Tubi OCTGSono utilizzati principalmente per la perforazione di pozzi petroliferi e di gas e per il trasporto di petrolio e gas. Sono inclusi tubi di perforazione petrolifera, tubi di rivestimento e tubi di estrazione petrolifera.Tubi OCTGvengono utilizzati principalmente per collegare i collari di perforazione e le punte da trapano e per trasmettere la potenza di perforazione.Il rivestimento petrolifero viene utilizzato principalmente per sostenere il foro del pozzo durante e dopo la perforazione, per garantire il normale funzionamento dell'intero pozzo petrolifero durante e dopo il completamento. Il petrolio e il gas presenti sul fondo del pozzo petrolifero vengono trasportati in superficie principalmente dal tubo di pompaggio.
Il casing è la linfa vitale per il mantenimento operativo dei pozzi petroliferi. A causa delle diverse condizioni geologiche, lo stato di stress nel sottosuolo è complesso e gli effetti combinati di tensione, compressione, flessione e torsione sul corpo del casing impongono requisiti elevati per la qualità del casing stesso. Un danno al casing stesso, per qualsiasi motivo, può portare a una riduzione della produzione o persino alla demolizione dell'intero pozzo.
In base alla resistenza dell'acciaio stesso, il rivestimento può essere suddiviso in diversi gradi di acciaio, ovvero J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150, ecc. Il grado di acciaio utilizzato varia a seconda delle condizioni del pozzo e della profondità. In ambienti corrosivi, è inoltre necessario che il rivestimento stesso abbia una buona resistenza alla corrosione. In aree con condizioni geologiche complesse, è inoltre necessario che il rivestimento abbia prestazioni anti-collasso.
I.la conoscenza di base del tubo OCTG
1、Termini specializzati relativi alla spiegazione delle condotte petrolifere
API: è l'abbreviazione di American Petroleum Institute.
OCTG: è l'abbreviazione di Oil Country Tubular Goods, che indica i tubi specifici per il petrolio, tra cui rivestimenti petroliferi finiti, aste di perforazione, collari di perforazione, cerchi, giunti corti e così via.
Tubazioni petrolifere: tubazioni utilizzate nei pozzi petroliferi per l'estrazione di petrolio, l'estrazione di gas, l'iniezione di acqua e la fratturazione acida.
Rivestimento: tubo che viene calato dalla superficie terrestre in un foro di trivellazione come rivestimento per impedire il crollo della parete del pozzo.
Aste di perforazione: Aste utilizzate per la perforazione di fori.
Tubo di linea: tubo utilizzato per il trasporto di petrolio o gas.
Anelli elastici: cilindri utilizzati per collegare due tubi filettati con filettature interne.
Materiale del giunto: Tubo utilizzato per la fabbricazione dei giunti.
Filettature API: filettature per tubi specificate dallo standard API 5B, tra cui filettature tonde per tubi di petrolio, filettature tonde corte per tubi di rivestimento, filettature tonde lunghe per tubi di rivestimento, filettature trapezoidali sfalsate per tubi di rivestimento, filettature per tubi di linea e così via.
Fibbia speciale: filettature non API con proprietà di tenuta, proprietà di collegamento e altre proprietà speciali.
Guasto: deformazione, frattura, danneggiamento superficiale e perdita della funzionalità originale in specifiche condizioni di servizio. Le principali forme di guasto del carter dell'olio sono: estrusione, slittamento, rottura, perdite, corrosione, incollaggio, usura e così via.
2. Standard relativi al petrolio
API 5CT: Specifiche per rivestimenti e tubazioni (attualmente l'ultima versione dell'ottava edizione)
API 5D: specifiche per tubi di perforazione (ultima versione della quinta edizione)
API 5L: specifiche per tubi in acciaio per condotte (ultima versione della 44a edizione)
API 5B: Specifiche per la lavorazione, la misurazione e l'ispezione di filettature di tubi di rivestimento, tubi di olio e tubi di linea
GB/T 9711.1-1997: Condizioni tecniche per la fornitura di tubi in acciaio per il trasporto dell'industria petrolifera e del gas Parte 1: Tubi in acciaio di grado A
GB/T9711.2-1999: Condizioni tecniche di fornitura di tubi in acciaio per il trasporto di petrolio e gas Parte 2: Tubi in acciaio di grado B
GB/T9711.3-2005: Condizioni tecniche di fornitura di tubi in acciaio per il trasporto di petrolio e gas naturale Parte 3: Tubi in acciaio di grado C
Ⅱ. Tubo dell'olio
1. Classificazione delle condotte petrolifere
Le tubazioni per olio si dividono in tubi Non-Upset (NU), tubi External Upset (EU) e tubi a giunto integrale. I tubi Non-Upset si riferiscono a un'estremità del tubo filettata senza ispessimento e dotata di un raccordo. I tubi External Upset si riferiscono a due estremità del tubo ispessite esternamente, quindi filettate e dotate di morsetti. I tubi a giunto integrato si riferiscono a un tubo collegato direttamente senza raccordo, con un'estremità filettata attraverso una filettatura esterna ispessita internamente e l'altra estremità filettata attraverso una filettatura interna ispessita esternamente.
2. Il ruolo dei tubi
①, estrazione di petrolio e gas: dopo che i pozzi di petrolio e gas sono stati perforati e cementati, la tubazione viene posizionata nel rivestimento del petrolio per estrarre petrolio e gas nel terreno.
②, iniezione d'acqua: quando la pressione nel fondo del pozzo non è sufficiente, iniettare acqua nel pozzo attraverso la tubazione.
3, Iniezione di vapore: nel processo di recupero termico del petrolio denso, il vapore deve essere immesso nel pozzo tramite tubi del petrolio isolati.
(iv) Acidificazione e fratturazione: nella fase avanzata della perforazione del pozzo o per migliorare la produzione di pozzi di petrolio e gas, è necessario immettere un mezzo acidificante e di fratturazione o un materiale di indurimento nello strato di petrolio e gas, e il mezzo e il materiale di indurimento vengono trasportati attraverso la condotta petrolifera.
3. Grado di acciaio del tubo dell'olio
I gradi di acciaio dei tubi del petrolio sono: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 è diviso in N80-1 e N80Q, i due hanno le stesse proprietà di trazione, le due differenze sono lo stato di consegna e le differenze di prestazioni di impatto, consegna N80-1 tramite stato normalizzato o quando la temperatura di laminazione finale è maggiore della temperatura critica Ar3 e riduzione della tensione dopo il raffreddamento ad aria, e può essere utilizzato per trovare alternative alla normalizzazione della laminazione a caldo, non sono richiesti test di impatto e non distruttivi; N80Q deve essere temprato (tempra e rinvenimento) Il trattamento termico, la funzione di impatto devono essere in linea con le disposizioni dell'API 5CT e devono essere test non distruttivi.
L80 si divide in L80-1, L80-9Cr e L80-13Cr. Le loro proprietà meccaniche e lo stato di consegna sono gli stessi. Differenze nell'utilizzo, nella difficoltà di produzione e nel prezzo: L80-1 è il tipo generico, L80-9Cr e L80-13Cr sono tubi ad alta resistenza alla corrosione, difficili da produrre, costosi, solitamente utilizzati per pozzi con elevata corrosione.
C90 e T95 si dividono in tipo 1 e tipo 2, ovvero C90-1, C90-2 e T95-1, T95-2.
4. Grado di acciaio comunemente utilizzato, grado e stato di consegna del tubo dell'olio
Grado di acciaio Grado Stato di consegna
Tubo per olio J55 Tubo per olio piatto 37Mn5: laminato a caldo anziché normalizzato
Tubo dell'olio ispessito: lunghezza totale normalizzata dopo l'ispessimento.
Tubo N80-1 36Mn2V Tubo piatto: laminato a caldo anziché normalizzato
Tubo dell'olio ispessito: lunghezza intera normalizzata dopo l'ispessimento
Tubo olio N80-Q 30Mn5 rinvenimento a lunghezza intera
Tubo olio L80-1 30Mn5 rinvenimento a tutta lunghezza
Tubo olio P110 25CrMnMo rinvenimento a tutta lunghezza
Giunto J55 37Mn5 laminato a caldo normalizzato in linea
Giunto N80 28MnTiB rinvenimento a lunghezza intera
Giunto L80-1 28MnTiB rinvenimento a lunghezza intera
Morsetti P110 25CrMnMo temperati a tutta lunghezza
III. Involucro
1. Categorizzazione e ruolo dell'involucro
Il rivestimento è un tubo di acciaio che sostiene la parete dei pozzi petroliferi e di gas. Diversi strati di rivestimento vengono utilizzati in ciascun pozzo a seconda delle diverse profondità di perforazione e delle condizioni geologiche. Il cemento viene utilizzato per cementare il rivestimento dopo la sua calata nel pozzo e, a differenza dei tubi petroliferi e delle aste di perforazione, non può essere riutilizzato e rientra tra i materiali di consumo monouso. Pertanto, il consumo di rivestimento rappresenta oltre il 70% di tutte le tubazioni per pozzi petroliferi. Il rivestimento può essere classificato in: condotte, rivestimento di superficie, rivestimento tecnico e rivestimento petrolifero a seconda del suo utilizzo, e le loro strutture nei pozzi petroliferi sono illustrate nella figura sottostante.
2. Rivestimento del conduttore
utilizzato principalmente per le trivellazioni nell'oceano e nel deserto per separare l'acqua di mare dalla sabbia e garantire il regolare avanzamento delle trivellazioni, le specifiche principali di questo strato di 2. rivestimento sono: Φ762mm (30 pollici) × 25,4mm, Φ762mm (30 pollici) × 19,06mm.
Rivestimento superficiale: viene utilizzato principalmente per la prima perforazione, perforando la superficie degli strati sciolti fino al substrato roccioso. Per sigillare questa parte degli strati dal crollo, è necessario sigillarla con il rivestimento superficiale. Le specifiche principali del rivestimento superficiale sono: 508 mm (20 pollici), 406,4 mm (16 pollici), 339,73 mm (13-3/8 pollici), 273,05 mm (10-3/4 pollici), 244,48 mm (9-5/9 pollici), ecc. La profondità del tubo di abbassamento dipende dalla profondità della formazione soffice. La profondità del tubo inferiore dipende dalla profondità dello strato sciolto, che è generalmente compresa tra 80 e 1500 m. La sua pressione esterna e interna non è elevata e generalmente adotta acciaio di grado K55 o acciaio di grado N80.
3. Custodia tecnica
Il rivestimento tecnico viene utilizzato nel processo di perforazione di formazioni complesse. In presenza di elementi complessi come strati collassati, strati di petrolio, strati di gas, strati d'acqua, strati di perdite, strati di pasta salina, ecc., è necessario posare il rivestimento tecnico per sigillarli, altrimenti la perforazione non può essere eseguita. Alcuni pozzi sono profondi e complessi, con profondità che raggiungono migliaia di metri; questo tipo di pozzi profondi richiede la posa di diversi strati di rivestimento tecnico, le cui proprietà meccaniche e i requisiti di tenuta sono molto elevati. Anche l'uso di gradi di acciaio è più elevato: oltre al K55, si utilizzano maggiormente i gradi N80 e P110. Alcuni pozzi profondi vengono utilizzati anche con gradi non API Q125 o addirittura superiori, come il V150. Le specifiche principali dell'involucro tecnico sono: 339,73 Le specifiche principali dell'involucro tecnico sono le seguenti: 339,73 mm (13-3/8 pollici), 273,05 mm (10-3/4 pollici), 244,48 mm (9-5/8 pollici), 219,08 mm (8-5/8 pollici), 193,68 mm (7-5/8 pollici), 177,8 mm (7 pollici) e così via.
4. Carter dell'olio
Quando un pozzo viene perforato fino allo strato di destinazione (lo strato contenente petrolio e gas), è necessario utilizzare il rivestimento per sigillare lo strato di petrolio e gas e gli strati superiori esposti, e l'interno del rivestimento costituisce lo strato di petrolio. Il rivestimento per tutti i tipi di pozzo, anche alla massima profondità, presenta i più elevati requisiti di proprietà meccaniche e di tenuta, con l'utilizzo di acciai di grado K55, N80, P110, Q125, V150 e così via. Le specifiche principali del rivestimento di formazione sono: 177,8 mm (7 pollici), 168,28 mm (6-5/8 pollici), 139,7 mm (5-1/2 pollici), 127 mm (5 pollici), 114,3 mm (4-1/2 pollici), ecc. Il rivestimento è il più profondo tra tutti i tipi di pozzo e le sue prestazioni meccaniche e di tenuta sono le più elevate.
V. Tubo di perforazione
1、 Classificazione e ruolo del tubo per gli utensili di perforazione
L'asta di perforazione quadrata, l'asta di perforazione, l'asta di perforazione zavorrata e il collare di perforazione negli utensili di perforazione formano l'asta di perforazione. L'asta di perforazione è l'utensile di perforazione che guida la punta di perforazione dal terreno al fondo del pozzo e funge anche da canale dal terreno al fondo del pozzo. Svolge tre ruoli principali: 1) trasferire la coppia per azionare la punta di perforazione; 2) fare affidamento sul proprio peso per esercitare pressione sulla punta di perforazione e rompere la roccia sul fondo del pozzo; 3) convogliare il fluido di lavaggio del pozzo, ovvero il fango di perforazione attraverso il terreno tramite le pompe ad alta pressione, nel foro della colonna di perforazione per fluire verso il fondo del pozzo per rimuovere i detriti di roccia e raffreddare la punta di perforazione, e trasportare i detriti di roccia attraverso lo spazio anulare tra la superficie esterna della colonna e la parete del pozzo per tornare al terreno, in modo da raggiungere lo scopo di perforazione del pozzo. Durante il processo di perforazione, le aste di perforazione devono resistere a una varietà di carichi alternati complessi, come trazione, compressione, torsione, flessione e altre sollecitazioni; la superficie interna è inoltre soggetta a corrosione e abrasione da fango ad alta pressione.
(1) Aste di perforazione quadrate: le aste di perforazione quadrate sono disponibili in due tipologie: quadrilatere ed esagonali. Le aste di perforazione petrolifera cinesi utilizzano solitamente aste di perforazione di tipo quadrilatero per ogni set di colonne di perforazione. Le sue specifiche sono: 63,5 mm (2-1/2 pollici), 88,9 mm (3-1/2 pollici), 107,95 mm (4-1/4 pollici), 133,35 mm (5-1/4 pollici), 152,4 mm (6 pollici) e così via. La lunghezza solitamente utilizzata è di 12~14,5 m.
(2) Aste di perforazione: le aste di perforazione sono lo strumento principale per la perforazione dei pozzi, collegate all'estremità inferiore della colonna di perforazione quadrata. Man mano che il pozzo di perforazione si approfondisce, le aste di perforazione allungano la colonna di perforazione uno dopo l'altro. Le specifiche delle aste di perforazione sono: 60,3 mm (2-3/8 pollici), 73,03 mm (2-7/8 pollici), 88,9 mm (3-1/2 pollici), 114,3 mm (4-1/2 pollici), 127 mm (5 pollici), 139,7 mm (5-1/2 pollici) e così via.
(3) Tubo di perforazione zavorrato: il tubo di perforazione zavorrato è uno strumento di transizione che collega il tubo di perforazione al collare di perforazione, migliorando le condizioni di forza del tubo di perforazione e aumentando la pressione sulla punta di perforazione. Le specifiche principali del tubo di perforazione zavorrato sono 88,9 mm (3-1/2 pollici) e 127 mm (5 pollici).
(4) Collare di perforazione: il collare di perforazione è collegato alla parte inferiore del tubo di perforazione, che è uno speciale tubo a pareti spesse con elevata rigidità, che esercita una pressione sulla punta di perforazione per rompere la roccia e può svolgere un ruolo di guida durante la perforazione di pozzi rettilinei. Le specifiche comuni del collare di perforazione sono: 158,75 mm (6-1/4 pollici), 177,85 mm (7 pollici), 203,2 mm (8 pollici), 228,6 mm (9 pollici) e così via.
V. Tubo di linea
1、Classificazione dei tubi di linea
I tubi di linea sono utilizzati nell'industria petrolifera e del gas per il trasporto di petrolio, petrolio raffinato, gas naturale e condotte idriche, abbreviato in tubi in acciaio. Il trasporto di oleodotti e gasdotti è principalmente suddiviso in condotte principali, diramazioni e reti di condotte urbane. Le condotte principali hanno specifiche standard da ∮ 406 a 1219 mm, spessore della parete da 10 a 25 mm, acciaio di grado X42 a X80; le condotte diramazioni e le reti di condotte urbane hanno specifiche standard da ∮ 114 a 700 mm, spessore della parete da 6 a 20 mm, acciaio di grado X42 a X80. Le specifiche standard per le condotte di alimentazione e le condotte urbane sono da 114 a 700 mm, spessore della parete da 6 a 20 mm, acciaio di grado X42-X80.
I tubi di linea sono tubi in acciaio saldati, ma anche tubi in acciaio senza saldatura; i tubi in acciaio saldati sono più utilizzati dei tubi in acciaio senza saldatura.
2. Standard per tubi di linea
Lo standard per i tubi di linea è API 5L "specifiche per tubi in acciaio per condotte", ma nel 1997 la Cina ha promulgato due standard nazionali per i tubi di linea: GB/T9711.1-1997 "industria petrolifera e del gas, prima parte delle condizioni tecniche di fornitura di tubi in acciaio: tubi in acciaio di grado A" e GB/T9711.2-1997 "industria petrolifera e del gas, seconda parte delle condizioni tecniche di fornitura di tubi in acciaio: tubi in acciaio di grado B". "Tubi in acciaio", questi due standard sono equivalenti all'API 5L, molti utenti nazionali richiedono la fornitura di questi due standard nazionali.
3. Informazioni su PSL1 e PSL2
PSL è l'abbreviazione di livello di specifica del prodotto. Il livello di specifica del prodotto per i tubi di linea è suddiviso in PSL1 e PSL2, e si può anche dire che il livello di qualità è suddiviso in PSL1 e PSL2. PSL1 è superiore a PSL2, il secondo livello di specifica non solo prevede requisiti di prova diversi, ma anche requisiti di composizione chimica e proprietà meccaniche. Pertanto, secondo l'ordine API 5L, i termini del contratto, oltre a specificare le specifiche, il grado di acciaio e altri indicatori comuni, devono indicare anche il livello di specifica del prodotto, ovvero PSL1 o PSL2.
PSL2 è più rigoroso di PSL1 per quanto riguarda composizione chimica, proprietà di trazione, potere d'impatto, prove non distruttive e altri indicatori.
4. Grado di acciaio e composizione chimica dei tubi della conduttura
La qualità dell'acciaio per tubi di linea, da bassa ad alta, è suddivisa in: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 e X80.
5, pressione dell'acqua della tubazione e requisiti non distruttivi
Le tubazioni devono essere sottoposte a test idraulici ramo per ramo e lo standard non consente la generazione non distruttiva della pressione idraulica, il che rappresenta un'altra grande differenza tra lo standard API e i nostri standard.
PSL1 non richiede prove non distruttive, mentre PSL2 dovrebbe prevedere prove non distruttive su ogni ramo.
VI.Connessione Premium
1. Introduzione della connessione Premium
La fibbia speciale è diversa dalla filettatura API grazie alla particolare struttura della filettatura del tubo. Sebbene l'attuale rivestimento petrolifero filettato API sia ampiamente utilizzato nello sfruttamento dei pozzi petroliferi, i suoi difetti sono chiaramente evidenti nell'ambiente specifico di alcuni giacimenti petroliferi: la colonna per tubi filettati tondi API, sebbene le sue prestazioni di tenuta siano migliori, la forza di trazione sopportata dalla parte filettata è equivalente solo al 60% - 80% della resistenza del corpo del tubo, quindi non può essere utilizzata nello sfruttamento di pozzi profondi; la colonna per tubi filettati trapezoidali inclinati API, la prestazione di trazione della parte filettata è equivalente solo alla resistenza del corpo del tubo, quindi non può essere utilizzata in pozzi profondi; la colonna per tubi filettati trapezoidali inclinati API, le sue prestazioni di trazione non sono buone. Sebbene le prestazioni di trazione della colonna siano molto superiori a quelle della connessione filettata tonda API, le sue prestazioni di tenuta non sono molto buone, quindi non può essere utilizzata nello sfruttamento di pozzi di gas ad alta pressione; Inoltre, il grasso filettato può svolgere la sua funzione solo in ambienti con temperature inferiori a 95°C, quindi non può essere utilizzato nello sfruttamento di pozzi ad alta temperatura.
Rispetto alla filettatura tonda API e alla filettatura trapezoidale parziale, Premium Connection ha compiuto progressi rivoluzionari nei seguenti aspetti:
(1) buona tenuta, attraverso la progettazione di una struttura di tenuta elastica e metallica, in modo che la resistenza alla tenuta del gas del giunto raggiunga il limite del corpo del tubo entro la pressione di snervamento;
(2) elevata resistenza della connessione, con la connessione Premium Connection dell'involucro dell'olio, la resistenza della connessione raggiunge o supera la resistenza del corpo del tubo, per risolvere fondamentalmente il problema dello slittamento;
(3) grazie al miglioramento del processo di selezione dei materiali e di trattamento superficiale, è stato sostanzialmente risolto il problema della deformazione del filo;
(4) attraverso l'ottimizzazione della struttura, in modo che la distribuzione dello stress del giunto sia più ragionevole, più favorevole alla resistenza alla corrosione sotto sforzo;
(5) attraverso la struttura della spalla del design ragionevole, in modo che l'operazione sulla fibbia sia più facile da eseguire.
Attualmente nel mondo sono stati sviluppati più di 100 tipi di Connessioni Premium con tecnologia brevettata.
Data di pubblicazione: 21 febbraio 2024