Трубы OCTGв основном используются для бурения нефтяных и газовых скважин и транспортировки нефти и газа. Включает в себя нефтяные бурильные трубы, нефтяные обсадные трубы и нефтедобывающие трубы.Трубы OCTGв основном используются для соединения утяжеленных бурильных труб и буровых долот, а также для передачи мощности бурения.Нефтяная обсадная труба в основном используется для поддержки ствола скважины во время бурения и после завершения, для обеспечения нормальной работы всей нефтяной скважины во время процесса бурения и после завершения. Нефть и газ на дне нефтяной скважины в основном транспортируются на поверхность с помощью нефтенасосной трубы.
Нефтяная обсадная колонна является спасательным кругом для поддержания работы нефтяных скважин. Из-за различных геологических условий напряженное состояние под землей является сложным, а совокупное воздействие растяжения, сжатия, изгиба и кручения на тело обсадной колонны предъявляет высокие требования к качеству самой обсадной колонны. Если по какой-либо причине сама обсадная колонна повреждена, это может привести к снижению добычи или даже к слому всей скважины.
По прочности самой стали обсадные трубы можно разделить на различные марки стали, а именно J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150 и т. д. Марка используемой стали варьируется в зависимости от состояния и глубины скважины. В коррозионных средах также требуется, чтобы сама обсадная труба имела коррозионную стойкость. В районах со сложными геологическими условиями также требуется, чтобы обсадная труба имела противосмятие.
I. Базовые знания о трубах OCTG
1. Специализированные термины, связанные с объяснением нефтяных труб.
API: это аббревиатура Американского института нефти.
OCTG: Это аббревиатура от Oil Country Tubular Goods, что означает специальные насосно-компрессорные трубы, включая готовые обсадные трубы, бурильные трубы, утяжеленные бурильные трубы, обручи, короткие соединения и т. д.
Нефтяные насосно-компрессорные трубы: насосно-компрессорные трубы, используемые в нефтяных скважинах для добычи нефти, газа, закачки воды и кислотного разрыва пласта.
Обсадная труба: труба, опускаемая с поверхности земли в пробуренную скважину в качестве облицовки для предотвращения обрушения стенки скважины.
Бурильная труба: труба, используемая для бурения скважин.
Линейный трубопровод: Труба, используемая для транспортировки нефти или газа.
Стопорные кольца: цилиндры, используемые для соединения двух резьбовых труб с внутренней резьбой.
Материал муфты: Труба, используемая для изготовления муфт.
Резьбы API: трубная резьба, указанная в стандарте API 5B, включая круглую резьбу для нефтяных труб, короткую круглую резьбу для обсадных труб, длинную круглую резьбу для обсадных труб, трапецеидальную резьбу для обсадных труб со смещением, резьбу для линейных труб и т. д.
Специальная пряжка: резьба не по стандарту API со специальными уплотнительными свойствами, соединительными свойствами и другими свойствами.
Отказ: деформация, трещина, повреждение поверхности и потеря первоначальной функции при определенных условиях эксплуатации. Основными формами отказа масляного корпуса являются: выдавливание, проскальзывание, разрыв, утечка, коррозия, склеивание, износ и т. д.
2. Стандарты, связанные с нефтью
API 5CT: Спецификация обсадных и насосно-компрессорных труб (в настоящее время последняя версия 8-го издания)
API 5D: Спецификация бурильных труб (последняя версия 5-го издания)
API 5L: спецификация стальных трубопроводных труб (последняя версия 44-го издания)
API 5B: Технические условия на обработку, измерение и проверку резьбы обсадных труб, нефтяных труб и трубопроводов
GB/T 9711.1-1997: Технические условия на поставку стальных труб для транспортировки нефти и газа. Часть 1: Стальные трубы марки А
GB/T9711.2-1999: Технические условия поставки стальных труб для транспортировки нефти и газа. Часть 2: Стальные трубы марки B
GB/T9711.3-2005: Технические условия поставки стальных труб для транспортировки нефти и природного газа. Часть 3. Стальные трубы марки C.
Ⅱ. Нефтяная труба
1. Классификация нефтепроводов
Нефтяные трубы делятся на трубы Non-Upset (NU), трубы External Upset (EU) и трубы Integral Joint. Трубы Non-Upset относятся к концу трубы с резьбой без утолщения и оснащены муфтой. Трубы External Upset относятся к двум концам трубы, которые были утолщены снаружи, затем нарезаны резьбой и оснащены зажимами. Трубы Integrated Joint относятся к трубе, которая напрямую соединена без муфты, с одним концом, продетым через внутреннюю утолщенную наружную резьбу, а другим концом, продетым через внешнюю утолщенную внутреннюю резьбу.
2.Роль трубок
①, добыча нефти и газа: после того, как нефтяные и газовые скважины пробурены и зацементированы, в обсадную колонну помещают трубы для извлечения нефти и газа на поверхность земли.
②, закачка воды: когда давление в скважине недостаточно, закачайте воду в скважину через трубу.
③, Закачка пара: в процессе термической добычи густой нефти пар подается в скважину по изолированным нефтепроводам.
(iv) Кислотная обработка и гидроразрыв пласта: На поздней стадии бурения скважин или для повышения производительности нефтяных и газовых скважин необходимо вводить в нефтегазовый пласт среду для кислотной обработки и гидроразрыва пласта или отверждающий материал, а среда и отверждающий материал транспортируются по нефтепроводу.
3.Марка стали нефтяной трубы
Марки стали для нефтепроводов: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 делится на N80-1 и N80Q, оба имеют одинаковые свойства растяжения, два различия заключаются в состоянии поставки и различиях в ударных характеристиках, N80-1 поставляется в нормализованном состоянии или когда конечная температура прокатки превышает критическую температуру Ar3 и снижение натяжения после охлаждения на воздухе, и может использоваться для поиска альтернатив нормализации горячей прокатки, ударные и неразрушающие испытания не требуются; N80Q должен быть отпущен (закалка и отпуск). Термическая обработка, ударная функция должны соответствовать положениям API 5CT и должны быть неразрушающими испытаниями.
L80 делится на L80-1, L80-9Cr и L80-13Cr. Их механические свойства и статус поставки одинаковы. Различия в использовании, сложности производства и цене, L80-1 для общего типа, L80-9Cr и L80-13Cr являются трубами с высокой коррозионной стойкостью, сложность производства, дороговизна, обычно используются для скважин с сильной коррозией.
C90 и T95 делятся на тип 1 и тип 2, то есть C90-1, C90-2 и T95-1, T95-2.
4.Обычно используемая марка стали, сорт и статус поставки нефтяных труб
Марка стали Статус поставки
Труба масляная J55 Труба масляная плоская 37Mn5: горячекатаная вместо нормализованной
Утолщенная масляная труба: нормализована по всей длине после утолщения.
Трубы Н80-1 36Мн2В Плоские трубы: горячекатаные вместо нормализованных
Утолщенная масляная труба: нормализована по всей длине после утолщения
Труба масляная N80-Q 30Mn5 закалка по всей длине
L80-1 масляная труба 30Mn5 закалка по всей длине
Труба масляная P110 25CrMnMo закалка по всей длине
Муфта J55 37Mn5 горячекатаная нормализация в режиме онлайн
Муфта N80 28MnTiB закалка по всей длине
Муфта L80-1 28MnTiB закалка по всей длине
Зажимы P110 25CrMnMo закаленные по всей длине
Ⅲ. Корпус
1. Классификация и роль оболочки
Обсадная труба представляет собой стальную трубу, которая поддерживает стенки нефтяных и газовых скважин. В каждой скважине используется несколько слоев обсадной трубы в зависимости от глубины бурения и геологических условий. Цемент используется для цементирования обсадной трубы после ее спуска в скважину, и в отличие от нефтяных и бурильных труб, он не может быть использован повторно и относится к одноразовым расходным материалам. Таким образом, потребление обсадной трубы составляет более 70% всех насосно-компрессорных труб нефтяных скважин. Обсадные трубы можно разделить на: трубопровод, поверхностную обсадную трубу, техническую обсадную трубу и нефтяную обсадную трубу в зависимости от ее использования, а их конструкции в нефтяных скважинах показаны на рисунке ниже.
2.Корпус проводника
В основном используется для бурения в океане и пустыне для разделения морской воды и песка, чтобы обеспечить плавный ход бурения, основные характеристики этого слоя 2.обсадной трубы: Φ762 мм (30 дюймов) × 25,4 мм, Φ762 мм (30 дюймов) × 19,06 мм.
Поверхностная обсадка: в основном используется для первого бурения, бурения открытой поверхности рыхлых пластов до коренной породы, чтобы изолировать эту часть пластов от обрушения, ее необходимо изолировать поверхностной обсадной трубой. Основные характеристики поверхностной обсадки: 508 мм (20 дюймов), 406,4 мм (16 дюймов), 339,73 мм (13-3/8 дюйма), 273,05 мм (10-3/4 дюйма), 244,48 мм (9-5/9 дюйма) и т. д. Глубина опускаемой трубы зависит от глубины мягкого пласта. Глубина нижней трубы зависит от глубины рыхлого пласта, которая обычно составляет 80 ~ 1500 м. Ее внешнее и внутреннее давление невелико, и она обычно принимает сталь марки K55 или стали марки N80.
3.Технический корпус
Техническая обсадка используется в процессе бурения сложных пластов. При столкновении со сложными частями, такими как обрушенный слой, нефтяной слой, газовый слой, водный слой, слой утечки, слой соляной пасты и т. д., необходимо опустить техническую обсадную трубу, чтобы герметизировать ее, в противном случае бурение невозможно. Некоторые скважины глубокие и сложные, а глубина скважины достигает тысяч метров, для таких глубоких скважин необходимо опустить несколько слоев технической обсадки, ее механические свойства и требования к герметичности очень высоки, использование марок стали также выше, в дополнение к K55, больше используется марок N80 и P110, некоторые глубокие скважины также используются в Q125 или даже более высоких не-API классах, таких как V150. Основные характеристики технического кожуха: 339,73 Основные характеристики технического кожуха: 339,73 мм (13-3/8 дюйма), 273,05 мм (10-3/4 дюйма), 244,48 мм (9-5/8 дюйма), 219,08 мм (8-5/8 дюйма), 193,68 мм (7-5/8 дюйма), 177,8 мм (7 дюймов) и так далее.
4. Масляный картер
При бурении скважины до целевого слоя (слоя, содержащего нефть и газ), необходимо использовать нефтяную обсадную колонну для герметизации нефтяного и газового слоя и верхних обнаженных пластов, а внутренняя часть нефтяной обсадной колонны является нефтяным слоем. Нефтяная обсадная колонна во всех типах обсадных колонн на самой глубокой глубине скважины, ее механические свойства и требования к уплотнительным характеристикам также самые высокие, использование стали марки K55, N80, P110, Q125, V150 и так далее. Основные характеристики пластовой обсадной колонны: 177,8 мм (7 дюймов), 168,28 мм (6-5/8 дюймов), 139,7 мм (5-1/2 дюйма), 127 мм (5 дюймов), 114,3 мм (4-1/2 дюйма) и т. д. Обсадная колонна является самой глубокой среди всех видов скважин, а ее механические характеристики и уплотнительные характеристики самые высокие.
V. Бурильная труба
1. Классификация и роль труб для буровых инструментов.
Квадратная бурильная труба, бурильная труба, утяжеленная бурильная труба и воротник бурения в буровых инструментах образуют бурильную трубу. Бурильная труба является инструментом для кернового бурения, который приводит буровое долото в движение от земли до дна скважины, а также является каналом от земли до дна скважины. Она имеет три основные функции: ① передача крутящего момента для приведения бурового долота в движение; ② опора на собственный вес для оказания давления на буровое долото для разрушения породы на дне скважины; ③ транспортировка промывочной жидкости скважины, то есть бурового раствора, через землю через буровые насосы высокого давления в ствол буровой колонны для протекания в дно скважины для промывки обломков породы и охлаждения бурового долота, и переноса обломков породы через кольцевое пространство между внешней поверхностью колонны и стенкой скважины для возвращения в землю, чтобы достичь цели бурения скважины. Бурильная труба в процессе бурения выдерживает различные сложные знакопеременные нагрузки, такие как растяжение, сжатие, кручение, изгиб и другие напряжения, внутренняя поверхность также подвергается воздействию промывочной жидкости под высоким давлением и коррозии.
(1) квадратная бурильная труба: квадратная бурильная труба имеет два типа четырехугольного типа и шестиугольного типа, китайская нефтяная буровая штанга каждого набора бурильной колонны обычно использует четырехугольную бурильную трубу. Ее характеристики: 63,5 мм (2-1/2 дюйма), 88,9 мм (3-1/2 дюйма), 107,95 мм (4-1/4 дюйма), 133,35 мм (5-1/4 дюйма), 152,4 мм (6 дюймов) и т. д. Обычно используемая длина составляет 12~14,5 м.
(2) Бурильная труба: Бурильная труба является основным инструментом для бурения скважин, соединенным с нижним концом квадратной бурильной трубы, и по мере того, как буровая скважина продолжает углубляться, бурильная труба продолжает удлинять бурильную колонну одну за другой. Технические характеристики бурильной трубы следующие: 60,3 мм (2-3/8 дюйма), 73,03 мм (2-7/8 дюйма), 88,9 мм (3-1/2 дюйма), 114,3 мм (4-1/2 дюйма), 127 мм (5 дюймов), 139,7 мм (5-1/2 дюйма) и так далее.
(3) Утяжеленная бурильная труба: Утяжеленная бурильная труба представляет собой переходный инструмент, соединяющий бурильную трубу и воротник бура, который может улучшить силовое состояние бурильной трубы, а также увеличить давление на буровое долото. Основные характеристики утяжеленной бурильной трубы составляют 88,9 мм (3-1/2 дюйма) и 127 мм (5 дюймов).
(4) Утяжеленная бурильная труба: утяжеленная бурильная труба соединена с нижней частью бурильной трубы, которая представляет собой специальную толстостенную трубу с высокой жесткостью, оказывающую давление на буровое долото для разрушения породы, и может играть направляющую роль при бурении прямых скважин. Обычные спецификации утяжеленной бурильной трубы: 158,75 мм (6-1/4 дюйма), 177,85 мм (7 дюймов), 203,2 мм (8 дюймов), 228,6 мм (9 дюймов) и т. д.
V. Линейная труба
1. Классификация трубопроводов
Линейная труба используется в нефтегазовой промышленности для транспортировки нефти, очищенной нефти, природного газа и водопроводов со стальной трубой для краткости. Транспортировка нефти и газа по трубопроводам в основном делится на магистральный трубопровод, ответвительный трубопровод и городской трубопроводный сетевой трубопровод трех видов, магистральный трубопроводный трубопровод обычной спецификации для ∮ 406 ~ 1219 мм, толщина стенки 10 ~ 25 мм, марка стали X42 ~ X80; ответвительный трубопровод и городской трубопроводный сетевой трубопровод обычной спецификации для # 114 ~ 700 мм, толщина стенки 6 ~ 20 мм, марка стали X42 ~ X80. Обычные спецификации для питающих трубопроводов и городских трубопроводов составляют 114-700 мм, толщина стенки 6-20 мм, марка стали X42-X80.
Линейные трубы бывают сварными, а также бесшовными. Сварные стальные трубы используются чаще, чем бесшовные.
2. Стандарт трубопровода
Стандартом для магистральных труб является API 5L «Спецификация стальных труб для трубопроводов», но в 1997 году в Китае были приняты два национальных стандарта для трубопроводных труб: GB/T9711.1-1997 «Нефтегазовая промышленность, первая часть технических условий поставки стальных труб: стальные трубы класса А» и GB/T9711.2-1997 «Нефтегазовая промышленность, вторая часть технических условий поставки стальных труб: стальные трубы класса В». Эти два стандарта эквивалентны API 5L, многие отечественные пользователи требуют поставки этих двух национальных стандартов.
3. О PSL1 и PSL2
PSL — это аббревиатура уровня спецификации продукта. Уровень спецификации продукта трубопровода делится на PSL1 и PSL2, также можно сказать, что уровень качества делится на PSL1 и PSL2. PSL1 выше, чем PSL2, уровень спецификации 2 отличается не только требованиями к испытаниям, но и химическим составом, требованиями к механическим свойствам, поэтому согласно порядку API 5L, условия контракта в дополнение к указанию спецификаций, марки стали и других общих показателей, также должны указывать уровень спецификации продукта, то есть PSL1 или PSL2.
PSL2 по химическому составу, прочностным свойствам, ударной силе, неразрушающему контролю и другим показателям строже, чем PSL1.
4. Марка стали и химический состав трубопроводной трубы
Марки стали для магистральных труб от низшей к высшей делятся на: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 и X80.
5. Давление воды в трубопроводе и неразрушающие требования
Линейный трубопровод должен проходить гидравлические испытания по каждой ветке, а стандарт не допускает неразрушающего создания гидравлического давления, что также является большим различием между стандартом API и нашими стандартами.
PSL1 не требует проведения неразрушающего контроля, PSL2 должен проводить неразрушающий контроль ветвь за ветвью.
VI.Премиум-подключение
1. Введение в Премиум-подключение
Специальная пряжка отличается от резьбы API особой структурой резьбы трубы. Хотя существующая резьбовая нефтяная обсадная колонна API широко используется при эксплуатации нефтяных скважин, ее недостатки четко проявляются в особых условиях некоторых нефтяных месторождений: круглая резьбовая трубная колонна API, хотя ее уплотнительные характеристики лучше, растягивающее усилие, выдерживаемое резьбовой частью, эквивалентно только 60% - 80% прочности корпуса трубы, поэтому ее нельзя использовать при эксплуатации глубоких скважин; трапециевидная резьбовая трубная колонна API смещена, растягивающие характеристики резьбовой части эквивалентны только прочности корпуса трубы, поэтому ее нельзя использовать в глубоких скважинах; трапециевидная резьбовая трубная колонна API смещена, ее растягивающие характеристики не очень хороши. Хотя растягивающие характеристики колонны намного выше, чем у круглого резьбового соединения API, ее уплотнительные характеристики не очень хороши, поэтому ее нельзя использовать при эксплуатации газовых скважин высокого давления; Кроме того, резьбовая смазка может выполнять свою функцию только в среде с температурой ниже 95℃, поэтому ее нельзя использовать при эксплуатации высокотемпературных скважин.
По сравнению с круглой резьбой API и частичной трапецеидальной резьбой соединение Premium Connection достигло прорывного прогресса в следующих аспектах:
(1) хорошее уплотнение, благодаря конструкции эластичной и металлической уплотнительной структуры, так что сопротивление герметизации соединения газом достигает предела корпуса трубы в пределах давления текучести;
(2) высокая прочность соединения, при использовании соединения Premium Connection масляного корпуса прочность соединения достигает или превышает прочность корпуса НКТ, что кардинально решает проблему проскальзывания;
(3) путем выбора материала и улучшения процесса обработки поверхности, в основном решена проблема застревания нити пряжки;
(4) за счет оптимизации конструкции, чтобы распределение напряжений в соединениях было более разумным, что в большей степени способствует устойчивости к коррозии под напряжением;
(5) благодаря разумной конструкции плеча, операция по застегиванию пряжки становится проще.
В настоящее время в мире разработано более 100 видов премиальных соединений с запатентованной технологией.
Время публикации: 21 февр. 2024 г.