Ống OCTGchủ yếu được sử dụng để khoan giếng dầu khí và vận chuyển dầu khí.Nó bao gồm các ống khoan dầu, vỏ dầu và ống khai thác dầu.Ống OCTGchủ yếu được sử dụng để kết nối vòng cổ khoan và mũi khoan và truyền lực khoan.Vỏ dầu chủ yếu được sử dụng để đỡ giếng trong quá trình khoan và sau khi hoàn thành, 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 dầu là huyết mạch để duy trì hoạt động của giếng dầu.Do các điều kiện địa chất khác nhau, trạng thái ứng suất dưới lòng đất rất phức tạp và các tác động tổng hợp của ứng suất kéo, nén, uốn và xoắn lên thân ống vách đặt ra yêu cầu cao về chất lượng của ống vách.Một khi bản thân vỏ bị hỏng vì lý do nào đó, nó có thể dẫn đến giảm sản lượng hoặc thậm chí phải loại bỏ 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. Loại thép được sử dụng khác nhau tùy theo tình trạng giếng và chiều sâu.Trong môi trường ăn mòn, bản thân vỏ cũng phải có khả năng chống ăn mòn.Ở những khu vực có điều kiện địa chất phức tạp cũng yêu cầu lớp vỏ phải có tính năng chống sập.
I.Những kiến thức cơ bản về OCTG Pipe
1, Các thuật ngữ chuyên ngành liên quan đến giải thích đường ống xăng dầu
API: là tên viết tắt của Viện Dầu khí Hoa Kỳ.
OCTG: Là tên viết tắt của Oil Country Tubular Goods, có nghĩa là ống chuyên dùng cho dầu, bao gồm vỏ dầu thành phẩm, ống khoan, vòng cổ khoan, vòng đai, khớp nối ngắn, v.v.
Ống dầu: Ống dùng trong giếng dầu để khai thác dầu, khai thác khí, phun nước và bẻ gãy axit.
Vỏ bọc: Ống được hạ từ mặt đất vào lỗ khoan làm lớp lót để chống sập thành giếng.
Ống khoan: Ống dùng để khoan lỗ khoan.
Đường ống: Đường ống dùng để vận chuyển dầu hoặc khí đốt.
Vòng tròn: Xi lanh dùng để nối hai ống ren bằng ren trong.
Vật liệu khớp 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 dầu, ren tròn ngắn vỏ, ren tròn dài vỏ, ren hình thang bù đắp vỏ, ren ống đường ống, v.v.
Khóa đặc biệt: Các luồng không phải API có thuộc tính niêm phong đặc biệt, thuộc tính kết nối và các thuộc tính khác.
Lỗi: biến dạng, gãy, hư hỏng bề mặt và mất chức năng ban đầu trong các điều kiện sử dụng cụ thể.Các dạng hư hỏng vỏ dầu chính là: đùn, trượt, vỡ, rò rỉ, ăn mòn, liên kết, mài mòn, v.v.
2, Tiêu chuẩn liên quan đến dầu khí
API 5CT: Thông số kỹ thuật vỏ và ống (hiện là phiên bản mới nhất của phiên bản thứ 8)
API 5D: Thông số ống khoan (phiên bản mới nhất của phiên bản thứ 5)
API 5L: đặc điểm kỹ thuật ống thép đường ống (phiên bản mới nhất của phiên bản thứ 44)
API 5B: Đặc điểm kỹ thuật gia công, đo lường và kiểm tra ren vỏ, ống dầu và đường ống
GB/T 9711.1-1997: Điều kiện kỹ thuật cung cấp ống thép phục vụ vận tải ngành dầu khí Phần 1: Ống thép loại A
GB/T9711.2-1999: Điều kiện kỹ thuật cung cấp ống thép phục vụ ngành vận tải dầu khí Phần 2: Ống thép loại B
GB/T9711.3-2005: Điều kiện kỹ thuật cung cấp ống thép dùng cho vận chuyển dầu mỏ và khí đốt tự nhiên Phần 3: Ống thép loại C
Ⅱ.Ống dẫn dầu
1. Phân loại ống dẫn dầu
Ống dầu được chia thành ống Không khó chịu (NU), ống Khó chịu bên ngoài (EU) và ống nối liền.Ống không khó chịu dùng để chỉ một đầu ống được ren mà không dày lên và được trang bị khớp nối.Ống Upset bên ngoài dùng để chỉ hai đầu ống đã được làm dày bên ngoài, sau đó được luồn và lắp bằng kẹp.Ống nối tích hợp dùng để chỉ một đường ống được kết nối trực tiếp mà không cần khớp nối, với một đầu được luồn qua một sợi bên ngoài dày bên trong và đầu còn lại luồn qua một sợi bên trong dày bên ngoài.
2. Vai trò của ống
①, Khai thác dầu khí: sau khi các giếng dầu khí được khoan và xi măng, ống được đặt vào vỏ dầu để hút dầu khí xuống đất.
②, phun nước: khi áp suất hạ cấp không đủ, bơm nước vào giếng qua ống.
③, Phun hơi: Trong quá trình thu hồi nhiệt của dầu đặc, hơi nước phải được đưa vào giếng bằng ống dẫn dầu cách nhiệt.
(iv) Axit hóa và bẻ gãy: Trong giai đoạn cuối của quá trình khoan giếng hoặc để nâng cao hiệu suất khai thác giếng dầu khí, cần đưa môi trường axit hóa và bẻ gãy hoặc vật liệu bảo dưỡng vào lớp dầu khí, môi trường và vật liệu đóng rắn được vận chuyển qua ống dẫn dầu.
3. Loại thép của ống dầu
Các mác thép của ống dầu là: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 được chia thành N80-1 và N80Q, cả hai đều có đặc tính kéo giống nhau, hai điểm khác biệt là trạng thái phân phối và sự khác biệt về hiệu suất tác động, 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 sức căng sau khi làm mát bằng không khí, và có thể được sử dụng để tìm các giải pháp thay thế cho việc bình thường hóa thử nghiệm cán nóng, va đập và không phá hủy là không cần thiết;N80Q phải được tôi luyện (làm nguội và ủ) Xử lý nhiệt, chức năng va đập phải phù hợp với quy định của API 5CT và phải được thử nghiệm không phá hủy.
L80 được chia thành L80-1, L80-9Cr và L80-13Cr.Tính chất cơ học và trạng thái 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 thông thường, L80-9Cr và L80-13Cr là loại ống có khả năng chống ăn mòn cao, 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. Loại thép được sử dụng phổ biến, cấp và tình trạng giao hàng của ống dầu
Mác thép Tình trạng giao hàng
Ống dầu J55 Ống dầu phẳng 37Mn5: cán nóng thay vì chuẩn hóa
Ống dầu dày: bình thường hóa toàn bộ chiều dài sau khi dày lên.
Ống N80-1 36Mn2V Ống loại phẳng: cán nóng thay vì thường hóa
Ống dầu dày: bình thường hóa toàn bộ chiều dài sau khi dày lên
Ống dầu N80-Q ủ toàn bộ chiều dài 30Mn5
Ống dầu L80-1 ủ toàn bộ chiều dài 30Mn5
Ống dầu P110 ủ toàn bộ chiều dài 25CrMnMo
Khớp nối J55 37Mn5 chuẩn hóa trực tuyến cán nóng
Khớp nối N80 ủ toàn bộ chiều dài 28MnTiB
Khớp nối L80-1 ủ toàn bộ chiều dài 28MnTiB
Kẹp P110 Cường lực toàn bộ chiều dài 25CrMnMo
Ⅲ.Vỏ bọc
1, Phân loại và vai trò của vỏ
Vỏ là ống thép đỡ vách giếng dầu khí.Một số lớp vỏ được sử dụng trong mỗi giếng tùy theo độ sâu khoan và điều kiện địa chất khác nhau.Xi măng được sử dụng để xi măng vỏ sau khi hạ xuống giếng, và không giống như ống dầu và ống khoan, nó không thể được tái sử dụng và thuộc về vật liệu tiêu hao dùng một lần.Do đó, việc tiêu thụ vỏ bọc chiếm hơn 70% tổng số ống giếng dầu.Vỏ bọc 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 dưới đây.
2. Vỏ bọc dây dẫn
chủ yếu được sử dụng để khoan trong đại dương và sa mạc để tách nước biển và cát để đảm bảo quá trình khoan diễn ra suôn sẻ, thông số kỹ thuật chính của lớp 2.casing này là: Φ762mm(30in)×25.4mm, Φ762mm(30in)×19.06mm.
Vỏ bọc bề mặt: Nó chủ yếu được sử dụng cho lần khoan đầu tiên, khoan mở bề mặt của địa tầng lỏng lẻo với đá gốc, để bịt kín phần địa tầng này khỏi bị sụp đổ, nó cần phải được bịt kín bằng vỏ bề mặt.Các thông số kỹ thuật chính của vỏ 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 nền mềm.Độ sâu của đường ống phía dưới phụ thuộc vào độ sâu của tầng lỏng lẻo, thường là 80 ~ 1500 m.Áp suất bên ngoài và bên trong của nó không lớn, và nó thường sử dụng loại thép K55 hoặc loại thép 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 sập, lớp dầu, lớp khí, lớp nước, lớp rò rỉ, lớp dán muối,… 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 đặt nhiều lớp vỏ kỹ thuật, tính chất cơ học và yêu cầu về hiệu suất bịt kín rất cao, việc sử dụng các loại thép là cũng cao hơn, ngoài K55, việc sử dụng cấp N80 và P110 nhiều hơn, một số giếng sâu cũng được sử dụng ở cấp Q125 hoặc thậm chí cao hơn cấp không API, chẳng hạn như V150.thông số kỹ thuật chính của vỏ kỹ thuật là: 339,73 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 giếng khoan đến lớp đích (lớp chứa dầu khí) thì phải dùng vỏ dầu để bịt kín lớp dầu khí và tầng lộ ra bên trên, còn 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 loại thép 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 loại sâu nhất trong số tất cả các loại giếng, 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 dùng cho dụng cụ khoan
Ống khoan vuông, ống khoan, ống khoan có trọng lượng và vòng đệm khoan trong dụng cụ khoan tạo thành ống khoan.Ống khoan là dụng cụ khoan lõi dẫn động mũi khoan từ mặt đất xuống đáy giếng, đồng thời nó cũng là đường dẫn từ mặt đất đến đáy giếng.Nó có ba vai trò chính: ① truyền mô-men xoắn để dẫn động mũi khoan;② dựa vào trọng lượng của chính nó để tạo áp lực lên mũi khoan để phá vỡ đá đáy giếng;③ truyền dung dịch rửa giếng, tức là bùn khoan xuyên qua mặt đất thông qua máy bơm bùn áp suất cao, vào lỗ khoan của cột khoan để chảy xuống đáy giếng nhằm xả 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 quay trở lại mặt đất, để đạt được mục đích khoan giếng.Ống khoan trong quá trình khoan có thể chịu được nhiều loại tải trọng xen kẽ phức tạp như kéo, nén, xoắn, uốn và các ứng suất khác, bề mặt bên trong cũng chịu sự xói mòn và ăn mòn bùn áp suất cao.
(1) Ống khoan vuông: ống khoan vuông có hai loại loại tứ giác và loại lục giác, mỗi bộ cột khoan dầu của Trung Quốc thường sử dụng ống khoan loại 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) và sớm.Thông thường chiều dài được sử dụng là 12 ~ 14,5m.
(2) Ống khoan: Ống khoan là công cụ chính để khoan giếng, được nối với đầu dưới của ống khoan vuông, khi giếng khoan tiếp tục đào sâu, ống khoan tiếp tục kéo dài cột khoan lần lượt.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 một công cụ chuyển tiếp 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 nối với phần dưới của ống khoan, là một ống có thành dày đặc biệt có độ cứng cao, tạo áp lực lên mũi khoan để phá đá và có thể đóng vai trò dẫn đường khi khoan giếng thẳng.Thông số kỹ thuật phổ biến của vòng 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
Đường ống được sử dụng trong ngành dầu khí để vận chuyển đường ống dẫn dầu, dầu tinh chế, khí đốt tự nhiên và nước bằng ống thép.Vận chuyển đường ống dẫn dầu và khí đốt chủ yếu được chia thành ba loại đường ống chính, đường ống nhánh và đường ống mạng lưới đường ống đô thị, đường truyền dẫn đường ống chính có thông số kỹ thuật thông thường cho ∮ 406 ~ 1219mm, độ dày thành 10 ~ 25 mm, loại thép X42 ~ X80;Đường ống nhánh và đường ống mạng lưới đường ống đô thị có thông số kỹ thuật thông thường cho # 114 ~ 700mm, độ dày thành 6 ~ 20 mm, mác thép X42 ~ X80.Thông số kỹ thuật thông thường của đường ống cấp liệu và đường ống đô thị là 114-700mm, độ dày thành 6-20mm, mác thép X42-X80.
Đường ống 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 đường ống
Tiêu chuẩn đường ống là API 5L "đặc điểm kỹ thuật đường ống thép", nhưng Trung Quốc năm 1997 đã ban hành hai tiêu chuẩn quốc gia cho đường ống đường ống: GB/T9711.1-1997 "ngành công nghiệp dầu khí, phần đầu tiên của các điều kiện kỹ thuật cung cấp ống thép : Ống thép loại A" và GB/T9711.2-1997 "ngành công nghiệp dầu khí, phần thứ hai của điều kiện kỹ thuật cung cấp ống thép: Ống thép loại B".Steel Pipe”, 2 tiêu chuẩn này tương đương với API 5L, nhiều người dùng trong nước yêu cầu được cung cấp 2 tiêu chuẩn quốc gia này.
3, Về PSL1 và PSL2
PSL là tên viết tắt của mức độ đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm.Mức đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm đường ống được chia thành PSL1 và PSL2, cũng có thể nói rằng mức chất lượng được chia thành PSL1 và PSL2.PSL1 cao hơn PSL2, cấp độ thông số kỹ thuật 2 không chỉ là các yêu cầu thử nghiệm khác nhau mà thành phần hóa học, yêu cầu về tính chất cơ học cũng khác nhau, do đó, theo thứ tự API 5L, các điều khoản của hợp đồng ngoài việc chỉ định các thông số kỹ thuật, loại thép và các chỉ báo thông thường khác, nhưng cũng phải cho biết mức Thông số kỹ thuật của sản phẩm, tức là PSL1 hoặc PSL2.
PSL2 về thành phần hóa học, tính chất kéo, khả năng va đập, thử nghiệm không phá hủy và các chỉ số khác nghiêm ngặt hơn PSL1.
4, cấp thép ống đường ống và thành phần hóa học
Dòng thép ống từ thấp đến cao được chia thành: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 và X80.
5, áp lực nước đường ống và các yêu cầu không phá hủy
Đường ống phải được thực hiện thử nghiệm thủy lực từng nhánh và 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 là thử nghiệm không phá hủy theo từng nhánh.
VI.Kết nối cao cấp
1、Giới thiệu kết nối cao cấp
Khóa đặc biệt khác với ren API ở cấu trúc ren ống đặc biệt.Mặc dù vỏ dầu có ren API hiện có được sử dụng rộng rãi trong khai thác giếng dầu, nhưng những nhược điểm của nó vẫn 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 do ren tạo ra. một phần chỉ tương đương 60% đến 80% cường độ thân ống nên không thể sử dụng trong việc khai thác giếng sâu;cột ống ren hình thang thiên vị API, hiệu suất kéo của phần ren chỉ tương đương với cường độ của thân ống nên không thể sử dụng trong giếng sâu;Cột ống ren hình thang thiên vị 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 cột không tốt lắm nên không thể sử dụng trong khai thác giếng khí áp suất cao;Ngoài ra, mỡ ren chỉ phát huy tác dụng trong môi trường có nhiệt độ dưới 95oC nên không thể sử dụng trong việc khai thác giếng 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) niêm phong tốt, thông qua thiết kế cấu trúc niêm phong đàn hồi và kim loại, để khả năng chống niêm phong khí chung đạt đến giới hạn của thân ống trong áp suất chảy;
(2) độ bền cao của kết nối, với kết nối Premium Connection của vỏ dầu, độ bền của kết nối đạt hoặc vượt quá độ bền của thân ống, để giải quyết cơ bản vấn đề trượt;
(3) bằng cách cải tiến quy trình lựa chọn Vật liệu và xử lý bề mặt, về cơ bản đã giải quyết được vấn đề khóa dính chỉ;
(4) thông qua việc tối ưu hóa cấu trúc, để phân bổ ứng suất chung hợp lý hơn, thuận lợi hơn cho khả năng chống ăn mòn ứng suất;
(5) thông qua cấu trúc vai được thiết kế hợp lý, để thao tác trên khóa dễ thực hiện hơn.
Hiện nay trên thế giới đã phát triển hơn 100 loại Kết nối cao cấp với công nghệ được cấp bằng sáng chế.
Thời gian đăng: Feb-21-2024