Rury OCTGwykorzystywane są głównie do wiercenia odwiertów ropy i gazu oraz transportu ropy i gazu.Obejmuje rury wiertnicze, osłony olejowe i rury ekstrakcyjne ropy.Rury OCTGsłużą głównie do łączenia kołnierzy wiertniczych i wierteł oraz przenoszenia mocy wiercenia.Obudowa naftowa służy głównie do podparcia odwiertu podczas wiercenia i po jego zakończeniu, aby zapewnić normalne działanie całego odwiertu naftowego podczas procesu wiercenia i po jego zakończeniu.Ropa i gaz na dnie odwiertu są transportowane na powierzchnię głównie rurą tłoczącą ropę.
Obudowa naftowa jest ratunkiem dla utrzymania funkcjonowania szybów naftowych.Ze względu na różne warunki geologiczne stan naprężeń pod ziemią jest złożony, a łączne działanie naprężeń rozciągających, ściskających, zginających i skręcających działających na korpus obudowy stawia wysokie wymagania co do jakości samego płaszcza.Uszkodzenie samej obudowy z jakiegoś powodu może prowadzić do ograniczenia produkcji lub nawet złomowania całego odwiertu.
W zależności od wytrzymałości samej stali, obudowę można podzielić na różne gatunki stali, mianowicie J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150 itp. Zastosowany gatunek stali różni się w zależności od stanu odwiertu i głębokość.W środowiskach korozyjnych wymagane jest również, aby sama obudowa była odporna na korozję.Na obszarach o skomplikowanych warunkach geologicznych wymagane jest również, aby obudowa posiadała właściwości zapobiegające zapadaniu się.
I.podstawowa wiedza na temat rur OCTG
1. Terminy specjalistyczne związane z objaśnieniami rur naftowych
API: to skrót od American Petroleum Institute.
OCTG: Jest to skrót od Oil Country Tubular Goods, co oznacza rury specyficzne dla ropy naftowej, w tym wykończoną obudowę oleju, rurę wiertniczą, kołnierze wiertnicze, obręcze, krótkie złącza i tak dalej.
Rury naftowe: Rury stosowane w odwiertach naftowych do wydobycia ropy naftowej, ekstrakcji gazu, wtryskiwania wody i szczelinowania kwasowego.
Obudowa: rura opuszczana z powierzchni ziemi do wywierconego otworu wiertniczego jako wykładzina zapobiegająca zawaleniu się ściany studni.
Rura wiertnicza: Rura używana do wiercenia otworów wiertniczych.
Rura przewodowa: Rura używana do transportu ropy lub gazu.
Pierścienie zabezpieczające: Cylindry używane do łączenia dwóch rur gwintowanych z gwintami wewnętrznymi.
Materiał złącza: Rura używana do produkcji złączek.
Gwinty API: Gwinty rurowe określone przez normę API 5B, w tym okrągłe gwinty rur olejowych, krótkie okrągłe gwinty obudowy, długie okrągłe gwinty obudowy, przesunięte gwinty trapezowe obudowy, gwinty rur przewodowych i tak dalej.
Specjalna klamra: gwinty inne niż API ze specjalnymi właściwościami uszczelniającymi, właściwościami połączeniowymi i innymi właściwościami.
Awaria: deformacja, pęknięcie, uszkodzenie powierzchni i utrata pierwotnej funkcji w określonych warunkach pracy.Główne formy uszkodzeń osłony olejowej to: wytłaczanie, poślizg, pęknięcie, wyciek, korozja, wiązanie, zużycie i tak dalej.
2, Normy związane z ropą naftową
API 5CT: Specyfikacja obudów i rurek (obecnie najnowsza wersja 8. edycji)
API 5D: Specyfikacja rury wiertniczej (najnowsza wersja wydania 5)
API 5L: specyfikacja rur stalowych rurociągów (najnowsza wersja 44. wydania)
API 5B: Specyfikacja obróbki, pomiarów i kontroli gwintów obudowy, rury olejowej i rury przewodowej
GB/T 9711.1-1997: Warunki techniczne dostawy rur stalowych do transportu przemysłu naftowego i gazowego Część 1: Rury stalowe klasy A
GB/T9711.2-1999: Warunki techniczne dostawy rur stalowych do transportu przemysłu naftowego i gazowego Część 2: Rury stalowe klasy B
GB/T9711.3-2005: Warunki techniczne dostawy rur stalowych do transportu przemysłu naftowego i gazu ziemnego Część 3: Rura stalowa klasy C
Ⅱ.Rura olejowa
1. Klasyfikacja rur naftowych
Rury olejowe dzielą się na rury niespękane (NU), rury ze spękaniem zewnętrznym (EU) i rury ze złączem integralnym.Rurka niespękana oznacza koniec rury, który jest gwintowany bez pogrubienia i wyposażony w złączkę.Zewnętrzna rura spękana odnosi się do dwóch końców rur, które zostały pogrubione zewnętrznie, a następnie gwintowane i wyposażone w zaciski.Zintegrowana rura łącząca odnosi się do rury, która jest połączona bezpośrednio bez złączki, z jednym końcem gwintowanym przez wewnętrznie pogrubiony gwint zewnętrzny, a drugi koniec gwintowany przez zewnętrznie pogrubiony gwint wewnętrzny.
2.Rola rurek
①, wydobycie ropy i gazu: po wywierceniu i zacementowaniu odwiertów naftowych i gazowych, rurę umieszcza się w obudowie naftowej w celu wydobycia ropy i gazu na ziemię.
②, wtrysk wody: gdy ciśnienie w odwiercie nie jest wystarczające, wstrzyknij wodę do studni przez rurkę.
③, Wtrysk pary: W procesie termicznego odzyskiwania gęstej ropy, para ma być wprowadzana do odwiertu za pomocą izolowanych rur naftowych.
(iv) Zakwaszanie i szczelinowanie: Na późnym etapie wiercenia odwiertów lub w celu usprawnienia wydobycia odwiertów ropy i gazu konieczne jest wprowadzenie czynnika zakwaszającego i szczelinującego lub materiału utwardzającego do warstwy ropy i gazu, a medium i utwardzacz transportowany jest rurą olejową.
3. Gatunek stali rury olejowej
Gatunki stali rur olejowych to: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 dzieli się na N80-1 i N80Q, oba mają takie same właściwości rozciągające, dwie różnice to różnice w stanie dostawy i udarności, dostawa N80-1 w stanie znormalizowanym lub gdy końcowa temperatura walcowania jest większa niż temperatura temperatura krytyczna Ar3 i redukcja naprężenia po schłodzeniu powietrzem i mogą być wykorzystane do znalezienia alternatyw dla normalizowania walcowania na gorąco, nie są wymagane badania udarowe i nieniszczące;N80Q należy poddać obróbce cieplnej (hartowanie i odpuszczanie). Obróbka cieplna, funkcja udarności powinna być zgodna z postanowieniami API 5CT i powinna obejmować badania nieniszczące.
L80 dzieli się na L80-1, L80-9Cr i L80-13Cr.Ich właściwości mechaniczne i stan dostawy są takie same.Różnice w zastosowaniu, trudności w produkcji i cena, L80-1 dla typu ogólnego, L80-9Cr i L80-13Cr to rury o wysokiej odporności na korozję, trudne w produkcji, drogie, zwykle używane do ciężkich odwiertów korozyjnych.
C90 i T95 dzielą się na typ 1 i typ 2, czyli C90-1, C90-2 i T95-1, T95-2.
4. Powszechnie używany gatunek stali, gatunek i stan dostawy rury olejowej
Gatunek stali. Stan dostawy
Rura olejowa J55 Płaska rura olejowa 37Mn5: walcowana na gorąco zamiast normalizowanej
Pogrubiona rura olejowa: na całej długości znormalizowana po zagęszczeniu.
Rura N80-1 36Mn2V Rura płaska: walcowana na gorąco zamiast normalizowanej
Pogrubiona rura olejowa: na całej długości znormalizowana po zagęszczeniu
Rura olejowa N80-Q 30Mn5 na całej długości, hartowana
Rura olejowa L80-1, hartowana na całej długości, 30Mn5
Rura olejowa P110, hartowana na całej długości, 25CrMnMo
Złącze J55 37Mn5 walcowane na gorąco, normalizacja on-line
Złącze N80 28MnTiB do odpuszczania na całej długości
Złącze L80-1 28MnTiB do odpuszczania na całej długości
Zaciski P110 25CrMnMo na całej długości, hartowane
Ⅲ.Obudowa
1、Kategoryzacja i rola osłonki
Obudowa to stalowa rura podtrzymująca ścianę szybów naftowych i gazowych.W każdym odwiercie stosuje się kilka warstw obudowy, w zależności od głębokości wiercenia i warunków geologicznych.Cement służy do cementowania obudowy po jej opuszczeniu do odwiertu i w przeciwieństwie do rur naftowych i rur wiertniczych nie nadaje się do ponownego wykorzystania i należy do materiałów jednorazowego użytku.Dlatego zużycie osłony stanowi ponad 70% wszystkich rur naftowych.Obudowy można podzielić na: osłony przewodowe, obudowy powierzchniowe, obudowy techniczne i obudowy naftowe w zależności od ich zastosowania, a ich budowę w szybach naftowych pokazano na poniższym rysunku.
2.Obudowa przewodu
używany głównie do wierceń w oceanie i na pustyni w celu oddzielenia wody morskiej i 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: Służy głównie do pierwszego wiercenia, wiercenia powierzchni luźnych warstw do podłoża skalnego, aby uszczelnić tę część warstw przed zapadnięciem się, należy ją uszczelnić otuliną powierzchniową.Główne specyfikacje obudowy powierzchniowej: 508 mm (20 cali), 406,4 mm (16 cali), 339,73 mm (13-3/8 cali), 273,05 mm (10-3/4 cali), 244,48 mm (9-5/9 cali) itp. Głębokość rury opuszczającej zależy od głębokości miękkiej formacji.Głębokość dolnej rury zależy od głębokości luźnej warstwy, która zazwyczaj wynosi 80 ~ 1500 m.Jego ciśnienie zewnętrzne i wewnętrzne nie jest duże i ogólnie przyjmuje gatunek stali K55 lub gatunek stali N80.
3.Obudowa techniczna
Obudowa techniczna stosowana jest w procesie wiercenia skomplikowanych formacji.W przypadku napotkania skomplikowanych części, takich jak warstwa zapadnięta, warstwa oleju, warstwa gazu, warstwa wody, warstwa wycieku, warstwa pasty solnej itp., konieczne jest odłożenie obudowy technicznej w celu jej uszczelnienia, w przeciwnym razie wiercenie nie będzie możliwe.Niektóre studnie są głębokie i złożone, a głębokość studni sięga tysięcy metrów, w tego rodzaju studniach głębinowych należy umieścić kilka warstw obudowy technicznej, jej właściwości mechaniczne i wymagania dotyczące szczelności są bardzo wysokie, zastosowanie gatunków stali jest również wyższe, oprócz K55, częściej stosuje się gatunki N80 i P110, w niektórych studniach głębinowych wykorzystuje się również gatunki Q125 lub nawet wyższe gatunki inne niż API, takie jak V150.główne specyfikacje obudowy technicznej to: 339,73 Główne specyfikacje obudowy technicznej są następujące: 339,73 mm (13-3/8 cali), 273,05 mm (10-3/4 cali), 244,48 mm (9-5/8 cali), 219,08 mm (8-5/8 cali), 193,68 mm (7-5/8 cali), 177,8 mm (7 cali) i tak dalej.
4. Osłona olejowa
W przypadku wiercenia odwiertu do warstwy docelowej (warstwy zawierającej ropę i gaz) konieczne jest zastosowanie płaszcza olejowego w celu uszczelnienia warstwy ropy i gazu oraz górnych warstw odsłoniętych, a wnętrze płaszcza olejowego stanowi warstwa ropy .Obudowa olejowa we wszystkich typach obudów na najgłębszej głębokości odwiertu, jej właściwości mechaniczne i wymagania dotyczące uszczelnienia są również najwyższe, zastosowanie stali gatunku K55, N80, P110, Q125, V150 i tak dalej.Główne specyfikacje obudowy formacyjnej to: 177,8 mm (7 cali), 168,28 mm (6-5/8 cali), 139,7 mm (5-1/2 cali), 127 mm (5 cali), 114,3 mm (4-1/2 cali) itp. Obudowa jest najgłębsza ze wszystkich rodzajów studni, a jej właściwości mechaniczne i właściwości uszczelniające są najwyższe.
V.Wywiercić rurę
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 to narzędzie do wiercenia rdzeniowego, które napędza wiertło z gruntu na dno studni, a także stanowi kanał biegnący z gruntu na dno studni.Pełni trzy główne role: ① przenoszenie momentu obrotowego w celu napędzania wiertła do wiercenia;② poleganie na własnym ciężarze w celu wywarcia nacisku na wiertło w celu rozbicia skały na dnie odwiertu;③ przetłaczanie płynu płuczącego, czyli płuczki wiertniczej przez grunt, poprzez wysokociśnieniowe pompy płuczkowe, do otworu wiertniczego kolumny wiertniczej w celu spłynięcia na dno odwiertu w celu wypłukania rumowiska skalnego i ochłodzenia wiertła, i przenoszą gruz skalny przez pierścieniową przestrzeń pomiędzy zewnętrzną powierzchnią kolumny a ścianą odwiertu, aby powrócić na ziemię, aby osiągnąć cel wiercenia odwiertu.Rura wiertnicza w procesie wiercenia wytrzymuje różnorodne złożone obciążenia zmienne, takie jak rozciąganie, ściskanie, skręcanie, zginanie i inne naprężenia. Wewnętrzna powierzchnia jest również narażona na szorowanie i korozję błotem pod wysokim ciśnieniem.
(1) kwadratowa rura wiertnicza: kwadratowa rura wiertnicza ma dwa rodzaje czworokątnych i sześciokątnych, chiński żerdź wiertnicza w każdym zestawie kolumn wiertniczych zwykle wykorzystuje czworokątną rurę wiertniczą.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) i Wkrótce.Zwykle stosowana długość wynosi 12 ~ 14,5 m.
(2) Rura wiertnicza: Rura wiertnicza jest głównym narzędziem do wiercenia studni, połączona z dolnym końcem kwadratowej rury wiertniczej, a w miarę dalszego pogłębiania się studni, rura wiertnicza jedna po drugiej wydłuża kolumnę wiertniczą.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) Rura wiertnicza z obciążeniem: Rura wiertnicza z obciążeniem to narzędzie przejściowe łączące rurę wiertniczą z kołnierzem wiertniczym, które może poprawić stan siły rury wiertniczej, a także zwiększyć nacisk na wiertło.Główne specyfikacje ważonej rury wiertniczej to 88,9 mm (3-1/2 cala) i 127 mm (5 cali).
(4) Pierścień 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 przewodnią podczas wiercenie prostych studni.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) i tak dalej.
V. Rura przewodowa
1, Klasyfikacja rur przewodowych
Rura przewodowa stosowana jest w przemyśle naftowym i gazowym do transportu rurociągów ropy naftowej, rafinowanej ropy naftowej, gazu ziemnego i wody za pomocą rur stalowych.Transport rurociągami naftowymi i gazowymi dzieli się głównie na trzy rodzaje rurociągów głównych, rurociągów odgałęzionych i sieci rurociągów miejskich, główną linię przesyłową rurociągów o zwykłych specyfikacjach dla ∮ 406 ~ 1219 mm, grubość ścianki 10 ~ 25 mm, gatunek stali X42 ~ X80;Rurociąg odgałęziony i rurociąg sieci miejskiej o typowych specyfikacjach dla # 114 ~ 700 mm, grubość ścianki 6 ~ 20 mm, gatunek stali X42 ~ X80.Typowe specyfikacje dla rurociągów zasilających i rurociągów miejskich to 114-700 mm, grubość ścianki 6-20 mm, gatunek stali X42-X80.
Rura przewodowa ma spawaną rurę stalową, ma również rurę stalową bez szwu, spawana rura stalowa jest używana częściej niż rura stalowa bez szwu.
2, Standard rury przewodowej
Standardem rur przewodowych jest API 5L „Specyfikacja rur stalowych rurociągów”, ale w Chinach w 1997 r. opublikowano dwie normy krajowe dotyczące rur rurociągowych: GB/T9711.1-1997 „Przemysł naftowy i gazowy, pierwsza część warunków technicznych dostawy rur stalowych : Rura stalowa klasy A” oraz GB/T9711.2-1997 „Przemysł naftowy i gazowy, druga część warunków technicznych dostawy rur stalowych: Rura stalowa klasy B”.Steel Pipe”, te dwie normy są równoważne API 5L, wielu użytkowników domowych wymaga dostarczenia tych dwóch norm krajowych.
3. O PSL1 i PSL2
PSL to skrót oznaczający poziom specyfikacji produktu.Poziom specyfikacji produktów rur liniowych jest podzielony na PSL1 i PSL2, można również powiedzieć, że poziom jakości jest podzielony na PSL1 i PSL2.PSL1 jest wyższy niż PSL2, drugi poziom specyfikacji to nie tylko inne wymagania testowe, a skład chemiczny i wymagania dotyczące właściwości mechanicznych są różne, więc zgodnie z zamówieniem API 5L, warunki umowy oprócz określenia specyfikacji, gatunku stali i inne wspólne wskaźniki, ale musi także wskazywać poziom specyfikacji produktu, czyli PSL1 lub PSL2.
PSL2 pod względem składu chemicznego, właściwości rozciągających, siły uderzenia, badań nieniszczących i innych wskaźników jest bardziej rygorystyczny niż PSL1.
4, gatunek stali i skład chemiczny rur rurociągowych
Gatunki stali rur przewodowych od niskiego do wysokiego dzielą się na: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 i X80.
5, ciśnienie wody w rurze przewodowej i wymagania nieniszczące
Rurę przewodową należy wykonywać odgałęzienie po odgałęzieniu, a norma nie pozwala na nieniszczące wytwarzanie ciśnienia hydraulicznego, co również stanowi dużą różnicę między standardem API a naszymi standardami.
PSL1 nie wymaga badań nieniszczących, PSL2 powinien obejmować badania nieniszczące gałąź po gałęzi.
VI.Połączenie Premium
1. Wprowadzenie połączenia premium
Specjalna klamra różni się od gwintu API specjalną strukturą gwintu rurowego.Chociaż istniejąca gwintowana obudowa olejowa API jest szeroko stosowana w eksploatacji odwiertów naftowych, jej wady są wyraźnie widoczne w specjalnym środowisku niektórych pól naftowych: kolumna z okrągłymi rurami gwintowanymi API, chociaż jej właściwości uszczelniające są lepsze, siła rozciągająca przenoszona przez gwint część odpowiada jedynie 60% do 80% wytrzymałości korpusu rury, dlatego nie można jej stosować w eksploatacji studni głębinowych;kolumna z rurą gwintowaną trapezową z gwintem API, wytrzymałość na rozciąganie części gwintowanej jest równa jedynie wytrzymałości korpusu rury, dlatego nie można jej stosować w głębokich studniach;Kolumna z gwintem trapezowym z gwintem API, jej wytrzymałość na rozciąganie nie jest dobra.Chociaż wytrzymałość kolumny na rozciąganie jest znacznie wyższa niż w przypadku połączenia z gwintem okrągłym API, jej właściwości uszczelniające nie są zbyt dobre, dlatego nie można jej stosować w eksploatacji odwiertów gazu wysokociśnieniowego;ponadto smar gwintowany może spełniać swoją rolę jedynie w środowisku o temperaturze poniżej 95℃, dlatego nie może być stosowany w eksploatacji odwiertów wysokotemperaturowych.
W porównaniu z okrągłym gwintem API i częściowym połączeniem z gwintem trapezowym, połączenie Premium poczyniło przełomowe postępy w następujących aspektach:
(1) dobre uszczelnienie dzięki konstrukcji elastycznej i metalowej konstrukcji uszczelniającej, tak że opór uszczelniania gazu złącza osiąga granicę korpusu rury w granicach ciśnienia plastyczności;
(2) wysoka wytrzymałość połączenia, w przypadku połączenia Premium Connection obudowy olejowej wytrzymałość połączenia osiąga lub przekracza wytrzymałość korpusu rury, aby zasadniczo rozwiązać problem poślizgu;
(3) poprzez dobór materiału i ulepszenie procesu obróbki powierzchni zasadniczo rozwiązano problem zaklejania się klamry;
(4) poprzez optymalizację konstrukcji, tak aby rozkład naprężeń w połączeniu był bardziej rozsądny i sprzyjał odporności na korozję naprężeniową;
(5) poprzez konstrukcję ramion o rozsądnej konstrukcji, dzięki czemu operacja klamry jest łatwiejsza do przeprowadzenia.
Obecnie na świecie opracowano ponad 100 rodzajów połączeń Premium z opatentowaną technologią.
Czas publikacji: 21 lutego 2024 r