OCTG potrubiasa používajú hlavne na vŕtanie ropných a plynových vrtov a prepravu ropy a plynu. Patria sem ropné vrtné rúry, ropné pažnice a rúry na ťažbu ropy.OCTG potrubiapoužívajú sa hlavne na spojenie vrtných golierov a vrtákov a prenos vŕtacieho výkonu.Ropné pažnice sa používajú hlavne na podopretie vrtu počas vŕtania a po jeho dokončení, aby sa zabezpečila normálna prevádzka celého ropného vrtu počas vŕtania a po jeho dokončení. Ropa a plyn na dne ropného vrtu sa na povrch prepravujú hlavne pomocou čerpacej rúry na ropu.
Pažnica je základom pre udržanie prevádzky ropných vrtov. Vzhľadom na rôzne geologické podmienky je stav napätia v podzemí zložitý a kombinované účinky ťahu, tlaku, ohybu a krútiaceho momentu na telo pažnice kladú vysoké požiadavky na kvalitu samotnej pažnice. Ak sa samotná pažnica z nejakého dôvodu poškodí, môže to viesť k zníženiu produkcie alebo dokonca k zošrotovaniu celého vrtu.
Podľa pevnosti samotnej ocele možno pažnice rozdeliť na rôzne triedy ocele, a to J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150 atď. Použitá trieda ocele sa líši v závislosti od stavu a hĺbky vrtu. V korozívnom prostredí sa tiež vyžaduje, aby samotná pažnica mala odolnosť proti korózii. V oblastiach so zložitými geologickými podmienkami sa tiež vyžaduje, aby pažnica mala odolnosť proti kolapsu.
I. základné znalosti o OCTG potrubí
1. Vysvetlenie špecializovaných termínov súvisiacich s ropovodmi
API: je to skratka pre Americký ropný inštitút.
OCTG: Je to skratka pre Oil Country Tubular Goods, čo znamená rúrky špecifické pre ropu, vrátane hotových ropných pažníc, vrtných rúrok, vrtných golierov, obručí, krátkych spojov atď.
Ropné potrubie: Potrubie používané v ropných vrtoch na ťažbu ropy, ťažbu plynu, vstrekovanie vody a kyslé štiepenie.
Pažnica: Rúrka, ktorá sa spúšťa z povrchu zeme do vyvŕtaného vrtu ako vložka, aby sa zabránilo zrúteniu steny vrtu.
Vrtná rúra: Rúra používaná na vŕtanie vrtov.
Potrubie: Potrubie používané na prepravu ropy alebo plynu.
Poistné krúžky: Valce používané na spojenie dvoch závitových rúrok s vnútorným závitom.
Spojovací materiál: Potrubie používané na výrobu spojok.
Závity API: Rúrkové závity špecifikované normou API 5B, vrátane okrúhlych závitov pre olejové potrubia, krátkych okrúhlych závitov pre puzdrá, dlhých okrúhlych závitov pre puzdrá, lichobežníkových závitov s odsadením puzdra, závitov pre potrubia atď.
Špeciálna pracka: Závity iné ako API so špeciálnymi tesniacimi vlastnosťami, vlastnosťami pripojenia a ďalšími vlastnosťami.
Porucha: deformácia, lom, poškodenie povrchu a strata pôvodnej funkcie za špecifických prevádzkových podmienok. Hlavné formy poruchy olejového krytu sú: extrúzia, skĺznutie, prasknutie, únik, korózia, zlepenie, opotrebenie atď.
2. Normy týkajúce sa ropy
API 5CT: Špecifikácia pažníc a rúrok (aktuálne najnovšia verzia 8. vydania)
API 5D: Špecifikácia vrtných rúr (najnovšia verzia 5. vydania)
API 5L: Špecifikácia oceľových rúr pre potrubia (najnovšia verzia 44. vydania)
API 5B: Špecifikácia pre obrábanie, meranie a kontrolu závitov plášťov, olejových potrubí a potrubných potrubí
GB/T 9711.1-1997: Technické podmienky na dodávku oceľových rúr na prepravu ropy a plynu Časť 1: Oceľové rúry triedy A
GB/T9711.2-1999: Technické dodacie podmienky oceľových rúr na prepravu ropy a plynu Časť 2: Oceľové rúry triedy B
GB/T9711.3-2005: Technické dodacie podmienky oceľových rúr na prepravu ropy a zemného plynu Časť 3: Oceľové rúry triedy C
Ⅱ. Olejové potrubie
1. Klasifikácia olejových potrubí
Ropné potrubia sa delia na nelisované (NU) potrubia, externe lisované (EU) potrubia a integrálne spojovacie potrubia. Nelisované potrubie označuje koniec potrubia, ktorý má závit bez zhrubnutia a je vybavený spojkou. Externe lisované potrubie označuje dva konce potrubia, ktoré boli externe zhrubnuté, potom závitované a vybavené svorkami. Integrované spojovacie potrubie označuje potrubie, ktoré je priamo spojené bez spojky, pričom jeden koniec je prevlečený cez vnútorne zhrubnutý vonkajší závit a druhý koniec je prevlečený cez externe zhrubnutý vnútorný závit.
2. Úloha hadičiek
①, ťažba ropy a plynu: po vyvŕtaní a zabetonovaní ropných a plynových vrtov sa rúrka umiestni do ropného pažnice na ťažbu ropy a plynu do zeme.
2, vstrekovanie vody: keď tlak v vrte nie je dostatočný, vstreknite vodu do vrtu cez hadičku.
③, Vstrekovanie pary: V procese termickej ťažby hustej ropy sa para privádza do vrtu izolovanými olejovými rúrkami.
(iv) Okysľovanie a štiepenie: V neskoršej fáze vŕtania vrtov alebo na zlepšenie produkcie ropných a plynových vrtov je potrebné do ropnej a plynovej vrstvy priviesť okysľovacie a štiepiace médium alebo vytvrdzovací materiál a toto médium a vytvrdzovací materiál sa prepravujú ropovodom.
3. Oceľová trieda olejového potrubia
Oceľové triedy olejových potrubí sú: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 sa delí na N80-1 a N80Q, pričom tieto dva typy majú rovnaké pevnostné vlastnosti a rozdiely spočívajú v stave dodania a v nárazovej pevnosti. N80-1 sa dodáva v normalizovanom stave alebo keď je konečná teplota valcovania vyššia ako kritická teplota Ar3 a napätie sa po ochladení vzduchom znižuje. Môže sa použiť na nájdenie alternatív k normalizácii valcovania za tepla. Nevyžaduje sa nárazové a nedeštruktívne testovanie. N80Q musí byť popúšťaný (kalením a popúšťaním). Tepelné spracovanie, nárazová funkcia by mala byť v súlade s ustanoveniami API 5CT a mala by byť nedeštruktívna.
L80 sa delí na L80-1, L80-9Cr a L80-13Cr. Ich mechanické vlastnosti a stav dodania sú rovnaké. Rozdiely v použití, náročnosti výroby a cene sú: L80-1 je všeobecný typ, L80-9Cr a L80-13Cr sú vysoko odolné rúrky proti korózii, náročné na výrobu, drahé a zvyčajne sa používajú pre vrty s vysokou odolnosťou voči korózii.
C90 a T95 sa delia na typ 1 a typ 2, teda C90-1, C90-2 a T95-1, T95-2.
4. Bežne používaná trieda ocele, trieda a stav dodania ropovodu
Trieda ocele Trieda Stav dodávky
Ploché olejové potrubie J55 37Mn5: valcované za tepla namiesto normalizovaného
Zhrubnuté olejové potrubie: po zhrubnutí normalizované po celej dĺžke.
Rúrka N80-1 36Mn2V Plochá rúrka: valcovaná za tepla namiesto normalizovanej
Zhrubnuté olejové potrubie: normalizovaná celá dĺžka po zhrubnutí
Olejové potrubie N80-Q 30Mn5 popúšťané v plnej dĺžke
Olejové potrubie L80-1 30Mn5 popúšťané v plnej dĺžke
Olejové potrubie P110 25CrMnMo popúšťané v plnej dĺžke
Spojka J55 37Mn5 valcovaná za tepla, normalizácia na linke
Spojka N80 28MnTiB popúšťanie po celej dĺžke
Spojka L80-1, popúšťanie 28MnTiB po celej dĺžke
Svorky P110 25CrMnMo, temperované po celej dĺžke
Ⅲ. Puzdro
1. Kategorizácia a úloha krytu
Pažnica je oceľová rúra, ktorá podopiera stenu ropných a plynových vrtov. V každej vrtnej časti sa používa niekoľko vrstiev pažnice podľa rôznych hĺbok vŕtania a geologických podmienok. Na upevnenie pažnice po jej spustení do vrtu sa používa cement, ktorý na rozdiel od ropných potrubí a vrtných potrubí nemožno opätovne použiť a patrí medzi jednorazové spotrebné materiály. Spotreba pažnice preto predstavuje viac ako 70 % všetkých potrubí pre ropné vrty. Pažnice možno podľa ich použitia rozdeliť na: potrubné pažnice, povrchové pažnice, technické pažnice a olejové pažnice a ich štruktúry v ropných vrtoch sú znázornené na obrázku nižšie.
2. Kryt vodiča
Používa sa hlavne na vŕtanie v oceáne a púšti na oddelenie morskej vody a piesku, aby sa zabezpečil hladký priebeh vŕtania. Hlavné špecifikácie tejto vrstvy 2. pažnice sú: Φ762 mm (30 palcov) × 25,4 mm, Φ762 mm (30 palcov) × 19,06 mm.
Povrchová pažnica: Používa sa hlavne na prvé vŕtanie, vŕtanie otvoreného povrchu sypkých vrstiev až po skalné podložie. Aby sa táto časť vrstiev utesnila pred zrútením, je potrebné ju utesniť povrchovou pažnicou. Hlavné špecifikácie povrchovej pažnice: 508 mm (20 palcov), 406,4 mm (16 palcov), 339,73 mm (13-3/8 palcov), 273,05 mm (10-3/4 palcov), 244,48 mm (9-5/9 palcov) atď. Hĺbka spúšťacej rúry závisí od hĺbky mäkkej formácie. Hĺbka spodnej rúry závisí od hĺbky sypkej vrstvy, ktorá je vo všeobecnosti 80 ~ 1500 m. Jej vonkajší a vnútorný tlak nie je veľký a vo všeobecnosti sa používa oceľ triedy K55 alebo ocele triedy N80.
3. Technické puzdro
Technické pažnice sa používajú pri vŕtaní zložitých formácií. Pri stretnutí so zložitými časťami, ako sú zrútené vrstvy, olejové vrstvy, plynové vrstvy, vodné vrstvy, úniky, soľné pasty atď., je potrebné utesniť technické pažnice, inak nie je možné vŕtanie vykonať. Niektoré vrty sú hlboké a zložité a hĺbka vrtu dosahuje tisíce metrov. Tento druh hlbokých vrtov vyžaduje niekoľko vrstiev technických pažníc. Ich mechanické vlastnosti a tesniace vlastnosti sú veľmi vysoké. Používajú sa aj vyššie triedy ocele. Okrem K55 sa častejšie používajú triedy N80 a P110. Niektoré hlboké vrty používajú aj triedy Q125 alebo dokonca vyššie triedy bez API, ako napríklad V150. Hlavné špecifikácie technického puzdra sú: 339,73 Hlavné špecifikácie technického puzdra sú nasledovné: 339,73 mm (13-3/8 palca), 273,05 mm (10-3/4 palca), 244,48 mm (9-5/8 palca), 219,08 mm (8-5/8 palca), 193,68 mm (7-5/8 palca), 177,8 mm (7 palcov) atď.
4. Olejový kryt
Keď sa vrt vŕta do cieľovej vrstvy (vrstvy obsahujúcej ropu a plyn), je potrebné použiť olejovú pažnicu na utesnenie vrstvy ropy a plynu a horných odkrytých vrstiev a vnútro olejovej pažnice tvorí olejovú vrstvu. Všetky typy olejových pažníc majú v najhlbšej hĺbke vrtu najvyššie mechanické vlastnosti a požiadavky na tesnosť, pričom sa používajú ocele triedy K55, N80, P110, Q125, V150 atď. Hlavné špecifikácie formačných pažníc sú: 177,8 mm (7 palcov), 168,28 mm (6-5/8 palcov), 139,7 mm (5-1/2 palca), 127 mm (5 palcov), 114,3 mm (4-1/2 palca) atď. Pažnica je najhlbšia spomedzi všetkých druhov vrtov a jej mechanické vlastnosti a tesnosť sú najvyššie.
V.Vrtná rúra
1. Klasifikácia a úloha rúrok pre vŕtacie nástroje
Vrtná rúra sa skladá zo štvorcovej vrtnej rúry, vrtnej rúry, závažovej vrtnej rúry a vrtného goliera vo vŕtacích nástrojoch. Vrtná rúra je nástroj na jadrové vŕtanie, ktorý poháňa vrták zo zeme na dno vrtu a zároveň slúži ako kanál zo zeme na dno vrtu. Má tri hlavné úlohy: 1. prenášať krútiaci moment na pohon vrtáka pri vŕtaní; 2. spoliehať sa na vlastnú hmotnosť, aby vyvíjala tlak na vrták, aby rozbíjala horninu na dne vrtu; 3. dopravovať premývaciu kvapalinu na vrt, teda vrtný kal cez zem pomocou vysokotlakových kalových čerpadiel, do vrtu vrtnej kolóny, aby prúdil na dno vrtu, aby preplachoval horninové úlomky a ochladzoval vrták, a prenášať horninové úlomky cez prstencový priestor medzi vonkajším povrchom kolóny a stenou vrtu, aby sa vrátili do zeme, aby sa dosiahol účel vŕtania vrtu. Vŕtacia rúra musí počas vŕtania odolávať rôznym zložitým striedavým zaťaženiam, ako je ťahové, tlakové, krútiace, ohybové a iné namáhanie, pričom jej vnútorný povrch je tiež vystavený vysokotlakovému odmasťovaniu a korózii.
(1) štvorcová vrtná rúra: štvorcová vrtná rúra má dva druhy: štvoruholníkový a šesťuholníkový typ. Čínske vrtné tyče na ropu zvyčajne používajú štvoruholníkovú vrtnú rúru pre každú sadu vrtných stĺpov. Jej špecifikácie sú: 63,5 mm (2-1/2 palca), 88,9 mm (3-1/2 palca), 107,95 mm (4-1/4 palca), 133,35 mm (5-1/4 palca), 152,4 mm (6 palcov) atď. Zvyčajne sa používa s dĺžkou 12 ~ 14,5 m.
(2) Vrtná rúra: Vrtná rúra je hlavným nástrojom na vŕtanie vrtov, je pripojená k spodnému koncu štvorcovej vrtnej rúry a ako sa vrt prehlbuje, vrtná rúra postupne predlžuje vrtný stĺp. Špecifikácie vrtných rúr sú: 60,3 mm (2-3/8 palca), 73,03 mm (2-7/8 palca), 88,9 mm (3-1/2 palca), 114,3 mm (4-1/2 palca), 127 mm (5 palcov), 139,7 mm (5-1/2 palca) atď.
(3) Zaťažená vrtná rúra: Zaťažená vrtná rúra je prechodný nástroj spájajúci vrtnú rúru a vrtnú objímku, ktorý môže zlepšiť silový stav vrtnej rúry a zároveň zvýšiť tlak na vrták. Hlavné špecifikácie zaťažených vrtných rúr sú 88,9 mm (3-1/2 palca) a 127 mm (5 palcov).
(4) Vrtná hrdla: vrtná hrdla sú spojené so spodnou časťou vrtnej rúry, ktorá je špeciálnou hrubostennou rúrou s vysokou tuhosťou, ktorá vyvíja tlak na vrták, aby rozbila horninu, a môže zohrávať vodiacu úlohu pri vŕtaní rovných vrtov. Bežné špecifikácie vrtnej hrdle sú: 158,75 mm (6-1/4 palca), 177,85 mm (7 palcov), 203,2 mm (8 palcov), 228,6 mm (9 palcov) atď.
V. Potrubie
1. Klasifikácia potrubia
Potrubia sa používajú v ropnom a plynárenskom priemysle na prepravu ropy, rafinovanej ropy, zemného plynu a vody skrátenými oceľovými rúrami. Preprava ropovodov a plynovodov sa delí hlavne na tri druhy: hlavné potrubia, odbočné potrubia a mestské potrubia. Hlavné prenosové potrubia majú bežné špecifikácie ∮ 406 ~ 1219 mm, hrúbku steny 10 ~ 25 mm, oceľ triedy X42 ~ X80; odbočné potrubia a mestské potrubia majú bežné špecifikácie ∮ 114 ~ 700 mm, hrúbku steny 6 ~ 20 mm, oceľ triedy X42 ~ X80. Obvyklé špecifikácie prívodných potrubí a mestských potrubí sú 114-700 mm, hrúbka steny 6-20 mm, oceľ triedy X42-X80.
Potrubie má zvárané oceľové rúry, má tiež bezšvíkové oceľové rúry, zvárané oceľové rúry sa používajú viac ako bezšvíkové oceľové rúry.
2, Štandard potrubia
Norma pre potrubia je API 5L „špecifikácia oceľových potrubí“, ale Čína v roku 1997 vydala dve národné normy pre potrubia: GB/T9711.1-1997 „Ropný a plynárenský priemysel, prvá časť technických dodacích podmienok oceľových potrubí: oceľové potrubie triedy A“ a GB/T9711.2-1997 „Ropný a plynárenský priemysel, druhá časť technických dodacích podmienok oceľových potrubí: oceľové potrubie triedy B“. Tieto dve normy sú ekvivalentné norme API 5L a mnohí domáci používatelia vyžadujú dodanie týchto dvoch národných noriem.
3. O PSL1 a PSL2
PSL je skratka pre úroveň špecifikácie produktu. Úroveň špecifikácie produktu pre potrubia sa delí na PSL1 a PSL2, možno tiež povedať, že úroveň kvality sa delí na PSL1 a PSL2. PSL1 je vyššia ako PSL2, pričom úroveň špecifikácie 2 sa nielen líši v požiadavkách na skúšky, ale aj v chemickom zložení a požiadavkách na mechanické vlastnosti, takže podľa objednávky API 5L musia zmluvné podmienky okrem špecifikácie špecifikácie, triedy ocele a ďalších bežných ukazovateľov uvádzať aj úroveň špecifikácie produktu, teda PSL1 alebo PSL2.
PSL2 je prísnejšia ako PSL1, čo sa týka chemického zloženia, pevnosti v ťahu, nárazovej sily, nedeštruktívneho testovania a ďalších ukazovateľov.
4, druh ocele a chemické zloženie potrubia
Oceľ pre potrubia sa od nízkej po vysokú delí na: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 a X80.
5, tlak vody v potrubí a požiadavky na nedeštruktívne skúšky
Potrubie by sa malo hydraulicky skúšať vetva po vetve a norma neumožňuje nedeštruktívne vytváranie hydraulického tlaku, čo je tiež veľký rozdiel medzi normou API a našimi normami.
PSL1 nevyžaduje nedeštruktívne testovanie, PSL2 by malo zahŕňať nedeštruktívne testovanie odvetvie po odvetví.
VI.Prémiové pripojenie
1. Predstavenie prémiového pripojenia
Špeciálna spona sa líši od závitu API špeciálnou štruktúrou rúrkového závitu. Hoci sa existujúce olejové puzdrá so závitom API široko používajú pri ťažbe ropných vrtov, ich nedostatky sa jasne prejavujú v špecifickom prostredí niektorých ropných polí: kruhový závitový stĺpec API má síce lepší tesniaci výkon, ale ťahová sila znášaná závitovou časťou je ekvivalentná iba 60 % až 80 % pevnosti telesa rúry, takže sa nedá použiť pri ťažbe hlbokých vrtov; trapézový závitový stĺpec s predpätím API má ťahovú pevnosť závitovej časti iba ekvivalentnú pevnosti telesa rúry, takže sa nedá použiť v hlbokých vrtoch; trapézový závitový stĺpec s predpätím API má ťahovú pevnosť zlá. Hoci je ťahová pevnosť stĺpca oveľa vyššia ako u kruhového závitového spoja API, jeho tesniaci výkon nie je veľmi dobrý, takže sa nedá použiť pri ťažbe vysokotlakových plynových vrtov; okrem toho, závitové mazivo môže hrať svoju úlohu iba v prostredí s teplotou pod 95 ℃, takže sa nedá použiť pri ťažbe vysokoteplotných vrtov.
V porovnaní s okrúhlym závitom API a čiastočným lichobežníkovým závitom dosiahla spoločnosť Premium Connection prelomový pokrok v nasledujúcich aspektoch:
(1) dobré utesnenie vďaka konštrukcii elastickej a kovovej tesniacej konštrukcie, aby tesniaci odpor spoja v plynovom spoji dosiahol limit telesa rúrky v rámci tlaku klzu;
(2) vysoká pevnosť spojenia, s prémiovým pripojením olejového puzdra, pevnosť spojenia dosahuje alebo prevyšuje pevnosť telesa rúrky, čím sa zásadne rieši problém skĺznutia;
(3) výberom materiálu a zlepšením procesu povrchovej úpravy sa v podstate vyriešil problém zapichovania nití v pracke;
(4) optimalizáciou štruktúry, aby bolo rozloženie napätia v spojoch rozumnejšie a lepšie odolávalo korózii pod napätím;
(5) vďaka ramiennej štruktúre primeraného dizajnu, takže ovládanie pracky je jednoduchšie.
V súčasnosti sa na svete vyvinulo viac ako 100 druhov prémiových pripojení s patentovanou technológiou.
Čas uverejnenia: 21. februára 2024