OCTG-Rohrewerden hauptsächlich zum Bohren von Öl- und Gasquellen sowie zum Transport von Öl und Gas verwendet. Dazu gehören Ölbohrrohre, Ölgehäuse und Ölförderrohre.OCTG-Rohrewerden hauptsächlich verwendet, um Schwerstangen und Bohrkronen zu verbinden und die Bohrkraft zu übertragen.Erdölgehäuse werden hauptsächlich verwendet, um das Bohrloch während des Bohrens und nach der Fertigstellung zu stützen und den normalen Betrieb der gesamten Ölquelle während des Bohrvorgangs und nach der Fertigstellung sicherzustellen. Das Öl und Gas am Boden der Ölquelle werden hauptsächlich durch das Ölpumpenrohr an die Oberfläche transportiert.
Die Ölverrohrung ist die Lebensader für den Betrieb von Ölquellen. Aufgrund unterschiedlicher geologischer Bedingungen ist der Spannungszustand im Untergrund komplex, und die kombinierten Auswirkungen von Zug-, Druck-, Biege- und Torsionsspannungen auf den Verrohrungskörper stellen hohe Anforderungen an die Qualität der Verrohrung selbst. Wird die Verrohrung aus irgendeinem Grund beschädigt, kann dies zu Produktionseinbußen oder sogar zur Verschrottung des gesamten Bohrlochs führen.
Je nach Stahlfestigkeit kann das Gehäuse in verschiedene Stahlsorten unterteilt werden, nämlich J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150 usw. Die verwendete Stahlsorte variiert je nach Bohrlochzustand und -tiefe. In korrosiven Umgebungen ist außerdem eine Korrosionsbeständigkeit des Gehäuses selbst erforderlich. In Gebieten mit komplexen geologischen Bedingungen ist zudem eine Einsturzsicherung des Gehäuses erforderlich.
I. das Grundwissen OCTG-Rohr
1. Fachbegriffe im Zusammenhang mit der Erklärung von Erdölleitungen
API: Dies ist die Abkürzung für American Petroleum Institute.
OCTG: Dies ist die Abkürzung für Oil Country Tubular Goods, also ölspezifische Rohre, einschließlich fertiger Ölgehäuse, Bohrgestänge, Schwerstangen, Reifen, Kurzverbindungen usw.
Ölrohre: Rohre, die in Ölquellen zur Ölförderung, Gasförderung, Wasserinjektion und Säurefrakturierung verwendet werden.
Verrohrung: Rohr, das von der Erdoberfläche in ein gebohrtes Bohrloch herabgelassen wird, um als Auskleidung den Einsturz der Bohrlochwand zu verhindern.
Bohrgestänge: Rohr, das zum Bohren von Bohrlöchern verwendet wird.
Leitungsrohr: Rohr zum Transport von Öl oder Gas.
Sicherungsringe: Zylinder zum Verbinden zweier Gewinderohre mit Innengewinde.
Kupplungsmaterial: Rohr, das zur Herstellung von Kupplungen verwendet wird.
API-Gewinde: Rohrgewinde gemäß API 5B-Standard, einschließlich Rundgewinde für Ölrohre, kurze Rundgewinde für Gehäuse, lange Rundgewinde für Gehäuse, versetzte Trapezgewinde für Gehäuse, Leitungsrohrgewinde usw.
Spezialschnalle: Nicht-API-Gewinde mit besonderen Dichtungseigenschaften, Verbindungseigenschaften und anderen Eigenschaften.
Ausfall: Verformung, Bruch, Oberflächenschäden und Verlust der ursprünglichen Funktion unter bestimmten Betriebsbedingungen. Die häufigsten Ursachen für Ölgehäuseausfälle sind: Extrusion, Schlupf, Bruch, Leckage, Korrosion, Verklebung, Verschleiß usw.
2. Erdölbezogene Normen
API 5CT: Casing and Tubing Specification (derzeit die neueste Version der 8. Ausgabe)
API 5D: Bohrgestängespezifikation (neueste Version der 5. Ausgabe)
API 5L: Spezifikation für Pipeline-Stahlrohre (neueste Version der 44. Ausgabe)
API 5B: Spezifikation für die Bearbeitung, Messung und Prüfung von Gehäuse-, Ölrohr- und Leitungsrohrgewinden
GB/T 9711.1-1997: Technische Bedingungen für die Lieferung von Stahlrohren für den Transport in der Öl- und Gasindustrie. Teil 1: Stahlrohre der Güteklasse A
GB/T9711.2-1999: Technische Lieferbedingungen für Stahlrohre für den Transport in der Öl- und Gasindustrie, Teil 2: Stahlrohre der Klasse B
GB/T9711.3-2005: Technische Lieferbedingungen für Stahlrohre für den Transport der Erdöl- und Erdgasindustrie, Teil 3: Stahlrohr der Güteklasse C
II. Ölleitung
1. Klassifizierung von Ölleitungen
Ölleitungen werden in NU-Rohre (Non-Upset), EU-Rohre (External Upset) und Rohre mit integrierter Verbindung unterteilt. Bei NU-Rohren handelt es sich um Rohre mit Gewinde ohne Verdickung und mit einer Kupplung. Bei Rohren mit externer Verdickung handelt es sich um zwei Rohrenden, die außen verdickt, anschließend mit Gewinden versehen und mit Klemmen versehen wurden. Rohre mit integrierter Verbindung sind Rohre, die direkt ohne Kupplung verbunden sind, wobei ein Ende durch ein innen verdicktes Außengewinde und das andere durch ein außen verdicktes Innengewinde geführt wird.
2. Die Rolle der Schläuche
1. Förderung von Öl und Gas: Nachdem die Öl- und Gasquellen gebohrt und zementiert wurden, wird das Rohr in die Ölverrohrung eingesetzt, um Öl und Gas aus dem Boden zu fördern.
2, Wasserinjektion: Wenn der Druck im Bohrloch nicht ausreicht, injizieren Sie Wasser durch das Rohr in den Brunnen.
3. Dampfeinspritzung: Bei der thermischen Rückgewinnung von Dicköl muss Dampf über isolierte Ölleitungen in die Bohrung eingeleitet werden.
(iv) Säuern und Aufbrechen: In der Spätphase der Bohrung oder um die Produktion von Öl- und Gasquellen zu verbessern, ist es notwendig, ein Säuerungsmittel und ein Aufbrechensmittel bzw. ein Härtungsmaterial in die Öl- und Gasschicht einzubringen und das Medium und das Härtungsmaterial durch die Ölleitung zu transportieren.
3.Stahlqualität der Ölleitung
Die Stahlsorten für Ölrohre sind: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 wird in N80-1 und N80Q unterteilt. Beide haben die gleichen Zugeigenschaften, unterscheiden sich jedoch im Lieferzustand und in der Schlagzähigkeit. N80-1 wird im normalisierten Zustand geliefert oder wenn die endgültige Walztemperatur über der kritischen Temperatur Ar3 liegt und die Spannung nach der Luftkühlung abnimmt. Es können Alternativen zum Normalisieren von Warmgewalzt gefunden werden. Schlagzähigkeits- und zerstörungsfreie Prüfungen sind nicht erforderlich. N80Q muss einer Wärmebehandlung (Vergüten) unterzogen werden. Die Schlagzähigkeit muss den Bestimmungen von API 5CT entsprechen und muss einer zerstörungsfreien Prüfung unterzogen werden.
L80 wird in L80-1, L80-9Cr und L80-13Cr unterteilt. Ihre mechanischen Eigenschaften und Lieferbedingungen sind gleich. Unterschiede bestehen in Verwendung, Produktionsschwierigkeiten und Preisen. L80-1 ist der allgemeine Typ, L80-9Cr und L80-13Cr sind hochkorrosionsbeständige Rohre. Die Produktion ist schwierig, teuer und wird üblicherweise für stark korrosionsanfällige Bohrlöcher verwendet.
C90 und T95 werden in Typ 1 und Typ 2 unterteilt, also C90-1, C90-2 und T95-1, T95-2.
4.Häufig verwendete Stahlsorte, Güte und Lieferstatus von Ölleitungen
Stahlsorte Güte Lieferstatus
J55 Ölrohr 37Mn5 Flachölrohr: warmgewalzt statt normalisiert
Verdicktes Ölrohr: Nach der Verdickung auf voller Länge normalisiert.
N80-1 Rohr 36Mn2V Flachrohr: warmgewalzt statt normalisiert
Verdicktes Ölrohr: nach der Verdickung auf voller Länge normalisiert
N80-Q Ölleitung 30Mn5 durchgehende Temperierung
L80-1 Ölleitung 30Mn5 durchgehende Temperierung
P110 Ölleitung 25CrMnMo durchgehende Vergütung
J55 Kupplung 37Mn5 warmgewalzt Online-Normalisierung
N80 Kupplung 28MnTiB durchgehende Temperierung
L80-1 Kupplung 28MnTiB durchgehende Temperierung
P110 Klemmen 25CrMnMo Volle Länge gehärtet
Ⅲ. Gehäuse
1. Kategorisierung und Rolle des Gehäuses
Ein Futterrohr ist ein Stahlrohr, das die Wand von Öl- und Gasquellen stützt. Je nach Bohrtiefe und geologischen Bedingungen werden in jeder Bohrung mehrere Lagen Futterrohr verwendet. Nach dem Einbringen in die Bohrung wird das Futterrohr mit Zement zementiert. Im Gegensatz zu Öl- und Bohrrohren kann es nicht wiederverwendet werden und gehört zu den Einwegmaterialien. Daher macht Futterrohr mehr als 70 % aller Ölquellenrohre aus. Futterrohre lassen sich je nach Verwendungszweck in Leitungsrohre, Oberflächenfutterrohre, technische Futterrohre und Ölfutterrohre unterteilen. Ihre Strukturen in Ölquellen sind in der folgenden Abbildung dargestellt.
2.Leitergehäuse
wird hauptsächlich zum Bohren im Meer und in der Wüste verwendet, um Meerwasser und Sand zu trennen und so einen reibungslosen Bohrverlauf zu gewährleisten. Die Hauptspezifikationen dieser Schicht aus 2. Gehäuse sind: Φ762 mm (30 Zoll) × 25,4 mm, Φ762 mm (30 Zoll) × 19,06 mm.
Oberflächenverrohrung: Wird hauptsächlich für die erste Bohrung verwendet, um die Oberfläche der losen Schichten bis zum Grundgestein aufzubohren. Um diesen Teil der Schichten vor dem Einsturz zu schützen, muss er mit einer Oberflächenverrohrung abgedichtet werden. Die wichtigsten Spezifikationen der Oberflächenverrohrung sind: 508 mm (20 Zoll), 406,4 mm (16 Zoll), 339,73 mm (13-3/8 Zoll), 273,05 mm (10-3/4 Zoll), 244,48 mm (9-5/9 Zoll) usw. Die Tiefe des Absenkrohrs hängt von der Tiefe der weichen Formation ab. Die Tiefe des unteren Rohrs hängt von der Tiefe der losen Schicht ab, die in der Regel 80 bis 1500 m beträgt. Der Außen- und Innendruck ist gering. In der Regel wird die Stahlsorte K55 oder N80 verwendet.
3.Technisches Gehäuse
Technische Verrohrungen werden beim Bohren komplexer Formationen verwendet. Bei komplexen Bereichen wie Kollapsschichten, Ölschichten, Gasschichten, Wasserschichten, Leckschichten, Salzpastenschichten usw. ist es notwendig, technische Verrohrungen abdichtend einzubringen, da sonst die Bohrung nicht durchgeführt werden kann. Manche Bohrlöcher sind tief und komplex und erreichen Tiefen von mehreren Tausend Metern. Für diese Art von Tiefbrunnen müssen mehrere Schichten technischer Verrohrungen angebracht werden. Die Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften und die Dichtleistung sind sehr hoch. Auch die verwendeten Stahlsorten sind höher, neben K55 kommen häufiger N80 und P110 zum Einsatz. Für einige Tiefbrunnen werden auch Q125 oder noch höhere Nicht-API-Sorten wie V150 verwendet. Die wichtigsten Spezifikationen des technischen Gehäuses sind: 339,73 Die wichtigsten Spezifikationen des technischen Gehäuses sind wie folgt: 339,73 mm (13-3/8 Zoll), 273,05 mm (10-3/4 Zoll), 244,48 mm (9-5/8 Zoll), 219,08 mm (8-5/8 Zoll), 193,68 mm (7-5/8 Zoll), 177,8 mm (7 Zoll) und so weiter.
4. Ölgehäuse
Wenn ein Brunnen bis zur Zielschicht (der Schicht, die Öl und Gas enthält) gebohrt wird, ist es notwendig, eine Ölverrohrung zu verwenden, um die Öl- und Gasschicht und die oberen freiliegenden Schichten abzudichten, und die Innenseite der Ölverrohrung ist die Ölschicht. Bei allen Arten von Verrohrungen in den tiefsten Brunnentiefen sind die Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften und die Dichtleistung am höchsten, es werden die Stahlsorten K55, N80, P110, Q125, V150 usw. verwendet. Die Hauptspezifikationen der Formationsverrohrung sind: 177,8 mm (7 Zoll), 168,28 mm (6-5/8 Zoll), 139,7 mm (5-1/2 Zoll), 127 mm (5 Zoll), 114,3 mm (4-1/2 Zoll) usw. Die Verrohrung ist die tiefste aller Brunnenarten und ihre mechanische Leistung und Dichtleistung sind die höchste.
V. Bohrgestänge
1. Klassifizierung und Rolle von Rohren für Bohrwerkzeuge
Das Vierkantbohrgestänge, das Bohrgestänge, das beschwerte Bohrgestänge und der Schwerkragen bilden in Bohrwerkzeugen das Bohrgestänge. Das Bohrgestänge ist das Kernbohrwerkzeug, das den Bohrer vom Boden zum Boden des Brunnens treibt, und es ist auch ein Kanal vom Boden zum Boden des Brunnens. Es hat drei Hauptfunktionen: 1. Es überträgt das Drehmoment, um den Bohrer zum Bohren anzutreiben; 2. Es übt durch sein Eigengewicht Druck auf den Bohrer aus, um das Gestein am Boden des Brunnens zu brechen; 3. Es befördert die Brunnenspülflüssigkeit, d. h. den Bohrschlamm, durch den Boden durch die Hochdruck-Schlammpumpen in das Bohrloch der Bohrsäule, damit sie in den Boden des Brunnens fließt, um das Gesteinsschutt auszuspülen und den Bohrer zu kühlen, und es befördert das Gesteinsschutt durch den Ringraum zwischen der Außenfläche der Säule und der Brunnenwand zurück in den Boden, um so den Zweck des Bohrens des Brunnens zu erfüllen. Bohrgestänge müssen im Bohrprozess einer Vielzahl komplexer Wechselbelastungen standhalten, wie Zug-, Druck-, Torsions-, Biege- und anderen Beanspruchungen. Die Innenfläche ist außerdem der Auswaschung und Korrosion durch Hochdruckschlamm ausgesetzt.
(1) Vierkant-Bohrgestänge: Vierkant-Bohrgestänge gibt es in viereckiger und sechseckiger Ausführung. Chinesische Ölbohrgestänge verwenden üblicherweise viereckige Bohrgestänge. Die Abmessungen sind: 63,5 mm (2,5 Zoll), 88,9 mm (3,5 Zoll), 107,95 mm (4,1/4 Zoll), 133,35 mm (5,1/4 Zoll), 152,4 mm (6 Zoll) usw. Die Länge beträgt üblicherweise 12–14,5 m.
(2) Bohrgestänge: Das Bohrgestänge ist das Hauptwerkzeug zum Bohren von Brunnen. Es ist mit dem unteren Ende des Vierkant-Bohrgestänges verbunden und verlängert mit zunehmender Vertiefung des Brunnens die Bohrsäule schrittweise. Die Spezifikationen des Bohrgestänges sind: 60,3 mm (2-3/8 Zoll), 73,03 mm (2-7/8 Zoll), 88,9 mm (3-1/2 Zoll), 114,3 mm (4-1/2 Zoll), 127 mm (5 Zoll), 139,7 mm (5-1/2 Zoll) usw.
(3) Gewichtetes Bohrgestänge: Das gewichtete Bohrgestänge ist ein Übergangsstück zwischen Bohrgestänge und Schwerstange. Es verbessert die Kraftverhältnisse des Bohrgestänges und erhöht den Druck auf den Bohrer. Die Hauptspezifikationen des gewichteten Bohrgestänges sind 88,9 mm (3-1/2 Zoll) und 127 mm (5 Zoll).
(4) Bohrkragen: Der Bohrkragen ist mit dem unteren Teil des Bohrgestänges verbunden. Es handelt sich um ein spezielles dickwandiges Rohr mit hoher Steifigkeit, das Druck auf den Bohrer ausübt, um das Gestein zu brechen, und kann beim Bohren gerader Bohrungen eine Führungsrolle übernehmen. Die üblichen Spezifikationen für Bohrkragen sind: 158,75 mm (6-1/4 Zoll), 177,85 mm (7 Zoll), 203,2 mm (8 Zoll), 228,6 mm (9 Zoll) usw.
V. Leitungsrohr
1. Klassifizierung von Leitungsrohren
Leitungsrohre werden in der Öl- und Gasindustrie für den Transport von Öl, raffiniertem Öl, Erdgas und Wasser verwendet, kurz Stahlrohre genannt. Der Transport von Öl und Gas wird hauptsächlich in drei Arten unterteilt: Hauptpipelines, Nebenpipelines und städtische Pipeline-Netzwerke. Die Hauptpipeline hat die üblichen Spezifikationen für ∮ 406 bis 1219 mm, Wandstärke 10 bis 25 mm, Stahlgüte X42 bis X80; Nebenpipelines und städtische Pipeline-Netzwerke haben die üblichen Spezifikationen für ∮ 114 bis 700 mm, Wandstärke 6 bis 20 mm, Stahlgüte X42 bis X80. Die üblichen Spezifikationen für Zuleitungspipelines und städtische Pipelines sind 114-700 mm, Wandstärke 6-20 mm, Stahlgüte X42-X80.
Zu den Leitungsrohren gehören geschweißte und nahtlose Stahlrohre. Geschweißte Stahlrohre werden häufiger verwendet als nahtlose Stahlrohre.
2. Leitungsrohrstandard
Der Leitungsrohrstandard ist API 5L, die „Spezifikation für Rohrleitungsstahlrohre“. China hat 1997 jedoch zwei nationale Standards für Rohrleitungen erlassen: GB/T9711.1-1997 „Öl- und Gasindustrie, erster Teil der technischen Lieferbedingungen für Stahlrohre: Stahlrohr der Güteklasse A“ und GB/T9711.2-1997 „Öl- und Gasindustrie, zweiter Teil der technischen Lieferbedingungen für Stahlrohre: Stahlrohr der Güteklasse B“. Diese beiden Standards entsprechen API 5L, und viele Privatkunden benötigen diese beiden nationalen Standards.
3. Über PSL1 und PSL2
PSL ist die Abkürzung für Produktspezifikationsstufe. Die Produktspezifikationsstufe für Leitungsrohre ist in PSL1 und PSL2 unterteilt, was auch für die Qualitätsstufe gilt. PSL1 ist höher als PSL2. Die zweite Spezifikationsstufe weist nicht nur unterschiedliche Prüfanforderungen auf, sondern auch unterschiedliche Anforderungen an die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften. Gemäß API 5L müssen die Vertragsbedingungen daher neben den Spezifikationen, der Stahlsorte und anderen gängigen Indikatoren auch die Produktspezifikationsstufe, d. h. PSL1 oder PSL2, angeben.
PSL2 ist hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung, der Zugfestigkeit, der Schlagfestigkeit, der zerstörungsfreien Prüfung und anderer Indikatoren strenger als PSL1.
4. Stahlgüte und chemische Zusammensetzung von Rohrleitungsrohren
Die Stahlgüte für Leitungsrohre ist von niedrig bis hoch in A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 und X80 unterteilt.
5. Anforderungen an den Wasserdruck und die Zerstörungsfreiheit von Leitungsrohren
An den Leitungsrohren muss Zweig für Zweig ein hydraulischer Test durchgeführt werden, und der Standard erlaubt keine zerstörungsfreie Erzeugung von Hydraulikdruck. Dies ist ebenfalls ein großer Unterschied zwischen dem API-Standard und unseren Standards.
PSL1 erfordert keine zerstörungsfreie Prüfung, PSL2 sollte eine zerstörungsfreie Prüfung Zweig für Zweig umfassen.
VI.Premium-Anschluss
1. Einführung der Premium-Verbindung
Spezialschnallen unterscheiden sich von API-Gewinden durch die spezielle Struktur des Rohrgewindes. Obwohl vorhandene Ölgehäuse mit API-Gewinde häufig bei der Ölförderung verwendet werden, zeigen sich in den besonderen Umgebungen mancher Ölfelder ihre Mängel deutlich: Rohrsäulen mit rundem API-Gewinde haben zwar eine bessere Dichtleistung, aber die vom Gewindeteil aufgenommene Zugkraft entspricht nur 60 bis 80 % der Festigkeit des Rohrkörpers und können deshalb nicht bei der Förderung tiefer Bohrungen verwendet werden. Rohrsäulen mit vorgespanntem API-Trapezgewinde haben eine schlechte Zugleistung. Obwohl die Zugleistung der Säule viel höher ist als die einer Verbindung mit rundem API-Gewinde, ist ihre Dichtleistung nicht sehr gut und können deshalb nicht bei der Förderung von Hochdruck-Gasbohrungen verwendet werden. Darüber hinaus kann das Gewindefett seine Funktion nur in Umgebungen mit Temperaturen unter 95 °C erfüllen und kann daher nicht bei der Ausbeutung von Hochtemperaturbohrungen verwendet werden.
Im Vergleich zu API-Rundgewinden und teilweisen Trapezgewindeverbindungen hat Premium Connection in den folgenden Aspekten bahnbrechende Fortschritte erzielt:
(1) Gute Abdichtung durch die Konstruktion einer elastischen und metallischen Dichtungsstruktur, so dass die Dichtfestigkeit der Verbindung die Grenze des Rohrkörpers innerhalb des Fließdrucks erreicht;
(2) Hohe Festigkeit der Verbindung. Bei der Premium-Verbindung des Ölgehäuses erreicht oder übersteigt die Festigkeit der Verbindung die Festigkeit des Rohrkörpers, wodurch das Problem des Schlupfes grundsätzlich gelöst wird.
(3) Durch die Verbesserung der Materialauswahl und der Oberflächenbehandlung wurde das Problem der hängenden Schnalle grundsätzlich gelöst.
(4) Durch Optimierung der Struktur wird eine vernünftigere Spannungsverteilung in den Verbindungen erreicht, was die Beständigkeit gegen Spannungskorrosion verbessert.
(5) Durch die vernünftige Gestaltung der Schulterstruktur ist die Bedienung der Schnalle einfacher durchzuführen.
Derzeit wurden weltweit über 100 Arten von Premium-Verbindungen mit patentierter Technologie entwickelt.
Veröffentlichungszeit: 21. Februar 2024