Tubos OCTGúsanse principalmente para a perforación de pozos de petróleo e gas e o transporte de petróleo e gas. Inclúe tubos de perforación petrolífera, revestimentos de petróleo e tubos de extracción de petróleo.Tubos OCTGúsanse principalmente para conectar colares de perforación e brocas e transmitir a potencia de perforación.A carcasa de petróleo úsase principalmente para soportar o pozo durante a perforación e despois da súa finalización, para garantir o funcionamento normal de todo o pozo durante o proceso de perforación e despois da finalización. O petróleo e o gas no fondo do pozo son transportados principalmente á superficie polo tubo de bombeo de petróleo.
A carcasa de petróleo é a táboa de salvación para manter o funcionamento dos pozos de petróleo. Debido ás diferentes condicións xeolóxicas, o estado de tensión subterránea é complexo, e os efectos combinados da tensión de tensión, compresión, flexión e torsión no corpo da carcasa supoñen uns requisitos elevados para a calidade da propia carcasa. Unha vez que a propia carcasa se dana por algún motivo, pode levar a unha redución da produción ou mesmo ao desguace de todo o pozo.
Segundo a resistencia do propio aceiro, a carcasa pódese dividir en diferentes graos de aceiro, concretamente J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150, etc. O grao de aceiro empregado varía segundo o estado e a profundidade do pozo. En ambientes corrosivos, tamén se require que a propia carcasa teña resistencia á corrosión. En zonas con condicións xeolóxicas complexas, tamén se require que a carcasa teña un rendemento anticoagulante.
I. Coñecementos básicos sobre tubos OCTG
1. Explicación de termos especializados relacionados coa tubaxe de petróleo
API: abreviatura de American Petroleum Institute.
OCTG: É a abreviatura de Oil Country Tubular Goods (Mercadorías Tubulares para Petróleo), que significa tubaxe específica para o petróleo, incluíndo revestimentos de petróleo acabados, tubos de perforación, colares de perforación, aros, xuntas curtas, etc.
Tubaxe petrolífera: Tubaxe utilizada en pozos petrolíferos para a extracción de petróleo, a extracción de gas, a inxección de auga e a fracturación ácida.
Revestimento: Tubaxe que se introduce desde a superficie da terra nun pozo perforado como revestimento para evitar o colapso da parede do pozo.
Tubo de perforación: Tubo empregado para perforar pozos.
Tubaxe: Tubaxe empregada para transportar petróleo ou gas.
Arandelas: Cilindros que se empregan para conectar dous tubos roscados con roscas internas.
Material de acoplamento: Tubaxe empregada na fabricación de acoplamentos.
Roscas API: Roscas para tubos especificadas pola norma API 5B, incluíndo roscas redondas para tubos de petróleo, roscas redondas curtas para carcasas, roscas redondas longas para carcasas, roscas trapezoidais desviadas para carcasas, roscas para tubos de liña, etc.
Fibela especial: roscas non API con propiedades de selado especiais, propiedades de conexión e outras propiedades.
Falla: deformación, fractura, dano superficial e perda da función orixinal en condicións de servizo específicas. As principais formas de falla da carcasa de aceite son: extrusión, esvaramento, rotura, fugas, corrosión, adhesión, desgaste, etc.
2. Normas relacionadas co petróleo
API 5CT: Especificación de carcasas e tubaxes (actualmente a última versión da 8ª edición)
API 5D: Especificación de tubos de perforación (a última versión da 5ª edición)
API 5L: especificación de tubos de aceiro para canalización (a última versión da 44ª edición)
API 5B: Especificación para o mecanizado, a medición e a inspección de roscas de carcasas, tubaxes de petróleo e tubaxes de liña
GB/T 9711.1-1997: Condicións técnicas para a subministración de tubos de aceiro para o transporte da industria do petróleo e o gas Parte 1: Tubos de aceiro de grao A
GB/T9711.2-1999: Condicións técnicas de subministración de tubos de aceiro para o transporte da industria do petróleo e o gas Parte 2: Tubos de aceiro de grao B
GB/T9711.3-2005: Condicións técnicas de subministración de tubos de aceiro para o transporte da industria do petróleo e o gas natural Parte 3: Tubo de aceiro de grao C
Ⅱ. Tubo de aceite
1. Clasificación das tubaxes de petróleo
As tubaxes de petróleo divídense en tubaxes sen retorcer (NU), tubaxes con retorcer externo (EU) e tubaxes de unión integral. As tubaxes sen retorcer refírese a un extremo de tubaxe roscado sen engrosar e equipado cun acoplamento. As tubaxes con retorcer externo refírese a dous extremos de tubaxe que foron engrosados externamente, logo roscados e equipados con abrazaderas. As tubaxes de unión integrada refírese a unha tubaxe que está conectada directamente sen acoplamento, cun extremo roscado a través dunha rosca externa engrosada internamente e o outro extremo roscado a través dunha rosca interna engrosada externamente.
2. O papel da tubaxe
①, extracción de petróleo e gas: despois de perforar e cementar os pozos de petróleo e gas, a tubaxe colócase na carcasa de petróleo para extraer o petróleo e o gas ao chan.
②, inxección de auga: cando a presión no fondo do pozo non sexa suficiente, inxectar auga no pozo a través da tubaxe.
③, Inxección de vapor: No proceso de recuperación térmica de petróleo espeso, o vapor debe introducirse no pozo mediante tubaxes de petróleo illadas.
(iv) Acidificación e fracturación: Na fase final da perforación de pozos ou para mellorar a produción de pozos de petróleo e gas, é necesario introducir un medio acidificante e de fracturación ou material de curado na capa de petróleo e gas, e o medio e o material de curado transpórtanse a través do oleoduto.
3. Grao de aceiro do tubo de petróleo
Os tipos de aceiro para tubos de petróleo son: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 divídese en N80-1 e N80Q, que teñen as mesmas propiedades de tracción, e as dúas diferenzas son o estado de entrega e as diferenzas de rendemento ao impacto. N80-1 entregase nun estado normalizado ou cando a temperatura final de laminación é maior que a temperatura crítica Ar3 e a redución da tensión despois do arrefriamento ao aire podendo atopar alternativas á normalización do laminado en quente. Non se requiren probas de impacto nin destructivas. O N80Q debe ser temperado (revenido e revenido). O tratamento térmico, a función de impacto, debe estar en consonancia coas disposicións da API 5CT e debe ser sometido a probas non destructivas.
O L80 divídese en L80-1, L80-9Cr e L80-13Cr. As súas propiedades mecánicas e o estado de entrega son os mesmos. As diferenzas no uso, a dificultade de produción e o prezo son: o L80-1 é o tipo xeral, mentres que o L80-9Cr e o L80-13Cr son tubos de alta resistencia á corrosión, dificultade de produción e prezos elevados, que adoitan usarse para pozos con alta corrosión.
O C90 e o T95 divídense en tipo 1 e tipo 2, é dicir, C90-1, C90-2 e T95-1, T95-2.
4. Grao de aceiro de uso común, grao e estado de entrega de tubos de petróleo
Grao de aceiro Grao Estado da entrega
Tubo de aceite J55 Tubo de aceite plano 37Mn5: laminado en quente en lugar de normalizado
Tubo de aceite engrosado: normalizado a lonxitude completa despois do engrosamento.
Tubaxe N80-1 36Mn2V Tubaxe de tipo plano: laminada en quente en lugar de normalizada
Tubo de aceite engrosado: normalizado a lonxitude completa despois do engrosamento
Tubo de aceite N80-Q 30Mn5 de lonxitude completa tempero
Tubo de aceite L80-1 30Mn5 de lonxitude completa tempero
Tubo de aceite P110 25CrMnMo revenido de lonxitude completa
Acoplamento J55 37Mn5 normalización en liña laminada en quente
Acoplamento N80 28MnTiB tempero de lonxitude completa
Acoplamento L80-1 28MnTiB de revenido completo
Abrazaderas P110 25CrMnMo de lonxitude completa temperadas
III. Carcasa
1. Clasificación e función da carcasa
Un revestimento é un tubo de aceiro que sostén a parede dos pozos de petróleo e gas. En cada pozo utilízanse varias capas de revestimento segundo as diferentes profundidades de perforación e condicións xeolóxicas. O cemento úsase para cementar o revestimento despois de baixalo ao pozo e, a diferenza dos tubos de petróleo e os tubos de perforación, non se pode reutilizar e pertence aos materiais consumibles desbotables. Polo tanto, o consumo de revestimento representa máis do 70 % de toda a tubaxe de pozos de petróleo. O revestimento pódese clasificar en: conduto, revestimento superficial, revestimento técnico e revestimento de petróleo segundo o seu uso, e as súas estruturas nos pozos de petróleo móstranse na imaxe seguinte.
2. Carcasa do condutor
Úsase principalmente para perforar no océano e no deserto para separar a auga do mar e a area e garantir o progreso sen problemas da perforación. As principais especificacións desta capa de revestimento 2. son: Φ762 mm (30 polgadas) × 25,4 mm, Φ762 mm (30 polgadas) × 19,06 mm.
Revestimento superficial: Úsase principalmente para a primeira perforación, perforando a superficie dos estratos soltos ata o leito rochoso. Para selar esta parte dos estratos para evitar o colapso, é necesario selala co revestimento superficial. As principais especificacións do revestimento superficial: 508 mm (20 polgadas), 406,4 mm (16 polgadas), 339,73 mm (13-3/8 polgadas), 273,05 mm (10-3/4 polgadas), 244,48 mm (9-5/9 polgadas), etc. A profundidade do tubo de baixada depende da profundidade da formación branda. A profundidade do tubo inferior depende da profundidade do estrato solto, que xeralmente é de 80 a 1500 m. A súa presión externa e interna non é grande e xeralmente adopta o grao de aceiro K55 ou o grao de aceiro N80.
3. Carcasa técnica
A carcasa técnica utilízase no proceso de perforación de formacións complexas. Ao atopar pezas complexas como capas colapsadas, capas de petróleo, capas de gas, capas de auga, capas de fugas, capas de pasta de sal, etc., é necesario colocar a carcasa técnica para selala, se non, a perforación non se pode levar a cabo. Algúns pozos son profundos e complexos, e a profundidade do pozo alcanza miles de metros, este tipo de pozos profundos necesitan colocar varias capas de carcasa técnica, as súas propiedades mecánicas e requisitos de rendemento de selado son moi altos, o uso de calidades de aceiro tamén é maior, ademais do K55, úsanse máis as calidades N80 e P110, algúns pozos profundos tamén se usan en calidades Q125 ou incluso superiores non API, como o V150. As principais especificacións da carcasa técnica son: 339,73 As principais especificacións da carcasa técnica son as seguintes: 339,73 mm (13-3/8 polgadas), 273,05 mm (10-3/4 polgadas), 244,48 mm (9-5/8 polgadas), 219,08 mm (8-5/8 polgadas), 193,68 mm (7-5/8 polgadas), 177,8 mm (7 polgadas) e así sucesivamente.
4. Carcasa de aceite
Cando se perfora un pozo ata a capa de destino (a capa que contén petróleo e gas), é necesario usar a carcasa de petróleo para selar a capa de petróleo e gas e os estratos superiores expostos, e o interior da carcasa de petróleo é a capa de petróleo. En todos os tipos de carcasas na profundidade do pozo máis profunda, as súas propiedades mecánicas e requisitos de rendemento de selado tamén son os máis altos, utilízase aceiro de grao K55, N80, P110, Q125, V150 e así sucesivamente. As principais especificacións da carcasa de formación son: 177,8 mm (7 polgadas), 168,28 mm (6-5/8 polgadas), 139,7 mm (5-1/2 polgadas), 127 mm (5 polgadas), 114,3 mm (4-1/2 polgadas), etc. A carcasa é a máis profunda entre todos os tipos de pozos, e o seu rendemento mecánico e rendemento de selado son os máis altos.
Tubo de perforación V
1. Clasificación e función dos tubos para ferramentas de perforación
A tubaxe de perforación cadrada, a tubaxe de perforación, a tubaxe de perforación ponderada e o colar de perforación nas ferramentas de perforación forman a tubaxe de perforación. A tubaxe de perforación é a ferramenta de perforación de núcleo que impulsa a broca desde o chan ata o fondo do pozo, e tamén é unha canle desde o chan ata o fondo do pozo. Ten tres funcións principais: ① transferir o par para impulsar a broca para perforar; ② depender do seu propio peso para exercer presión sobre a broca para romper a rocha no fondo do pozo; ③ transportar o fluído de lavado do pozo, é dicir, o lodo de perforación a través do chan a través das bombas de lodo de alta presión, ao burato da columna de perforación para que flúa cara ao fondo do pozo para limpar os restos de rocha e arrefriar a broca, e transportar os restos de rocha a través do espazo anular entre a superficie exterior da columna e a parede do pozo para volver ao chan, para así lograr o propósito de perforar o pozo. A tubaxe de perforación no proceso de perforación soporta unha variedade de cargas alternas complexas, como tracción, compresión, torsión, flexión e outras tensións, e a superficie interior tamén está suxeita a abrasión e corrosión de lodo a alta presión.
(1) Tubo de perforación cadrado: o tubo de perforación cadrado ten dous tipos: cuadrilátero e hexagonal. As varas de perforación petrolífera chinesas adoitan empregar tubos de perforación de tipo cuadrilátero para cada conxunto de columnas de perforación. As súas especificacións son: 63,5 mm (2-1/2 polgadas), 88,9 mm (3-1/2 polgadas), 107,95 mm (4-1/4 polgadas), 133,35 mm (5-1/4 polgadas), 152,4 mm (6 polgadas), etc. Normalmente, a lonxitude utilizada é de 12 a 14,5 m.
(2) Tubo de perforación: o tubo de perforación é a ferramenta principal para perforar pozos, conectada ao extremo inferior do tubo de perforación cadrado e, a medida que o pozo de perforación continúa afondando, o tubo de perforación vai alongando a columna de perforación unha tras outra. As especificacións do tubo de perforación son: 60,3 mm (2-3/8 polgadas), 73,03 mm (2-7/8 polgadas), 88,9 mm (3-1/2 polgadas), 114,3 mm (4-1/2 polgadas), 127 mm (5 polgadas), 139,7 mm (5-1/2 polgadas) e así sucesivamente.
(3) Tubo de perforación con peso: o tubo de perforación con peso é unha ferramenta de transición que conecta o tubo de perforación e o colar de perforación, o que pode mellorar a condición de forza do tubo de perforación, así como aumentar a presión sobre a broca. As principais especificacións do tubo de perforación con peso son 88,9 mm (3-1/2 polgadas) e 127 mm (5 polgadas).
(4) Colar de perforación: o colar de perforación está conectado á parte inferior da tubaxe de perforación, que é unha tubaxe especial de parede grosa con alta rixidez, que exerce presión sobre a broca para romper a rocha e pode desempeñar un papel de guía ao perforar pozos rectos. As especificacións comúns do colar de perforación son: 158,75 mm (6-1/4 polgadas), 177,85 mm (7 polgadas), 203,2 mm (8 polgadas), 228,6 mm (9 polgadas) e así sucesivamente.
V. Tubaxe de liña
1. Clasificación das tubaxes
As tubaxes de liña utilízanse na industria do petróleo e o gas para o transporte de petróleo, petróleo refinado, gas natural e oleodutos de auga, e denomínanse tubos de aceiro para abreviar. Os oleodutos e gasodutos de transporte divídense principalmente en tres tipos de oleodutos principais, oleodutos derivados e oleodutos de rede urbana. A liña de transmisión principal ten as especificacións habituais de ∮ 406 ~ 1219 mm, un grosor de parede de 10 ~ 25 mm e grao de aceiro X42 ~ X80; as tubaxes derivadas e as oleodutos de rede urbana teñen as especificacións habituais de # 114 ~ 700 mm, un grosor de parede de 6 ~ 20 mm e grao de aceiro X42 ~ X80. As especificacións habituais para as tubaxes de alimentación e as oleodutos urbanos son 114-700 mm, un grosor de parede de 6-20 mm e grao de aceiro X42-X80.
A tubaxe de liña ten tubos de aceiro soldados, tamén ten tubos de aceiro sen costura, os tubos de aceiro soldados úsanse máis que os tubos de aceiro sen costura.
2. Estándar de tubaxes
A norma para tubaxes de liña é a API 5L, "especificación de tubaxes de aceiro para tubaxes", pero China promulgou en 1997 dúas normas nacionais para tubaxes de tubaxes: GB/T9711.1-1997, "industria do petróleo e o gas, primeira parte das condicións técnicas de subministración de tubaxes de aceiro: tubaxes de aceiro de grao A" e GB/T9711.2-1997, "industria do petróleo e o gas, segunda parte das condicións técnicas de subministración de tubaxes de aceiro: tubaxes de aceiro de grao B". Tubaxes de aceiro, estas dúas normas son equivalentes á API 5L, e moitos usuarios domésticos requiren o subministro destas dúas normas nacionais.
3. Acerca de PSL1 e PSL2
PSL é a abreviatura de nivel de especificación do produto. O nivel de especificación do produto para tubaxes divídese en PSL1 e PSL2, e tamén se pode dicir que o nivel de calidade divídese en PSL1 e PSL2. PSL1 é superior a PSL2, polo que o nivel de especificación 2 non só difire nos requisitos de proba, senón tamén na composición química e nas propiedades mecánicas, polo que segundo a norma API 5L, os termos do contrato, ademais de especificar as especificacións, o grao do aceiro e outros indicadores comúns, tamén deben indicar o nivel de especificación do produto, é dicir, PSL1 ou PSL2.
O PSL2 na composición química, as propiedades de tracción, a potencia de impacto, os ensaios non destrutivos e outros indicadores son máis estritos que o PSL1.
4. Grao de aceiro para tubaxes e composición química
O grao de aceiro para tubos de liña, de menor a maior, divídese en: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 e X80.
5, presión de auga de tubaxes e requisitos non destrutivos
A tubaxe debe realizarse mediante unha proba hidráulica rama por rama, e a norma non permite a xeración non destrutiva de presión hidráulica, o que tamén supón unha gran diferenza entre a norma API e as nosas normas.
O PSL1 non require ensaios non destrutivos, o PSL2 debería ser un ensaio non destrutivo rama por rama.
VI.Conexión Premium
1. Introdución da conexión Premium
A fibela especial é diferente da rosca API cunha estrutura especial da rosca de tubo. Aínda que a carcasa de petróleo con rosca API existente se usa amplamente na explotación de pozos de petróleo, as súas deficiencias móstranse claramente no ambiente especial dalgúns campos petrolíferos: a columna de tubo con rosca redonda API, aínda que o seu rendemento de selado é mellor, a forza de tracción soportada pola parte roscada só equivale ao 60% ao 80% da resistencia do corpo do tubo, polo que non se pode usar na explotación de pozos profundos; a columna de tubo con rosca trapezoidal polarizada API, o rendemento de tracción da parte roscada só é equivalente á resistencia do corpo do tubo, polo que non se pode usar en pozos profundos; a columna de tubo con rosca trapezoidal polarizada API, o seu rendemento de tracción non é bo. Aínda que o rendemento de tracción da columna é moito maior que o da conexión con rosca redonda API, o seu rendemento de selado non é moi bo, polo que non se pode usar na explotación de pozos de gas a alta presión; Ademais, a graxa roscada só pode desempeñar o seu papel nun ambiente con temperaturas inferiores a 95 ℃, polo que non se pode usar na explotación de pozos de alta temperatura.
En comparación coa rosca redonda API e a conexión con rosca trapezoidal parcial, Premium Connection fixo avances innovadores nos seguintes aspectos:
(1) boa selaxe, mediante o deseño dunha estrutura de selaxe elástica e metálica, de xeito que a resistencia á selaxe por gas da xunta alcance o límite do corpo da tubaxe dentro da presión de fluencia;
(2) alta resistencia da conexión, coa conexión Premium Connection da carcasa de aceite, a resistencia da conexión alcanza ou supera a resistencia do corpo da tubaxe, para resolver fundamentalmente o problema do deslizamento;
(3) mediante a mellora do proceso de selección de materiais e tratamento superficial, resolveuse basicamente o problema da fibela pegada á rosca;
(4) mediante a optimización da estrutura, de xeito que a distribución da tensión nas xuntas sexa máis razoable e máis propicia para a resistencia á corrosión baixo tensión;
(5) a través da estrutura do ombreiro do deseño razoable, de xeito que a operación da fibela sexa máis fácil de realizar.
Na actualidade, o mundo desenvolveu máis de 100 tipos de conexións Premium con tecnoloxía patentada.
Data de publicación: 21 de febreiro de 2024