Ống OCTGchủ yếu được sử dụng để khoan giếng dầu khí và vận chuyển dầu khí. Bao gồm ống khoan dầu, vỏ dầu và ống khai thác dầu.Ống OCTGchủ yếu được sử dụng để kết nối vòng khoan và mũi khoan và truyền lực khoan.Vỏ dầu chủ yếu được sử dụng để hỗ trợ giếng khoan trong quá trình khoan và sau khi hoàn thành, để đảm bảo hoạt động bình thường của toàn bộ giếng dầu trong quá trình khoan và sau khi hoàn thành. Dầu và khí ở đáy giếng dầu chủ yếu được vận chuyển lên bề mặt bằng ống bơm dầu.
Vỏ bọc dầu là đường dây cứu sinh để duy trì hoạt động của giếng dầu. Do điều kiện địa chất khác nhau, trạng thái ứng suất dưới lòng đất rất phức tạp và các tác động kết hợp của ứng suất kéo, nén, uốn và xoắn trên thân vỏ bọc đặt ra yêu cầu cao về chất lượng của chính vỏ bọc. Một khi bản thân vỏ bọc bị hư hỏng vì một lý do nào đó, nó có thể dẫn đến việc giảm sản lượng hoặc thậm chí là phá hủy toàn bộ giếng.
Theo độ bền của thép, vỏ có thể được chia thành các loại thép khác nhau, cụ thể là J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150, v.v. Cấp thép được sử dụng thay đổi tùy thuộc vào tình trạng và độ sâu của giếng. Trong môi trường ăn mòn, bản thân vỏ cũng cần có khả năng chống ăn mòn. Ở những khu vực có điều kiện địa chất phức tạp, vỏ cũng cần có hiệu suất chống sụp đổ.
I. Kiến thức cơ bản về ống OCTG
1、Thuật ngữ chuyên ngành liên quan đến giải thích đường ống dẫn dầu
API: là chữ viết tắt của Viện Dầu khí Hoa Kỳ.
OCTG: Là chữ viết tắt của Oil Country Tubular Goods, có nghĩa là ống chuyên dụng cho dầu, bao gồm ống dẫn dầu thành phẩm, ống khoan, cổ khoan, vòng đệm, khớp nối ngắn, v.v.
Ống dẫn dầu: Ống được sử dụng trong giếng dầu để khai thác dầu, khai thác khí, bơm nước và nứt vỡ axit.
Ống lót: Ống được hạ xuống từ bề mặt đất vào lỗ khoan để làm lớp lót nhằm ngăn thành giếng sụp đổ.
Ống khoan: Ống dùng để khoan lỗ khoan.
Đường ống dẫn: Đường ống dùng để vận chuyển dầu hoặc khí.
Vòng chặn: Hình trụ dùng để kết nối hai ống ren có ren bên trong.
Vật liệu ghép nối: Ống dùng để sản xuất khớp nối.
Ren API: Ren ống được chỉ định theo tiêu chuẩn API 5B, bao gồm ren tròn ống dẫn dầu, ren tròn ngắn vỏ, ren tròn dài vỏ, ren hình thang lệch vỏ, ren ống dẫn, v.v.
Khóa đặc biệt: Ren không phải API có đặc tính bịt kín, đặc tính kết nối và các đặc tính khác đặc biệt.
Hỏng hóc: biến dạng, gãy, hư hỏng bề mặt và mất chức năng ban đầu trong điều kiện sử dụng cụ thể. Các dạng hỏng hóc chính của vỏ dầu là: đùn, trượt, vỡ, rò rỉ, ăn mòn, liên kết, mài mòn, v.v.
2、Tiêu chuẩn liên quan đến dầu mỏ
API 5CT: Thông số kỹ thuật về vỏ và ống (hiện là phiên bản mới nhất của phiên bản thứ 8)
API 5D: Thông số kỹ thuật ống khoan (phiên bản mới nhất của ấn bản thứ 5)
API 5L: tiêu chuẩn ống thép đường ống (phiên bản mới nhất của ấn bản thứ 44)
API 5B: Đặc điểm kỹ thuật về gia công, đo lường và kiểm tra vỏ, ống dẫn dầu và ren ống dẫn
GB/T 9711.1-1997: Điều kiện kỹ thuật cung cấp ống thép phục vụ vận chuyển dầu khí Phần 1: Ống thép loại A
GB/T9711.2-1999: Điều kiện kỹ thuật cung cấp ống thép phục vụ vận chuyển dầu khí Phần 2: Ống thép loại B
GB/T9711.3-2005: Điều kiện kỹ thuật giao hàng ống thép cho ngành vận chuyển dầu khí Phần 3: Ống thép loại C
Ⅱ. Ống dẫn dầu
1. Phân loại ống dẫn dầu
Ống dẫn dầu được chia thành ống Non-Upset (NU), ống External Upset (EU) và ống nối tích hợp. Ống Non-Upset là đầu ống được ren mà không làm dày và được trang bị khớp nối. Ống External Upset là hai đầu ống được làm dày bên ngoài, sau đó được ren và lắp kẹp. Ống nối tích hợp là ống được kết nối trực tiếp mà không cần khớp nối, với một đầu được ren qua ren ngoài dày bên trong và đầu còn lại được ren qua ren trong dày bên ngoài.
2.Vai trò của ống
① Khai thác dầu khí: Sau khi khoan và trát xi măng giếng dầu khí, đặt ống vào vỏ dầu để khai thác dầu khí xuống đất.
②, bơm nước: khi áp lực đáy giếng không đủ, bơm nước vào giếng thông qua ống.
③, Phun hơi nước: Trong quá trình thu hồi nhiệt dầu đặc, hơi nước sẽ được đưa vào giếng bằng đường ống dầu cách nhiệt.
(iv) Axit hóa và nứt vỉa: Ở giai đoạn cuối của quá trình khoan giếng hoặc để nâng cao sản lượng giếng dầu khí, cần phải đưa môi trường axit hóa và nứt vỉa hoặc vật liệu bảo dưỡng vào tầng dầu khí, môi trường và vật liệu bảo dưỡng được vận chuyển qua ống dẫn dầu.
3.Cấp thép của ống dẫn dầu
Các loại thép của ống dẫn dầu là: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 được chia thành N80-1 và N80Q, cả hai đều có tính chất kéo giống nhau, hai điểm khác biệt là trạng thái phân phối và sự khác biệt về hiệu suất va đập, phân phối N80-1 theo trạng thái chuẩn hóa hoặc khi nhiệt độ cán cuối cùng lớn hơn nhiệt độ tới hạn Ar3 và giảm độ căng sau khi làm mát bằng không khí, và có thể được sử dụng để tìm các giải pháp thay thế cho việc chuẩn hóa cán nóng, không yêu cầu thử nghiệm va đập và không phá hủy; N80Q phải được ram (làm nguội và ram) Xử lý nhiệt, chức năng va đập phải phù hợp với các quy định của API 5CT và phải là thử nghiệm không phá hủy.
L80 được chia thành L80-1, L80-9Cr và L80-13Cr. Tính chất cơ học và tình trạng giao hàng của chúng là như nhau. Sự khác biệt về cách sử dụng, độ khó sản xuất và giá cả, L80-1 là loại chung, L80-9Cr và L80-13Cr là ống có khả năng chống ăn mòn cao, độ khó sản xuất, đắt tiền, thường được sử dụng cho các giếng ăn mòn nặng.
C90 và T95 được chia thành loại 1 và loại 2, tức là C90-1, C90-2 và T95-1, T95-2.
4.Cấp thép thường dùng, cấp và tình trạng giao hàng của ống dẫn dầu
Cấp thép Cấp độ Tình trạng giao hàng
Ống dẫn dầu J55 Ống dẫn dầu phẳng 37Mn5: cán nóng thay vì chuẩn hóa
Ống dẫn dầu dày: toàn bộ chiều dài được chuẩn hóa sau khi làm dày.
Ống N80-1 36Mn2V Ống phẳng: cán nóng thay vì chuẩn hóa
Ống dẫn dầu dày: toàn bộ chiều dài được chuẩn hóa sau khi làm dày
Ống dẫn dầu N80-Q 30Mn5 tôi luyện toàn bộ chiều dài
Ống dẫn dầu L80-1 30Mn5 tôi luyện toàn bộ chiều dài
Ống dẫn dầu P110 25CrMnMo tôi luyện toàn bộ chiều dài
J55 ghép nối 37Mn5 cán nóng chuẩn hóa trực tuyến
Khớp nối N80 28MnTiB tôi luyện toàn bộ chiều dài
L80-1 khớp nối 28MnTiB tôi luyện toàn bộ chiều dài
Kẹp P110 25CrMnMo toàn bộ chiều dài được tôi luyện
Ⅲ. Vỏ bọc
1、Phân loại và vai trò của vỏ bọc
Vỏ là ống thép đỡ thành giếng dầu và khí. Mỗi giếng sử dụng nhiều lớp vỏ theo độ sâu khoan và điều kiện địa chất khác nhau. Xi măng được sử dụng để gắn chặt vỏ sau khi hạ xuống giếng, và không giống như ống dẫn dầu và ống khoan, nó không thể tái sử dụng và thuộc về vật liệu tiêu hao dùng một lần. Do đó, lượng tiêu thụ vỏ chiếm hơn 70% tổng số ống giếng dầu. Vỏ có thể được phân loại thành: ống dẫn, vỏ bề mặt, vỏ kỹ thuật và vỏ dầu theo mục đích sử dụng, và cấu trúc của chúng trong giếng dầu được thể hiện trong hình bên dưới.
2. Vỏ dây dẫn
chủ yếu được sử dụng để khoan ở đại dương và sa mạc để tách nước biển và cát để đảm bảo tiến độ khoan diễn ra suôn sẻ, thông số kỹ thuật chính của lớp vỏ 2 này là: Φ762mm (30in) × 25,4mm, Φ762mm (30in) × 19,06mm.
Vỏ bọc bề mặt: Chủ yếu dùng để khoan lần đầu, khoan mở bề mặt của tầng đất rời đến nền đá, để bịt kín phần tầng đất này không bị sụp đổ, cần phải bịt kín bằng vỏ bọc bề mặt. Các thông số kỹ thuật chính của vỏ bọc bề mặt: 508mm (20in), 406,4mm (16in), 339,73mm (13-3/8in), 273,05mm (10-3/4in), 244,48mm (9-5/9in), v.v. Độ sâu của ống hạ phụ thuộc vào độ sâu của thành hệ mềm. Độ sâu của ống hạ phụ thuộc vào độ sâu của tầng đất rời, thường là 80~1500 m. Áp suất bên ngoài và bên trong của nó không lớn, thường sử dụng thép cấp K55 hoặc thép cấp N80.
3. Vỏ kỹ thuật
Vỏ kỹ thuật được sử dụng trong quá trình khoan các thành tạo phức tạp. Khi gặp các bộ phận phức tạp như lớp sụp đổ, lớp dầu, lớp khí, lớp nước, lớp rò rỉ, lớp muối nhão, v.v., cần phải đặt vỏ kỹ thuật xuống để bịt kín, nếu không thì không thể tiến hành khoan. Một số giếng sâu và phức tạp, độ sâu của giếng lên tới hàng nghìn mét, loại giếng sâu này cần phải đặt nhiều lớp vỏ kỹ thuật xuống, tính chất cơ học và yêu cầu về hiệu suất bịt kín của nó rất cao, việc sử dụng các loại thép cũng cao hơn, ngoài K55, còn sử dụng các loại N80 và P110, một số giếng sâu cũng sử dụng các loại Q125 hoặc thậm chí cao hơn không phải API, chẳng hạn như V150. Các thông số kỹ thuật chính của vỏ kỹ thuật là: 339,73 Các thông số kỹ thuật chính của vỏ kỹ thuật như sau: 339,73mm (13-3 / 8in), 273,05mm (10-3 / 4in), 244,48mm (9-5 / 8in), 219,08mm (8-5 / 8in), 193,68mm (7-5 / 8in), 177,8mm (7in), v.v.
4. Vỏ dầu
Khi khoan giếng đến lớp đích (lớp chứa dầu và khí), cần phải sử dụng vỏ dầu để bịt kín lớp dầu và lớp đất lộ ra phía trên, và bên trong vỏ dầu là lớp dầu. Vỏ dầu trong tất cả các loại vỏ ở độ sâu giếng sâu nhất, tính chất cơ học và yêu cầu về hiệu suất bịt kín của nó cũng cao nhất, sử dụng thép cấp K55, N80, P110, Q125, V150, v.v. Các thông số kỹ thuật chính của vỏ hình thành là: 177,8mm (7in), 168,28mm (6-5 / 8in), 139,7mm (5-1 / 2in), 127mm (5in), 114,3mm (4-1 / 2in), v.v. Vỏ là sâu nhất trong tất cả các loại giếng và hiệu suất cơ học và hiệu suất bịt kín của nó là cao nhất.
V.Ống khoan
1、 Phân loại và vai trò của ống cho dụng cụ khoan
Ống khoan vuông, ống khoan, ống khoan có trọng lượng và cổ khoan trong các dụng cụ khoan tạo thành ống khoan. Ống khoan là dụng cụ khoan lõi dẫn mũi khoan từ mặt đất xuống đáy giếng, đồng thời cũng là một kênh từ mặt đất xuống đáy giếng. Nó có ba chức năng chính: ① truyền mô-men xoắn để dẫn mũi khoan khoan; ② dựa vào trọng lượng của chính nó để tạo áp lực lên mũi khoan để phá vỡ đá ở đáy giếng; ③ vận chuyển chất lỏng rửa giếng, tức là bùn khoan qua mặt đất thông qua các máy bơm bùn áp suất cao, vào lỗ khoan của cột khoan để chảy vào đáy giếng để rửa sạch các mảnh vụn đá và làm mát mũi khoan, và mang các mảnh vụn đá qua không gian hình khuyên giữa bề mặt ngoài của cột và thành giếng để trở về mặt đất, để đạt được mục đích khoan giếng. Ống khoan trong quá trình khoan phải chịu nhiều loại tải trọng xen kẽ phức tạp như kéo, nén, xoắn, uốn và các ứng suất khác, bề mặt bên trong cũng phải chịu sự xói mòn và ăn mòn của bùn áp suất cao.
(1) Ống khoan vuông: Ống khoan vuông có hai loại là loại hình tứ giác và loại hình lục giác, mỗi bộ cần khoan dầu của Trung Quốc thường sử dụng ống khoan loại hình tứ giác. Thông số kỹ thuật của nó là: 63,5mm (2-1/2in), 88,9mm (3-1/2in), 107,95mm (4-1/4in), 133,35mm (5-1/4in), 152,4mm (6in) v.v. Chiều dài thường sử dụng là 12~14,5m.
(2) Ống khoan: Ống khoan là dụng cụ chính để khoan giếng, được kết nối với đầu dưới của ống khoan vuông, và khi giếng khoan tiếp tục đào sâu, ống khoan sẽ liên tục kéo dài cột khoan. Các thông số kỹ thuật của ống khoan là: 60,3mm (2-3/8in), 73,03mm (2-7/8in), 88,9mm (3-1/2in), 114,3mm (4-1/2in), 127mm (5in), 139,7mm (5-1/2in) v.v.
(3) Ống khoan có trọng lượng: Ống khoan có trọng lượng là dụng cụ chuyển tiếp kết nối ống khoan và cổ khoan, có thể cải thiện tình trạng lực của ống khoan cũng như tăng áp lực lên mũi khoan. Thông số kỹ thuật chính của ống khoan có trọng lượng là 88,9mm (3-1/2in) và 127mm (5in).
(4) Cổ khoan: Cổ khoan được kết nối với phần dưới của ống khoan, là một ống thành dày đặc biệt có độ cứng cao, tạo áp lực lên mũi khoan để phá vỡ đá và có thể đóng vai trò dẫn hướng khi khoan giếng thẳng. Các thông số kỹ thuật phổ biến của cổ khoan là: 158,75mm (6-1/4in), 177,85mm (7in), 203,2mm (8in), 228,6mm (9in) v.v.
V. Đường ống
1、Phân loại đường ống
Ống dẫn được sử dụng trong ngành dầu khí để vận chuyển dầu, dầu tinh chế, khí đốt tự nhiên và đường ống nước bằng ống thép gọi tắt. Vận chuyển đường ống dầu khí chủ yếu được chia thành đường ống chính, đường ống nhánh và đường ống mạng lưới đường ống đô thị ba loại, đường ống chính đường truyền thông số kỹ thuật thông thường cho ∮ 406 ~ 1219mm, độ dày thành 10 ~ 25mm, cấp thép X42 ~ X80; đường ống nhánh và đường ống mạng lưới đường ống đô thị thông số kỹ thuật thông thường cho # 114 ~ 700mm, độ dày thành 6 ~ 20mm, cấp thép X42 ~ X80. Thông số kỹ thuật thông thường cho đường ống cấp và đường ống đô thị là 114-700mm, độ dày thành 6-20mm, cấp thép X42-X80.
Ống thép có ống thép hàn, cũng có ống thép liền mạch, ống thép hàn được sử dụng nhiều hơn ống thép liền mạch.
2、Tiêu chuẩn ống dẫn
Tiêu chuẩn ống dẫn là API 5L "quy cách ống thép đường ống", nhưng Trung Quốc vào năm 1997 đã ban hành hai tiêu chuẩn quốc gia cho ống dẫn: GB / T9711.1-1997 "ngành dầu khí, phần đầu tiên của các điều kiện kỹ thuật giao hàng ống thép: Ống thép loại A" và GB / T9711.2-1997 "ngành dầu khí, phần thứ hai của các điều kiện kỹ thuật giao hàng ống thép: Ống thép loại B". Ống thép", hai tiêu chuẩn này tương đương với API 5L, nhiều người dùng trong nước yêu cầu cung cấp hai tiêu chuẩn quốc gia này.
3、Về PSL1 và PSL2
PSL là viết tắt của cấp độ thông số kỹ thuật sản phẩm. Cấp độ thông số kỹ thuật sản phẩm ống dẫn được chia thành PSL1 và PSL2, cũng có thể nói rằng cấp độ chất lượng được chia thành PSL1 và PSL2. PSL1 cao hơn PSL2, 2 cấp độ thông số kỹ thuật không chỉ khác nhau về yêu cầu thử nghiệm, mà còn khác nhau về thành phần hóa học, yêu cầu về tính chất cơ học, do đó theo đơn đặt hàng API 5L, các điều khoản của hợp đồng ngoài việc chỉ định các thông số kỹ thuật, cấp thép và các chỉ số chung khác, mà còn phải chỉ ra cấp độ thông số kỹ thuật sản phẩm, tức là PSL1 hoặc PSL2.
PSL2 về thành phần hóa học, tính chất kéo, lực va đập, thử nghiệm không phá hủy và các chỉ số khác đều khắt khe hơn PSL1.
4、cấp thép ống và thành phần hóa học
Cấp thép ống từ thấp đến cao được chia thành: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 và X80.
5, áp lực đường ống nước và yêu cầu không phá hủy
Đường ống phải được thử thủy lực từng nhánh, tiêu chuẩn không cho phép tạo áp suất thủy lực không phá hủy, đây cũng là điểm khác biệt lớn giữa tiêu chuẩn API và tiêu chuẩn của chúng tôi.
PSL1 không yêu cầu thử nghiệm không phá hủy, PSL2 phải được thử nghiệm không phá hủy theo từng nhánh.
VI.Kết nối cao cấp
1、Giới thiệu về Premium Connection
Khóa đặc biệt khác với ren API có cấu trúc ren ống đặc biệt. Mặc dù vỏ dầu ren API hiện có được sử dụng rộng rãi trong khai thác giếng dầu, nhưng những thiếu sót của nó được thể hiện rõ ràng trong môi trường đặc biệt của một số mỏ dầu: cột ống ren tròn API, mặc dù hiệu suất bịt kín của nó tốt hơn, nhưng lực kéo mà phần ren chịu chỉ tương đương với 60% đến 80% sức mạnh của thân ống, vì vậy nó không thể được sử dụng trong khai thác giếng sâu; cột ống ren hình thang lệch API, hiệu suất kéo của phần ren chỉ tương đương với sức mạnh của thân ống, vì vậy nó không thể được sử dụng trong giếng sâu; cột ống ren hình thang lệch API, hiệu suất kéo của nó không tốt. Mặc dù hiệu suất kéo của cột cao hơn nhiều so với kết nối ren tròn API, nhưng hiệu suất bịt kín của nó không tốt lắm, vì vậy nó không thể được sử dụng trong khai thác giếng khí áp suất cao; Ngoài ra, mỡ bôi trơn dạng ren chỉ có thể phát huy tác dụng trong môi trường có nhiệt độ dưới 95℃ nên không thể sử dụng để khai thác giếng khoan có nhiệt độ cao.
So với kết nối ren tròn API và kết nối ren hình thang một phần, Premium Connection đã có những tiến bộ đột phá ở các khía cạnh sau:
(1) bịt kín tốt, thông qua thiết kế cấu trúc bịt kín đàn hồi và kim loại, để khả năng chống bịt kín khí của mối nối đạt đến giới hạn của thân ống trong áp suất giới hạn chảy;
(2) cường độ kết nối cao, với kết nối Premium Connection của vỏ dầu, cường độ kết nối đạt hoặc vượt quá cường độ của thân ống, để giải quyết cơ bản vấn đề trượt;
(3) thông qua quá trình lựa chọn vật liệu và xử lý bề mặt được cải tiến, về cơ bản đã giải quyết được vấn đề khóa chỉ bị kẹt;
(4) thông qua việc tối ưu hóa kết cấu, để phân bố ứng suất tại mối nối hợp lý hơn, có lợi hơn cho khả năng chống ăn mòn ứng suất;
(5) thông qua cấu trúc vai được thiết kế hợp lý, để thao tác khóa dễ thực hiện hơn.
Hiện nay, thế giới đã phát triển hơn 100 loại Kết nối cao cấp với công nghệ được cấp bằng sáng chế.
Thời gian đăng: 21-02-2024