Rury OCTGsą głównie używane do wiercenia odwiertów ropy naftowej i gazu oraz transportu ropy naftowej i gazu. Obejmuje rury wiertnicze, obudowy olejowe i rury do wydobywania ropy naftowej.Rury OCTGsłużą głównie do łączenia kołnierzy wiertniczych z wiertłami i przenoszenia mocy wiercenia.Obudowa naftowa jest głównie używana do podtrzymywania otworu wiertniczego podczas wiercenia i po jego zakończeniu, aby zapewnić normalną pracę całego odwiertu naftowego podczas procesu wiercenia i po jego zakończeniu. Ropa i gaz na dnie odwiertu naftowego są głównie transportowane na powierzchnię przez rurę pompującą ropę.
Obudowa olejowa jest liną ratunkową dla utrzymania działania odwiertów naftowych. Ze względu na różne warunki geologiczne stan naprężeń pod ziemią jest złożony, a połączone efekty rozciągania, ściskania, zginania i skręcania na korpusie obudowy stawiają wysokie wymagania co do jakości samej obudowy. Gdy sama obudowa zostanie uszkodzona z jakiegoś powodu, może to doprowadzić do zmniejszenia produkcji lub nawet złomowania całego odwiertu.
W zależności od wytrzymałości samej stali, obudowa może być podzielona na różne gatunki stali, mianowicie J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150 itd. Gatunek stali używany zmienia się w zależności od stanu i głębokości odwiertu. W środowiskach korozyjnych wymagana jest również odporność samej obudowy na korozję. W obszarach o złożonych warunkach geologicznych wymagana jest również odporność obudowy na zapadanie się.
I.Podstawowa wiedza Rury OCTG
1. Specjalistyczne terminy związane z wyjaśnieniem rur naftowych
API: skrót od American Petroleum Institute.
OCTG: Skrót od Oil Country Tubular Goods, oznaczający rury przeznaczone do konkretnych zastosowań naftowych, w tym gotowe obudowy wiertnicze, rury wiertnicze, kołnierze wiertnicze, obręcze, krótkie złącza itp.
Rury naftowe: Rury stosowane w odwiertach naftowych do wydobycia ropy naftowej, gazu, wtryskiwania wody i szczelinowania kwasem.
Obudowa: Rura opuszczana z powierzchni ziemi do wywierconego otworu wiertniczego, pełniąca funkcję wykładziny zapobiegającej zapadaniu się ścianki odwiertu.
Rura wiertnicza: Rura używana do wiercenia otworów wiertniczych.
Rura przewodowa: Rura służąca do transportu ropy naftowej lub gazu.
Pierścienie osadcze: Cylindry służące do łączenia dwóch rur gwintowanych z gwintem wewnętrznym.
Materiał złączny: Rura używana do produkcji złączy.
Gwinty API: Gwinty rurowe określone w normie API 5B, w tym gwinty okrągłe rur naftowych, krótkie gwinty okrągłe obudowy, długie gwinty okrągłe obudowy, gwinty trapezowe odsunięte obudowy, gwinty rur przewodowych itd.
Specjalna klamra: gwinty inne niż API ze specjalnymi właściwościami uszczelniającymi, łączącymi i innymi właściwościami.
Awaria: odkształcenie, pęknięcie, uszkodzenie powierzchni i utrata pierwotnej funkcji w określonych warunkach eksploatacji. Główne formy awarii obudowy olejowej to: wytłaczanie, poślizg, pęknięcie, przeciek, korozja, wiązanie, zużycie itd.
2. Normy dotyczące ropy naftowej
API 5CT: Specyfikacja obudów i rur (aktualnie najnowsza wersja 8. edycji)
API 5D: Specyfikacja rur wiertniczych (najnowsza wersja 5. edycji)
API 5L: specyfikacja rur stalowych do rurociągów (najnowsza wersja 44. edycji)
API 5B: Specyfikacja obróbki, pomiaru i kontroli gwintów rur osłonowych, rur olejowych i przewodów
GB/T 9711.1-1997: Warunki techniczne dostawy rur stalowych do transportu ropy naftowej i gazu Część 1: Rury stalowe klasy A
GB/T9711.2-1999: Warunki techniczne dostawy rur stalowych do transportu ropy naftowej i gazu Część 2: Rury stalowe klasy B
GB/T9711.3-2005: Warunki techniczne dostawy rur stalowych do transportu ropy naftowej i gazu ziemnego Część 3: Rury stalowe klasy C
II. Rura olejowa
1. Klasyfikacja rur naftowych
Rury naftowe dzielą się na rury bez spęczania (NU), rury zewnętrznie spęczane (EU) i rury ze zintegrowanym łączeniem. Rury bez spęczania odnoszą się do końca rury, który jest gwintowany bez pogrubienia i wyposażony w złączkę. Rury zewnętrznie spęczane odnoszą się do dwóch końców rury, które zostały zewnętrznie pogrubione, a następnie nagwintowane i wyposażone w zaciski. Zintegrowane rury zespolone odnoszą się do rury, która jest bezpośrednio połączona bez złączki, z jednym końcem gwintowanym przez wewnętrznie pogrubiony gwint zewnętrzny, a drugim końcem gwintowanym przez zewnętrznie pogrubiony gwint wewnętrzny.
2. Rola rurek
①, wydobycie ropy naftowej i gazu: po wywierceniu i zacementowaniu odwiertów naftowych i gazowych, w obudowie złoża umieszcza się rurę, aby wydobywać ropę naftową i gaz z ziemi.
②, wtryskiwanie wody: gdy ciśnienie w odwiercie jest niewystarczające, należy wstrzykiwać wodę do odwiertu przez rurę.
③, Wtrysk pary wodnej: W procesie odzysku ciepła z gęstej ropy naftowej, para wodna ma być wprowadzana do odwiertu za pomocą izolowanych rur naftowych.
(iv) Kwasowanie i szczelinowanie: Na późnym etapie wiercenia odwiertu lub w celu zwiększenia wydobycia ropy naftowej i gazu konieczne jest wprowadzenie środka kwaszącego i szczelinującego lub materiału utwardzającego do warstwy ropy naftowej i gazu, a następnie środek ten i materiał utwardzający są transportowane przez rurę naftową.
3. Gatunek stali rury olejowej
Gatunki stali na rury olejowe to: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 dzieli się na N80-1 i N80Q, oba mają takie same właściwości rozciągające, dwiema różnicami są stan dostawy i różnice w odporności na uderzenia, dostawa N80-1 w stanie znormalizowanym lub gdy końcowa temperatura walcowania jest wyższa niż temperatura krytyczna Ar3 i redukcja naprężenia po schłodzeniu powietrzem, i może być stosowana w celu znalezienia alternatyw dla normalizowania walcowania na gorąco, nie jest wymagane badanie udarności i nieniszczące; N80Q musi być odpuszczony (hartowanie i odpuszczanie) Obróbka cieplna, funkcja udarności powinna być zgodna z postanowieniami API 5CT i powinna być badaniem nieniszczącym.
L80 dzieli się na L80-1, L80-9Cr i L80-13Cr. Ich właściwości mechaniczne i status dostawy są takie same. Różnice w zastosowaniu, trudnościach produkcyjnych i cenie, L80-1 dla typu ogólnego, L80-9Cr i L80-13Cr to rury o wysokiej odporności na korozję, trudności produkcyjne, drogie, zwykle stosowane w studniach silnie korozyjnych.
C90 i T95 dzielą się na typ 1 i typ 2, czyli C90-1, C90-2 i T95-1, T95-2.
4. Najczęściej stosowany gatunek stali, gatunek i status dostawy rur naftowych
Gatunek stali Gatunek Status dostawy
Rura olejowa J55 Rura olejowa płaska 37Mn5: walcowana na gorąco zamiast normalizowana
Zagęszczona rura olejowa: normalizowana na całej długości po zagęszczeniu.
Rura N80-1 36Mn2V Rura płaska: walcowana na gorąco zamiast normalizowana
Zagęszczona rura olejowa: normalizowana na całej długości po zagęszczeniu
Rura olejowa N80-Q 30Mn5 hartowanie na całej długości
Rura olejowa L80-1 30Mn5 hartowanie na całej długości
Rura olejowa P110 25CrMnMo hartowanie na całej długości
Sprzęgło J55 37Mn5 walcowane na gorąco normalizacja on-line
Sprzęgło N80 28MnTiB hartowanie na całej długości
Sprzęgło L80-1 28MnTiB hartowane na całej długości
Zaciski P110 25CrMnMo na całej długości hartowane
III. Obudowa
1. Kategoryzacja i rola obudowy
Obudowa to stalowa rura, która podtrzymuje ścianę odwiertów naftowych i gazowych. W każdym odwiercie stosuje się kilka warstw obudowy w zależności od głębokości wiercenia i warunków geologicznych. Cement jest używany do cementowania obudowy po jej opuszczeniu do odwiertu i w przeciwieństwie do rur naftowych i rur wiertniczych, nie może być ponownie użyty i należy do materiałów eksploatacyjnych jednorazowego użytku. Dlatego zużycie obudowy stanowi ponad 70% wszystkich rur odwiertu naftowego. Obudowę można podzielić na: rurę osłonową, powierzchnię obudowy, obudowę techniczną i obudowę olejową w zależności od jej zastosowania, a ich struktury w odwiertach naftowych pokazano na poniższym rysunku.
2.Obudowa przewodu
głównie używany do wierceń w oceanie i na pustyni w celu oddzielenia wody morskiej od piasku, aby zapewnić płynny postęp wiercenia, główne specyfikacje tej warstwy 2. obudowy to: Φ762 mm (30 cali) × 25,4 mm, Φ762 mm (30 cali) × 19,06 mm.
Obudowa powierzchniowa: Jest głównie używana do pierwszego wiercenia, wiercenia otwierającego powierzchnię luźnych warstw do podłoża skalnego, w celu uszczelnienia tej części warstw przed zapadnięciem się, musi zostać uszczelniona obudową powierzchniową. Główne specyfikacje obudowy powierzchniowej: 508 mm (20 cali), 406,4 mm (16 cali), 339,73 mm (13-3/8 cala), 273,05 mm (10-3/4 cala), 244,48 mm (9-5/9 cala) itd. Głębokość rury obniżającej zależy od głębokości miękkiej formacji. Głębokość dolnej rury zależy od głębokości luźnej warstwy, która wynosi zazwyczaj 80~1500 m. Jego ciśnienie zewnętrzne i wewnętrzne nie jest duże i zazwyczaj przyjmuje gatunek stali K55 lub gatunek stali N80.
3.Obudowa techniczna
Obudowa techniczna jest stosowana w procesie wiercenia złożonych formacji. W przypadku napotkania złożonych części, takich jak warstwa zapadnięta, warstwa oleju, warstwa gazu, warstwa wody, warstwa przecieku, warstwa pasty solnej itp., konieczne jest położenie obudowy technicznej w celu jej uszczelnienia, w przeciwnym razie nie można przeprowadzić wiercenia. Niektóre odwierty są głębokie i złożone, a głębokość odwiertu sięga tysięcy metrów, tego rodzaju głębokie odwierty wymagają położenia kilku warstw obudowy technicznej, jej właściwości mechaniczne i wymagania dotyczące wydajności uszczelnienia są bardzo wysokie, stosowanie gatunków stali jest również wyższe, oprócz K55, częściej stosuje się gatunki N80 i P110, niektóre głębokie odwierty są również stosowane w gatunkach Q125 lub nawet wyższych gatunkach nie-API, takich jak V150. Główne specyfikacje obudowy technicznej są następujące: 339,73 Główne specyfikacje obudowy technicznej są następujące: 339,73 mm (13-3/8 cala), 273,05 mm (10-3/4 cala), 244,48 mm (9-5/8 cala), 219,08 mm (8-5/8 cala), 193,68 mm (7-5/8 cala), 177,8 mm (7 cali) i tak dalej.
4. Obudowa olejowa
Gdy odwiert jest wiercony do warstwy docelowej (warstwa zawierająca ropę i gaz), konieczne jest użycie obudowy olejowej do uszczelnienia warstwy ropy i gazu oraz górnych odsłoniętych warstw, a wnętrze obudowy olejowej stanowi warstwę oleju. Obudowa olejowa we wszystkich typach obudowy na najgłębszej głębokości odwiertu, jej właściwości mechaniczne i wymagania dotyczące wydajności uszczelnienia są również najwyższe, zastosowanie gatunku stali K55, N80, P110, Q125, V150 itd. Główne specyfikacje obudowy formacji to: 177,8 mm (7 cali), 168,28 mm (6-5/8 cala), 139,7 mm (5-1/2 cala), 127 mm (5 cali), 114,3 mm (4-1/2 cala) itd. Obudowa jest najgłębsza spośród wszystkich rodzajów odwiertów, a jej wydajność mechaniczna i wydajność uszczelnienia są najwyższe.
V.Rura wiertnicza
1. Klasyfikacja i rola rur do narzędzi wiertniczych
Kwadratowa rura wiertnicza, rura wiertnicza, obciążona rura wiertnicza i kołnierz wiertniczy w narzędziach wiertniczych tworzą rurę wiertniczą. Rura wiertnicza jest rdzeniowym narzędziem wiertniczym, które napędza wiertło z ziemi do dna odwiertu, a także jest kanałem z ziemi do dna odwiertu. Ma trzy główne role: ① przenoszenie momentu obrotowego w celu napędzania wiertła do wiercenia; ② poleganie na własnym ciężarze, aby wywierać nacisk na wiertło, aby rozbić skałę na dnie odwiertu; ③ transportowanie płynu płuczącego odwiert, to jest płuczki wiertniczej przez ziemię za pomocą wysokociśnieniowych pomp płuczkowych, do otworu wiertniczego kolumny wiertniczej, aby spłynął na dno odwiertu w celu wypłukania gruzu skalnego i schłodzenia wiertła, a także przetransportowania gruzu skalnego przez przestrzeń pierścieniową między zewnętrzną powierzchnią kolumny a ścianą odwiertu, aby powrócić do ziemi, tak aby osiągnąć cel wiercenia odwiertu. Rura wiertnicza w procesie wiercenia musi wytrzymać szereg złożonych obciążeń zmiennych, takich jak rozciąganie, ściskanie, skręcanie, zginanie i inne naprężenia. Jej powierzchnia wewnętrzna jest również narażona na szorowanie płuczką wiertniczą pod wysokim ciśnieniem i korozję.
(1) kwadratowa rura wiertnicza: kwadratowa rura wiertnicza ma dwa rodzaje typu czworokątnego i sześciokątnego, chińskie pręty wiertnicze do wiercenia ropy naftowej, każdy zestaw kolumn wiertniczych zwykle wykorzystuje rurę wiertniczą typu czworokątnego. Jego specyfikacje to: 63,5 mm (2-1/2 cala), 88,9 mm (3-1/2 cala), 107,95 mm (4-1/4 cala), 133,35 mm (5-1/4 cala), 152,4 mm (6 cali) itd. Zwykle stosowana długość wynosi 12~14,5 m.
(2) Rura wiertnicza: Rura wiertnicza jest głównym narzędziem do wiercenia studni, podłączona do dolnego końca kwadratowej rury wiertniczej, a w miarę pogłębiania się studni wiertniczej rura wiertnicza wydłuża kolumnę wiertniczą jedna po drugiej. Specyfikacje rury wiertniczej to: 60,3 mm (2-3/8 cala), 73,03 mm (2-7/8 cala), 88,9 mm (3-1/2 cala), 114,3 mm (4-1/2 cala), 127 mm (5 cali), 139,7 mm (5-1/2 cala) i tak dalej.
(3) Obciążona rura wiertnicza: Obciążona rura wiertnicza to narzędzie przejściowe łączące rurę wiertniczą z kołnierzem wiertniczym, które może poprawić stan siły rury wiertniczej, a także zwiększyć ciśnienie na wiertło. Główne specyfikacje obciążonej rury wiertniczej to 88,9 mm (3-1/2 cala) i 127 mm (5 cali).
(4) Kołnierz wiertniczy: kołnierz wiertniczy jest połączony z dolną częścią rury wiertniczej, która jest specjalną grubościenną rurą o dużej sztywności, wywierającą nacisk na wiertło w celu rozbicia skały i może odgrywać rolę prowadzącą podczas wiercenia prostych odwiertów. Typowe specyfikacje kołnierza wiertniczego to: 158,75 mm (6-1/4 cala), 177,85 mm (7 cali), 203,2 mm (8 cali), 228,6 mm (9 cali) itd.
V. Rura przewodowa
1. Klasyfikacja rur przewodowych
Rury przewodowe są używane w przemyśle naftowym i gazowym do transportu ropy naftowej, rafinowanej ropy naftowej, gazu ziemnego i rurociągów wodnych ze stalowymi rurami w skrócie. Transport ropy naftowej i gazu ziemnego jest podzielony głównie na główne rurociągi, odgałęzienia i miejskie sieci rurociągów trzy rodzaje, główny rurociąg przesyłowy o typowych specyfikacjach dla ∮ 406 ~ 1219 mm, grubość ścianki 10 ~ 25 mm, gatunek stali X42 ~ X80; odgałęzienia i miejskie sieci rurociągów o typowych specyfikacjach dla # 114 ~ 700 mm, grubość ścianki 6 ~ 20 mm, gatunek stali X42 ~ X80. Typowe specyfikacje dla rurociągów zasilających i miejskich to 114-700 mm, grubość ścianki 6-20 mm, gatunek stali X42-X80.
Rury przewodowe posiadają spawane rury stalowe, a także bezszwowe rury stalowe, przy czym rury spawane są stosowane częściej niż rury stalowe bez szwu.
2、Standardowa rura przewodowa
Normą dla rur przewodowych jest API 5L „specyfikacja rur stalowych rurociągowych”, ale Chiny w 1997 r. ogłosiły dwie normy krajowe dla rur rurociągowych: GB/T9711.1-1997 „Przemysł naftowy i gazowy, pierwsza część warunków technicznych dostawy rur stalowych: rury stalowe klasy A” i GB/T9711.2-1997 „Przemysł naftowy i gazowy, druga część warunków technicznych dostawy rur stalowych: rury stalowe klasy B”. Rura stalowa”, te dwie normy są równoważne z API 5L, wielu krajowych użytkowników wymaga dostarczenia tych dwóch norm krajowych.
3. Informacje o PSL1 i PSL2
PSL to skrót od poziomu specyfikacji produktu. Poziom specyfikacji produktu rur przewodowych dzieli się na PSL1 i PSL2, można również powiedzieć, że poziom jakości dzieli się na PSL1 i PSL2. PSL1 jest wyższy niż PSL2, 2 poziom specyfikacji to nie tylko inne wymagania testowe, a wymagania dotyczące składu chemicznego, właściwości mechanicznych są różne, więc zgodnie z zamówieniem API 5L warunki umowy oprócz określenia specyfikacji, gatunku stali i innych wspólnych wskaźników, ale także muszą wskazywać poziom specyfikacji produktu, czyli PSL1 lub PSL2.
Norma PSL2 pod względem składu chemicznego, wytrzymałości na rozciąganie, udarności, badań nieniszczących i innych wskaźników jest bardziej rygorystyczna niż norma PSL1.
4、gatunek stali i skład chemiczny rur rurociągowych
Gatunki stali na rury przewodowe od najniższej do najwyższej dzielą się na: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 i X80.
5. Wymagania dotyczące ciśnienia wody w rurociągach i nieniszczących elementów
Rurociągi przewodowe powinny być poddawane próbie hydraulicznej gałąź po gałęzi, a norma nie zezwala na nieniszczące generowanie ciśnienia hydraulicznego, co stanowi dużą różnicę między normą API a naszymi normami.
PSL1 nie wymaga badań nieniszczących, PSL2 powinno wymagać badań nieniszczących gałąź po gałęzi.
VI.Połączenie Premium
1. Wprowadzenie połączenia Premium
Specjalna klamra różni się od gwintu API specjalną strukturą gwintu rurowego. Chociaż istniejąca obudowa olejowa z gwintem API jest szeroko stosowana w eksploatacji odwiertów naftowych, jej wady są wyraźnie widoczne w szczególnym środowisku niektórych pól naftowych: okrągła kolumna rurowa z gwintem API, chociaż jej właściwości uszczelniające są lepsze, siła rozciągająca przenoszona przez część gwintowaną jest równa tylko 60% do 80% wytrzymałości korpusu rury, więc nie może być stosowana w eksploatacji głębokich odwiertów; kolumna rurowa z gwintem trapezowym z odchyleniem API, wytrzymałość na rozciąganie części gwintowanej jest równa tylko wytrzymałości korpusu rury, więc nie może być stosowana w głębokich odwiertach; kolumna rurowa z gwintem trapezowym z odchyleniem API, jej wytrzymałość na rozciąganie nie jest dobra. Chociaż wytrzymałość na rozciąganie kolumny jest znacznie wyższa niż w przypadku połączenia z gwintem okrągłym API, jej wytrzymałość na rozciąganie nie jest zbyt dobra, więc nie może być stosowana w eksploatacji odwiertów gazowych wysokociśnieniowych; Ponadto smar do gwintów może spełniać swoją funkcję wyłącznie w środowisku o temperaturze poniżej 95℃, dlatego nie można go stosować przy eksploatacji odwiertów o wysokiej temperaturze.
W porównaniu ze złączami z gwintem okrągłym API i częściowo trapezowym, Premium Connection poczyniło przełomowy postęp w następujących aspektach:
(1) dobre uszczelnienie dzięki zastosowaniu elastycznej i metalowej struktury uszczelniającej, tak aby opór uszczelnienia gazowego połączenia osiągnął granicę wytrzymałości korpusu rury w granicach ciśnienia granicznego;
(2) wysoka wytrzymałość połączenia, dzięki połączeniu Premium Connection obudowy olejowej wytrzymałość połączenia osiąga lub przekracza wytrzymałość korpusu rury, co zasadniczo rozwiązuje problem poślizgu;
(3) dzięki doborowi materiałów i udoskonaleniu procesu obróbki powierzchni, problem zacinania się nici został zasadniczo rozwiązany;
(4) poprzez optymalizację konstrukcji, tak aby rozkład naprężeń w połączeniach był bardziej rozsądny, bardziej sprzyjający odporności na korozję naprężeniową;
(5) poprzez konstrukcję barku o rozsądnej konstrukcji, dzięki czemu operacja zapinania klamry jest łatwiejsza do wykonania.
Obecnie na świecie opracowano ponad 100 rodzajów połączeń Premium Connections opartych na opatentowanej technologii.
Czas publikacji: 21-02-2024