أنابيب أوكتجتستخدم بشكل رئيسي لحفر آبار النفط والغاز ونقل النفط والغاز.وتشمل أنابيب حفر النفط، وأغلفة النفط، وأنابيب استخراج النفط.أنابيب أوكتجتستخدم بشكل أساسي لتوصيل أطواق الحفر ولقم الثقب ونقل طاقة الحفر.يستخدم الغلاف البترولي بشكل أساسي لدعم حفرة البئر أثناء الحفر وبعد الانتهاء، لضمان التشغيل الطبيعي لبئر النفط بالكامل أثناء عملية الحفر وبعد الانتهاء.يتم نقل النفط والغاز الموجود في قاع بئر النفط بشكل أساسي إلى السطح بواسطة أنبوب ضخ النفط.
يعتبر غلاف النفط بمثابة شريان الحياة للحفاظ على تشغيل آبار النفط.نظرًا للظروف الجيولوجية المختلفة، فإن حالة الضغط تحت الأرض معقدة، كما أن التأثيرات المجمعة لضغط التوتر والضغط والانحناء والالتواء على جسم الغلاف تفرض متطلبات عالية على جودة الغلاف نفسه.بمجرد تلف الغلاف نفسه لسبب ما، فقد يؤدي ذلك إلى انخفاض الإنتاج أو حتى إلغاء البئر بالكامل.
وفقًا لقوة الفولاذ نفسه، يمكن تقسيم الغلاف إلى درجات فولاذية مختلفة، وهي J55، K55، N80، L80، C90، T95، P110، Q125، V150، إلخ. تختلف درجة الفولاذ المستخدمة اعتمادًا على حالة البئر والعمق.في البيئات المسببة للتآكل، من الضروري أيضًا أن يكون الغلاف نفسه مقاومًا للتآكل.في المناطق ذات الظروف الجيولوجية المعقدة، من المطلوب أيضًا أن يكون للغلاف أداء مضاد للانهيار.
I. المعرفة الأساسية OCTG Pipe
1. المصطلحات المتخصصة المتعلقة بشرح أنابيب البترول
API: هو اختصار لمعهد البترول الأمريكي.
OCTG: هو اختصار لـ Oil Country Tubular Goods، وهو ما يعني الأنابيب الخاصة بالنفط، بما في ذلك غلاف النفط النهائي، وأنابيب الحفر، وأطواق الحفر، والأطواق، والمفاصل القصيرة وما إلى ذلك.
أنابيب النفط: الأنابيب المستخدمة في آبار النفط لاستخراج النفط واستخراج الغاز وحقن الماء والتكسير الحمضي.
الغلاف: أنبوب يتم إنزاله من سطح الأرض إلى البئر المحفور كبطانة لمنع انهيار جدار البئر.
أنبوب الحفر: الأنبوب المستخدم لحفر الآبار.
خط الأنابيب: الأنابيب المستخدمة لنقل النفط أو الغاز.
الحلقات الدائرية: أسطوانات تستخدم لربط أنبوبين ملولبين بخيوط داخلية.
مادة الوصلة: الأنابيب المستخدمة في تصنيع الوصلات.
خيوط API: خيوط الأنابيب المحددة بواسطة معيار API 5B، بما في ذلك الخيوط الدائرية لأنابيب الزيت، وخيوط دائرية قصيرة، وخيوط دائرية طويلة، وخيوط شبه منحرفة، وخيوط أنابيب الخط، وما إلى ذلك.
مشبك خاص: خيوط غير تابعة لواجهة برمجة التطبيقات (API) ذات خصائص إغلاق خاصة وخصائص اتصال وخصائص أخرى.
الفشل: التشوه والكسر وتلف السطح وفقدان الوظيفة الأصلية في ظل ظروف خدمة محددة.الأشكال الرئيسية لفشل غلاف الزيت هي: البثق، الانزلاق، التمزق، التسرب، التآكل، الترابط، التآكل وما إلى ذلك.
2- المعايير المتعلقة بالبترول
API 5CT: مواصفات الغلاف والأنابيب (حاليًا أحدث إصدار من الإصدار الثامن)
API 5D: مواصفات أنبوب الحفر (أحدث إصدار من الإصدار الخامس)
API 5L: مواصفات الأنابيب الفولاذية لخطوط الأنابيب (أحدث إصدار من الإصدار الرابع والأربعين)
API 5B: مواصفات التصنيع والقياس والفحص للغلاف وأنابيب الزيت وخيوط أنابيب الخطوط
GB/T 9711.1-1997: الشروط الفنية لتسليم الأنابيب الفولاذية لنقل صناعة النفط والغاز الجزء 1: الأنابيب الفولاذية من الدرجة الأولى
GB/T9711.2-1999: الشروط الفنية لتسليم الأنابيب الفولاذية لنقل صناعة النفط والغاز الجزء 2: الأنابيب الفولاذية من الدرجة B
GB/T9711.3-2005: الشروط الفنية لتسليم الأنابيب الفولاذية لنقل صناعة البترول والغاز الطبيعي الجزء 3: الأنابيب الفولاذية من الدرجة C
Ⅱ.أنبوب النفط
1. تصنيف أنابيب النفط
تنقسم أنابيب الزيت إلى أنابيب غير مضطربة (NU)، وأنابيب خارجية (الاتحاد الأوروبي)، وأنابيب مشتركة متكاملة.تشير الأنابيب غير المضطربة إلى طرف أنبوب ملولب بدون سماكة ومجهز بوصلة توصيل.تشير الأنابيب الخارجية المضطربة إلى طرفي أنبوب تم تغليظهما خارجيًا، ثم ربطهما وتركيبهما بمشابك.تشير الأنابيب المشتركة المتكاملة إلى أنبوب متصل مباشرة بدون أداة توصيل، حيث يتم ربط أحد طرفيه من خلال خيط خارجي سميك داخليًا والطرف الآخر يتم ربطه من خلال خيط داخلي سميك خارجيًا.
2. دور الأنابيب
①، استخراج النفط والغاز: بعد حفر آبار النفط والغاز وتدعيمها، يتم وضع الأنابيب في غلاف النفط لاستخراج النفط والغاز إلى الأرض.
②، حقن الماء: عندما لا يكون الضغط في قاع البئر كافيًا، قم بحقن الماء في البئر من خلال الأنابيب.
③، حقن البخار: في عملية الاسترداد الحراري للنفط السميك، يتم إدخال البخار إلى البئر باستخدام أنابيب النفط المعزولة.
(رابعا) التحميض والتكسير: في المرحلة المتأخرة من حفر الآبار أو من أجل تحسين إنتاج آبار النفط والغاز، من الضروري إدخال مادة التحميض والتكسير أو مادة المعالجة إلى طبقة النفط والغاز، والوسط و يتم نقل مواد المعالجة من خلال أنبوب الزيت.
3. درجة الصلب من أنابيب النفط
درجات الصلب لأنابيب النفط هي: H40، J55، N80، L80، C90، T95، P110.
ينقسم N80 إلى N80-1 وN80Q، وهما نفس خصائص الشد للنفس، والاختلافان هما حالة التسليم وفروق أداء التأثير، والتسليم N80-1 حسب الحالة الطبيعية أو عندما تكون درجة حرارة التدحرج النهائية أكبر من درجة الحرارة الحرجة Ar3 وتقليل التوتر بعد تبريد الهواء، ويمكن استخدامها لإيجاد بدائل لتطبيع المدرفلة على الساخن، ولا يلزم إجراء اختبارات التأثير والاختبارات غير المدمرة؛يجب أن يتم تلطيف N80Q (التبريد والتلطيف) المعالجة الحرارية، ويجب أن تكون وظيفة التأثير متوافقة مع أحكام API 5CT، ويجب أن تكون اختبارًا غير مدمر.
وينقسم L80 إلى L80-1، L80-9Cr وL80-13Cr.خصائصها الميكانيكية وحالة التسليم هي نفسها.الاختلافات في الاستخدام وصعوبة الإنتاج والسعر، L80-1 للنوع العام، L80-9Cr وL80-13Cr عبارة عن أنابيب عالية المقاومة للتآكل، وصعوبة الإنتاج، ومكلفة، وعادة ما تستخدم لآبار التآكل الثقيلة.
يتم تقسيم C90 وT95 إلى النوع 1 والنوع 2، أي C90-1 وC90-2 وT95-1 وT95-2.
4. الصف الفولاذي المستخدم بشكل شائع، الصف وحالة التسليم لأنبوب الزيت
حالة تسليم درجة الصلب
أنابيب الزيت J55 37Mn5 أنابيب الزيت المسطحة: مدرفلة على الساخن بدلاً من التطبيع
أنبوب الزيت السميك: الطول الكامل تم تطبيعه بعد السماكة.
أنابيب N80-1 36Mn2V أنابيب من النوع المسطح: مدرفلة على الساخن بدلاً من التطبيع
أنبوب الزيت السميك: الطول الكامل تم تطبيعه بعد السماكة
أنبوب الزيت N80-Q 30Mn5 كامل الطول
L80-1 أنبوب الزيت 30Mn5 كامل الطول
أنبوب الزيت P110 25CrMnMo تقسية كاملة الطول
اقتران J55 37Mn5 التطبيع على الإنترنت المدرفلة على الساخن
اقتران N80 28MnTiB تقسية كاملة الطول
اقتران L80-1 28MnTiB تقسية كاملة الطول
P110 المشابك 25CrMnMo كامل الطول خفف
Ⅲ.غلاف
1- التصنيف ودور الغلاف
الغلاف عبارة عن أنبوب فولاذي يدعم جدار آبار النفط والغاز.ويتم استخدام عدة طبقات من الغلاف في كل بئر وفقاً لأعماق الحفر المختلفة والظروف الجيولوجية.يستخدم الأسمنت في تدعيم الغلاف بعد إنزاله في البئر، وعلى عكس أنابيب النفط وأنبوب الحفر، لا يمكن إعادة استخدامه وينتمي إلى مواد استهلاكية يمكن التخلص منها.ولذلك، فإن استهلاك الغلاف يمثل أكثر من 70% من جميع أنابيب آبار النفط.يمكن تصنيف الغلاف إلى: القناة، الغلاف السطحي، الغلاف الفني، وغلاف النفط وفقًا لاستخدامه، وهياكلها في آبار النفط موضحة في الصورة أدناه.
2. غلاف الموصل
تستخدم بشكل رئيسي للحفر في المحيط والصحراء لفصل مياه البحر والرمال لضمان التقدم السلس للحفر، والمواصفات الرئيسية لهذه الطبقة من 2.casing هي: Φ762mm(30in)×25.4mm، Φ762mm(30in)×19.06mm.
الغلاف السطحي: يستخدم بشكل أساسي في الحفر الأول، حفر سطح الطبقات السائبة إلى الصخر الأساسي، من أجل إغلاق هذا الجزء من الطبقات من الانهيار، يجب أن يكون محكمًا بغلاف السطح.المواصفات الرئيسية للغلاف السطحي: 508 مم (20 بوصة)، 406.4 مم (16 بوصة)، 339.73 مم (13-3/8 بوصة)، 273.05 مم (10-3/4 بوصة)، 244.48 مم (9-5/9 بوصة)، إلخ. يعتمد عمق أنبوب التخفيض على عمق التكوين الناعم.يعتمد عمق الأنبوب السفلي على عمق الطبقة السائبة، والتي تتراوح بشكل عام بين 80 إلى 1500 متر.ضغطها الخارجي والداخلي ليس كبيرًا، وهي تستخدم بشكل عام درجة الفولاذ K55 أو درجة الفولاذ N80.
3. الغلاف الفني
يتم استخدام الغلاف الفني في عملية حفر التكوينات المعقدة.عند مواجهة أجزاء معقدة مثل الطبقة المنهارة، طبقة الزيت، طبقة الغاز، طبقة الماء، طبقة التسرب، طبقة معجون الملح، وما إلى ذلك، من الضروري وضع الغلاف الفني لإغلاقه، وإلا لا يمكن إجراء الحفر.بعض الآبار عميقة ومعقدة، ويصل عمق البئر إلى آلاف الأمتار، هذا النوع من الآبار العميقة يحتاج إلى وضع عدة طبقات من الغلاف الفني، خواصه الميكانيكية ومتطلبات أداء الختم عالية جدًا، استخدام درجات الفولاذ أعلى أيضًا، بالإضافة إلى K55، هناك المزيد من استخدام درجات N80 وP110، كما يتم استخدام بعض الآبار العميقة أيضًا في Q125 أو حتى درجات أعلى غير API، مثل V150.المواصفات الرئيسية للغلاف الفني هي: 339.73 المواصفات الرئيسية للغلاف الفني هي كما يلي: 339.73 ملم (13-3/8 بوصة)، 273.05 ملم (10-3/4 بوصة)، 244.48 ملم (9-5/8 بوصة)، 219.08 ملم (8-5/8 بوصة)، 193.68 ملم (7-5/8 بوصة)، 177.8 ملم (7 بوصة) وما إلى ذلك.
4. غلاف الزيت
عند حفر بئر إلى الطبقة الوجهة (الطبقة التي تحتوي على النفط والغاز)، من الضروري استخدام غلاف النفط لإغلاق طبقة النفط والغاز والطبقات العلوية المكشوفة، والجزء الداخلي من غلاف النفط هو الطبقة النفطية .غلاف الزيت في جميع أنواع الغلاف في أعمق عمق للبئر، وخصائصه الميكانيكية ومتطلبات أداء الختم هي الأعلى أيضًا، واستخدام درجة الفولاذ K55، N80، P110، Q125، V150 وما إلى ذلك.المواصفات الرئيسية لغلاف التشكيل هي: 177.8 مم (7 بوصة)، 168.28 مم (6-5/8 بوصة)، 139.7 مم (5-1/2 بوصة)، 127 مم (5 بوصة)، 114.3 مم (4-1/2 بوصة)، إلخ الغلاف هو الأعمق بين جميع أنواع الآبار، وأدائه الميكانيكي وأداء الختم هو الأعلى.
V. أنبوب الحفر
1 、 تصنيف ودور الأنابيب لأدوات الحفر
يشكل أنبوب الحفر المربع وأنبوب الحفر وأنبوب الحفر الموزون وطوق الحفر في أدوات الحفر أنبوب الحفر.أنبوب الحفر هو أداة الحفر الأساسية التي تدفع لقمة الحفر من الأرض إلى قاع البئر، كما أنه عبارة عن قناة من الأرض إلى قاع البئر.لها ثلاثة أدوار رئيسية: ① نقل عزم الدوران لدفع لقمة الحفر للحفر؛② الاعتماد على وزنه لممارسة الضغط على لقمة الحفر لتكسير الصخور الموجودة في قاع البئر؛③ نقل سائل غسل البئر، أي طين الحفر عبر الأرض من خلال مضخات الطين ذات الضغط العالي، إلى ثقب عمود الحفر ليتدفق إلى قاع البئر لطرد الحطام الصخري وتبريد لقمة الحفر، وحمل الحطام الصخري عبر الحيز الحلقي الموجود بين السطح الخارجي للعمود وجدار البئر ليعود إلى الأرض، وذلك لتحقيق الغرض من حفر البئر.أنبوب الحفر في عملية الحفر لتحمل مجموعة متنوعة من الأحمال المتناوبة المعقدة، مثل الشد والضغط والالتواء والانحناء وغيرها من الضغوط، كما يتعرض السطح الداخلي أيضًا للتآكل والطين عالي الضغط.
(1) أنبوب الحفر المربع: يحتوي أنبوب الحفر المربع على نوعين من النوع الرباعي والنوع السداسي، وعادة ما يستخدم قضيب حفر النفط الصيني كل مجموعة من أعمدة الحفر أنبوب حفر من النوع الرباعي.مواصفاته هي: 63.5 ملم (2-1/2 بوصة)، 88.9 ملم (3-1/2 بوصة)، 107.95 ملم (4-1/4 بوصة)، 133.35 ملم (5-1/4 بوصة)، 152.4 ملم (6 بوصة) و قريباً.عادة ما يكون الطول المستخدم 12 ~ 14.5 م.
(2) أنبوب الحفر: أنبوب الحفر هو الأداة الرئيسية لحفر الآبار، وهو متصل بالطرف السفلي لأنبوب الحفر المربع، ومع استمرار بئر الحفر في التعمق، يستمر أنبوب الحفر في إطالة عمود الحفر واحدًا تلو الآخر.مواصفات أنبوب الحفر هي: 60.3 ملم (2-3/8 بوصة)، 73.03 ملم (2-7/8 بوصة)، 88.9 ملم (3-1/2 بوصة)، 114.3 ملم (4-1/2 بوصة)، 127 ملم (5 بوصة) )، 139.7 ملم (5-1/2 بوصة) وما إلى ذلك.
(3) أنبوب الحفر الموزون: أنبوب الحفر الموزون عبارة عن أداة انتقالية تربط أنبوب الحفر وطوق الحفر، مما يمكنه تحسين حالة القوة لأنبوب الحفر وكذلك زيادة الضغط على لقمة الحفر.المواصفات الرئيسية لأنبوب الحفر الموزون هي 88.9 مم (3-1/2 بوصة) و127 مم (5 بوصة).
(4) طوق الحفر: طوق الحفر متصل بالجزء السفلي من أنبوب الحفر، وهو عبارة عن أنبوب خاص سميك الجدران ذو صلابة عالية، ويمارس الضغط على لقمة الحفر لكسر الصخور، ويمكن أن يلعب دورًا توجيهيًا عندما حفر الآبار المستقيمة.المواصفات الشائعة لطوق الحفر هي: 158.75 مم (6-1/4 بوصة)، 177.85 مم (7 بوصة)، 203.2 مم (8 بوصة)، 228.6 مم (9 بوصة) وما إلى ذلك.
خامسا خط الأنابيب
1 、 تصنيف أنابيب الخط
يتم استخدام خطوط الأنابيب في صناعة النفط والغاز لنقل النفط والنفط المكرر والغاز الطبيعي وأنابيب المياه مع الأنابيب الفولاذية لفترة قصيرة.تنقسم خطوط أنابيب نقل النفط والغاز بشكل أساسي إلى ثلاثة أنواع من خطوط الأنابيب الرئيسية وخطوط الأنابيب الفرعية وشبكة خطوط الأنابيب الحضرية، خط نقل خطوط الأنابيب الرئيسي بالمواصفات المعتادة لـ ∮ 406 ~ 1219 مم، سمك الجدار 10 ~ 25 مم، درجة الفولاذ X42 ~ X80؛خط أنابيب فرعي وشبكة خطوط أنابيب حضرية بالمواصفات المعتادة لـ # 114 ~ 700 مم، سمك الجدار 6 ~ 20 مم، درجة الفولاذ X42 ~ X80.المواصفات المعتادة لخطوط الأنابيب المغذية وخطوط الأنابيب الحضرية هي 114-700 مم، سمك الجدار 6-20 مم، درجة الفولاذ X42-X80.
يحتوي أنبوب الخط على أنابيب فولاذية ملحومة، ويحتوي أيضًا على أنابيب فولاذية غير ملحومة، ويتم استخدام الأنابيب الفولاذية الملحومة أكثر من الأنابيب الفولاذية غير الملحومة.
2 、 خط الأنابيب القياسية
معيار خط الأنابيب هو API 5L "مواصفات أنابيب الصلب لخطوط الأنابيب"، لكن الصين في عام 1997 أصدرت معيارين وطنيين لأنابيب خطوط الأنابيب: GB/T9711.1-1997 "صناعة النفط والغاز، الجزء الأول من الشروط الفنية لتسليم أنابيب الصلب : أنابيب الصلب من الدرجة A" وGB/T9711.2-1997 "صناعة النفط والغاز، الجزء الثاني من الشروط الفنية لتسليم أنابيب الصلب: أنابيب الصلب من الدرجة B".أنابيب الصلب"، وهذان المعياران يعادلان API 5L، ويتطلب العديد من المستخدمين المحليين توريد هذين المعيارين الوطنيين.
3 、 حول PSL1 و PSL2
PSL هو اختصار لمستوى مواصفات المنتج.ينقسم مستوى مواصفات منتج خط الأنابيب إلى PSL1 وPSL2، ويمكن القول أيضًا أن مستوى الجودة مقسم إلى PSL1 وPSL2.PSL1 أعلى من PSL2، ومستوى المواصفات 2 ليس فقط متطلبات اختبار مختلفة، والتركيب الكيميائي، ومتطلبات الخواص الميكانيكية مختلفة، لذلك وفقًا لأمر API 5L، تحدد شروط العقد بالإضافة إلى تحديد المواصفات ودرجة الفولاذ وغيرها من المؤشرات الشائعة، ولكن يجب أيضًا الإشارة إلى مستوى مواصفات المنتج، أي PSL1 أو PSL2.
PSL2 في التركيب الكيميائي، وخصائص الشد، وقوة التأثير، والاختبارات غير المدمرة وغيرها من المؤشرات أكثر صرامة من PSL1.
4، درجة أنابيب الصلب والتركيب الكيميائي
يتم تقسيم درجة فولاذ أنابيب الخط من الأقل إلى الأعلى إلى: A25، A، B، X42، X46، X52، X60، X65، X70 وX80.
5، خط ضغط المياه الأنابيب والمتطلبات غير المدمرة
يجب أن يتم إجراء اختبار هيدروليكي فرعًا تلو الآخر، ولا يسمح المعيار بتوليد ضغط هيدروليكي غير مدمر، وهو أيضًا فرق كبير بين معيار API ومعاييرنا.
لا يتطلب PSL1 اختبارًا غير مدمر، ويجب أن يكون PSL2 اختبارًا غير مدمرًا فرعًا تلو الآخر.
سادسا. اتصال مميز
1 、 مقدمة للاتصال المميز
يختلف الإبزيم الخاص عن خيط API مع بنية خاصة لخيط الأنبوب.على الرغم من أن غلاف النفط الملولب API الحالي يستخدم على نطاق واسع في استغلال آبار النفط، إلا أن عيوبه تظهر بوضوح في البيئة الخاصة لبعض حقول النفط: عمود الأنابيب الملولب الدائري API، على الرغم من أن أداء الختم أفضل، فإن قوة الشد التي يتحملها الخيوط الجزء يعادل فقط 60% إلى 80% من قوة جسم الأنبوب، لذلك لا يمكن استخدامه في استغلال الآبار العميقة؛عمود الأنابيب الملولب شبه المنحرف API، أداء الشد للجزء الملولب يعادل فقط قوة جسم الأنبوب، وبالتالي لا يمكن استخدامه في الآبار العميقة؛عمود الأنابيب الملولب شبه المنحرف API، أداء الشد ليس جيدًا.على الرغم من أن أداء الشد للعمود أعلى بكثير من أداء وصلة الخيط الدائري API، إلا أن أداء الختم الخاص به ليس جيدًا جدًا، لذلك لا يمكن استخدامه في استغلال آبار الغاز ذات الضغط العالي؛بالإضافة إلى ذلك، يمكن للشحوم الملولبة أن تلعب دورها فقط في البيئة مع درجة حرارة أقل من 95 درجة مئوية، لذلك لا يمكن استخدامها في استغلال الآبار ذات درجة الحرارة العالية.
بالمقارنة مع الخيط المستدير API والاتصال الجزئي شبه المنحرف، حقق Premium Connection تقدمًا كبيرًا في الجوانب التالية:
(1) الختم الجيد، من خلال تصميم هيكل الختم المرن والمعدني، بحيث تصل مقاومة ختم الغاز المشترك إلى الحد الأقصى لجسم الأنبوب ضمن ضغط الخضوع؛
(2) قوة الاتصال العالية، مع اتصال Premium Connection لغلاف الزيت، تصل قوة الاتصال إلى قوة جسم الأنبوب أو تتجاوزها، لحل مشكلة الانزلاق بشكل أساسي؛
(3) من خلال اختيار المواد وتحسين عملية المعالجة السطحية، تم حل مشكلة التصاق الخيط بشكل أساسي؛
(4) من خلال تحسين الهيكل، بحيث يكون توزيع الضغط المشترك أكثر معقولية، وأكثر ملاءمة لمقاومة التآكل الإجهادي؛
(5) تصميم معقول من خلال هيكل الكتف، بحيث يسهل تنفيذ عملية الإبزيم.
في الوقت الحاضر، طور العالم أكثر من 100 نوع من الاتصالات المتميزة ذات التكنولوجيا الحاصلة على براءة اختراع.
وقت النشر: 21 فبراير 2024