لوله های OCTGعمدتا برای حفاری چاه های نفت و گاز و حمل و نقل نفت و گاز استفاده می شود.این شامل لوله‌های حفاری نفت، محفظه‌های نفت و لوله‌های استخراج نفت است.لوله های OCTGعمدتا برای اتصال یقه های مته و مته ها و انتقال قدرت حفاری استفاده می شود.پوشش نفتی عمدتاً برای پشتیبانی از سوراخ چاه در حین حفاری و پس از اتمام، برای اطمینان از عملکرد طبیعی کل چاه نفت در طول فرآیند حفاری و پس از اتمام استفاده می شود.نفت و گاز در کف چاه نفت عمدتاً توسط لوله پمپاژ نفت به سطح منتقل می شود.
پوشش نفت راه نجات برای حفظ عملکرد چاه های نفت است.به دلیل شرایط مختلف زمین شناسی، وضعیت تنش زیرزمینی پیچیده است و اثرات ترکیبی کشش، فشار، خمش و تنش پیچشی روی بدنه پوشش، الزامات بالایی را برای کیفیت خود پوشش ایجاد می کند.هنگامی که بدنه به دلایلی آسیب ببیند، ممکن است منجر به کاهش تولید و یا حتی از بین رفتن کل چاه شود.
با توجه به استحکام خود فولاد، پوشش را می توان به گریدهای فولادی مختلف، یعنی J55، K55، N80، L80، C90، T95، P110، Q125، V150 و غیره تقسیم کرد. عیار فولاد مورد استفاده بسته به شرایط چاه متفاوت است. و عمقدر محیط های خورنده نیز لازم است که بدنه خود دارای مقاومت در برابر خوردگی باشد.در مناطقی با شرایط پیچیده زمین شناسی نیز لازم است که پوشش دارای عملکرد ضد ریزش باشد.
I. دانش اولیه OCTG Pipe
1. توضیحات تخصصی مربوط به لوله نفت
API: مخفف American Petroleum Institute است.
OCTG: مخفف Oil Country Tubular Goods است که به معنای لوله مخصوص روغن شامل پوشش روغن تمام شده، لوله مته، یقه مته، حلقه، اتصال کوتاه و غیره است.
لوله نفت: لوله هایی که در چاه های نفت برای استخراج نفت، استخراج گاز، تزریق آب و شکستگی اسید استفاده می شود.
پوشش: لوله ای که از سطح زمین به داخل گمانه حفر شده به عنوان آستر برای جلوگیری از ریزش دیواره چاه پایین می آید.
لوله حفاری: لوله ای که برای حفاری گمانه استفاده می شود.
لوله خط: لوله ای که برای انتقال نفت یا گاز استفاده می شود.
دایره ها: سیلندرهایی که برای اتصال دو لوله رزوه دار با رزوه های داخلی استفاده می شوند.
مواد کوپلینگ: لوله ای که برای ساخت کوپلینگ استفاده می شود.
رزوه های API: رزوه های لوله مشخص شده توسط استاندارد API 5B، از جمله رزوه های گرد لوله نفت، رزوه های گرد کوتاه، رزوه های گرد دراز، رزوه های ذوزنقه ای افست بدنه، رزوه های لوله خط و غیره.
سگک مخصوص: رزوه های غیر API با خواص آب بندی خاص، خواص اتصال و سایر خواص.
شکست: تغییر شکل، شکستگی، آسیب سطحی و از دست دادن عملکرد اصلی تحت شرایط خاص خدمات.اشکال اصلی خرابی پوشش روغن عبارتند از: اکستروژن، لغزش، پارگی، نشت، خوردگی، اتصال، سایش و غیره.
2- استانداردهای مربوط به نفت
API 5CT: مشخصات پوشش و لوله (در حال حاضر آخرین نسخه نسخه هشتم)
API 5D: مشخصات لوله حفاری (آخرین نسخه نسخه پنجم)
API 5L: مشخصات لوله فولادی خط لوله (آخرین نسخه نسخه 44)
API 5B: مشخصات ماشینکاری، اندازه گیری و بازرسی پوشش، لوله نفت و رزوه های لوله خط
GB/T 9711.1-1997: شرایط فنی برای تحویل لوله های فولادی برای حمل و نقل صنعت نفت و گاز قسمت 1: لوله های فولادی درجه A
GB/T9711.2-1999: شرایط فنی تحویل لوله های فولادی برای حمل و نقل صنعت نفت و گاز قسمت 2: لوله های فولادی درجه B
GB/T9711.3-2005: شرایط فنی تحویل لوله های فولادی برای حمل و نقل صنعت نفت و گاز طبیعی قسمت 3: لوله فولادی درجه C
Ⅱ.لوله نفت
1. طبقه بندی لوله های نفت
لوله‌های روغن به لوله‌های غیرآشفته (NU)، لوله‌های خروجی (EU) و لوله‌های مفصلی یکپارچه تقسیم می‌شوند.لوله‌های بدون ناراحتی به انتهای لوله‌ای اطلاق می‌شود که بدون ضخیم شدن رزوه شده و مجهز به کوپلینگ است.لوله اکسترنال Upset به دو انتهای لوله اطلاق می شود که از بیرون ضخیم شده، سپس رزوه شده و با گیره نصب شده اند.لوله اتصال یکپارچه به لوله‌ای اطلاق می‌شود که مستقیماً بدون کوپلینگ متصل می‌شود، یک سر آن از طریق یک رزوه خارجی ضخیم‌شده داخلی و انتهای دیگر از طریق یک رزوه داخلی ضخیم‌شده خارجی رزوه می‌شود.
2. نقش لوله
① استخراج نفت و گاز: پس از حفاری چاه های نفت و گاز و سیمان کاری، لوله در محفظه نفت قرار می گیرد تا نفت و گاز به زمین استخراج شود.
②، تزریق آب: هنگامی که فشار سوراخ کافی نیست، آب را از طریق لوله به چاه تزریق کنید.
③، تزریق بخار: در فرآیند بازیابی حرارتی روغن غلیظ، بخار باید با لوله های نفت عایق شده به چاه وارد شود.
(iv) اسیدی شدن و شکستگی: در مرحله آخر حفاری چاه یا به منظور بهبود تولید چاه های نفت و گاز، لازم است که محیط اسیدی و شکستگی یا مواد پخت را به لایه نفت و گاز وارد کرد و محیط و مواد پخت از طریق لوله روغن منتقل می شوند.
3. فولاد درجه لوله نفت
گریدهای فولادی لوله روغن عبارتند از: H40، J55، N80، L80، C90، T95، P110.
N80 به N80-1 و N80Q تقسیم می شود، این دو ویژگی کششی یکسان هستند، دو تفاوت عبارتند از وضعیت تحویل و تفاوت عملکرد ضربه، تحویل N80-1 توسط حالت عادی یا زمانی که دمای نورد نهایی بیشتر از دمای بحرانی Ar3 و کاهش تنش پس از خنک شدن هوا، و می توان برای یافتن جایگزین هایی برای عادی سازی نورد گرم استفاده کرد، آزمایش ضربه ای و غیر مخرب مورد نیاز نیست.N80Q باید تمپر شود (کوئنچ و تمپر) عملیات حرارتی، عملکرد ضربه باید مطابق با مفاد API 5CT باشد و باید آزمایش غیر مخرب باشد.
L80 به L80-1، L80-9Cr و L80-13Cr تقسیم می شود.خواص مکانیکی و وضعیت تحویل آنها یکسان است.تفاوت در استفاده، سختی تولید و قیمت، L80-1 برای نوع عمومی، L80- 9Cr و L80-13Cr لوله های مقاوم در برابر خوردگی بالا، سختی تولید، گران، معمولا برای چاه های خوردگی سنگین استفاده می شود.
C90 و T95 به نوع 1 و نوع 2 تقسیم می شوند، یعنی C90-1، C90-2 و T95-1، T95-2.
4. معمولا استفاده می شود درجه فولاد، درجه و وضعیت تحویل لوله نفت
درجه فولاد وضعیت تحویل
لوله روغن J55 لوله روغن تخت 37Mn5: نورد گرم به جای نرمال شده
لوله روغن ضخیم شده: تمام طول پس از ضخیم شدن نرمال می شود.
لوله N80-1 لوله 36Mn2V نوع تخت: نورد گرم به جای معمولی
لوله روغن ضخیم شده: تمام طول پس از ضخیم شدن نرمال می شود
لوله روغن N80-Q 30Mn5 تمپرینگ تمام قد
لوله روغن L80-1 30Mn5 تمپرینگ تمام قد
لوله روغن P110 25CrMnMo تمپرینگ تمام قد
نرمال سازی آنلاین کوپلینگ J55 37Mn5 نورد گرم
کوپلینگ N80 28MnTiB تمپرینگ تمام قد
کوپلینگ L80-1 28MnTiB تمپرینگ تمام قد
گیره های P110 25CrMnMo تمام طول تمپر شده
Ⅲ.پوشش
1- طبقه بندی و نقش پوشش
پوشش یک لوله فولادی است که دیوار چاه های نفت و گاز را نگه می دارد.در هر چاه با توجه به اعماق حفاری و شرایط زمین شناسی مختلف از چند لایه پوشش استفاده می شود.سیمان پس از پایین آمدن بدنه در چاه برای سیمان کاری آن استفاده می شود و برخلاف لوله نفت و لوله حفاری قابل استفاده مجدد نیست و متعلق به مواد مصرفی یکبار مصرف است.بنابراین، مصرف پوشش بیش از 70 درصد از کل لوله های چاه نفت را تشکیل می دهد.روکش ها را می توان با توجه به کاربرد آن به دو دسته مجرای، پوشش سطحی، پوشش فنی و پوشش نفتی طبقه بندی کرد و ساختار آنها در چاه های نفت در تصویر زیر نشان داده شده است.
2. محفظه هادی
عمدتاً برای حفاری در اقیانوس و صحرا برای جدا کردن آب دریا و شن و ماسه برای اطمینان از پیشرفت صاف حفاری استفاده می شود، مشخصات اصلی این لایه 2.casing عبارتند از: Φ762mm(30in)×25.4mm، Φ762mm(30in)×19.06mm.
پوشش سطحی: عمدتاً برای اولین حفاری استفاده می شود، حفاری سطح لایه های سست به سنگ بستر را باز می کند، برای اینکه این قسمت از لایه ها از فروپاشی آب بندی شود، باید با پوشش سطح آب بندی شود.مشخصات اصلی پوشش سطح: 508 میلی متر (20 اینچ)، 406.4 میلی متر (16 اینچ)، 339.73 میلی متر (13-3/8 اینچ)، 273.05 میلی متر (10-3/4 اینچ)، 244.48 میلی متر (9-5/9 اینچ) و غیره. عمق لوله پایین آورنده به عمق سازند نرم بستگی دارد.عمق لوله پایین به عمق لایه شل بستگی دارد که به طور کلی 80 تا 1500 متر است.فشار خارجی و داخلی آن زیاد نیست و به طور کلی از فولاد K55 یا فولاد N80 استفاده می کند.
3. پوشش فنی
پوشش فنی در فرآیند حفاری سازندهای پیچیده استفاده می شود.هنگام مواجهه با قطعات پیچیده مانند لایه فروریخته، لایه نفت، لایه گاز، لایه آب، لایه نشتی، لایه خمیر نمک و غیره، لازم است پوشش فنی را برای آب بندی آن قرار دهید، در غیر این صورت حفاری انجام نمی شود.برخی از چاه‌ها عمیق و پیچیده هستند و عمق چاه به هزاران متر می‌رسد، این نوع چاه‌های عمیق نیاز به پایین انداختن چندین لایه پوشش فنی دارند، خواص مکانیکی و الزامات عملکرد آب‌بندی آن بسیار بالاست، استفاده از گریدهای فولادی همچنین بالاتر، علاوه بر K55، استفاده از گریدهای N80 و P110 بیشتر است، برخی از چاه‌های عمیق نیز در گریدهای Q125 یا حتی بالاتر غیر API مانند V150 استفاده می‌شوند.مشخصات اصلی پوشش فنی عبارتند از: 339.73 مشخصات اصلی پوشش فنی به شرح زیر است: 339.73mm (13-3/8in)، 273.05mm (10-3/4in)، 244.48mm (9-5/8in)، 219.08 میلی متر (8-5/8 اینچ)، 193.68 میلی متر (7-5/8 اینچ)، 177.8 میلی متر (7 اینچ) و غیره.
4. پوشش روغن
هنگامی که چاهی به لایه مقصد (لایه حاوی نفت و گاز) حفر می شود، لازم است از پوشش روغن برای آب بندی لایه نفت و گاز و لایه های در معرض فوقانی استفاده شود و داخل پوشش نفت، لایه نفت است. .پوشش روغن در انواع پوشش در عمیق ترین عمق چاه، خواص مکانیکی آن و الزامات عملکرد آب بندی نیز بالاترین است، استفاده از فولاد درجه K55، N80، P110، Q125، V150 و غیره.مشخصات اصلی پوشش سازند عبارتند از: 177.8 میلی متر (7 اینچ)، 168.28 میلی متر (6-5/8 اینچ)، 139.7 میلی متر (5-1/2 اینچ)، 127 میلی متر (5 اینچ)، 114.3 میلی متر (4-1/2 اینچ)، و غیره پوشش در بین انواع چاه ها عمیق ترین است و عملکرد مکانیکی و آب بندی آن بالاترین است.
V.لوله مته
1- طبقه بندی و نقش لوله برای ابزار حفاری
لوله مته مربعی، لوله مته، لوله مته وزن دار و یقه مته در ابزارهای حفاری لوله مته را تشکیل می دهند.لوله حفاری ابزار حفاری هسته ای است که مته را از زمین به پایین چاه هدایت می کند و همچنین کانالی از زمین به کف چاه است.این سه نقش اصلی دارد: ① انتقال گشتاور برای هدایت مته به مته.② تکیه بر وزن خود برای اعمال فشار بر مته برای شکستن سنگ در کف چاه.③ انتقال مایع شستشوی چاه، یعنی گل حفاری از طریق زمین از طریق پمپ های گل فشار بالا، به داخل گمانه ستون حفاری برای جاری شدن به کف چاه برای شستشوی بقایای سنگ و خنک کردن مته، و بقایای سنگ را از طریق فضای حلقوی بین سطح بیرونی ستون و دیواره چاه حمل می کنند تا به زمین برگردند تا به هدف حفر چاه برسند.لوله مته در فرآیند حفاری برای مقاومت در برابر انواع بارهای متناوب پیچیده، مانند کشش، فشار، پیچش، خمش و تنش های دیگر، سطح داخلی نیز در معرض فشار بالا شسته شدن گل و خوردگی است.
(1) لوله مته مربع: لوله مته مربع دارای دو نوع چهار ضلعی و نوع شش ضلعی است، میله حفاری نفت چین هر مجموعه از ستون مته معمولاً از یک لوله مته نوع چهار ضلعی استفاده می کند.مشخصات آن عبارتند از: 63.5mm (2-1/2in)، 88.9mm (3-1/2in)، 107.95mm (4-1/4in)، 133.35mm (5-1/4in)، 152.4mm (6in) و به زودی.معمولا طول مورد استفاده 12 ~ 14.5 متر است.
(2) لوله حفاری: لوله حفاری ابزار اصلی برای حفاری چاه است که به انتهای پایین لوله حفاری مربعی متصل است و با ادامه عمیق شدن چاه حفاری، لوله حفاری ستون مته را یکی پس از دیگری طولانی تر می کند.مشخصات لوله مته عبارتند از: 60.3mm (2-3/8in)، 73.03mm (2-7/8in)، 88.9mm (3-1/2in)، 114.3mm (4-1/2in)، 127mm (5in) 139.7 میلی متر (5-1/2 اینچ) و غیره.
(3) لوله مته وزنی: لوله مته وزنی یک ابزار انتقالی است که لوله مته و یقه مته را به هم متصل می کند که می تواند وضعیت نیروی لوله مته را بهبود بخشد و همچنین فشار روی مته را افزایش دهد.مشخصات اصلی لوله مته وزن دار 88.9 میلی متر (3-1/2 اینچ) و 127 میلی متر (5 اینچ) است.
(4) یقه مته: یقه مته به قسمت پایینی لوله مته متصل می شود که یک لوله با دیواره ضخیم خاص با استحکام بالا است که برای شکستن سنگ به مته فشار وارد می کند و می تواند نقش هدایت کننده را ایفا کند. حفر چاه مستقیممشخصات رایج یقه مته عبارتند از: 158.75 میلی متر (6-1/4 اینچ)، 177.85 میلی متر (7 اینچ)، 203.2 میلی متر (8 اینچ)، 228.6 میلی متر (9 اینچ) و غیره.
V. لوله خط
1- طبقه بندی لوله های خط
خط لوله در صنعت نفت و گاز برای حمل و نقل خطوط لوله نفت، نفت تصفیه شده، گاز طبیعی و آب با لوله فولادی به طور خلاصه استفاده می شود.حمل و نقل خطوط لوله نفت و گاز به طور عمده به سه نوع خط لوله اصلی، خط لوله شاخه و خط لوله شبکه شهری تقسیم می شود، خط لوله اصلی خط لوله با مشخصات معمول ∮ 406 ~ 1219 میلی متر، ضخامت دیواره 10 ~ 25 میلی متر، درجه فولاد X42 ~ X80;خط لوله شعبه و خط لوله شبکه خط لوله شهری از مشخصات معمول برای # 114 ~ 700 میلی متر، ضخامت دیوار 6 ~ 20 میلی متر، فولاد درجه X42 ~ X80.مشخصات معمول خطوط لوله فیدر و خطوط لوله شهری 114-700 میلی متر، ضخامت دیواره 6-20 میلی متر، درجه فولاد X42-X80 می باشد.
لوله خط دارای لوله فولادی جوشی است، همچنین دارای لوله فولادی بدون درز است، لوله فولادی جوش داده شده بیشتر از لوله فولادی بدون درز استفاده می شود.
2، استاندارد لوله خط
استاندارد خط لوله API 5L "مشخصات لوله فولادی خط لوله" است، اما چین در سال 1997 دو استاندارد ملی را برای لوله خط لوله اعلام کرد: GB/T9711.1-1997 "صنعت نفت و گاز، اولین بخش از شرایط فنی تحویل لوله فولادی". : لوله فولادی درجه A" و GB/T9711.2-1997 "صنعت نفت و گاز، قسمت دوم شرایط فنی تحویل لوله فولادی: لوله فولادی درجه B".لوله فولادی، این دو استاندارد معادل API 5L هستند، بسیاری از کاربران داخلی نیاز به تامین این دو استاندارد ملی دارند.
3، درباره PSL1 و PSL2
PSL مخفف سطح مشخصات محصول است.سطح مشخصات محصول خط لوله به PSL1 و PSL2 تقسیم می شود، همچنین می توان گفت که سطح کیفیت به PSL1 و PSL2 تقسیم می شود.PSL1 بالاتر از PSL2 است، سطح مشخصات 2 نه تنها الزامات آزمایش متفاوت است، و ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی الزامات متفاوت است، بنابراین با توجه به سفارش API 5L، شرایط قرارداد علاوه بر مشخص کردن مشخصات، درجه فولاد و سایر شاخص های رایج، بلکه باید سطح مشخصات محصول را نیز نشان دهد، یعنی PSL1 یا PSL2.
PSL2 در ترکیب شیمیایی، خواص کششی، قدرت ضربه، آزمایش غیر مخرب و سایر شاخص‌ها از PSL1 سخت‌تر است.
4، لوله لوله لوله فولادی درجه و ترکیب شیمیایی
گرید فولاد خط لوله از کم به بالا به: A25، A، B، X42، X46، X52، X60، X65، X70 و X80 تقسیم می شود.
5، فشار آب لوله خط و الزامات غیر مخرب
لوله لاین باید آزمایش هیدرولیک شاخه به شاخه انجام شود و استاندارد اجازه تولید غیر مخرب فشار هیدرولیک را نمی دهد که این نیز تفاوت زیادی بین استاندارد API و استانداردهای ما است.
PSL1 به آزمایش غیر مخرب نیاز ندارد، PSL2 باید شاخه به شاخه آزمایش غیر مخرب باشد.
اتصال VI.Premium
1، معرفی اتصال پریمیوم
سگک مخصوص با رزوه API با ساختار ویژه نخ لوله متفاوت است.اگرچه روکش روغن رزوه دار API موجود به طور گسترده در بهره برداری از چاه نفت استفاده می شود، کاستی های آن به وضوح در محیط خاص برخی از میادین نفتی نشان داده شده است: ستون لوله رزوه ای گرد API، اگرچه عملکرد آب بندی آن بهتر است، نیروی کششی که توسط رزوه تحمل می شود. قطعه فقط معادل 60 تا 80 درصد استحکام بدنه لوله است، بنابراین نمی توان از آن در بهره برداری از چاه های عمیق استفاده کرد.ستون لوله رزوه ای ذوزنقه ای بایاس API، عملکرد کششی قسمت رزوه ای تنها معادل استحکام بدنه لوله است، بنابراین نمی توان از آن در چاه های عمیق استفاده کرد.ستون لوله رزوه ای ذوزنقه ای بایاس API، عملکرد کششی آن خوب نیست.اگرچه عملکرد کششی ستون بسیار بالاتر از اتصال رزوه گرد API است، عملکرد آب بندی آن خیلی خوب نیست، بنابراین نمی توان از آن در بهره برداری از چاه های گاز پرفشار استفاده کرد.علاوه بر این، گریس رزوه ای تنها می تواند نقش خود را در محیط با دمای زیر 95 درجه ایفا کند، بنابراین نمی توان از آن در بهره برداری از چاه های با دمای بالا استفاده کرد.
در مقایسه با رشته‌های گرد API و اتصال رشته‌ای ذوزنقه‌ای جزئی، Premium Connection در جنبه‌های زیر پیشرفت چشمگیری داشته است:
(1) آب بندی خوب، از طریق طراحی ساختار آب بندی الاستیک و فلزی، به طوری که مقاومت آب بندی گاز مشترک برای رسیدن به حد بدن لوله در فشار تسلیم.
(2) استحکام بالای اتصال، با اتصال Premium اتصال پوشش روغن، استحکام اتصال به استحکام بدنه لوله می رسد یا از آن فراتر می رود تا مشکل لغزش اساساً حل شود.
(3) با انتخاب مواد و بهبود فرآیند درمان سطح، اساساً مشکل چسبندگی دست و پنجه نرم نخ حل شد.
(4) از طریق بهینه سازی ساختار، به طوری که توزیع تنش مشترک معقول تر، منجر به مقاومت در برابر خوردگی تنش می شود.
(5) از طریق ساختار شانه از طراحی معقول، به طوری که در عملیات دست و پنجه نرم آسان تر برای انجام است.
در حال حاضر، جهان بیش از 100 نوع اتصال ممتاز را با فناوری ثبت شده توسعه داده است.
زمان ارسال: فوریه 21-2024