cách ly các tầng ngậm nước nông có đường kính thường khoảng 20 inch hoặc 16 inch.

②Vỏ trung gian: Vỏ trung gian, thường được làm từ các loại API K55, N80, L80 hoặc P110, được sử dụng để cách ly các thành tạo không ổn định và các vùng áp suất khác nhau, với đường kính điển hình là 13 3/8 inch, 11 3/4 inch hoặc 9 5/8 inch .

③Vỏ sản xuất: Được chế tạo từ thép cao cấp như các loại API J55, N80, L80, P110 hoặc Q125, vỏ sản xuất được thiết kế để chịu được áp lực sản xuất, thường có đường kính 9 5/8 inch, 7 inch hoặc 5 1/2 inch.

④Vỏ lót: Ống lót kéo dài giếng khoan vào bể chứa bằng các vật liệu như cấp API L80, N80 hoặc P110, với đường kính thông thường là 7 inch, 5 inch hoặc 4 1/2 inch.

⑤Ống: Ống vận chuyển hydrocarbon lên bề mặt, sử dụng các loại API J55, L80 hoặc P110 và có các đường kính 4 1/2 inch, 3 1/2 inch hoặc 2 7/8 inch.

IV. Ống khoan

1. Phân loại và chức năng của ống dùng cho dụng cụ khoan

Ống khoan vuông, ống khoan, ống khoan có trọng lượng và cổ khoan trong các dụng cụ khoan tạo thành ống khoan. Ống khoan là dụng cụ khoan lõi dẫn mũi khoan từ mặt đất xuống đáy giếng, và nó cũng là một kênh từ mặt đất xuống đáy giếng. Nó có ba vai trò chủ đạo:

① Để truyền mô-men xoắn để dẫn động mũi khoan;

② Dựa vào trọng lượng của mũi khoan để phá vỡ áp lực của đá đáy giếng;

③ Để vận chuyển dung dịch rửa, nghĩa là khoan bùn qua mặt đất thông qua máy bơm bùn áp suất cao, cột khoan vào lỗ khoan chảy vào đáy giếng để xả các mảnh vụn đá và làm mát mũi khoan, và mang các mảnh vụn đá xuyên qua mặt ngoài của cột và thành giếng giữa hình khuyên để quay trở lại mặt đất, nhằm đạt được mục đích khoan giếng.

Ống khoan được sử dụng trong quá trình khoan để chịu được nhiều loại tải trọng xen kẽ phức tạp, chẳng hạn như kéo, nén, xoắn, uốn và các ứng suất khác. Bề mặt bên trong cũng chịu sự xói mòn và ăn mòn bùn áp suất cao.
(1) Ống khoan vuông: Ống khoan vuông có hai loại: tứ giác và lục giác. Trong ống khoan dầu khí của Trung Quốc, mỗi bộ trụ khoan thường sử dụng ống khoan loại tứ giác. Thông số kỹ thuật của nó là 63,5mm (2-1/2 inch), 88,9mm (3-1/2 inch), 107,95mm (4-1/4 inch), 133,35mm (5-1/4 inch), 152,4mm (6 inch), v.v. Chiều dài sử dụng thường là 1214,5 m.
(2) Ống khoan: Ống khoan là công cụ chính để khoan giếng, được kết nối với đầu dưới của ống khoan vuông, và khi giếng khoan tiếp tục đào sâu, ống khoan sẽ tiếp tục kéo dài cột khoan lần lượt. Các thông số kỹ thuật của ống khoan là: 60,3mm (2-3/8 inch), 73,03mm (2-7/8 inch), 88,9mm (3-1/2 inch), 114,3mm (4-1/2 inch), 127mm (5 inch), 139,7mm (5-1/2 inch) v.v.
(3) Ống khoan hạng nặng: Ống khoan có trọng lượng là một công cụ chuyển tiếp nối ống khoan và vòng khoan, có thể cải thiện tình trạng lực của ống khoan và tăng áp lực lên mũi khoan. Thông số kỹ thuật chính của ống khoan có trọng lượng là 88,9mm (3-1/2 inch) và 127mm (5 inch).
(4) Cổ khoan: Cổ khoan được kết nối với phần dưới của ống khoan, là một ống đặc biệt có thành dày, độ cứng cao. Nó tạo áp lực lên mũi khoan để phá vỡ đá và đóng vai trò dẫn hướng khi khoan giếng thẳng. Các thông số kỹ thuật phổ biến của cổ khoan là 158,75mm (6-1/4 inch), 177,85mm (7 inch), 203,2mm (8 inch), 228,6mm (9 inch), v.v.

V. Đường ống

1. Phân loại đường ống

Ống dẫn được sử dụng trong ngành dầu khí để vận chuyển dầu, dầu tinh chế, khí đốt tự nhiên và đường ống nước với tên viết tắt là ống thép. Vận chuyển đường ống dầu khí được chia thành đường ống chính, đường ống nhánh và đường ống mạng lưới đường ống đô thị. Ba loại đường ống truyền dẫn chính có thông số kỹ thuật thông thường là ∅406 ~ 1219mm, độ dày thành 10 ~ 25mm, cấp thép X42 ~ X80; đường ống nhánh và đường ống mạng lưới đường ống đô thị thường có thông số kỹ thuật là ∅114 ~ 700mm, độ dày thành 6 ~ 20mm, cấp thép cho X42 ~ X80. Cấp thép là X42 ~ X80. Đường ống có sẵn ở dạng hàn và liền mạch. Đường ống hàn được sử dụng nhiều hơn Đường ống liền mạch.

2. Tiêu chuẩn đường ống

API Spec 5L – Đặc điểm kỹ thuật cho đường ống
ISO 3183 – Công nghiệp dầu mỏ và khí đốt tự nhiên – Ống thép cho hệ thống vận chuyển đường ống

3. PSL1 và PSL2

PSL là viết tắt của mức độ thông số kỹ thuật sản phẩm. Mức thông số kỹ thuật của sản phẩm ống thép được chia thành PSL 1 và PSL 2, và mức chất lượng được chia thành PSL 1 và PSL 2. PSL 2 cao hơn PSL 1; hai mức thông số kỹ thuật không chỉ có các yêu cầu thử nghiệm khác nhau mà thành phần hóa học và các yêu cầu về tính chất cơ học cũng khác nhau, vì vậy theo đơn đặt hàng API 5L, các điều khoản của hợp đồng, ngoài việc chỉ định các thông số kỹ thuật, cấp thép và các chỉ số chung khác, mà còn phải chỉ ra mức thông số kỹ thuật của sản phẩm, tức là PSL 1 hoặc PSL 2. PSL 2 trong thành phần hóa học, tính chất kéo, lực va đập, thử nghiệm không phá hủy và các chỉ số khác nghiêm ngặt hơn PSL 1.

4. Cấp thép ống, thành phần hóa học và tính chất cơ học

Các loại thép ống từ thấp đến cao được chia thành A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 và X80. Để biết thành phần hóa học và tính chất cơ học chi tiết, vui lòng tham khảo Sách API 5L Specification, ấn bản lần thứ 46.

5. Yêu cầu kiểm tra thủy tĩnh đường ống và kiểm tra không phá hủy

Đường ống phải được thử nghiệm thủy lực từng nhánh, tiêu chuẩn không cho phép tạo áp suất thủy lực không phá hủy, đây cũng là sự khác biệt lớn giữa tiêu chuẩn API và tiêu chuẩn của chúng tôi. PSL 1 không yêu cầu thử nghiệm không phá hủy; PSL 2 phải là thử nghiệm không phá hủy từng nhánh.

VI. Kết nối cao cấp

1. Giới thiệu Kết nối Cao cấp

Premium Connection là ren ống có cấu trúc độc đáo khác với ren API. Mặc dù vỏ dầu ren API hiện có được sử dụng rộng rãi trong khai thác giếng dầu, nhưng nhược điểm của nó được thể hiện rõ trong môi trường độc đáo của một số mỏ dầu: cột ống ren tròn API, mặc dù hiệu suất bịt kín của nó tốt hơn, nhưng lực kéo mà phần ren chịu chỉ tương đương với 60% đến 80% của sức mạnh thân ống, và do đó không thể sử dụng trong khai thác giếng sâu; cột ống ren hình thang lệch API, mặc dù hiệu suất kéo của nó cao hơn nhiều so với kết nối ren tròn API, nhưng hiệu suất bịt kín của nó không tốt lắm. Mặc dù hiệu suất kéo của cột cao hơn nhiều so với kết nối ren tròn API, nhưng hiệu suất bịt kín của nó không tốt lắm, vì vậy không thể sử dụng trong khai thác giếng khí áp suất cao; ngoài ra, mỡ ren chỉ có thể phát huy tác dụng của nó trong môi trường có nhiệt độ dưới 95℃, vì vậy không thể sử dụng trong khai thác giếng nhiệt độ cao.

So với kết nối ren tròn API và kết nối ren hình thang một phần, kết nối cao cấp đã có những tiến bộ đột phá về các khía cạnh sau:

(1) Độ kín tốt, thông qua thiết kế cấu trúc đệm đàn hồi và kim loại, làm cho khả năng bịt kín khí khớp có khả năng đạt đến giới hạn của thân ống trong áp suất chảy;

(2) Độ bền kết nối cao, kết nối với kết nối khóa đặc biệt của vỏ dầu, cường độ kết nối của nó đạt hoặc vượt quá độ bền của thân ống, để giải quyết vấn đề trượt một cách cơ bản;

(3) Bằng cách cải tiến quy trình lựa chọn Vật liệu và xử lý bề mặt, về cơ bản đã giải quyết được vấn đề khóa dính chỉ;

(4) Thông qua việc tối ưu hóa cấu trúc, để phân bố ứng suất chung hợp lý hơn và có lợi hơn cho khả năng chống ăn mòn ứng suất;

(5) Thông qua cấu trúc vai được thiết kế hợp lý, để thao tác khóa trên thao tác dễ tiếp cận hơn.

Ngành công nghiệp dầu khí tự hào có hơn 100 kết nối cao cấp được cấp bằng sáng chế, đại diện cho những tiến bộ đáng kể trong công nghệ đường ống. Những thiết kế ren chuyên dụng này cung cấp khả năng bịt kín vượt trội, tăng cường độ bền kết nối và tăng khả năng chống chịu với các ứng suất môi trường. Bằng cách giải quyết các thách thức như áp suất cao, môi trường ăn mòn và nhiệt độ khắc nghiệt, những cải tiến này đảm bảo độ tin cậy và hiệu quả tuyệt vời trong các hoạt động khai thác dầu trên toàn thế giới. Nghiên cứu và phát triển liên tục trong các kết nối cao cấp nhấn mạnh vai trò quan trọng của chúng trong việc hỗ trợ các hoạt động khoan an toàn hơn và hiệu quả hơn, phản ánh cam kết liên tục về sự xuất sắc về công nghệ trong lĩnh vực năng lượng.

Kết nối VAM®: Được biết đến với hiệu suất mạnh mẽ trong môi trường đầy thách thức, kết nối VAM® có công nghệ hàn kín kim loại với kim loại tiên tiến và khả năng mô-men xoắn cao, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong giếng sâu và bể chứa áp suất cao.

Dòng nêm TenarisHydril: Dòng sản phẩm này cung cấp một loạt các kết nối như Blue®, Dopeless® và Wedge 521®, được biết đến với khả năng bịt kín khí đặc biệt và khả năng chống lại lực nén và lực căng, nâng cao hiệu quả và an toàn khi vận hành.

TSH® Xanh: Được thiết kế bởi Tenaris, các kết nối TSH® Blue sử dụng thiết kế hai vai độc quyền và cấu hình ren hiệu suất cao, mang lại khả năng chống mỏi tuyệt vời và dễ dàng trang điểm trong các ứng dụng khoan quan trọng.

Kết nối Grant Prideco™ XT®: Được thiết kế bởi NOV, các kết nối XT® kết hợp lớp đệm kim loại-kim loại độc đáo và dạng ren chắc chắn, đảm bảo khả năng mô-men xoắn vượt trội và khả năng chống mài mòn, do đó kéo dài tuổi thọ hoạt động của kết nối.

Săn Seal-Lock® Kết nối: Với vòng đệm kim loại với kim loại và cấu hình ren độc đáo, kết nối Seal-Lock® của Hunting nổi tiếng với khả năng chịu áp lực vượt trội và độ tin cậy trong cả hoạt động khoan trên bờ và ngoài khơi.

Phần kết luận

Tóm lại, mạng lưới phức tạp của các ống thép đóng vai trò quan trọng đối với ngành dầu khí bao gồm một loạt các thiết bị chuyên dụng được thiết kế để chịu được môi trường khắc nghiệt và nhu cầu vận hành phức tạp. Từ các ống vỏ nền tảng hỗ trợ và bảo vệ các bức tường khỏe mạnh cho đến các ống đa năng được sử dụng trong các quy trình chiết xuất và phun, mỗi loại ống đều có mục đích riêng biệt trong việc thăm dò, sản xuất và vận chuyển hydrocarbon. Các tiêu chuẩn như thông số kỹ thuật API đảm bảo tính đồng nhất và chất lượng trên các ống này, trong khi các cải tiến như kết nối cao cấp giúp tăng cường hiệu suất trong các điều kiện đầy thách thức. Khi công nghệ phát triển, các thành phần quan trọng này sẽ tiến bộ, thúc đẩy hiệu quả và độ tin cậy trong các hoạt động năng lượng toàn cầu. Việc hiểu các ống này và các thông số kỹ thuật của chúng sẽ nhấn mạnh vai trò không thể thiếu của chúng trong cơ sở hạ tầng của ngành năng lượng hiện đại.

Hàng hóa dạng ống của Oil Country (OCTG)

/TRONG /qua

Hàng hóa dạng ống của nước dầu mỏ (OCTG) là một nhóm các sản phẩm cán liền mạch bao gồm ống khoan, vỏ và ống chịu các điều kiện tải theo ứng dụng cụ thể của chúng. (xem Hình 1 để biết sơ đồ của một giếng sâu):

Các Ống khoan là một ống liền mạch nặng làm quay mũi khoan và lưu thông dung dịch khoan. Các đoạn ống dài 30 ft (9m) được ghép nối với các mối nối dụng cụ. Ống khoan đồng thời chịu mô-men xoắn cao khi khoan, lực căng dọc trục do trọng lượng chết của nó và áp suất bên trong khi xả dung dịch khoan. Ngoài ra, tải uốn xen kẽ do khoan không thẳng đứng hoặc khoan lệch có thể chồng lên các kiểu tải cơ bản này.
Ống vỏ lót lỗ khoan. Nó chịu sức căng dọc từ trọng lượng chết của nó, áp suất bên trong từ quá trình thanh lọc chất lỏng và áp suất bên ngoài từ các khối đá xung quanh. Nhũ tương dầu hoặc khí được bơm đặc biệt làm cho vỏ bọc chịu sức căng dọc và áp suất bên trong.
Ống là một đường ống mà dầu hoặc khí được vận chuyển từ giếng khoan. Các đoạn ống thường dài khoảng 30 ft [9 m] và có kết nối ren ở mỗi đầu.

Khả năng chống ăn mòn trong điều kiện hoạt động khắc nghiệt là đặc tính quan trọng của OCTG, đặc biệt đối với vỏ và ống.

Các quy trình sản xuất OCTG điển hình bao gồm (tất cả các phạm vi chiều đều gần đúng)

Quy trình cán liên tục và đẩy trên băng chuyền cho các kích thước từ 21 đến 178 mm đường kính ngoài.
Cán máy cán cho kích thước từ 140 đến 406 mm OD.
Cán xuyên và cán hành hương cho kích thước từ 250 đến 660 mm OD.
Các quy trình này thường không cho phép xử lý nhiệt cơ học thông thường đối với các sản phẩm dạng dải và tấm được sử dụng cho ống hàn. Do đó, ống liền mạch có độ bền cao phải được sản xuất bằng cách tăng hàm lượng hợp kim kết hợp với xử lý nhiệt phù hợp, chẳng hạn như tôi và ram.

Hình 1. Sơ đồ hoàn thiện phát triển mạnh mẽ

Đáp ứng yêu cầu cơ bản của cấu trúc vi mô hoàn toàn martensitic, ngay cả ở độ dày thành ống lớn, đòi hỏi khả năng làm cứng tốt. Cr và Mn là các nguyên tố hợp kim chính tạo ra khả năng làm cứng tốt trong thép xử lý nhiệt thông thường. Tuy nhiên, yêu cầu về khả năng chống nứt ứng suất sunfua (SSC) tốt hạn chế việc sử dụng chúng. Mn có xu hướng phân tách trong quá trình đúc liên tục và có thể tạo thành các tạp chất MnS lớn làm giảm khả năng chống nứt do hydro (HIC). Nồng độ Cr cao hơn có thể dẫn đến sự hình thành các kết tủa Cr7C3 có hình thái dạng tấm thô, hoạt động như chất thu thập hydro và chất khởi tạo vết nứt. Hợp kim với Molypden có thể khắc phục những hạn chế của hợp kim Mn và Cr. Mo là chất làm cứng mạnh hơn nhiều so với Mn và Cr, do đó, nó có thể nhanh chóng phục hồi hiệu ứng của một lượng nhỏ các nguyên tố này.

Theo truyền thống, các loại OCTG là thép cacbon-mangan (lên đến mức cường độ 55 ksi) hoặc các loại chứa Mo lên đến 0,4% Mo. Trong những năm gần đây, khoan giếng sâu và các bể chứa chứa chất gây ô nhiễm gây ra các cuộc tấn công ăn mòn đã tạo ra nhu cầu mạnh mẽ về các vật liệu có độ bền cao hơn, chống lại sự giòn do hydro và SCC. Martensite được tôi luyện cao là cấu trúc có khả năng chống lại SSC tốt nhất ở các mức cường độ cao hơn và nồng độ Mo 0,75% tạo ra sự kết hợp tối ưu giữa giới hạn chảy và khả năng chống SSC.