Tuberías OCTGSe utilizan principalmente para perforar pozos de petróleo y gas y transportar petróleo y gas.Incluye tuberías de perforación de petróleo, carcasas de petróleo y tuberías de extracción de petróleo.Tuberías OCTGse utilizan principalmente para conectar portamechas y brocas y transmitir potencia de perforación.La carcasa de petróleo se utiliza principalmente para soportar el pozo durante la perforación y después de su finalización, para garantizar el funcionamiento normal de todo el pozo de petróleo durante el proceso de perforación y después de su finalización.El petróleo y el gas en el fondo del pozo petrolero se transportan principalmente a la superficie mediante el tubo de bombeo de petróleo.
La carcasa de petróleo es el salvavidas para mantener el funcionamiento de los pozos petroleros.Debido a las diferentes condiciones geológicas, el estado de tensión subterráneo es complejo y los efectos combinados de tensión, compresión, flexión y torsión en el cuerpo de la carcasa plantean altos requisitos para la calidad de la propia carcasa.Una vez que la carcasa se daña por algún motivo, puede provocar una reducción en la producción o incluso el desguace de todo el pozo.
Según la resistencia del acero en sí, la carcasa se puede dividir en diferentes grados de acero, a saber, J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150, etc. El grado de acero utilizado varía según la condición del pozo. y profundidad.En ambientes corrosivos, también se requiere que la propia carcasa tenga resistencia a la corrosión.En áreas con condiciones geológicas complejas, también se requiere que la carcasa tenga un rendimiento anticolapso.
I.el conocimiento básico de la tubería OCTG
1. Explicación de términos especializados relacionados con la tubería de petróleo.
API: es la abreviatura de Instituto Americano del Petróleo.
OCTG: Es la abreviatura de Oil Country Tubular Goods, que significa tubería específica para petróleo, incluida la carcasa de petróleo terminada, tubería de perforación, portamechas, aros, juntas cortas, etc.
Tubería de petróleo: Tubería utilizada en pozos petroleros para extracción de petróleo, extracción de gas, inyección de agua y fracturación ácida.
Casing: Tubería que se baja desde la superficie de la tierra hasta un pozo perforado como revestimiento para evitar el colapso de la pared del pozo.
Tubería de perforación: Tubería utilizada para perforar pozos.
Tubería de conducción: Tubería utilizada para transportar petróleo o gas.
Circlips: Cilindros utilizados para conectar dos tubos roscados con roscas internas.
Material de acoplamiento: Tubería utilizada para la fabricación de acoplamientos.
Roscas API: Roscas de tubería especificadas por el estándar API 5B, incluidas roscas redondas de tuberías de petróleo, roscas redondas cortas de carcasa, roscas redondas largas de carcasa, roscas trapezoidales desplazadas de carcasa, roscas de tubería de conducción, etc.
Hebilla especial: Roscas que no son API con propiedades especiales de sellado, propiedades de conexión y otras propiedades.
Falla: deformación, fractura, daño superficial y pérdida de función original bajo condiciones de servicio específicas.Las principales formas de falla de la carcasa de aceite son: extrusión, deslizamiento, ruptura, fuga, corrosión, unión, desgaste, etc.
2. Normas relacionadas con el petróleo.
API 5CT: Especificación de carcasas y tubos (actualmente la última versión de la octava edición)
API 5D: Especificación de tubería de perforación (la última versión de la quinta edición)
API 5L: especificación de tuberías de acero para tuberías (la última versión de la 44.ª edición)
API 5B: Especificación para mecanizado, medición e inspección de roscas de carcasas, tuberías de aceite y tuberías de conducción.
GB/T 9711.1-1997: Condiciones técnicas para la entrega de tubos de acero para el transporte de la industria del petróleo y el gas Parte 1: Tubos de acero de grado A
GB/T9711.2-1999: Condiciones técnicas de entrega de tubos de acero para el transporte de la industria del petróleo y el gas Parte 2: Tubos de acero de grado B
GB/T9711.3-2005: Condiciones técnicas de entrega de tubos de acero para el transporte de la industria del petróleo y el gas natural Parte 3: Tubos de acero grado C
Ⅱ.Tubería de petróleo
1. Clasificación de los oleoductos.
Las tuberías de petróleo se dividen en tuberías sin recalcado (NU), tuberías con recalcado externo (EU) y tuberías con junta integral.La tubería sin recalcado se refiere a un extremo de tubería roscado sin engrosamiento y equipado con un acoplamiento.La tubería con recalce externo se refiere a dos extremos de tubería que se han engrosado externamente, luego se han roscado y equipado con abrazaderas.La tubería de junta integrada se refiere a una tubería que está conectada directamente sin un acoplamiento, con un extremo roscado a través de una rosca externa engrosada internamente y el otro extremo roscado a través de una rosca interna engrosada externamente.
2.El papel de los tubos
①, extracción de petróleo y gas: después de perforar y cementar los pozos de petróleo y gas, la tubería se coloca en la carcasa de petróleo para extraer petróleo y gas al suelo.
②, inyección de agua: cuando la presión del fondo del pozo no sea suficiente, inyecte agua en el pozo a través de la tubería.
③, Inyección de vapor: En el proceso de recuperación térmica de petróleo espeso, se ingresa vapor al pozo con tuberías de petróleo aisladas.
(iv) Acidificación y fracturamiento: en la última etapa de la perforación de pozos o para mejorar la producción de pozos de petróleo y gas, es necesario ingresar un medio de acidificación y fracturamiento o material de curado a la capa de petróleo y gas, y el medio y El material de curado se transporta a través de la tubería de aceite.
3. Grado de acero del tubo de aceite.
Los grados de acero de los tubos de aceite son: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 se divide en N80-1 y N80Q, los dos tienen las mismas propiedades de tracción, las dos diferencias son el estado de entrega y las diferencias de rendimiento del impacto, la entrega de N80-1 por estado normalizado o cuando la temperatura final de laminación es mayor que la temperatura crítica Ar3 y reducción de tensión después del enfriamiento por aire, y puede usarse para encontrar alternativas a la normalización del laminado en caliente, no se requieren pruebas de impacto y no destructivas;N80Q debe ser templado (templado y revenido). El tratamiento térmico, la función de impacto debe estar en línea con las disposiciones de API 5CT y debe ser una prueba no destructiva.
L80 se divide en L80-1, L80-9Cr y L80-13Cr.Sus propiedades mecánicas y estado de entrega son las mismas.Diferencias en uso, dificultad de producción y precio, L80-1 para el tipo general, L80-9Cr y L80-13Cr son tuberías de alta resistencia a la corrosión, dificultad de producción, costosas, generalmente utilizadas para pozos con corrosión severa.
C90 y T95 se dividen en tipo 1 y tipo 2, es decir, C90-1, C90-2 y T95-1, T95-2.
4. Grado de acero de uso común, grado y estado de entrega de la tubería de aceite.
Grado de acero Estado de entrega
Tubería de aceite J55 Tubería de aceite plana 37Mn5: laminada en caliente en lugar de normalizada
Tubería de aceite espesada: normalizada en toda su longitud después del espesamiento.
Tubería N80-1 36Mn2V Tubería plana: laminada en caliente en lugar de normalizada
Tubería de aceite espesada: normalizada en toda su longitud después del espesamiento
Tubo de aceite N80-Q 30Mn5 templado de longitud completa
Tubería de aceite L80-1 30Mn5 templado de longitud completa
Tubo de aceite P110 25CrMnMo templado de longitud completa
Acoplamiento J55 37Mn5 normalización en línea laminada en caliente
Acoplamiento N80 28MnTiB templado de longitud completa
Acoplamiento L80-1 28MnTiB templado de longitud completa
Abrazaderas P110 25CrMnMo templadas de longitud completa
Ⅲ.Caja
1 、 Categorización y función de la carcasa.
El casing es un tubo de acero que sostiene la pared de los pozos de petróleo y gas.En cada pozo se utilizan varias capas de revestimiento según las diferentes profundidades de perforación y condiciones geológicas.El cemento se utiliza para cementar la carcasa después de su descenso al pozo y, a diferencia de las tuberías de petróleo y de perforación, no se puede reutilizar y pertenece a los materiales consumibles desechables.Por lo tanto, el consumo de casing representa más del 70% de toda la tubería para pozos petroleros.La carcasa se puede clasificar en: conducto, carcasa de superficie, carcasa técnica y carcasa de petróleo según su uso, y sus estructuras en los pozos petroleros se muestran en la siguiente imagen.
2.Carcasa del conductor
Se utiliza principalmente para perforar en el océano y el desierto para separar el agua de mar y la arena y garantizar el buen progreso de la perforación. Las especificaciones principales de esta capa de segunda carcasa son: Φ762 mm (30 pulgadas) × 25,4 mm, Φ762 mm (30 pulgadas) × 19,06 mm.
Revestimiento de superficie: se utiliza principalmente para la primera perforación, perforando la superficie de los estratos sueltos hasta el lecho de roca, para sellar esta parte de los estratos para que no colapse, es necesario sellarla con el revestimiento de superficie.Las principales especificaciones de la carcasa de superficie: 508 mm (20 pulg.), 406,4 mm (16 pulg.), 339,73 mm (13-3/8 pulg.), 273,05 mm (10-3/4 pulg.), 244,48 mm (9-5/9 pulg.), etc. La profundidad del tubo de descenso depende de la profundidad de la formación blanda.La profundidad de la tubería inferior depende de la profundidad del estrato suelto, que generalmente es de 80 a 1500 m.Su presión externa e interna no es grande y generalmente adopta acero de grado K55 o grado de acero N80.
3.Carcasa técnica
La carcasa técnica se utiliza en el proceso de perforación de formaciones complejas.Cuando se encuentran piezas complejas como capas colapsadas, capas de aceite, capas de gas, capas de agua, capas de fugas, capas de pasta de sal, etc., es necesario colocar la carcasa técnica para sellarla, de lo contrario no se puede realizar la perforación.Algunos pozos son profundos y complejos, y la profundidad del pozo alcanza miles de metros, este tipo de pozos profundos necesitan colocar varias capas de revestimiento técnico, sus propiedades mecánicas y requisitos de rendimiento de sellado son muy altos, el uso de grados de acero es también más alto, además de K55, es mayor el uso de grados N80 y P110, algunos pozos profundos también se utilizan en grados Q125 o incluso superiores no API, como V150.las principales especificaciones de la carcasa técnica son: 339.73 Las principales especificaciones de la carcasa técnica son las siguientes: 339.73mm(13-3/8in), 273.05mm(10-3/4in), 244.48mm(9-5/8in), 219,08 mm (8-5/8 pulg.), 193,68 mm (7-5/8 pulg.), 177,8 mm (7 pulg.), etc.
4. Carcasa de aceite
Cuando se perfora un pozo hasta la capa de destino (la capa que contiene petróleo y gas), es necesario utilizar la carcasa de petróleo para sellar la capa de petróleo y gas y los estratos superiores expuestos, y el interior de la carcasa de petróleo es la capa de petróleo. .Carcasa de petróleo en todo tipo de carcasa en los pozos más profundos, sus propiedades mecánicas y requisitos de rendimiento de sellado también son los más altos, el uso de acero de grado K55, N80, P110, Q125, V150, etc.Las principales especificaciones del revestimiento de formación son: 177,8 mm (7 pulg.), 168,28 mm (6-5/8 pulg.), 139,7 mm (5-1/2 pulg.), 127 mm (5 pulg.), 114,3 mm (4-1/2 pulg.), etc. El casing es el más profundo entre todos los tipos de pozos y su rendimiento mecánico y de sellado son los más altos.
V.Tubo de perforación
1. Clasificación y función de las tuberías para herramientas de perforación.
La tubería de perforación cuadrada, la tubería de perforación, la tubería de perforación ponderada y el collar de perforación en las herramientas de perforación forman la tubería de perforación.La tubería de perforación es la herramienta de perforación central que impulsa la broca desde el suelo hasta el fondo del pozo, y también es un canal desde el suelo hasta el fondo del pozo.Tiene tres funciones principales: ① transferir torque para impulsar la broca a perforar;② confiar en su propio peso para ejercer presión sobre la broca para romper la roca en el fondo del pozo;③ transportar el fluido de lavado del pozo, es decir, el lodo de perforación a través del suelo a través de las bombas de lodo de alta presión, hacia el pozo de la columna de perforación para que fluya hacia el fondo del pozo para eliminar los escombros de roca y enfriar la broca, y transportar los restos de roca a través del espacio anular entre la superficie exterior de la columna y la pared del pozo para regresar al suelo, a fin de lograr el propósito de perforar el pozo.La tubería de perforación en el proceso de perforación para soportar una variedad de cargas alternas complejas, como tensión, compresión, torsión, flexión y otras tensiones, la superficie interior también está sujeta a corrosión y abrasión por lodo a alta presión.
(1) tubo de perforación cuadrado: el tubo de perforación cuadrado tiene dos tipos: de tipo cuadrilátero y de tipo hexagonal. Las barras de perforación petrolífera de China, cada conjunto de columnas de perforación, suelen utilizar un tubo de perforación de tipo cuadrilátero.Sus especificaciones son: 63,5 mm (2-1/2 pulg.), 88,9 mm (3-1/2 pulg.), 107,95 mm (4-1/4 pulg.), 133,35 mm (5-1/4 pulg.), 152,4 mm (6 pulg.) y pronto.Normalmente la longitud utilizada es de 12 a 14,5 m.
(2) Tubería de perforación: La tubería de perforación es la herramienta principal para perforar pozos, está conectada al extremo inferior de la tubería de perforación cuadrada y, a medida que el pozo de perforación continúa profundizándose, la tubería de perforación continúa alargando la columna de perforación una tras otra.Las especificaciones de la tubería de perforación son: 60,3 mm (2-3/8 pulg.), 73,03 mm (2-7/8 pulg.), 88,9 mm (3-1/2 pulg.), 114,3 mm (4-1/2 pulg.), 127 mm (5 pulg. ), 139,7 mm (5-1/2 pulg.), etc.
(3) Tubería de perforación ponderada: La tubería de perforación ponderada es una herramienta de transición que conecta la tubería de perforación y el collar de perforación, lo que puede mejorar la condición de fuerza de la tubería de perforación, así como aumentar la presión sobre la broca.Las principales especificaciones de la tubería de perforación ponderada son 88,9 mm (3-1/2 pulg.) y 127 mm (5 pulg.).
(4) Collar de perforación: el collar de perforación está conectado a la parte inferior de la tubería de perforación, que es un tubo especial de paredes gruesas con alta rigidez, que ejerce presión sobre la broca para romper la roca y puede desempeñar un papel de guía cuando perforación de pozos rectos.Las especificaciones comunes del portamecha son: 158,75 mm (6-1/4 pulg.), 177,85 mm (7 pulg.), 203,2 mm (8 pulg.), 228,6 mm (9 pulg.), etc.
V. Tubería de conducción
1 、 Clasificación de tuberías
Los tubos de conducción se utilizan en la industria del petróleo y el gas para el transporte de petróleo, petróleo refinado, gas natural y tuberías de agua con tubos de acero para abreviar.El transporte de oleoductos y gasoductos se divide principalmente en tres tipos de oleoductos principales, ramales y redes de oleoductos urbanos, la línea de transmisión del oleoducto principal tiene las especificaciones habituales de ∮ 406 ~ 1219 mm, espesor de pared de 10 ~ 25 mm, grado de acero X42 ~ X80;Tubería secundaria y red de tuberías urbanas de las especificaciones habituales para # 114 ~ 700 mm, espesor de pared de 6 ~ 20 mm, grado de acero X42 ~ X80.Las especificaciones habituales para tuberías de alimentación y tuberías urbanas son 114-700 mm, espesor de pared de 6-20 mm, grado de acero X42-X80.
La tubería de línea tiene tubería de acero soldada, también tiene tubería de acero sin costura, la tubería de acero soldada se usa más que la tubería de acero sin costura.
2 、 Estándar de tubería de línea
El estándar para tuberías es API 5L "especificación de tuberías de acero", pero en 1997 China promulgó dos normas nacionales para tuberías: GB/T9711.1-1997 "industria del petróleo y el gas, la primera parte de las condiciones técnicas de entrega de tuberías de acero". : Tubo de acero de grado A" y GB/T9711.2-1997 "industria del petróleo y el gas, la segunda parte de las condiciones técnicas de entrega de tubos de acero: tubo de acero de grado B".Steel Pipe", estas dos normas equivalen a API 5L, muchos usuarios domésticos requieren el suministro de estas dos normas nacionales.
3、Acerca de PSL1 y PSL2
PSL es la abreviatura de nivel de especificación del producto.El nivel de especificación del producto de tubería de conducción se divide en PSL1 y PSL2, también se puede decir que el nivel de calidad se divide en PSL1 y PSL2.PSL1 es más alto que PSL2, el nivel de especificación 2 no es solo requisitos de prueba diferentes, y la composición química y los requisitos de propiedades mecánicas son diferentes, por lo que de acuerdo con el pedido API 5L, los términos del contrato, además de especificar las especificaciones, el grado del acero. y otros indicadores comunes, pero también debe indicar el nivel de especificación del producto, es decir, PSL1 o PSL2.
PSL2 en composición química, propiedades de tracción, potencia de impacto, pruebas no destructivas y otros indicadores son más estrictos que PSL1.
4. Grado de acero de la tubería y composición química.
El grado de acero de las tuberías de menor a mayor se divide en: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 y X80.
5, presión del agua de la tubería y requisitos no destructivos
La tubería de conducción debe realizarse una prueba hidráulica rama por rama, y la norma no permite la generación no destructiva de presión hidráulica, lo que también es una gran diferencia entre la norma API y nuestras normas.
PSL1 no requiere pruebas no destructivas, PSL2 debe realizar pruebas no destructivas rama por rama.
VI.Conexión Premium
1. Introducción de la conexión premium
La hebilla especial se diferencia de la rosca API por la estructura especial de la rosca del tubo.Aunque la carcasa de petróleo roscada API existente se usa ampliamente en la explotación de pozos petroleros, sus deficiencias se muestran claramente en el entorno especial de algunos campos petroleros: la columna de tubería roscada redonda API, aunque su rendimiento de sellado es mejor, la fuerza de tracción soportada por la rosca parte sólo equivale al 60% al 80% de la resistencia del cuerpo de la tubería, por lo que no puede ser utilizada en la explotación de pozos profundos;En la columna de tubería roscada trapezoidal sesgada API, el rendimiento de tracción de la parte roscada solo es equivalente a la resistencia del cuerpo de la tubería, por lo que no se puede utilizar en pozos profundos;Columna de tubería roscada trapezoidal con polarización API, su rendimiento de tracción no es bueno.Aunque el rendimiento de tracción de la columna es mucho mayor que el de la conexión de rosca redonda API, su rendimiento de sellado no es muy bueno, por lo que no se puede utilizar en la explotación de pozos de gas de alta presión;Además, la grasa para roscas sólo puede desempeñar su función en un ambiente con una temperatura inferior a 95 ℃, por lo que no puede usarse en la explotación de pozos de alta temperatura.
En comparación con la conexión de rosca redonda API y la conexión de rosca trapezoidal parcial, Premium Connection ha logrado grandes avances en los siguientes aspectos:
(1) buen sellado, mediante el diseño de una estructura de sellado elástica y metálica, de modo que la resistencia del sellado de gas de la junta alcance el límite del cuerpo del tubo dentro de la presión de fluencia;
(2) alta resistencia de la conexión, con la conexión Premium Connection de la carcasa de aceite, la resistencia de la conexión alcanza o excede la resistencia del cuerpo del tubo, para resolver fundamentalmente el problema del deslizamiento;
(3) mediante la mejora del proceso de selección de materiales y tratamiento de superficies, básicamente resolvió el problema de la hebilla pegada al hilo;
(4) mediante la optimización de la estructura, de modo que la distribución de la tensión en las juntas sea más razonable y más propicia para la resistencia a la corrosión por tensión;
(5) a través de la estructura del hombro del diseño razonable, de modo que la operación de la hebilla sea más fácil de realizar.
Actualmente, el mundo ha desarrollado más de 100 tipos de Conexiones Premium con tecnología patentada.
Hora de publicación: 21 de febrero de 2024