OCTG potrubíse používají hlavně k vrtání ropných a plynových vrtů a k přepravě ropy a plynu. Patří sem vrtné trubky pro ropu, ropné pažnice a trubky pro těžbu ropy.OCTG potrubíse používají hlavně k propojení vrtných límců a vrtáků a k přenosu vrtací síly.Pažnice na ropu se používají hlavně k podepření vrtu během vrtání a po jeho dokončení, aby se zajistil normální provoz celého ropného vrtu během vrtání a po jeho dokončení. Ropa a plyn ze dna ropného vrtu jsou na povrch transportovány převážně čerpací trubkou.
Pažnice jsou základem pro udržení provozu ropných vrtů. Vzhledem k různým geologickým podmínkám je stav napětí v podzemí složitý a kombinované účinky napětí, tlaku, ohybu a krutu na těleso pažnice kladou vysoké nároky na kvalitu samotné pažnice. Jakmile je pažnice z nějakého důvodu poškozena, může to vést ke snížení produkce nebo dokonce k sešrotování celého vrtu.
Podle pevnosti samotné oceli lze pažnice rozdělit na různé jakosti oceli, a to J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150 atd. Použitá jakost oceli se liší v závislosti na stavu a hloubce vrtu. V korozivním prostředí je také požadováno, aby samotná pažnice měla korozní odolnost. V oblastech se složitými geologickými podmínkami je také požadováno, aby pažnice měla odolnost proti zhroucení.
I. Základní znalosti o potrubí OCTG
1. Vysvětlení specializovaných termínů souvisejících s ropovodem
API: je to zkratka pro Americký ropný institut.
OCTG: Je to zkratka pro Oil Country Tubular Goods, což znamená trubky specifické pro ropu, včetně hotových ropných pažnic, vrtných trubek, vrtných límců, objímek, krátkých spojů atd.
Ropné trubky: Trubky používané v ropných vrtech pro těžbu ropy, těžbu plynu, vstřikování vody a kyselé štěpení.
Pažnice: Trubka, která se spouští z povrchu země do vyvrtaného vrtu jako vložka, aby se zabránilo zřícení stěny vrtu.
Vrtná trubka: Trubka používaná k vrtání vrtů.
Potrubní potrubí: Potrubí používané k přepravě ropy nebo plynu.
Pojistné kroužky: Válce používané ke spojení dvou závitových trubek s vnitřním závitem.
Spojovací materiál: Trubka použitá pro výrobu spojek.
Závity API: Trubkové závity specifikované normou API 5B, včetně kulatých závitů pro olejové potrubí, krátkých kulatých závitů pro pouzdra, dlouhých kulatých závitů pro pouzdra, lichoběžníkových závitů s odsazením pouzdra, závitů pro potrubí atd.
Speciální přezka: Závity jiné než API se speciálními těsnicími vlastnostmi, vlastnostmi spojení a dalšími vlastnostmi.
Porucha: deformace, lom, poškození povrchu a ztráta původní funkce za specifických provozních podmínek. Hlavní formy poruchy olejového pouzdra jsou: protlačování, prokluzování, prasknutí, netěsnost, koroze, slepení, opotřebení atd.
2. Normy týkající se ropy
API 5CT: Specifikace pro pažnice a trubky (aktuálně nejnovější verze 8. vydání)
API 5D: Specifikace vrtných trubek (nejnovější verze 5. vydání)
API 5L: Specifikace ocelových trubek pro potrubí (nejnovější verze 44. vydání)
API 5B: Specifikace pro obrábění, měření a kontrolu závitů plášťů, olejových trubek a potrubí
GB/T 9711.1-1997: Technické podmínky pro dodávku ocelových trubek pro přepravu ropy a plynu v průmyslu Část 1: Ocelové trubky třídy A
GB/T9711.2-1999: Technické dodací podmínky ocelových trubek pro přepravu ropy a plynu v průmyslu Část 2: Ocelové trubky třídy B
GB/T9711.3-2005: Technické dodací podmínky ocelových trubek pro přepravu ropy a zemního plynu Část 3: Ocelové trubky třídy C
Ⅱ. Olejové potrubí
1. Klasifikace ropovodů
Ropné potrubí se dělí na nelisované (NU) potrubí, vnější lisované (EU) potrubí a integrálně spojované potrubí. Nelisované potrubí označuje konec potrubí, který je závitován bez zesílení a je vybaven spojkou. Vnější lisované potrubí označuje dva konce potrubí, které byly vnějším způsobem zesíleny, poté opatřeny závitem a opatřeny svorkami. Integrovaně spojované potrubí označuje potrubí, které je přímo spojeno bez spojky, přičemž jeden konec je provlečen vnitřním zesíleným vnějším závitem a druhý konec je provlečen vnějším zesíleným vnitřním závitem.
2. Úloha trubek
①, těžba ropy a plynu: po vyvrtání a cementování ropných a plynových vrtů se do ropného pažnice umístí trubka, aby se ropa a plyn extrahovaly do země.
2, vstřikování vody: pokud tlak ve vrtu není dostatečný, vstřikujte vodu do vrtu trubkou.
3, Vstřikování páry: Při procesu termického získávání husté ropy se pára do vrtu přivádí izolovanými olejovými trubkami.
(iv) Okyselování a štěpení: V pozdní fázi vrtání vrtů nebo za účelem zlepšení produkce ropných a plynových vrtů je nutné do ropné a plynové vrstvy přivést okyselovací a štěpící médium nebo vytvrzovací materiál a toto médium a vytvrzovací materiál jsou transportovány ropovodem.
3. Ocelová třída olejového potrubí
Ocelové třídy pro olejové potrubí jsou: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 se dělí na N80-1 a N80Q, oba mají stejné tahové vlastnosti, dva rozdíly jsou stav při dodání a rozdíly v rázovém výkonu. N80-1 se dodává v normalizovaném stavu nebo když je konečná teplota válcování vyšší než kritická teplota Ar3 a po ochlazení vzduchem se napětí snižuje, a lze jej použít k nalezení alternativ k normalizaci válcování za tepla. Rázové a nedestruktivní zkoušení není nutné; N80Q musí být popouštěn (kalením a popouštěním). Tepelné zpracování, rázová funkce by měla být v souladu s ustanoveními API 5CT a měla by být nedestruktivně zkoušena.
L80 se dělí na L80-1, L80-9Cr a L80-13Cr. Jejich mechanické vlastnosti a stav dodávky jsou stejné. Rozdíly v použití, obtížnosti výroby a ceně: L80-1 je obecný typ, L80-9Cr a L80-13Cr jsou vysoce odolné trubky proti korozi, obtížná výroba, drahé a obvykle se používají pro vrty s vysokou korozí.
C90 a T95 se dělí na typ 1 a typ 2, tj. C90-1, C90-2 a T95-1, T95-2.
4. Běžně používaná jakost oceli, jakost a stav dodávky ropovodu
Druh oceli Druh Stav dodávky
Olejová trubka J55 Plochá olejová trubka 37Mn5: válcovaná za tepla místo normalizační
Ztluštěné olejové potrubí: po ztluštění normalizovaná celá délka.
Trubky N80-1 36Mn2V Ploché trubky: válcované za tepla místo normalizačních
Ztluštěné olejové potrubí: po ztluštění normalizovaná celá délka
Olejová trubka N80-Q 30Mn5 popouštěná v plné délce
Olejová trubka L80-1 30Mn5 popouštěná v plné délce
Olejová trubka P110 25CrMnMo popouštěná v plné délce
Spojka J55 37Mn5 válcovaná za tepla pro online normalizaci
Spojka N80, popouštění 28MnTiB po celé délce
Spojka L80-1, popouštění 28MnTiB po celé délce
Svorky P110 25CrMnMo, kalené v celé délce
Ⅲ. Pouzdro
1. Kategorizace a role pláště
Pažnice je ocelová trubka, která podpírá stěny ropných a plynových vrtů. V každém vrtu se používá několik vrstev pažnic v závislosti na hloubce vrtání a geologických podmínkách. Cement se používá k upevnění pažnice po jejím spuštění do vrtu a na rozdíl od ropovodů a vrtných trubek jej nelze znovu použít a patří k jednorázovému spotřebnímu materiálu. Spotřeba pažnic proto představuje více než 70 % všech trubek pro ropné vrty. Pažnice lze podle jejich použití rozdělit na: potrubní pažnice, povrchové pažnice, technické pažnice a olejové pažnice a jejich konstrukce v ropných vrtech jsou znázorněny na obrázku níže.
2. Kryt vodiče
Používá se hlavně pro vrtání v oceánu a poušti k oddělení mořské vody a písku, aby se zajistil hladký průběh vrtání. Hlavní specifikace této vrstvy pažnice jsou: Φ762 mm (30 palců) × 25,4 mm, Φ762 mm (30 palců) × 19,06 mm.
Povrchová pažnice: Používá se hlavně pro první vrtání, vrtání otevřeného povrchu sypkých vrstev až k podloží. Aby se tato část vrstev utěsnila před zřícením, je třeba ji utěsnit povrchovou pažnicí. Hlavní specifikace povrchové pažnice: 508 mm (20 palců), 406,4 mm (16 palců), 339,73 mm (13-3/8 palce), 273,05 mm (10-3/4 palce), 244,48 mm (9-5/9 palce) atd. Hloubka spouštěcí trubky závisí na hloubce měkké formace. Hloubka spodní trubky závisí na hloubce sypké vrstvy, která je obecně 80~1500 m. Její vnější a vnitřní tlak není velký a obvykle se používá ocel třídy K55 nebo N80.
3. Technické pouzdro
Technické pažnice se používají při vrtání složitých formací. Pokud se setkáte se složitými částmi, jako je zhroucená vrstva, vrstva ropy, vrstva plynu, vrstva vody, vrstva úniku, vrstva solné pasty atd., je nutné pažnice utěsnit, jinak nelze vrtání provést. Některé vrty jsou hluboké a složité a hloubka vrtu dosahuje tisíců metrů. U těchto hlubokých vrtů je nutné utěsnit několik vrstev technických pažnic. Jejich mechanické vlastnosti a těsnicí vlastnosti jsou velmi vysoké a používají se i vyšší jakosti oceli. Kromě K55 se častěji používají jakosti N80 a P110. V některých hlubokých vrtech se používají také jakosti Q125 nebo i vyšší, které nejsou klasifikovány jako API, například V150. Hlavní specifikace technického pouzdra jsou: 339,73 Hlavní specifikace technického pouzdra jsou následující: 339,73 mm (13-3/8 palce), 273,05 mm (10-3/4 palce), 244,48 mm (9-5/8 palce), 219,08 mm (8-5/8 palce), 193,68 mm (7-5/8 palce), 177,8 mm (7 palců) a tak dále.
4. Olejová nádrž
Pokud je vrt vrtán do cílové vrstvy (vrstvy obsahující ropu a plyn), je nutné použít pažnici k utěsnění vrstvy ropy a plynu a horních obnažených vrstev a vnitřek pažnice tvoří ropnou vrstvu. U všech typů pažnic jsou v nejhlubších vrtech nejvyšší požadavky na mechanické vlastnosti a těsnicí výkon, používá se ocel třídy K55, N80, P110, Q125, V150 atd. Hlavní specifikace pažnic jsou: 177,8 mm (7 palců), 168,28 mm (6-5/8 palce), 139,7 mm (5-1/2 palce), 127 mm (5 palců), 114,3 mm (4-1/2 palce) atd. Pažnice je nejhlubší ze všech druhů vrtů a její mechanické vlastnosti a těsnicí výkon jsou nejvyšší.
V.Vrtná trubka
1. Klasifikace a role trubek pro vrtací nástroje
Vrtná trubka se skládá ze čtyřhranné vrtné trubky, vrtné trubky, vrtné trubky se závažím a vrtného límce ve vrtacích nástrojích. Vrtná trubka je nástroj pro jádrové vrtání, který pohání vrták ze země na dno vrtu a zároveň slouží jako kanál ze země na dno vrtu. Má tři hlavní role: 1. Přenáší točivý moment pro pohon vrtáku k vrtání; 2. Vyvíjí tlak na vrták vlastní hmotností, aby rozbil horninu na dně vrtu; 3. Dopravuje promývací kapalinu, tj. vrtný kal skrz zeminu pomocí vysokotlakých kalových čerpadel, do vrtu vrtné kolony, aby proudil na dno vrtu, proplachoval horninové úlomky a chladil vrták, a odnáší horninové úlomky skrz prstencový prostor mezi vnějším povrchem kolony a stěnou vrtu, aby se vrátily do země, a tím dosáhly účelu vrtání. Vrtné trubky musí během vrtání odolat různým složitým střídavým zatížením, jako je tahové, tlakové, kroucené, ohybové a další namáhání. Vnitřní povrch je také vystaven vysokotlakému odírání a korozi.
(1) Čtvercové vrtné trubky: Čtvercové vrtné trubky mají dva druhy: čtyřúhelníkový a šestiúhelníkový. Čínské vrtné tyče pro ropu obvykle používají čtyřúhelníkovou vrtnou trubku pro každou sadu vrtných sloupů. Jejich specifikace jsou: 63,5 mm (2 1/2 palce), 88,9 mm (3 1/2 palce), 107,95 mm (4 1/4 palce), 133,35 mm (5 1/4 palce), 152,4 mm (6 palců) atd. Obvyklá délka je 12~14,5 m.
(2) Vrtná trubka: Vrtná trubka je hlavním nástrojem pro vrtání vrtů a je připojena ke spodnímu konci čtvercové vrtné trubky. S prohlubováním vrtu se vrtná trubka postupně prodlužuje a prodlužuje vrtací sloup. Specifikace vrtných trubek jsou: 60,3 mm (2-3/8 palce), 73,03 mm (2-7/8 palce), 88,9 mm (3-1/2 palce), 114,3 mm (4-1/2 palce), 127 mm (5 palců), 139,7 mm (5-1/2 palce) a tak dále.
(3) Zatížená vrtná trubka: Zatížená vrtná trubka je přechodový nástroj spojující vrtnou trubku a vrtací límec, který může zlepšit silové podmínky vrtné trubky a také zvýšit tlak na vrták. Hlavní specifikace zatížené vrtné trubky jsou 88,9 mm (3-1/2 palce) a 127 mm (5 palců).
(4) Vrtací límec: vrtací límec je připojen ke spodní části vrtné trubky, což je speciální silnostěnná trubka s vysokou tuhostí, která vyvíjí tlak na vrták, aby rozbila horninu, a může hrát vodicí roli při vrtání rovných vrtů. Běžné specifikace vrtacího límce jsou: 158,75 mm (6-1/4 palce), 177,85 mm (7 palců), 203,2 mm (8 palců), 228,6 mm (9 palců) atd.
V. Potrubní potrubí
1. Klasifikace potrubí
Potrubní potrubí se v ropném a plynárenském průmyslu používá k přepravě ropy, rafinované ropy, zemního plynu a vody. Ropovodní a plynovodní potrubí se dělí hlavně na hlavní potrubí, odbočné potrubí a městské potrubní sítě tří druhů. Hlavní přenosové potrubí má obvyklé specifikace: ∮ 406 ~ 1219 mm, tloušťka stěny 10 ~ 25 mm, ocel třídy X42 ~ X80; odbočné potrubí a městské potrubní sítě mají obvyklé specifikace: ∮ 114 ~ 700 mm, tloušťka stěny 6 ~ 20 mm, ocel třídy X42 ~ X80. Obvyklé specifikace pro přívodní potrubí a městské potrubní sítě jsou 114-700 mm, tloušťka stěny 6-20 mm, ocel třídy X42-X80.
Potrubní potrubí má svařované ocelové trubky, také má bezešvé ocelové trubky, svařované ocelové trubky se používají více než bezešvé ocelové trubky.
2. Standardní potrubí
Norma pro potrubí je API 5L „specifikace ocelových potrubí“, ale Čína v roce 1997 vyhlásila dvě národní normy pro potrubí: GB/T9711.1-1997 „Ropný a plynárenský průmysl, první část technických dodacích podmínek ocelových potrubí: ocelové potrubí třídy A“ a GB/T9711.2-1997 „Ropný a plynárenský průmysl, druhá část technických dodacích podmínek ocelových potrubí: ocelové potrubí třídy B“. Tyto dvě normy pro ocelové potrubí jsou ekvivalentní API 5L a mnoho domácích uživatelů vyžaduje dodání těchto dvou národních norem.
3. O PSL1 a PSL2
PSL je zkratka pro úroveň specifikace produktu (Product Specification Level). Úroveň specifikace produktu pro potrubí se dělí na PSL1 a PSL2, lze také říci, že úroveň kvality se dělí na PSL1 a PSL2. PSL1 je vyšší než PSL2, přičemž úroveň specifikace 2 se liší nejen požadavky na zkoušky, ale i chemickým složením a požadavky na mechanické vlastnosti, takže podle objednávky API 5L musí podmínky smlouvy kromě specifikace specifikací, jakosti oceli a dalších společných ukazatelů uvádět také úroveň specifikace produktu, tj. PSL1 nebo PSL2.
PSL2 je v chemickém složení, tahových vlastnostech, rázové síle, nedestruktivním testování a dalších ukazatelích přísnější než PSL1.
4, druh oceli a chemické složení potrubních trubek
Ocel pro potrubní trubky se od nízké po vysokou dělí na: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 a X80.
5, tlak vody v potrubí a nedestruktivní požadavky
Potrubní potrubí by mělo být hydraulicky testováno větev po větvi a norma neumožňuje nedestruktivní vytváření hydraulického tlaku, což je také velký rozdíl mezi normou API a našimi normami.
PSL1 nevyžaduje nedestruktivní testování, PSL2 by mělo být nedestruktivní testování větev po větvi.
VI.Prémiové připojení
1. Představení prémiového připojení
Speciální spona se liší od závitu API speciální strukturou trubkového závitu. Ačkoli se stávající olejové pažnice se závitem API široce používají při těžbě ropných vrtů, jejich nedostatky se jasně projevují ve specifickém prostředí některých ropných polí: kruhový závitový trubkový sloup API, ačkoli má lepší těsnicí vlastnosti, tahová síla nesená závitovou částí je ekvivalentní pouze 60 % až 80 % pevnosti tělesa trubky, takže jej nelze použít při těžbě hlubokých vrtů; u lichoběžníkového závitového trubkového sloupu s předpětím API je tahová pevnost závitové části ekvivalentní pouze pevnosti tělesa trubky, takže jej nelze použít v hlubokých vrtech; u lichoběžníkového závitového trubkového sloupu s předpětím API není tahová pevnost dobré. Přestože je tahová pevnost sloupu mnohem vyšší než u kruhového závitu API, jeho těsnicí vlastnosti nejsou příliš dobré, takže jej nelze použít při těžbě vysokotlakých plynových vrtů; navíc závitové mazivo může hrát svou roli pouze v prostředí s teplotou pod 95 °C, takže jej nelze použít při těžbě vysokoteplotních vrtů.
Ve srovnání s kulatým závitem API a částečným lichoběžníkovým závitem dosáhla společnost Premium Connection průlomového pokroku v následujících aspektech:
(1) dobré utěsnění díky konstrukci elastické a kovové těsnicí struktury, takže odpor spoje vůči plynovému těsnění dosáhne limitu tělesa trubky v rámci mezního tlaku;
(2) vysoká pevnost spojení, u spojení Premium Connection s olejovým pouzdrem síla spojení dosahuje nebo překračuje pevnost tělesa trubky, čímž se zásadně řeší problém prokluzování;
(3) výběrem materiálu a zlepšením procesu povrchové úpravy byl v podstatě vyřešen problém zasekávání nití u spony;
(4) optimalizací struktury, aby rozložení napětí ve spojích bylo rozumnější a lépe odolalo korozi způsobené napětím;
(5) díky ramenní konstrukci rozumného designu, takže se snáze provádí ovládání přezky.
V současné době je ve světě vyvinuto více než 100 druhů prémiových připojení s patentovanou technologií.
Čas zveřejnění: 21. února 2024