Bài viết

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

/TRONG /qua

I. Kiến thức cơ bản về đường ống 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 các giếng dầu để khai thác dầu, khai thác khí, phun nước và bẻ gãy axit.
Vỏ: Ống được hạ từ mặt đất xuống lỗ khoan làm lớp lót để chống sập tường.
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: Các ren ống được chỉ định theo tiêu chuẩn API 5B, bao gồm các ren tròn của ống dầu, các ren tròn ngắn của vỏ, các ren tròn dài của vỏ, các ren hình thang một phần của vỏ, các ren của đường ống, v.v.
Kết nối cao cấp: Các luồng không phải API có thuộc tính niêm phong đặc biệt, thuộc tính kết nối và các thuộc tính khác.
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, 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 dầu được chia thành Ống dầu không bị xáo trộn (NU), Ống dầu bị xáo trộn bên ngoài (EU) và Ống dầu liên kết tích hợp (IJ). Ống dầu NU có nghĩa là đầu ống có độ dày bình thường và trực tiếp quay ren và đưa các khớp nối. Ống lộn ngược có nghĩa là hai đầu của cả hai ống đều được đảo ngược bên ngoài, sau đó được luồn và ghép nối. Ống nối liền có nghĩa là một đầu của ống được nối với ren ngoài và đầu còn lại được nối với ren trong và 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: Trong thu hồi nóng dầu dày, hơi nước phải được đưa vào giếng bằng ống dẫn dầu cách nhiệt.
④ Axit hóa và bẻ gãy: Trong giai đoạn cuối của quá trình khoan giếng hoặc để cải thiện việc sản xuất giếng dầu khí, cần phải đưa môi trường axit hóa và bẻ gãy hoặc vật liệu đóng rắn vào lớp dầu khí, còn môi trường và vật liệu đóng rắn là 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 đặc tính kéo giống nhau, hai điểm khác biệt là trạng thái phân phối và sự khác biệt về hiệu suất tác động, 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 không khí và có thể được sử dụng để tìm cán nóng thay vì chuẩn hóa, không cần thử nghiệm va đập và không phá hủy; N80Q phải được tôi luyện (dập tắt và tôi luyện) Xử lý nhiệt, chức năng va đập phải phù hợp với 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 trạng thái giao hàng của chúng là như nhau. Sự khác biệt về cách sử dụng, độ khó sản xuất và giá cả, L80-1 đối với loại thông thường, L80-9Cr và L80-13Cr là loại ống có khả năng chống ăn mòn cao, khó sản xuất, đắt tiền và 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: Lớp lót mở rộng giếng khoan vào bể chứa, sử dụng các vật liệu như API cấp L80, N80 hoặc P110, với đường kính điển hình 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 vòng đệm khoan trong dụng cụ khoan tạo thành ống khoan. Ống khoan là dụng cụ khoan lõi dẫn động mũi khoan từ mặt đất xuống đáy giếng, đồng thời nó cũng là đường dẫn từ mặt đất đến đáy giếng. Nó có ba vai trò chính:

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 trong quá trình khoan có thể chịu được nhiều loại tải trọng xen kẽ phức tạp 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 là loại hình tứ giác và loại hình lục giác, ống khoan dầu khí của Trung Quốc mỗi bộ trụ khoan thường sử dụng ống khoan loại hình 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. Thông thường, chiều dài sử dụng là 12 ~ 14,5m.
(2) Ống khoan: Ống khoan là công cụ chính để khoan giếng, được nối với đầu dưới của ống khoan vuông, khi giếng khoan tiếp tục đào sâu, ống khoan tiếp tục kéo dài cột khoan lần lượt. 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 nối với phần dưới của ống khoan là loại ống có thành dày đặc biệt, có độ cứng cao, tạo áp lực lên mũi khoan để phá đá và đóng vai trò dẫn hướng khi khoan giếng thẳng. Thông số kỹ thuật phổ biến của vòng cổ máy 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

Đường ống được sử dụng trong ngành dầu khí để truyền tải các đường ống dẫn dầu, dầu tinh chế, khí đốt tự nhiên và nước với tên viết tắt là ống thép. Đường ống dẫn dầu và khí đốt chủ yếu được chia thành đường ống chính, đường ống nhánh và đường ống mạng lưới đường ống đô thị, ba loại đường ống chính truyền dẫn có thông số kỹ thuật thông thường cho ∅406 ~ 1219mm, độ dày thành 10 ~ 25 mm, loại thép X42 ~ X80 ; Đường ống nhánh và đường ống mạng lưới đường ống đô thị thường có thông số kỹ thuật cho ∅114 ~ 700mm, độ dày thành 6 ~ 20 mm, cấp thép cho X42 ~ X80. Mác thép là X42～X80. Đường ống có sẵn ở dạng hàn và loại 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 tên viết tắt của Cấp độ đặc điểm kỹ thuật sản phẩm. Cấp thông số kỹ thuật của sản phẩm đường ống được chia thành PSL 1 và PSL 2, cũng có thể nói rằng cấp chất lượng được chia thành PSL 1 và PSL 2. PSL 2 cao hơn PSL 1, 2 cấp thông số kỹ thuật không chỉ có các yêu cầu kiểm tra khác nhau, nhưng các yêu cầu về thành phần hóa học và tính chất cơ học là khác nhau, do đó, theo thứ tự API 5L, các điều khoản của hợp đồng ngoài việc chỉ định các thông số kỹ thuật, mác thép và các chỉ số chung khác mà còn phải chỉ rõ mức Thông số kỹ thuật của sản phẩm, nghĩa là PSL 1 hoặc PSL 2. PSL 2 về thành phần hóa học, đặc tính kéo, độ 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

Mác thép ống từ thấp đến cao được chia thành: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 và X80. Để biết chi tiết về Thành phần hóa học và tính chất cơ học, vui lòng tham khảo Thông số kỹ thuật API 5L, Sách ấn bản thứ 46.

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

Đường ống phải được thực hiện thử nghiệm thủy lực từng nhánh và tiêu chuẩn không cho phép tạo áp suất thủy lực không phá hủy, đây cũng là điểm 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 theo từng nhánh.

VI. Kết nối cao cấp

1. Giới thiệu Kết nối Cao cấp

Premium Connection là một pipe thread có cấu trúc đặc biệt khác với thread API. Mặc dù vỏ dầu có ren API hiện có được sử dụng rộng rãi trong khai thác giếng dầu, nhưng những nhược điểm của nó vẫn được thể hiện rõ ràng trong môi trường đặc biệt của một số mỏ dầu: cột ống ren tròn API, mặc dù hiệu suất bịt kín của nó tốt hơn nhưng lực kéo do ren tạo ra. một phần chỉ tương đương với 60% đến 80% độ bền của thân ống nên không thể sử dụng trong việc khai thác giếng sâu; cột ống ren hình thang thiên vị 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 cột không tốt lắm nên không thể sử dụng trong khai thác giếng khí áp suất cao; Ngoài ra, mỡ ren chỉ phát huy tác dụng trong môi trường có nhiệt độ dưới 95oC nên không thể sử dụng trong việc 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 được thực hiện dễ dàng hơn.

Hiện tại, ngành dầu khí tự hào có hơn 100 kết nối cao cấp được cấp bằng sáng chế, thể hiện những tiến bộ đáng kể trong công nghệ đường ống. Những thiết kế ren chuyên dụng này mang lại khả năng bịt kín vượt trội, tăng độ bền kết nối và tăng cường khả năng chống chịu áp lực 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 cao hơn trong hoạt động khai thác giếng dầu trên toàn thế giới. Nghiên cứu và phát triển liên tục trong các kết nối cao cấp nhấn mạnh vai trò then chốt 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 vòng đệm kim loại với kim loại độc đáo và dạng ren chắc chắn, đảm bảo công suất mô-men xoắn vượt trội và khả năng chống mòn, nhờ 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 đường ống phức tạp 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 thành giếng đến ống đa năng được sử dụng trong quá trình chiết và phun, mỗi loại ống phục vụ một 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 đường ống này, trong khi những cải tiến như kết nối cao cấp sẽ nâng cao hiệu suất trong các điều kiện đầy thách thức. Khi công nghệ phát triển, các thành phần quan trọng này tiếp tục phát triển, thúc đẩy hiệu quả và độ tin cậy trong hoạt động năng lượng toàn cầu. Việc hiểu rõ các đường ống này và 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.

Tại sao chúng ta sử dụng ống thép để vận chuyển dầu khí?

/TRONG /qua

In the oil and gas industry, the safe and efficient transport of hydrocarbons from production sites to refineries and distribution centers is critical. Steel line pipes have become the material of choice for transporting oil and gas over vast distances, through challenging environments, and under extreme conditions. This blog delves into the reasons why steel line pipes are widely used for this purpose, exploring their key properties, advantages, and how they meet the demanding requirements of the oil and gas sector.

1. Introduction to Steel Line Pipes

Steel line pipes are cylindrical tubes made from carbon steel or other alloyed steels, specifically designed for transporting oil, natural gas, and other fluids in long-distance pipelines. These pipes must endure high pressures, extreme temperatures, and corrosive environments, making steel the ideal material for such applications.

Types of Steel Line Pipes:

  • Carbon Steel Line Pipes: Commonly used due to their strength, durability, and cost-effectiveness.
  • Alloy Steel Line Pipes: Used in more demanding environments, with added alloys like chromium or molybdenum for enhanced performance.
  • Stainless Steel Line Pipes: Offer excellent corrosion resistance, particularly in harsh environments.

2. Why Steel Line Pipes Are Preferred for Oil and Gas Transportation

Steel line pipes have several advantages that make them ideal for transporting oil and gas. Below are the primary reasons why the industry relies on steel for pipeline infrastructure.

2.1. Strength and Durability

Steel has unmatched strength and durability compared to alternative materials. Oil and gas pipelines need to withstand high internal pressures as well as external environmental factors such as soil movement, heavy loads, and even seismic activity. Steel’s high tensile strength ensures that the pipes can endure these forces without cracking, bursting, or deforming.

2.2. Chống ăn mòn

Oil and gas are often transported through corrosive environments, such as salty coastal regions, offshore platforms, or pipelines buried underground where moisture and chemicals can accelerate corrosion. Steel line pipes are manufactured with protective coatings like 3LPE (Three-Layer Polyethylene) hoặc Epoxy ngoại quan kết hợp (FBE) to enhance corrosion resistance. Alloyed and stainless steels provide intrinsic protection in highly corrosive environments.

2.3. High Temperature and Pressure Resistance

Pipelines carrying oil and gas frequently operate at elevated temperatures and pressures, especially in deep-water or underground pipelines where conditions are extreme. Steel has a high melting point and excellent heat resistance, enabling it to handle the high-pressure and high-temperature conditions without compromising structural integrity.

2.4. Hiệu quả chi phí

While steel may not always be the cheapest material, it offers excellent lifecycle cost benefits. Steel line pipes are known for their longevity, reducing the need for frequent repairs and replacements. Additionally, the strength of steel enables manufacturers to produce thinner pipes with the same pressure rating, reducing material costs without sacrificing performance.

2.5. Ease of Fabrication and Installation

Steel is relatively easy to fabricate, allowing manufacturers to produce pipes in a wide range of sizes, lengths, and wall thicknesses to meet project-specific requirements. Steel pipes can be welded, rolled, or bent to fit complex pipeline routes, and can be produced in large quantities, making them highly adaptable for both onshore and offshore installations.

2.6. Leak Prevention and Safety

Steel pipes, especially those manufactured to stringent industry standards (such as API 5L for oil and gas pipelines), have superior resistance to leakage. The seamless or high-quality welded construction of steel line pipes minimizes weak points where leaks could occur. In addition, steel pipes can withstand harsh environmental conditions and mechanical damage, which reduces the likelihood of accidental spills or explosions.

3. Key Concerns Addressed by Steel Line Pipes

The oil and gas industry has several specific concerns regarding pipeline infrastructure, many of which are effectively addressed by using steel line pipes.

3.1. Corrosion Management

One of the most significant challenges for pipelines, particularly those buried underground or used offshore, is corrosion. Even though the external environment may be highly corrosive, the internal fluids, such as sour gas (H2S-rich natural gas), can also corrode pipelines. Steel line pipes combat this with advanced coatings, cathodic protection systems, and by using alloyed steels that resist chemical reactions, ensuring long-term protection and reliability.

3.2. Environmental Impact and Regulations

Environmental concerns, such as oil spills and gas leaks, can have devastating effects on ecosystems. Steel line pipes meet stringent environmental regulations due to their strength, durability, and ability to prevent leaks. These pipelines are often subjected to rigorous testing, including hydrostatic and X-ray tests, to ensure structural integrity. Many steel pipe systems also include real-time monitoring for early detection of leaks, helping mitigate environmental risks.

3.3. Operational Efficiency and Maintenance

Steel’s durability and ability to resist both external and internal forces minimize downtime and maintenance needs. With pipelines often spanning hundreds of miles, frequent repairs are impractical. Steel line pipes require less frequent maintenance and have a longer lifespan than other materials, providing higher operational efficiency and lower long-term costs for pipeline operators.

4. Steel Line Pipes and Industry Standards

The oil and gas industry is heavily regulated to ensure the safety, reliability, and environmental protection of pipeline systems. Steel line pipes are manufactured according to various standards to meet these stringent requirements.

Key Standards:

  • API 5L: Governs the manufacturing of steel line pipes for oil and natural gas transportation. It specifies material grades, sizes, and testing requirements to ensure the pipes can handle the pressures and environmental conditions of oil and gas pipelines.
  • ISO 3183: An international standard that outlines similar specifications as API 5L but focuses on pipeline materials and coatings for global applications.
  • ASTM A106: A standard for seamless carbon steel pipes used in high-temperature services, particularly in refineries and processing plants.

Adhering to these standards ensures that steel line pipes perform safely and effectively in the most demanding applications.

5. Advantages of Steel Line Pipes Over Alternative Materials

While other materials like polyethylene, PVC, or composite pipes may be used in low-pressure or small-diameter pipelines, steel remains the superior choice for large-scale oil and gas transport. Here’s why:

  • Higher Pressure Tolerance: Alternative materials typically cannot withstand the same high pressures as steel, making them unsuitable for long-distance transport of oil and gas.
  • Greater Temperature Resistance: Steel’s ability to endure extreme temperatures is unmatched by plastic or composite materials, which may become brittle or deform.
  • Longer Lifespan: Steel line pipes have an extended service life, often exceeding 50 years when properly maintained, while alternative materials may degrade more rapidly.
  • Recyclability: Steel is fully recyclable, which aligns with industry efforts to reduce environmental impact and promote sustainability.

6. Conclusion

Steel line pipes are indispensable in the oil and gas industry due to their exceptional strength, durability, corrosion resistance, and ability to withstand high-pressure and high-temperature environments. From the challenges of transporting oil and gas across vast distances to meeting stringent environmental and safety standards, steel line pipes have proven themselves as the most reliable and efficient option for pipeline infrastructure.

By choosing steel line pipes, oil and gas companies can achieve safer, more cost-effective, and long-lasting pipeline systems, ensuring the secure transportation of vital resources across the globe. The resilience and adaptability of steel continue to make it the material of choice for the industry’s ever-evolving needs.

Line Pipe là loại ống gì?

Định nghĩa của đường ống

/TRONG /qua

In industries where fluids like oil, gas, and water need to be transported over long distances, the choice of piping systems is critical to ensure safety, efficiency, and cost-effectiveness. One of the most commonly used components in these sectors is line pipe. This blog post provides a detailed look into what line pipe is, its key features, applications, and considerations for professionals working in the transmission of oil, gas, and water.

Đường ống là gì?

Line pipe is a type of steel pipe that is specifically designed for the transportation of liquids, gases, and sometimes solids. Typically manufactured from carbon or alloy steel, line pipe is engineered to withstand high pressure, corrosion, and extreme temperatures, making it ideal for industries such as oil and gas, where fluids need to be transported over vast distances.

Line pipe plays a pivotal role in pipelines that move oil, natural gas, water, and other fluids from production facilities to refineries, processing plants, or distribution networks. It serves as the backbone of energy infrastructure, ensuring that raw materials are efficiently and safely delivered.

Key Features of Line Pipe

Line pipes are manufactured to meet strict standards and are available in various grades, dimensions, and materials to suit the needs of specific transmission systems. Here are some critical features that make line pipe an essential component for fluid transport:

1. Material Strength and Durability

Line pipe is primarily made from carbon steel, but other alloys such as stainless steel and high-strength, low-alloy steel may be used depending on the application. These materials offer excellent tensile strength, allowing the pipe to withstand high internal pressures and the mechanical stresses of installation and operation.

2. Chống ăn mòn

Corrosion is a significant concern in pipelines, especially those transporting oil, gas, or water over long distances. Line pipes often undergo various coating and treatment processes, such as galvanization, epoxy coatings, or cathodic protection systems, to resist corrosion and extend their operational lifespan.

3. High Pressure and Temperature Tolerance

Line pipes are designed to operate under high-pressure conditions. Depending on the fluid being transported and the environmental conditions, the pipe must tolerate significant fluctuations in temperature. Pipeline grades, such as API 5L, specify performance standards for different pressures and temperatures.

4. Tính hàn

Since pipelines are typically constructed in sections and welded together, line pipe must possess good weldability characteristics. Weldability ensures a secure, leak-proof connection between sections of pipe, contributing to the overall integrity of the pipeline.

Types of Line Pipe

Line pipes come in several types, each suited to specific needs. Here are the two primary types used in oil, gas, and water transmission:

1. Seamless Line Pipe

Seamless line pipe is manufactured without a seam, making it ideal for high-pressure applications. It is produced by rolling solid steel into a tube form and then extruding it to the desired thickness and diameter. Seamless line pipe offers higher strength and better resistance to corrosion and stress cracking.

2. Welded Line Pipe

Welded line pipe is made by forming flat steel into a cylindrical shape and welding the edges together. Welded pipe can be produced in large diameters, making it more cost-effective for low- to medium-pressure applications. However, welded pipe is more susceptible to stress at the seam, so it is often used where operating pressures are lower.

Common Applications of Line Pipe

Line pipe is used in a wide range of industries, including:

1. Oil Transmission

In the oil industry, line pipe is used to transport crude oil from extraction sites to refineries. The pipe must withstand high pressure, corrosive materials, and abrasive conditions, ensuring safe and continuous transportation over long distances.

2. Natural Gas Transmission

Natural gas pipelines require line pipe that can handle high pressures and remain leak-proof under fluctuating environmental conditions. Line pipes in natural gas applications also undergo additional testing for toughness and resistance to brittle fracture, especially in colder climates.

3. Water Distribution

Line pipes are extensively used for the distribution of potable water, wastewater, and industrial water. In water transmission, corrosion resistance is a major concern, and coatings or linings, such as cement mortar or polyethylene, are often applied to protect the steel and extend the pipe’s lifespan.

4. Chemical Transmission

Pipelines in the chemical industry transport a variety of liquids and gases, some of which may be corrosive or hazardous. Line pipe used in these applications must meet stringent safety standards to ensure there are no leaks or failures that could lead to environmental damage or safety hazards.

Key Standards for Line Pipe

Line pipes used in the oil, gas, and water transmission industries are subject to various international standards, which ensure that the pipes meet the necessary safety, performance, and quality requirements. Some of the most widely recognized standards include:

  • API 5L (American Petroleum Institute): This is the most commonly referenced standard for line pipes used in oil and gas transmission. API 5L defines requirements for pipe material, mechanical properties, and testing methods.
  • ISO 3183 (International Organization for Standardization): This standard covers the specifications for steel line pipes for pipeline transportation systems in the petroleum and natural gas industries. ISO 3183 ensures that line pipes are manufactured according to global best practices.
  • ASME B31.8 (American Society of Mechanical Engineers): This standard focuses on gas transmission and distribution piping systems. It provides guidelines on the design, materials, construction, testing, and operation of pipelines.
  • EN 10208-2 (European Standard): This standard applies to steel pipes used in the transmission of flammable liquids or gases in European countries. It sets performance benchmarks for materials, dimensions, and testing.

Tiêu chuẩn chung và lớp thép

API 5L PSL1 

Đặc tính cơ học của đường ống PSL1
Cấp Cường độ năng suất Rt0,5 Mpa(psi) Độ bền kéo Rm Mpa(psi) Độ giãn dài 50mm hoặc 2in
A25/A25P ≥175(25400) ≥310(45000) Af
MỘT ≥210(30500) ≥335(48600) Af
B ≥245(35500) ≥415(60200) Af
X42 ≥290(42100) ≥415(60200) Af
X46 ≥320(46400) ≥435(63100) Af
X52 ≥360(52200) ≥460(66700) Af
X56 ≥390(56600) ≥490(71100) Af
X60 ≥415(60200) ≥520(75400) Af
X65 ≥450(65300) ≥535(77600) Af
X70 ≥485(70300) ≥570(82700) Af

API 5L PSL2

Đặc tính cơ học của đường ống PSL2
Cấp Cường độ năng suất Rt0,5 Mpa(psi) Độ bền kéo Rm Mpa(psi) Rt0,5/Rm Độ giãn dài 50mm hoặc 2in
BR/BN/BQ 245(35500)-450(65300) 415(60200)-655(95000) .90,93 Af
X42R/X42N/X42Q 290(42100)-495(71800) ≥415(60200) .90,93 Af
X46N/X46Q 320(46400)-525(76100) 435(63100)-655(95000) .90,93 Af
X52N/X52Q 360(52200)-530(76900) 460(66700)-760(110200) .90,93 Af
X56N/X56Q 390(56600)-545(79000) 490(71100)-760(110200) .90,93 Af
X60N/X60Q 415(60200)-565(81900) 520(75400)-760(110200) .90,93 Af
X65Q 450(65300)-600(87000) 535(77600)-760(110200) .90,93 Af
X70Q 485(70300)-635(92100) 570(82700)-760(110200) .90,93 Af

Practical Considerations for Line Pipe Selection

When selecting line pipe for oil, gas, or water transmission, it is essential to consider several factors to ensure optimal performance and safety. Here are some key considerations:

1. Operating Pressure and Temperature

The pipe material and wall thickness must be chosen to handle the expected operating pressure and temperature of the fluid. Over-pressurization can lead to pipeline failure, while insufficient tolerance for high temperatures may result in weakening or deformation.

2. Corrosiveness of the Fluid

Corrosive fluids such as crude oil or certain chemicals may require specialized coatings or materials. Selecting a pipe with the appropriate corrosion resistance can significantly extend the pipeline’s service life.

3. Distance and Terrain

The length and location of the pipeline will impact the type of line pipe needed. For example, pipelines crossing mountainous regions or areas with extreme temperatures may need more durable, thicker pipes to handle the stress and environmental conditions.

4. Regulatory and Safety Compliance

Compliance with local, national, and international regulations is critical. Ensure that the line pipe meets the required standards for the region and industry in which it will be used. This is especially important in hazardous industries like oil and gas, where pipeline failures can have severe environmental and safety consequences.

Phần kết luận

Line pipe is a critical component in the oil, gas, and water transmission industries. Its strength, durability, and ability to withstand extreme conditions make it indispensable for transporting fluids over long distances. By understanding the different types of line pipe, their applications, and key considerations for selection, professionals in these fields can ensure the safe and efficient operation of pipelines.

Whether you are working in oil extraction, natural gas distribution, or water infrastructure, selecting the right line pipe is essential for maintaining the integrity of your transmission systems. Always prioritize quality, safety, and compliance with industry standards to optimize pipeline performance and prevent costly failures.

Lớp phủ epoxy /FBE liên kết nhiệt hạch cho ống thép là gì?

Đường ống tráng phủ Epoxy ngoại quan (FBE)

/TRONG /qua

Ống thép chống ăn mòn là ống thép được xử lý bằng công nghệ chống ăn mòn và có thể ngăn ngừa hoặc làm chậm hiệu quả hiện tượng ăn mòn do phản ứng hóa học hoặc điện hóa trong quá trình vận chuyển và sử dụng.
Ống thép chống ăn mòn chủ yếu được sử dụng trong dầu khí sinh hoạt, hóa chất, khí tự nhiên, nhiệt, xử lý nước thải, nguồn nước, cầu, kết cấu thép và các lĩnh vực kỹ thuật đường ống khác. Các lớp phủ chống ăn mòn thường được sử dụng bao gồm lớp phủ 3PE, lớp phủ 3PP, lớp phủ FBE, lớp phủ cách nhiệt bằng bọt polyurethane, lớp phủ epoxy lỏng, lớp phủ nhựa than epoxy, v.v.

Là gì Sơn chống ăn mòn dạng bột epoxy ngoại quan (FBE)?

Bột epoxy liên kết nóng chảy (FBE) là một loại vật liệu rắn được vận chuyển và phân tán bằng không khí dưới dạng chất mang và được phủ lên bề mặt các sản phẩm thép đã được nung nóng trước. Nóng chảy, san lấp mặt bằng và đóng rắn tạo thành một lớp phủ chống ăn mòn đồng nhất, được hình thành dưới nhiệt độ cao. Lớp phủ có ưu điểm là vận hành dễ dàng, không gây ô nhiễm, va đập tốt, chống uốn cong và chịu nhiệt độ cao. Bột Epoxy là chất phủ nhiệt rắn, không độc hại, tạo thành lớp phủ có cấu trúc liên kết ngang có trọng lượng phân tử cao sau khi đóng rắn. Nó có đặc tính chống ăn mòn hóa học tuyệt vời và tính chất cơ học cao, đặc biệt là khả năng chống mài mòn và bám dính tốt nhất. Nó là lớp phủ chống ăn mòn chất lượng cao cho đường ống thép ngầm.

Phân loại sơn bột epoxy nung chảy:

1) theo phương pháp sử dụng, nó có thể được chia thành: lớp phủ FBE bên trong đường ống, lớp phủ FBE bên ngoài đường ống và lớp phủ FBE bên trong và bên ngoài đường ống. Lớp phủ FBE bên ngoài được chia thành lớp phủ FBE một lớp và lớp phủ FBE hai lớp (lớp phủ DPS).
2) Theo cách sử dụng, nó có thể được chia thành: Lớp phủ FBE cho đường ống dẫn dầu và khí đốt tự nhiên, lớp phủ FBE cho đường ống dẫn nước uống, lớp phủ FBE cho đường ống chữa cháy, lớp phủ cho đường ống thông gió chống tĩnh điện trong mỏ than, lớp phủ FBE cho đường ống hóa chất, lớp phủ FBE cho ống khoan dầu, lớp phủ FBE cho phụ kiện đường ống,..
3) theo điều kiện bảo dưỡng, có thể chia thành hai loại: bảo dưỡng nhanh và bảo dưỡng thông thường. Điều kiện đóng rắn của bột đóng rắn nhanh thường là 230oC/0,5 ~ 2 phút, chủ yếu được sử dụng để phun bên ngoài hoặc cấu trúc chống ăn mòn ba lớp. Do thời gian bảo dưỡng ngắn và hiệu quả sản xuất cao nên thích hợp cho vận hành dây chuyền lắp ráp. Điều kiện đóng rắn của bột đóng rắn thông thường thường lớn hơn 230oC/5 phút. Do thời gian đông cứng lâu và độ phẳng của lớp phủ tốt nên nó thích hợp cho việc phun trong đường ống.

Độ dày của lớp phủ FBE

300-500um

Độ dày của lớp phủ DPS (FBE hai lớp)

450-1000um

tiêu chuẩn lớp phủ

SY/T0315,CAN/CSA Z245.20,

AWWA C213,Q/CNPC38, v.v.

Sử dụng

Chống ăn mòn đường ống trên đất liền và dưới nước

Thuận lợi

Độ bám dính tuyệt vời

Khả năng cách nhiệt cao

Chống lão hóa

Tước điện cực âm

Chống nhiệt độ cao

Đề kháng với vi khuẩn

Dòng bảo vệ cực âm nhỏ (chỉ 1-5uA/m2)

 

Vẻ bề ngoài

 Chỉ số hiệu suất Phương pháp kiểm tra
Đặc tính nhiệt Bề mặt mịn, màu sắc đồng đều, không có bong bóng, vết nứt và vết lõm                                                       Kiểm tra trực quan

Sự phân hủy catốt 24h hoặc 48h (mm)

 .66,5

SY/T0315-2005

Đặc tính nhiệt (đánh giá của)

1-4

Độ xốp của mặt cắt ngang (đánh giá)

 1-4
Tính linh hoạt 3 độ C (Đặt hàng nhiệt độ tối thiểu được chỉ định + 3 độ C

Không có dấu vết

Khả năng chống va đập 1,5J (-30 độ C)

 Không có ngày nghỉ
Độ bám dính 24h (đánh giá)

1-3

Điện áp đánh thủng (MV/m)

 ≥30
Điện trở suất lớn (Ωm)

≥1*1013

Phương pháp chống ăn mòn của bột epoxy liên kết nhiệt hạch:

Các phương pháp chính là phun tĩnh điện, phun nhiệt, hút, tầng sôi, phủ lăn, v.v. Nói chung, phương pháp phun tĩnh điện ma sát, phương pháp hút hoặc phương pháp phun nhiệt được sử dụng để phủ trong đường ống. Một số phương pháp phủ này có một đặc điểm chung, đó là cần thiết trước khi phun phôi đã được làm nóng trước đến nhiệt độ nhất định, làm tan chảy bột tiếp xúc, tức là nhiệt sẽ có thể làm cho màng tiếp tục chảy, tiếp tục chảy phẳng bao phủ toàn bộ bề mặt thép ống, đặc biệt là trong các khoang trên bề mặt ống thép, và trên cả hai mặt của lớp phủ hàn nóng chảy vào cầu, kết hợp chặt chẽ với lớp phủ và ống thép, thu nhỏ lỗ chân lông và bảo dưỡng trong thời gian quy định, lần làm mát nước cuối cùng kết thúc quá trình đông đặc.

Giới thiệu ống dây bọc 3LPE

/TRONG /qua

Tom lược:

Vật liệu cơ bản của Ống thép phủ chống ăn mòn 3PE bao gồm ống thép liền mạch, ống thép hàn xoắn ốc và ống thép hàn đường may thẳng. Lớp phủ chống ăn mòn polyetylen (3PE) ba lớp đã được sử dụng rộng rãi trong ngành đường ống dẫn dầu nhờ khả năng chống ăn mòn tốt, khả năng chống thấm hơi nước và tính chất cơ học. Lớp phủ chống ăn mòn 3PE rất quan trọng đối với tuổi thọ của đường ống chôn. Một số đường ống làm từ cùng một loại vật liệu được chôn dưới đất hàng chục năm mà không bị ăn mòn, một số bị rò rỉ sau vài năm. Lý do là họ sử dụng các lớp phủ khác nhau.

Cấu trúc chống ăn mòn:

Lớp phủ chống ăn mòn 3PE thường bao gồm ba lớp kết cấu: lớp thứ nhất là bột epoxy (FBE) > 100um, lớp thứ hai là chất kết dính (AD) 170 ~ 250um, lớp thứ ba là polyetylen (PE) 1,8-3,7mm . Trong hoạt động thực tế, ba loại vật liệu này được trộn lẫn và tích hợp, được xử lý để kết hợp chắc chắn với ống thép tạo thành lớp phủ chống ăn mòn tuyệt vời. Phương pháp xử lý thường được chia thành hai loại: loại cuộn và loại phủ khuôn tròn.

Sơn ống thép chống ăn mòn 3PE (lớp phủ chống ăn mòn polyetylen ba lớp) là loại sơn ống thép chống ăn mòn mới được sản xuất bởi sự kết hợp khéo léo giữa lớp phủ chống ăn mòn 2PE ở Châu Âu và lớp phủ FBE được sử dụng rộng rãi ở Bắc Mỹ. Nó đã được công nhận và sử dụng hơn mười năm trên thế giới.

Lớp đầu tiên của ống thép chống ăn mòn 3PE là lớp phủ chống ăn mòn bột epoxy, lớp giữa là chất kết dính copolyme hóa với nhóm chức năng cấu trúc nhánh. Lớp bề mặt là lớp phủ chống ăn mòn polyetylen mật độ cao.

Lớp phủ chống ăn mòn 3LPE kết hợp tính chống thấm cao và tính chất cơ học của nhựa epoxy và polyetylen. Tính đến thời điểm hiện tại, nó được công nhận là loại sơn phủ chống ăn mòn tốt nhất, có hiệu quả và tính năng tốt nhất trên thế giới, được ứng dụng ở nhiều công trình.

Thuận lợi:

Ống thép thông thường sẽ bị ăn mòn nghiêm trọng trong môi trường sử dụng không tốt, điều này sẽ làm giảm tuổi thọ của ống thép. Tuổi thọ của ống thép chống ăn mòn và giữ nhiệt cũng tương đối dài. Nói chung, nó có thể được sử dụng trong khoảng 30-50 năm, việc lắp đặt và sử dụng đúng cách cũng có thể giảm chi phí bảo trì mạng lưới đường ống. Ống thép chống ăn mòn và giữ nhiệt cũng có thể được trang bị hệ thống báo động, Tự động phát hiện lỗi rò rỉ mạng lưới đường ống, nhận thức chính xác về vị trí lỗi và báo động tự động.

Ống thép chống ăn mòn và giữ nhiệt 3PE có hiệu suất giữ nhiệt tốt, tổn thất nhiệt chỉ 25% so với ống truyền thống. Hoạt động lâu dài có thể tiết kiệm rất nhiều tài nguyên, giảm đáng kể chi phí năng lượng mà vẫn có khả năng chống nước và chống ăn mòn mạnh mẽ. Hơn nữa, nó có thể được chôn trực tiếp dưới lòng đất hoặc trong nước mà không cần đào thêm rãnh ống, việc thi công cũng đơn giản, nhanh chóng và toàn diện. Giá thành cũng tương đối thấp, có khả năng chống ăn mòn và chống va đập tốt trong điều kiện nhiệt độ thấp, đồng thời có thể chôn trực tiếp trong đất đóng băng.

Ứng dụng:

Đối với ống thép chống ăn mòn 3PE, nhiều người chỉ biết một điều, không biết điều kia. Chức năng của nó thực sự là phạm vi phủ sóng rộng. Nó phù hợp cho cấp thoát nước ngầm, phun bê tông ngầm, thông gió áp suất dương và âm, thoát khí, phun nước chữa cháy và các mạng lưới đường ống khác. Đường ống dẫn nước thải và nước hồi lưu phục vụ xử lý nước của nhà máy nhiệt điện. Nó có khả năng ứng dụng tuyệt vời cho đường ống cấp nước của hệ thống chống phun và phun nước. Điện, thông tin liên lạc, đường cao tốc và ống bảo vệ cáp khác. Nó phù hợp cho cấp nước xây dựng cao tầng, mạng lưới cấp nhiệt, nhà máy nước, truyền khí, truyền nước chôn và các đường ống khác. Đường ống dẫn dầu, công nghiệp hóa chất và dược phẩm, công nghiệp in và nhuộm, v.v. Đường ống xả xử lý nước thải, đường ống nước thải và bể sinh học kỹ thuật chống ăn mòn. Có thể nói, ống thép chống ăn mòn 3PE là không thể thiếu trong việc xây dựng các đường ống tưới tiêu nông nghiệp, ống giếng sâu, ống thoát nước và các ứng dụng mạng lưới khác hiện nay, và người ta tin rằng thông qua việc mở rộng khoa học công nghệ, nó vẫn sẽ có những thành tựu rực rỡ hơn nữa trong tương lai.

Nếu bạn có nhu cầu về các loại ống thép phủ chống ăn mòn như ống thép phủ 3PE, ống thép phủ FBE, ống thép phủ 3PP, v.v. Hãy liên hệ với chúng tôi!