إن أنابيب التغليف الفولاذية هي العمود الفقري الهيكلي لكل بئر من آبار النفط والغاز. يتم تشغيله في سلاسل متتالية من السطح إلى العمق المستهدف، فهو يبطن حفرة البئر المحفورة، ويعزل التكوينات الجيولوجية، ويتحكم في الضغوط في قاع البئر، ويوفر القناة المغلقة المطلوبة للإنتاج الآمن. وبدون ذلك، فإن سلامة البئر - وبرنامج الإنجاز بأكمله - مستحيلة.
يغطي هذا المرجع الفني كامل مواصفات أنابيب التغليف API 5CT : تصنيفات الدرجة والخواص الميكانيكية، وأحجام القطر الخارجي ونطاقات سمك الجدار، والوزن لكل قدم، وخيارات التوصيل القياسية والمتميزة، ومعايير الاختيار التي تحدد الدرجة المناسبة لبيئة بئر معينة. تقوم شركة ZC Steel Pipe بتصنيع أغلفة API 5CT في الدرجات N80 وL80 وP110 وC110 وQ125، مع براءات اختراع مستقلة في التوصيلات المتميزة وخبرة التصدير في جميع أنحاء الشرق الأوسط وأفريقيا وأمريكا الجنوبية.
محتويات
ما هو غلاف الأنابيب الفولاذية؟
هيكل سلسلة الغلاف
مواصفات درجة API 5CT
أحجام OD القياسية وسمك الجدار
غلاف الوزن لكل قدم
أنواع الاتصال
غلاف مصنوع من سبائك الكروم للبيئات المسببة للتآكل
دليل اختيار الدرجات
التعليمات
1. ما هو غلاف الأنابيب الفولاذية؟
أنابيب الغلاف الفولاذية عبارة عن أنابيب فولاذية ذات قطر كبير وغير ملحومة ذات جدران ثقيلة أو أنابيب فولاذية من مخلفات الحرب يتم تثبيتها في مكانها داخل حفرة البئر المحفورة. بعد حفر كل قسم من البئر، يتم إنزال سلسلة غلاف إلى أسفل ذلك القسم ويتم ضخ الأسمنت إلى أعلى الحلقة بين القطر الخارجي للتغليف وجدار التكوين. يتم ضبط الأسمنت لإنشاء ختم هيدروليكي، وتثبيت الغلاف بشكل دائم في مكانه وعزل التكوينات الموجودة خلفه.
API 5CT - مواصفات الغلاف والأنابيب مواصفات API 5CT هي المعيار الحاكم للغلاف والأنابيب المستخدمة في بناء آبار النفط والغاز. ويغطي درجات المواد، والتركيب الكيميائي، والخواص الميكانيكية (قوة الخضوع، وقوة الشد، وحدود الصلابة)، وتفاوتات الأبعاد، ومواصفات شكل الخيط، ومتطلبات الاختبار. API 5CT هو خط الأساس المعترف به دوليًا لشراء الغلاف وهو مطلوب من قبل معظم الهيئات التنظيمية الوطنية ومعايير شركات التشغيل.
يخدم الغلاف أربع وظائف هندسية أساسية: دعم حفرة البئر (منع انهيار التكوينات غير المستقرة)، والعزل النطاقي (إغلاق طبقات المياه الجوفية العذبة، ومناطق الدوران المفقودة، والتكوينات غير المنتجة من الفاصل الإنتاجي)، واحتواء الضغط (توفير وعاء الضغط الذي يتم من خلاله جلب سوائل الإنتاج إلى السطح)، ودعم الإكمال (بمثابة مرساة للمدافع التثقيبية، والتعبئة، وشماعات الأنابيب، ومعدات رأس البئر). شاهد مجموعة ZC من وصلات الغلاف.
2. غلاف معمارية السلسلة
يستخدم البئر النموذجي عدة سلاسل غلاف، يتم تثبيت كل منها داخل سابقتها، مما يؤدي إلى إنشاء هيكل متداخل من السطح إلى العمق الإجمالي. تم تصميم كل سلسلة لظروف الضغط والتكوين والحمل المحددة التي تمت مواجهتها في فترة العمق تلك.
غلاف الموصل
القطر الخارجي النموذجي:
18-5/8 - 20 بوصة
العمق:
50-300 قدم
الغرض:
دعم الثقب السطحي، وإرجاع سائل الحفر
الصف النموذجي:
K55، J55
غلاف السطح
القطر الخارجي النموذجي:
13-3/8 - 16 بوصة
العمق:
500-4000 قدم
الغرض:
حماية المياه العذبة، ودعم ميزان المدفوعات
الصف النموذجي:
K55، J55، N80
غلاف متوسط
القطر الخارجي النموذجي:
9-5/8 – 10-3/4 بوصة
العمق:
3,000-12,000 قدم
الغرض:
عزل الضغط الزائد، التحكم في فقدان الدورة الدموية
الصف النموذجي:
N80، L80، P110
غلاف الإنتاج
القطر الخارجي النموذجي:
4-1/2 - 7 بوصة
العمق:
TD (العمق الإجمالي)
الغرض:
استكمال القناة وعزل الخزان
الصف النموذجي:
L80، P110، Q125، C110
ملاحظة ميدانية - تصميم برنامج التغليف يتم ضبط برنامج التغليف أثناء تخطيط البئر استنادًا إلى ضغط المسام وشكل تدرج الكسر في البئر. يتم تحديد عدد سلاسل التغليف المطلوبة من خلال عدد حواجز الضغط المطلوبة - عادةً سلسلة واحدة لكل انتقال تشكيل رئيسي. قد تتطلب الآبار العميقة ذات الضغط العالي في خليج المكسيك أو الشرق الأوسط خمسة أو ستة سلاسل؛ قد يحتاج البئر الضحل البسيط في أفريقيا إلى بئرين أو ثلاثة فقط. يؤثر هذا بشكل مباشر على حمولة الغلاف المطلوبة ويجب تحديدها بوضوح في أي مناقشة شراء قبل تحديد حجم الأنبوب OD ودرجته.
3. مواصفات الصف API 5CT
ينظم API 5CT درجات التغليف في أربعة مستويات لمواصفات المنتج (PSL-1 وPSL-2) ويحدد المتطلبات الميكانيكية والكيميائية لكل درجة. فيما يلي تفاصيل الدرجات الأكثر صلة بالأغلفة المتوسطة والإنتاجية - التطبيقات التي يكون فيها اختيار الدرجة أمرًا بالغ الأهمية من الناحية الفنية. راجع أيضًا أدلةنا المخصصة حول غلاف API 5CT N80 و غلاف الأنابيب T95.
الصف
دقيقة. العائد (رطل لكل بوصة مربعة)
ماكس. العائد (رطل لكل بوصة مربعة)
دقيقة. الشد (رطل لكل بوصة مربعة)
ماكس. صلابة (HRC)
خدمة الحامض
PSL
N80 النوع 1
80.000
110.000
100.000
—
لا
1 و 2
N80Q
80.000
110.000
100.000
—
لا
1 و 2
L80
80.000
95000
95000
23
نعم (SSC)
1 و 2
L80-9Cr
80.000
95000
95000
23
نعم + ثاني أكسيد الكربون
1 و 2
L80-13Cr
80.000
95000
95000
23
محدود H₂S
1 و 2
C90
90.000
105.000
100.000
25.4
نعم (SSC)
1 و 2
C95
95000
110.000
105.000
—
لا
1 فقط
T95
95000
110.000
105.000
25.4
نعم (SSC)
1 و 2
ص110
110.000
140.000
125,000
—
لا
1 و 2
C110
110.000
130.000
120.000
30
نعم (SSC)
1 و 2
س125
125,000
150.000
135,000
—
لا
1 فقط
نقطة الهندسة الحرجة - P110 ليست مؤهلة للحامض P110 هي درجة غلاف الإنتاج الأكثر استخدامًا على مستوى العالم، ولكنها لا تحمل أي قيود على الصلابة وغير مؤهلة للخدمة الحامضية (التعرض لـ H₂S) بموجب NACE MR0175 / ISO 15156. في الآبار التي تحتوي فيها السوائل المنتجة على H₂S، P110 عبارة عن خطر تكسير إجهاد الكبريتيد (SSC). البدائل الصحيحة للخدمة الحامضة عند مستوى إنتاجية 110 كيلو بوصة مربعة هي C110 (يتم التحكم في الصلابة) أو لا يوصى باستخدام Q125 للخدمة الحامضة أيضًا. تأكد من الضغط الجزئي لـ H₂S مع مهندس الخزان الخاص بك قبل اختيار P110 لأي مناطق حمضية تحتوي على بئر.
4. أحجام OD القياسية وسمك الجدار
يغطي غلاف API 5CT نطاقًا واسعًا من القطر الخارجي يتراوح من 4-1/2 بوصة إلى 20 بوصة. يتوفر كل OD بسماكات جدار متعددة، مما ينتج عنه فئات وزن اسمية مختلفة. يتم اختيار سمك الجدار من خلال مقاومة الانهيار (الضغط الخارجي أثناء عملية التدعيم)، ومقاومة الانفجار (الضغط الداخلي من سوائل حفرة البئر)، وحمل الشد (وزن السلسلة الموجودة أسفل الحظيرة).
OD الاسمي (بوصة)
المسموح به (بوصة)
نطاق سمك الجدار
الاستخدام النموذجي للسلسلة
مرجع قطر الانجراف
4-1/2
±0.75%
0.205 - 0.337
إنتاج
3.965 - 3.813 بوصة (يختلف حسب الوزن)
5
±0.75%
0.220 - 0.362
إنتاج
4.560 – 4.276 بوصة
5-1/2
±0.75%
0.244 - 0.415
إنتاج / متوسط
5.012 – 4.670 بوصة
7
±0.75%
0.272 – 0.540
إنتاج / متوسط
6.456 – 5.920 بوصة
7-5/8
±0.75%
0.300 – 0.595
متوسط
7.025 – 6.435 بوصة
8-5/8
±0.75%
0.304 – 0.595
متوسط
8.017 – 7.435 بوصة
9-5/8
±0.75%
0.312 - 0.608
متوسط / سطحي
9.001 – 8.409 بوصة
10-3/4
±0.75%
0.350 – 0.797
متوسط / سطحي
10.050 – 9.156 بوصة
13-3/8
±0.75%
0.380 - 0.514
سطح
12.615 – 12.347 بوصة
16
±0.75%
0.438 - 0.656
السطح / موصل
15.124 – 14.688 بوصة
18-5/8
±0.75%
0.500
موصل
17.625 بوصة
20
±0.75%
0.500 – 0.635
موصل
19.000 في
5. غلاف الوزن لكل قدم
يتم التعبير عن وزن الغلاف بالجنيه لكل قدم (رطل/قدم) وهو أحد معلمات المواصفات الأساسية - ويظهر في تسمية الغلاف جنبًا إلى جنب مع القطر الخارجي والدرجة (على سبيل المثال، '5-1/2 بوصة، 20 رطل/قدم، P110'). يحدد الوزن لكل قدم تقييمات الانهيار والانفجار، وقطر الانجراف المتوفر، وإجمالي وزن السلسلة (أمر بالغ الأهمية لحسابات حمل رأس البئر والشماعات).
OD الاسمي (بوصة)
الوزن الاسمي (رطل/قدم)
سمك الجدار (بوصة)
المعرف (بوصة)
قطر الانجراف (بوصة)
4-1/2
9.50
0.205
4.090
3.965
11.60
0.250
4.000
3.875
15.10
0.337
3.826
3.701
5-1/2
15.50
0.275
4.950
4.825
20.00
0.361
4.778
4.653
23.00
0.415
4.670
4.545
7
20.00
0.272
6.456
6.331
26.00
0.362
6.276
6.151
32.00
0.453
6.094
5.969
38.00
0.540
5.920
5.795
9-5/8
36.00
0.352
8.921
8.765
47.00
0.472
8.681
8.525
53.50
0.545
8.535
8.379
13-3/8
54.50
0.380
12.615
12.459
68.00
0.480
12.415
12.259
البصيرة الهندسية - اختيار الوزن وتقييم الانهيار يتمتع غلاف الجدار الأثقل بمقاومة أعلى للانهيار ولكنه يقلل من قطر الانجراف (الحد الأدنى للمعرف الذي يجب أن تمر به الأداة). في أغلفة الإنتاج، يمكن أن يؤدي اختيار فئة وزن ثقيلة جدًا إلى تقييد أدوات الإكمال اللاحقة - خاصة في الآبار التي تستخدم معدات إكمال كبيرة التجويف أو حيث من المتوقع إعادة الإكمال في المستقبل باستخدام سدادة الجسر. يجب فحص قطر الانجراف مقابل أكبر أداة من المتوقع أن تمر عبر تلك السلسلة قبل الانتهاء من سمك الجدار.
6. أنواع الاتصال
يعتبر الاتصال الملولب هو الحلقة الأضعف في أي سلسلة غلاف تحت التوتر. يؤثر اختيار الاتصال على ضيق الغاز، وسعة عزم الدوران، وعمر الكلال، وسرعة التشغيل. توجد ثلاثة مستويات من وصلات الغلاف في الاستخدام التجاري.
اتصالات API القياسية
الاتصال
اختصار
نموذج الخيط
آلية الختم
الاستخدام النموذجي
محكم للغاز؟
غلاف خيط دائري قصير
شركة الاتصالات السعودية
مستديرة (مدببة)
مركب الخيط + مخدر
غلاف السطح/الموصل
لا
غلاف خيط طويل مستدير
LTC
مستديرة (مدببة)
مركب الخيط + مخدر
السطح/الغلاف المتوسط
لا
غلاف خيط الدعامة
بيتكوين
دعامة (كتف مربع)
مركب الخيط
غلاف متوسط/الإنتاج
محكم السائل فقط
اتصالات متميزة
الاتصالات المتميزة هي تصميمات غير مملوكة لواجهة برمجة التطبيقات (API) توفر أداءً فائقًا مقارنة بسلاسل واجهة برمجة التطبيقات (API) القياسية في واحد أو أكثر من: ضيق الغاز، وسعة عزم الدوران، ومقاومة التعب، وموثوقية المكياج. إنهم يستخدمون أختامًا من المعدن إلى المعدن (مما يلغي الاعتماد على مركب الخيط) وعادةً ما يكون كتف عزم الدوران إيجابيًا. تشمل التطبيقات الشائعة آبار الغاز، وإكمال HPHT، والآبار المنحرفة والممتدة، وأي إكمال حيث يكون انتقال الغاز من خلال الاتصال غير مقبول.
ملاحظة ميدانية - ZC Premium Connections ZC Steel Pipe حاصلة على براءات اختراع مستقلة في
غلاف ممتاز ووصلات الأنابيب . يوفر تصميم الاتصال المتميز الخاص بنا إحكامًا من المعدن إلى المعدن مع كتف عزم الدوران، مما يلبي متطلبات إحكام الغاز لإتمام الغاز عالي الضغط دون الاعتماد على مركب الخيوط. بالنسبة للمشترين الذين يحصلون على اتصالات متميزة من تصنيع صيني، توفر تصميمات ZC الحاصلة على براءة اختراع بديلاً للاتصالات المتميزة المرخصة من طرف ثالث مثل VAM TOP أو TenarisHydril Blue. اتصل بنا وأخبرنا بمواصفات أداء الاتصال الخاصة بك لإجراء مقارنة فنية.
7. غلاف سبائك الكروم للبيئات المسببة للتآكل
عندما تحتوي سوائل حفرة البئر على تركيزات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون (CO₂) أو كبريتيد الهيدروجين (H₂S)، فإن درجات غلاف الفولاذ الكربوني القياسية تتآكل بسرعة. توفر درجات غلاف سبائك الكروم ضمن إطار API 5CT مقاومة محسنة للتآكل من خلال إضافات الكروم إلى كيمياء الفولاذ الأساسية.
درجة
محتوى الكروم
مقاومة ثاني أكسيد الكربون
مقاومة H₂S
التطبيق النموذجي
L80
<1% كروم
محدود
مؤهل من SSC
الخدمة الحامضة القياسية؛ لا ينصح بآبار ثاني أكسيد الكربون الحلوة
L80-9Cr
~9% كروم
جيد
مؤهل من SSC
البيئات العدوانية لثاني أكسيد الكربون مع نسبة H₂S معتدلة
L80-13Cr
~13% كروم
ممتاز
محدود (<0.1 رطل لكل بوصة مربعة H₂S ص)
آبار حلوة ذات نسبة عالية من ثاني أكسيد الكربون؛ غلاف إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية
سوبر 13Cr (غير واجهة برمجة التطبيقات)
~13% الكروم + مو/نيكل
ممتاز
تحمل معتدل لـ H₂S
آبار ذات نسبة عالية من ثاني أكسيد الكربون مع نسبة منخفضة من H₂S؛ إنتاج المكثفات
نقطة الهندسة الحرجة — حدود الضغط الجزئي 13Cr وH₂S يتمتع L80-13Cr بمقاومة ممتازة لثاني أكسيد الكربون ولكنه عرضة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي فوق الضغوط الجزئية المنخفضة نسبيًا لـ H₂S — عادةً أعلى من 0.05–0.1 رطل لكل بوصة مربعة من الضغط الجزئي H₂S اعتمادًا على محتوى الكلوريد ودرجة الحرارة. في الآبار التي تحتوي على H₂S المنتج بشكل مشترك حتى عند التركيزات المنخفضة، يلزم إجراء تحليل هندسي كامل للتآكل (وفقًا لمعيار ISO 15156 الجزء 3) قبل تحديد 13Cr. يعد تحديد غلاف 13Cr في بيئة حمضية دون هذا التحليل بمثابة وضع فشل موثق.
8. دليل اختيار الدرجة
تلخص المصفوفة التالية اختيار الدرجة عبر المعايير الهندسية الأساسية للإنتاج وتطبيقات التغليف المتوسطة. يتبع اختيار غلاف الموصل والسطح تحليلًا هيكليًا أبسط ولم يتم تضمينه هنا.
عامل الاختيار
N80
L80
C95 / T95
P110
C110
Q125
خدمة حلوة (<8000 قدم)
المفضل
مقبول
المواصفات الزائدة
المواصفات الزائدة
المواصفات الزائدة
المواصفات الزائدة
خدمة حلوة (عميقة)
هامشي
هامشي
مقبول
المفضل
المفضل
عميق جدًا
الخدمة الحامضة (H₂S موجودة)
غير مؤهل
المفضل
مقبول
غير مؤهل
المفضل
غير مؤهل
بيئة عدوانية لثاني أكسيد الكربون
غير مستحسن
مع المانع
مع المانع
مع المانع
مع المانع
غير مستحسن
آبار HPHT
غير كافٍ
غير كافٍ
هامشي
مقبول
مقبول
المفضل
مطلوب ضيق الغاز
اتصال ممتاز.
اتصال ممتاز.
اتصال ممتاز.
اتصال ممتاز.
اتصال ممتاز.
اتصال ممتاز.
حساسية التكلفة
أدنى
قليل
معتدل
معتدل
أعلى
الأعلى
9. الأسئلة المتداولة
ما هو استخدام أنابيب الغلاف الفولاذي؟
أنابيب الغلاف الفولاذية تبطن حفرة البئر المحفورة في آبار النفط والغاز. بعد حفر كل قسم، يتم إنزال خيط الغلاف إلى أسفل ذلك القسم ويتم تثبيته في مكانه. فهو يمنع انهيار حفرة البئر، ويعزل مناطق المياه العذبة عن الهيدروكربونات، ويتحكم في ضغوط التكوين، ويوفر قناة هيكلية لأنابيب الإنتاج ومعدات الإنجاز التي تتبعها. يستخدم كل بئر عدة سلاسل غلاف ذات قطر متناقص من السطح إلى العمق الإجمالي.
ما هي درجات غلاف API 5CT الرئيسية؟
درجات API 5CT الأساسية للأغلفة المتوسطة والإنتاجية هي N80 (النوعان 1 وQ)، وL80 (المتغيرات القياسية والكروم)، وC90، وT95، وP110، وC110، وQ125. للغلاف السطحي والموصل، يتم استخدام K55 وJ55 بشكل شائع. يعتمد اختيار الدرجة على عمق البئر، ومتطلبات ضغط الانهيار والانفجار، وحمل الشد، وما إذا كانت ظروف الخدمة الحامضة (H₂S) موجودة.
ما هو الفرق بين غلاف L80 وN80؟
يتمتع كل من L80 وN80 بحد أدنى لقوة الخضوع يبلغ 80000 رطل لكل بوصة مربعة، لكنهما يختلفان بشكل مهم في التحكم في الصلابة وتأهيل الخدمة الحامضة. يحمل L80 الحد الأقصى للصلابة وهو 23 HRC وهو مؤهل للخدمة الحامضة بموجب NACE MR0175 / ISO 15156. لا يوجد لدى N80 أي قيود على الصلابة ولا يوصى به في حالة وجود H₂S. يتوفر L80 أيضًا في أشكال مختلفة من سبائك الكروم (L80-9Cr، L80-13Cr) للبيئات المسببة للتآكل بثاني أكسيد الكربون. بالنسبة للخدمة الحلوة، عادةً ما يكون N80 هو الخيار الأكثر اقتصادا؛ بالنسبة للخدمة الحامضة، فإن L80 هو الاختيار الافتراضي عند مستوى إنتاجية 80 كيلو بوصة مربعة.
ما هي أحجام OD المتاحة لأنابيب الغلاف الفولاذي؟
غلاف API 5CT متاح من 4-1/2 بوصة إلى 20 بوصة OD. يبلغ حجم غلاف الإنتاج عادةً 4-1/2، أو 5، أو 5-1/2، أو 7 بوصة. يتراوح الغلاف المتوسط من 7-5/8 إلى 10-3/4 بوصة. يبلغ حجم غلاف السطح عادةً 13-3/8 أو 16 بوصة، ويكون غلاف الموصل 18-5/8 أو 20 بوصة. تنتج خيارات سمك الجدار داخل كل OD فئات وزن مختلفة، ولكل منها تقييمات مميزة للانهيار والانفجار والشد.
ما هي أنواع الاتصال المستخدمة في أنابيب الغلاف الفولاذي؟
تتضمن اتصالات API القياسية خيطًا دائريًا قصيرًا (STC)، وخيطًا دائريًا طويلًا (LTC)، وخيطًا داعمًا (BTC). هذه مناسبة للخدمة السائلة ولكنها ليست محكمة الغلق للغاز. بالنسبة لآبار الغاز وتطبيقات HPHT، يلزم وجود وصلات متميزة مع موانع تسرب من المعدن إلى المعدن. توفر الوصلات المتميزة - بما في ذلك التصميمات الخاصة بشركة ZC الحاصلة على براءة اختراع - إحكامًا كاملاً للغاز من خلال سدادة معدنية بدلاً من الاعتماد على مركب الخيوط، وتوفر قدرة عزم دوران أعلى للتطبيقات الاتجاهية.
اطلب مواصفات وأسعار أنابيب التغليف الفولاذية
تقوم شركة ZC Steel Pipe بتصنيع أنابيب التغليف الفولاذية API 5CT في الدرجات N80 وL80 وL80-13Cr وP110 وC110 وQ125 عبر نطاق OD الكامل. نحن نمتلك براءات اختراع مستقلة في مجال التوصيلات المتميزة وصناديق التوريد لمشاريع النفط والغاز في جميع أنحاء الشرق الأوسط وأفريقيا وأمريكا الجنوبية.
قم بتوفير متطلبات برنامج التغليف الخاص بك - الدرجة، والقطر الخارجي، وفئة الوزن، ونوع الاتصال، والكمية، ووجهة التسليم - وسوف يستجيب فريقنا الفني بورقة مواصفات كاملة وعروض أسعار تنافسية.
