צינורות OCTGמשמשים בעיקר לקידוח בארות נפט וגז ולהובלת נפט וגז. זה כולל צינורות קידוח נפט, מעטפות נפט וצינורות להפקת נפט.צינורות OCTGמשמשים בעיקר לחיבור קולרי קידוח ופיסי מקדחה ולהעברת כוח קידוח.מעטפת נפט משמשת בעיקר לתמיכה בקידוח במהלך הקידוח ולאחר השלמתו, כדי להבטיח את הפעולה התקינה של באר הנפט כולה במהלך תהליך הקידוח ולאחר השלמתה. הנפט והגז בתחתית באר הנפט מועברים בעיקר אל פני השטח באמצעות צינור שאיבת הנפט.
מעטפת הנפט היא עורק החיים לשמירה על פעילותן של בארות נפט. עקב תנאים גיאולוגיים שונים, מצב המאמץ מתחת לאדמה מורכב, וההשפעות המשולבות של מאמץ מתח, דחיסה, כיפוף ופיתול על גוף המעטפת מציבות דרישות גבוהות לאיכות המעטפת עצמה. נזק למעטפת עצמה מסיבה כלשהי, עלול להוביל לירידה בתפוקה או אפילו לגריטה של הבאר כולה.
בהתאם לחוזק הפלדה עצמה, ניתן לחלק את המארז לדרגות פלדה שונות, כלומר J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150 וכו'. דרגת הפלדה בה נעשה שימוש משתנה בהתאם למצב הבאר ולעומק. בסביבות קורוזיביות, נדרש גם שהמארז עצמו יהיה עמיד בפני קורוזיה. באזורים עם תנאים גיאולוגיים מורכבים, נדרש גם שהמארז יהיה בעל ביצועים נגד קריסה.
א. ידע בסיסי על צינורות OCTG
1. הסבר על מונחים מיוחדים הקשורים לצינורות נפט
API: זהו קיצור של המכון האמריקאי לנפט.
OCTG: קיצור של Oil Country Tubular Goods, שפירושו צינורות ספציפיים לשמן, כולל מעטפת שמן גמורה, צינור קידוח, קולרי קידוח, חישוקים, מפרקים קצרים וכן הלאה.
צינורות נפט: צינורות המשמשים בבארות נפט להפקת נפט, הפקת גז, הזרקת מים וסדיקה חומצית.
מעטפת: צינור המורד מפני השטח של כדור הארץ לתוך חור קדח כבטנה למניעת קריסת דופן הבאר.
צינור קידוח: צינור המשמש לקידוח חורי קידוחים.
צינור קו: צינור המשמש להובלת נפט או גז.
קליפסים: צילינדרים המשמשים לחיבור שני צינורות מושחלים עם הברגות פנימיות.
חומר צימוד: צינור המשמש לייצור צימודים.
הברגות API: הברגות צינור שצוינו בתקן API 5B, כולל הברגות עגולות לצינור שמן, הברגות עגולות קצרות במעטפת, הברגות עגולות ארוכות במעטפת, הברגות טרפזיות אופסטות במעטפת, הברגות צינור קו וכן הלאה.
אבזם מיוחד: הברגות שאינן API עם תכונות איטום מיוחדות, תכונות חיבור ותכונות אחרות.
כשל: עיוות, שבר, נזק לפני השטח ואובדן תפקוד מקורי בתנאי שירות ספציפיים. הצורות העיקריות של כשל במעטפת השמן הן: שחול, החלקה, קרע, דליפה, קורוזיה, הדבקה, שחיקה וכן הלאה.
2、תקנים הקשורים לנפט
API 5CT: מפרט מעטפת וצינורות (נכון לעכשיו, הגרסה העדכנית ביותר של המהדורה השמינית)
API 5D: מפרט צינורות קידוח (הגרסה האחרונה של המהדורה החמישית)
API 5L: מפרט צינורות פלדה לצינורות (הגרסה העדכנית ביותר של המהדורה ה-44)
API 5B: מפרט לעיבוד שבבי, מדידה ובדיקה של מעטפת, צינור שמן והברגות צינור קו
GB/T 9711.1-1997: תנאים טכניים לאספקת צינורות פלדה להובלת תעשיית הנפט והגז חלק 1: צינורות פלדה דרגה A
GB/T9711.2-1999: תנאים טכניים לאספקת צינורות פלדה להובלת תעשיית הנפט והגז חלק 2: צינורות פלדה דרגה B
GB/T9711.3-2005: תנאים טכניים לאספקת צינורות פלדה להובלת תעשיית הנפט והגז הטבעי חלק 3: צינור פלדה דרגה C
Ⅱ. צינור שמן
1. סיווג צינורות נפט
צינורות נפט מחולקים לצינורות ללא הברגה (NU), צינורות ללא הברגה חיצונית (EU) וצינורות בעלי חיבור אינטגרלי. צינורות ללא הברגה מתייחסים לקצה צינור המחובר ללא עיבוי ומצוידים במצמד. צינורות ללא הברגה חיצונית מתייחסים לשני קצוות צינור שעוברו עיבוי חיצוני, לאחר מכן הושחלו והותאמו במלחציים. צינורות חיבור משולבים מתייחסים לצינור המחובר ישירות ללא מצמד, כאשר קצה אחד מושחל דרך הברגה חיצונית מעובה פנימית והקצה השני מושחל דרך הברגה פנימית מעובה חיצונית.
2. תפקיד הצינורות
1, הפקת נפט וגז: לאחר קידוח וחיזוק בארות הנפט והגז, הצינורות מונחים במעטפת הנפט כדי להוציא נפט וגז לקרקע.
②, הזרקת מים: כאשר לחץ בקיר אינו מספיק, יש להזריק מים לבאר דרך הצינורות.
③, הזרקת קיטור: בתהליך של שחזור תרמי של שמן סמיך, יש להזין קיטור לבאר באמצעות צינורות נפט מבודדים.
(ד) חומציות וסדיקה: בשלבים המאוחרים של קידוח בארות או על מנת לשפר את תפוקת בארות הנפט והגז, יש צורך להכניס חומר חומציות וסדיקה או חומר ריפוי לשכבת הנפט והגז, והתווך וחומר הריפוי מועברים דרך צינור הנפט.
3. צינור שמן בדרגת פלדה
דרגות הפלדה של צינורות שמן הן: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 מחולק ל-N80-1 ו-N80Q, לשניהם תכונות מתיחה זהות. שני ההבדלים ביניהם הם מצב האספקה וביצועי הפגיעה. N80-1 נמצא במצב מנורמל או כאשר טמפרטורת הגלגול הסופית גבוהה מ-Ar3, כאשר הטמפרטורה הקריטית היא ירידה במתיחה לאחר קירור אוויר. ניתן להשתמש בו כדי למצוא חלופות לנרמול של גלגול חם. אין צורך בבדיקות פגיעה ובדיקה לא הרסנית; N80Q חייב לעבור מזג (מרווה ומזג אוויר). טיפול בחום ותפקוד הפגיעה צריכים להיות תואמים להוראות API 5CT, ועליו לעבור בדיקות לא הרסניות.
L80 מחולק ל-L80-1, L80-9Cr ו-L80-13Cr. התכונות המכניות שלהם ומצב האספקה שלהם זהים. ההבדלים בשימוש, בקשיי ייצור ומחיר, L80-1 לסוג כללי, L80-9Cr ו-L80-13Cr הם צינורות עמידים בפני קורוזיה גבוהה, קשים בייצור, יקרים, משמשים בדרך כלל לבארות קורוזיה כבדות.
C90 ו-T95 מחולקים לסוג 1 וסוג 2, כלומר, C90-1, C90-2 ו-T95-1, T95-2.
4. דרגת פלדה נפוצה, דרגה ומצב אספקה של צינור נפט
דרגת פלדה דרגת אספקה
צינור שמן J55 צינור שמן שטוח 37Mn5: מגולגל חם במקום מנורמל
צינור שמן מעובה: אורך מלא מנורמל לאחר עיבוי.
צינורות N80-1 36Mn2V צינורות שטוחים: מגולגלים בחום במקום מנורמלים
צינור שמן מעובה: מנורמל באורך מלא לאחר עיבוי
צינור שמן N80-Q 30Mn5 באורך מלא
צינור שמן L80-1 30Mn5 הרפיה באורך מלא
צינור שמן P110 25CrMnMo באורך מלא
נרמול מקוון של צימוד J55 37Mn5 מגולגל חם
צימוד N80 28MnTiB הרפיה באורך מלא
צימוד L80-1 28MnTiB הרפיה באורך מלא
מלחציים P110 25CrMnMo מחוסמים באורך מלא
Ⅲ. מעטפת
1. קטגוריזציה ותפקיד של מעטפת
מעטפת היא צינור פלדה התומך בדופן של בארות נפט וגז. בכל באר נעשה שימוש במספר שכבות של מעטפת בהתאם לעומקי קידוח שונים ולתנאים גיאולוגיים. מלט משמש לחיזוק המעטפת לאחר שהיא מורדת לתוך הבאר, ובניגוד לצינור נפט וצינור קידוח, לא ניתן לעשות בו שימוש חוזר והוא שייך לחומרים מתכלים חד פעמיים. לכן, צריכת המעטפת מהווה יותר מ-70% מכלל צינורות בארות הנפט. ניתן לסווג את המעטפת ל: צינור, מעטפת עילית, מעטפת טכנית ומעטפת נפט בהתאם לשימוש בה, והמבנים שלהם בבארות נפט מוצגים בתמונה למטה.
2. מעטפת מוליך
משמש בעיקר לקידוח באוקיינוס ובמדבר להפרדת מי ים וחול כדי להבטיח התקדמות חלקה של הקידוח, המפרטים העיקריים של שכבה זו של 2.casing הם: Φ762mm(30in)×25.4mm, Φ762mm(30in)×19.06mm.
ציפוי עילי: משמש בעיקר לקידוח הראשון, קידוח פתוח של פני השטח של שכבות רופפות עד לסלע האם, על מנת לאטום חלק זה של השכבה מפני קריסה, יש לאטום אותו עם ציפוי עילי. המפרטים העיקריים של ציפוי עילי: 508 מ"מ (20 אינץ'), 406.4 מ"מ (16 אינץ'), 339.73 מ"מ (13-3/8 אינץ'), 273.05 מ"מ (10-3/4 אינץ'), 244.48 מ"מ (9-5/9 אינץ') וכו'. עומק צינור ההורדה תלוי בעומק התצורה הרכה. עומק הצינור התחתון תלוי בעומק השכבה הרופפת, שהוא בדרך כלל 80~1500 מ'. הלחץ החיצוני והפנימי שלו אינו גדול, והוא בדרך כלל מאמץ פלדת דרגה K55 או פלדת דרגה N80.
3. מעטפת טכנית
מעטפת טכנית משמשת בתהליך הקידוח של תצורות מורכבות. כאשר נתקלים בחלקים מורכבים כגון שכבה קרסה, שכבת נפט, שכבת גז, שכבת מים, שכבת דליפה, שכבת משחת מלח וכו', יש צורך להניח את המעטפת הטכנית כדי לאטום אותה, אחרת הקידוח לא יוכל להתבצע. חלק מהבארות עמוקות ומורכבות, ועומק הבאר מגיע לאלפי מטרים, בארות עמוקות מסוג זה דורשות להניח מספר שכבות של מעטפת טכנית, התכונות המכניות שלה ודרישות ביצועי האיטום שלה גבוהות מאוד, השימוש בדרגות פלדה גבוהות יותר, בנוסף ל-K55, נעשה שימוש רב יותר בדרגות N80 ו-P110, חלק מהבארות העמוקות משמשות גם בדרגות Q125 או אפילו גבוהות יותר שאינן API, כגון V150. המפרטים העיקריים של המארז הטכני הם: 339.73 המפרטים העיקריים של המארז הטכני הם כדלקמן: 339.73 מ"מ (13-3/8 אינץ'), 273.05 מ"מ (10-3/4 אינץ'), 244.48 מ"מ (9-5/8 אינץ'), 219.08 מ"מ (8-5/8 אינץ'), 193.68 מ"מ (7-5/8 אינץ'), 177.8 מ"מ (7 אינץ') וכן הלאה.
4. מעטפת שמן
כאשר קודחים באר עד לשכבת היעד (השכבה המכילה נפט וגז), יש צורך להשתמש במעטפת הנפט כדי לאטום את שכבת הנפט והגז ואת השכבות העליונות החשופות, וחלקו הפנימי של מעטפת הנפט הוא שכבת הנפט. מעטפת הנפט בכל סוגי המעטפות בעומק הבאר העמוק ביותר, התכונות המכניות ודרישות ביצועי האיטום שלה הן גם הגבוהות ביותר, כאשר נעשה שימוש בפלדה בדרגות K55, N80, P110, Q125, V150 וכן הלאה. המפרטים העיקריים של מעטפת התצורה הם: 177.8 מ"מ (7 אינץ'), 168.28 מ"מ (6-5/8 אינץ'), 139.7 מ"מ (5-1/2 אינץ'), 127 מ"מ (5 אינץ'), 114.3 מ"מ (4-1/2 אינץ') וכו'. המעטפת היא העמוקה ביותר מבין כל סוגי הבארות, והביצועים המכניים וביצועי האיטום שלה הם הגבוהים ביותר.
צינור קידוח V.
1. סיווג ותפקיד הצינור לכלי קידוח
צינור הקידוח המרובע, צינור הקידוח, צינור הקידוח המשוקלל וצווארון הקידוח בכלי הקידוח יוצרים את צינור הקידוח. צינור הקידוח הוא כלי הקידוח הליבה שמניע את קצה הקידוח מהקרקע לתחתית הבאר, והוא גם תעלה מהקרקע לתחתית הבאר. יש לו שלושה תפקידים עיקריים: ① העברת מומנט כדי להניע את קצה הקידוח לקידוח; ② הסתמכות על משקלו האישי כדי להפעיל לחץ על קצה הקידוח כדי לשבור את הסלע בתחתית הבאר; ③ העברת נוזל שטיפת הבאר, כלומר, בוץ הקידוח דרך הקרקע באמצעות משאבות בוץ בלחץ גבוה, אל חור הקידוח של עמוד הקידוח כדי לזרום לתחתית הבאר כדי לשטוף את פסולת הסלע ולקרר את קצה הקידוח, ונשיאת פסולת הסלע דרך החלל הטבעתי בין המשטח החיצוני של העמוד לדופן הבאר כדי לחזור לקרקע, על מנת להשיג את מטרת קידוח הבאר. צינור קידוח בתהליך הקידוח עומד במגוון עומסים מתחלפים מורכבים, כגון מתיחה, דחיסה, פיתול, כיפוף ומתחים אחרים, והפנימה הפנימית נתונה גם היא לקרע בוץ בלחץ גבוה ולקורוזיה.
(1) צינור קידוח מרובע: לצינור קידוח מרובע יש שני סוגים: מרובע ומשושה. מוטות קידוח נפט בסין משתמשים בדרך כלל בצינור קידוח מרובע. המפרט שלהם הוא: 63.5 מ"מ (2-1/2 אינץ'), 88.9 מ"מ (3-1/2 אינץ'), 107.95 מ"מ (4-1/4 אינץ'), 133.35 מ"מ (5-1/4 אינץ'), 152.4 מ"מ (6 אינץ') וכן הלאה. האורך שבדרך כלל הוא 12 ~ 14.5 מטר.
(2) צינור קידוח: צינור קידוח הוא הכלי העיקרי לקידוח בארות, המחובר לקצה התחתון של צינור הקידוח המרובע, וככל שבאר הקידוח ממשיכה להעמיק, צינור הקידוח ממשיך להאריך את עמוד הקידוח בזה אחר זה. מפרטי צינור הקידוח הם: 60.3 מ"מ (2-3/8 אינץ'), 73.03 מ"מ (2-7/8 אינץ'), 88.9 מ"מ (3-1/2 אינץ'), 114.3 מ"מ (4-1/2 אינץ'), 127 מ"מ (5 אינץ'), 139.7 מ"מ (5-1/2 אינץ') וכן הלאה.
(3) צינור קידוח משוקלל: צינור קידוח משוקלל הוא כלי מעבר המחבר בין צינור קידוח לצווארון קידוח, אשר יכול לשפר את מצב הכוח של צינור הקידוח וכן להגביר את הלחץ על קצה המקדח. המפרטים העיקריים של צינור קידוח משוקלל הם 88.9 מ"מ (3-1/2 אינץ') ו-127 מ"מ (5 אינץ').
(4) צווארון קידוח: צווארון הקידוח מחובר לחלק התחתון של צינור הקידוח, שהוא צינור מיוחד בעל דופן עבה וקשיחות גבוהה, המפעיל לחץ על מקדח כדי לשבור את הסלע, ויכול למלא תפקיד מנחה בעת קידוח בארות ישרות. המפרטים הנפוצים של צווארון הקידוח הם: 158.75 מ"מ (6-1/4 אינץ'), 177.85 מ"מ (7 אינץ'), 203.2 מ"מ (8 אינץ'), 228.6 מ"מ (9 אינץ') וכן הלאה.
צינור V. קו
1. סיווג צינור קו
צינור פלדה משמש בתעשיית הנפט והגז להובלת נפט, נפט מזוקק, גז טבעי ומים, בקיצור, צינורות פלדה. צינורות הובלת נפט וגז מחולקים בעיקר לשלושה סוגים: צינור ראשי, צינור הסתעפות וצנרת רשת צינורות עירונית. קווי הולכה ראשיים בעלי מפרטים רגילים של ∮ 406 ~ 1219 מ"מ, עובי דופן 10 ~ 25 מ"מ, דרגת פלדה X42 ~ X80; צינורות הסתעפות וצנרת רשת צינורות עירוניים בעלי מפרטים רגילים של ∮ 114 ~ 700 מ"מ, עובי דופן 6 ~ 20 מ"מ, דרגת פלדה X42 ~ X80. המפרטים הרגילים של צינורות הזנה וצנרת עירונית הם 114-700 מ"מ, עובי דופן 6-20 מ"מ, דרגת פלדה X42-X80.
צינור קו כולל צינור פלדה מרותך, יש גם צינור פלדה חלק, צינור פלדה מרותך משמש יותר צינור פלדה חלק.
2、סטנדרט צינור קו
תקן צינורות הקו הוא API 5L "מפרט צינורות פלדה לצינורות", אך סין פרסמה בשנת 1997 שני תקנים לאומיים לצינורות קו: GB/T9711.1-1997 "תעשיית הנפט והגז, החלק הראשון של התנאים הטכניים לאספקת צינורות פלדה: צינורות פלדה בדרגה A" ו-GB/T9711.2-1997 "תעשיית הנפט והגז, החלק השני של התנאים הטכניים לאספקת צינורות פלדה: צינורות פלדה בדרגה B". צינורות פלדה, שני תקנים אלה שווים ל-API 5L, ומשתמשים ביתיים רבים דורשים אספקת שני תקנים לאומיים אלה.
3. אודות PSL1 ו-PSL2
PSL הוא קיצור של רמת מפרט מוצר. רמת מפרט מוצר צינור מחולקת ל-PSL1 ו-PSL2, וניתן גם לומר שרמת האיכות מחולקת ל-PSL1 ו-PSL2. רמת המפרט של PSL1 גבוהה מ-PSL2, לא רק שדרישות הבדיקה שונות, אלא גם דרישות ההרכב הכימי והתכונות המכניות שונות. לכן, בהתאם להזמנה של API 5L, תנאי החוזה צריכים לציין בנוסף למפרט, דרגת פלדה ומדדים נפוצים אחרים, וגם את רמת מפרט המוצר, כלומר PSL1 או PSL2.
PSL2 מחמירים יותר בהרכב הכימי, תכונות המתיחה, כוח ההשפעה, הבדיקות הלא הרסניות ומדדים אחרים מאשר PSL1.
4, כיתה פלדת צינור והרכב כימי
דרגת פלדת צינורות קו מהנמוכה לגבוה מחולקת ל: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 ו-X80.
5, לחץ מים בצינור קו ודרישות לא הרסניות
יש לבצע בדיקה הידראולית של צינור הקו ענף אחר ענף, והתקן אינו מאפשר יצירת לחץ הידראולי ללא הרס, וזהו גם הבדל גדול בין תקן ה-API לתקנים שלנו.
PSL1 אינו דורש בדיקה לא הרסנית, PSL2 צריך להיות בדיקה לא הרסנית ענף אחר ענף.
VI. חיבור פרימיום
1. מבוא לחיבור פרימיום
אבזם מיוחד שונה מהברגת API עם מבנה מיוחד של הברגת צינור. למרות שמארז שמן הברגה API הקיים נמצא בשימוש נרחב בניצול בארות נפט, חסרונותיו ניכרים בבירור בסביבה המיוחדת של שדות נפט מסוימים: עמוד צינור הברגה עגול API, למרות ביצועי האיטום שלו טובים יותר, כוח המתיחה המופעל על ידי החלק ההברגה שווה ערך רק ל-60% עד 80% מחוזק גוף הצינור, ולכן לא ניתן להשתמש בו בניצול בארות עמוקות; עמוד צינור הברגה טרפזי מוטה API, ביצועי המתיחה של החלק ההברגה שווים רק לחוזק גוף הצינור, ולכן לא ניתן להשתמש בו בבארות עמוקות; עמוד צינור הברגה טרפזי מוטה API, ביצועי המתיחה שלו אינם טובים. למרות שביצועי המתיחה של העמודה גבוהים בהרבה מאלה של חיבור הברגה עגול API, ביצועי האיטום שלו אינם טובים במיוחד, ולכן לא ניתן להשתמש בו בניצול בארות גז בלחץ גבוה; בנוסף, גריז הברגה יכול למלא את תפקידו רק בסביבה עם טמפרטורה מתחת ל-95 ℃, ולכן לא ניתן להשתמש בו בניצול בארות בטמפרטורה גבוהה.
בהשוואה לחיבור הברגה עגולה של API וחיבור הברגה טרפזית חלקית, Premium Connection עשתה התקדמות פורצת דרך בהיבטים הבאים:
(1) איטום טוב, באמצעות תכנון של מבנה איטום אלסטי ומתכתי, כך שהתנגדות איטום הגז של המפרק תגיע לגבול לחץ הכניעה של גוף הצינור;
(2) חוזק גבוה של החיבור, עם חיבור Premium Connection של מעטפת השמן, חוזק החיבור מגיע או עולה על חוזק גוף הצינור, כדי לפתור את בעיית ההחלקה באופן מהותי;
(3) על ידי שיפור תהליך בחירת החומרים וטיפול פני השטח, פתרו למעשה את בעיית אבזם הדבקת החוטים;
(4) באמצעות אופטימיזציה של המבנה, כך שחלוקת המתח במפרק תהיה סבירה יותר, ותורמת יותר לעמידות בפני קורוזיה של מתח;
(5) עיצוב סביר דרך מבנה הכתף, כך שתפעול האבזם יהיה קל יותר לביצוע.
כיום, העולם פיתח יותר מ-100 סוגים של חיבורי פרימיום עם טכנולוגיה רשומה כפטנט.
זמן פרסום: 21 בפברואר 2024