Aufrufe: 0 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 14.03.2026 Herkunft: Website
Stahlmantelrohre sind das strukturelle Rückgrat jeder Öl- und Gasquelle. Es wird in aufeinanderfolgenden Strängen von der Oberfläche bis zur Zieltiefe verlegt, kleidet das gebohrte Bohrloch aus, isoliert geologische Formationen, kontrolliert den Bohrlochdruck und stellt die versiegelte Leitung bereit, die für eine sichere Produktion erforderlich ist. Ohne sie ist die Bohrlochintegrität – und das gesamte Fertigstellungsprogramm – unmöglich.
Diese technische Referenz deckt den gesamten Inhalt ab API 5CT-Gehäuserohrspezifikation : Sortenklassifizierungen und mechanische Eigenschaften, Außendurchmesser und Wandstärkenbereiche, Gewicht pro Fuß, Standard- und Premium-Verbindungsoptionen sowie die Auswahlkriterien, die bestimmen, welche Sorte für eine bestimmte Bohrlochumgebung geeignet ist. ZC Steel Pipe stellt API 5CT-Gehäuse in den Qualitäten N80, L80, P110, C110 und Q125 her, mit unabhängigen Patenten für Premium-Verbindungen und Exporterfahrung im Nahen Osten, Afrika und Südamerika.
Was ist ein Stahlmantelrohr?
Gehäuse-String-Architektur
API 5CT-Sortenspezifikationen
Standard-Außendurchmesser und Wandstärken
Gehäusegewicht pro Fuß
Verbindungstypen
Gehäuse aus Chromlegierung für korrosive Umgebungen
Leitfaden zur Klassenauswahl
FAQ
Bei einem Stahlmantelrohr handelt es sich um ein dickwandiges nahtloses oder ERW-Stahlrohr mit großem Durchmesser, das in einem gebohrten Bohrloch einzementiert wird. Nachdem jeder Abschnitt eines Bohrlochs gebohrt wurde, wird ein Futterrohrstrang auf den Boden dieses Abschnitts abgesenkt und Zement wird in den Ringraum zwischen dem Außendurchmesser des Futterrohrs und der Formationswand gepumpt. Der Zement härtet aus und erzeugt eine hydraulische Abdichtung, die das Gehäuse dauerhaft fixiert und die dahinter liegenden Formationen isoliert.
Die Verrohrung erfüllt vier primäre technische Funktionen: Bohrlochunterstützung (Verhinderung des Zusammenbruchs instabiler Formationen), Zonenisolierung (Abdichtung von Süßwassergrundwasserleitern, Zonen mit verlorener Zirkulation und nicht produktiven Formationen vom produktiven Abschnitt), Druckeindämmung (Bereitstellung des Druckbehälters, durch den Produktionsflüssigkeiten an die Oberfläche gebracht werden) und Fertigstellungsunterstützung (dient als Anker für Perforationskanonen, Packer, Rohraufhänger und Bohrlochkopfausrüstung). Sehen Sie sich das Sortiment von ZC an Gehäusekupplungen.
Ein typisches Bohrloch verwendet mehrere Verrohrungsstränge, die jeweils im vorherigen einzementiert sind, wodurch eine Teleskopstruktur von der Oberfläche bis zur Gesamttiefe entsteht. Jeder Strang ist für die spezifischen Druck-, Formations- und Belastungsbedingungen ausgelegt, die in diesem Tiefenintervall auftreten.
API 5CT unterteilt die Gehäusequalitäten in vier Produktspezifikationsstufen (PSL-1 und PSL-2) und definiert die mechanischen und chemischen Anforderungen für jede Qualität. Nachfolgend werden die Qualitäten aufgeführt, die für Zwischen- und Produktionsdärme am relevantesten sind – die Anwendungen, bei denen die Auswahl der Sorte technisch entscheidend ist. Sehen Sie sich auch unsere speziellen Leitfäden an API 5CT N80 Gehäuse und T95 Mantelrohr.
| Note | Min. Ertrag (psi) | Max. Ertrag (psi) | Min. Zug (psi) | Max. Härte (HRC) | Sauerservice | PSL |
|---|---|---|---|---|---|---|
| N80 Typ 1 | 80.000 | 110.000 | 100.000 | — | NEIN | 1 & 2 |
| N80Q | 80.000 | 110.000 | 100.000 | — | NEIN | 1 & 2 |
| L80 | 80.000 | 95.000 | 95.000 | 23 | Ja (SSC) | 1 & 2 |
| L80-9Cr | 80.000 | 95.000 | 95.000 | 23 | Ja + CO₂ | 1 & 2 |
| L80-13Cr | 80.000 | 95.000 | 95.000 | 23 | Begrenztes H₂S | 1 & 2 |
| C90 | 90.000 | 105.000 | 100.000 | 25.4 | Ja (SSC) | 1 & 2 |
| C95 | 95.000 | 110.000 | 105.000 | — | NEIN | Nur 1 |
| T95 | 95.000 | 110.000 | 105.000 | 25.4 | Ja (SSC) | 1 & 2 |
| P110 | 110.000 | 140.000 | 125.000 | — | NEIN | 1 & 2 |
| C110 | 110.000 | 130.000 | 120.000 | 30 | Ja (SSC) | 1 & 2 |
| Q125 | 125.000 | 150.000 | 135.000 | — | NEIN | Nur 1 |
Das API 5CT-Gehäuse deckt einen breiten Außendurchmesserbereich von 4-1/2 Zoll bis 20 Zoll ab. Jeder Außendurchmesser ist in mehreren Wandstärken erhältlich, wodurch unterschiedliche Nenngewichtsklassen entstehen. Die Wahl der Wandstärke wird durch den Kollapswiderstand (Außendruck beim Zementieren), den Berstwiderstand (Innendruck durch Bohrlochflüssigkeiten) und die Zuglast (das Gewicht des Strangs unter der Aufhängung) bestimmt.
| Nenn-Außendurchmesser (Zoll) | Außendurchmesser-Toleranz | -Wandstärkenbereich (Zoll) | Typische | Referenz für den Drift-Durchmesser der Saite |
|---|---|---|---|---|
| 4-1/2 | ±0,75 % | 0,205 – 0,337 | Produktion | 3,965 – 3,813 Zoll (variiert je nach Gewicht) |
| 5 | ±0,75 % | 0,220 – 0,362 | Produktion | 4,560 – 4,276 Zoll |
| 5-1/2 | ±0,75 % | 0,244 – 0,415 | Produktion / Mittelstufe | 5,012 – 4,670 Zoll |
| 7 | ±0,75 % | 0,272 – 0,540 | Produktion / Mittelstufe | 6,456 – 5,920 Zoll |
| 7-5/8 | ±0,75 % | 0,300 – 0,595 | Dazwischenliegend | 7,025 – 6,435 Zoll |
| 8-5/8 | ±0,75 % | 0,304 – 0,595 | Dazwischenliegend | 8,017 – 7,435 Zoll |
| 9-5/8 | ±0,75 % | 0,312 – 0,608 | Mittelstufe / Oberfläche | 9,001 – 8,409 Zoll |
| 10-3/4 | ±0,75 % | 0,350 – 0,797 | Mittelstufe / Oberfläche | 10,050 – 9,156 Zoll |
| 13-3/8 | ±0,75 % | 0,380 – 0,514 | Oberfläche | 12,615 – 12,347 Zoll |
| 16 | ±0,75 % | 0,438 – 0,656 | Oberfläche / Leiter | 15,124 – 14,688 Zoll |
| 18-5/8 | ±0,75 % | 0.500 | Leiter | 17,625 Zoll |
| 20 | ±0,75 % | 0,500 – 0,635 | Leiter | 19.000 Zoll |
Das Karkassengewicht wird in Pfund pro Fuß (lb/ft) ausgedrückt und ist ein primärer Spezifikationsparameter – es erscheint in der Karkassenbezeichnung neben Außendurchmesser und Güteklasse (z. B. „5-1/2 Zoll, 20 lb/ft, P110“). Das Gewicht pro Fuß bestimmt die Einsturz- und Berstwerte, den verfügbaren Stollendurchmesser und das Gesamtstranggewicht (entscheidend für die Berechnung der Bohrlochkopf- und Hängerlast).
| Nenn-Außendurchmesser (Zoll) | Nenngewicht (lb/ft) | Wandstärke (Zoll) | Innendurchmesser (Zoll) | Driftdurchmesser (Zoll) |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Die Gewindeverbindung ist das schwächste Glied in jedem unter Spannung stehenden Gehäusestrang. Die Auswahl der Verbindung beeinflusst die Gasdichtheit, die Drehmomentkapazität, die Ermüdungslebensdauer und die Laufgeschwindigkeit. Im kommerziellen Einsatz gibt es drei Ebenen von Gehäuseverbindungen.
| Verbindung | Abkürzung | Gewindeform | Dichtungsmechanismus | Typische Verwendung | Gasdicht? |
|---|---|---|---|---|---|
| Kurzes, rundes Gewindegehäuse | STC | Rund (konisch) | Gewindemischung + Schmiermittel | Oberfläche / Leitergehäuse | NEIN |
| Langes, rundes Gewindegehäuse | LTC | Rund (konisch) | Gewindemischung + Schmiermittel | Oberflächen-/Zwischengehäuse | NEIN |
| Stützgewindegehäuse | BTC | Stützpfeiler (quadratische Schulter) | Gewindeverbindung | Zwischen-/Produktionsgehäuse | Nur flüssigkeitsdicht |
Premium-Verbindungen sind nicht-API-eigene Designs, die eine überlegene Leistung gegenüber Standard-API-Gewinden in einem oder mehreren der folgenden Punkte bieten: Gasdichtheit, Drehmomentkapazität, Ermüdungsbeständigkeit und Make-up-Zuverlässigkeit. Sie verwenden Metall-auf-Metall-Dichtungen (wodurch die Abhängigkeit von der Gewindeverbindung entfällt) und in der Regel eine formschlüssige Drehmomentschulter. Zu den üblichen Anwendungen gehören Gasbohrungen, HPHT-Vervollständigungen, Bohrlöcher mit abweichender und erweiterter Reichweite sowie alle Vervollständigungen, bei denen eine Gasmigration durch die Verbindung nicht akzeptabel ist.
Wenn Bohrflüssigkeiten erhebliche Konzentrationen an Kohlendioxid (CO₂) oder Schwefelwasserstoff (H₂S) enthalten, korrodieren Standardgehäuse aus Kohlenstoffstahl schnell. Chromlegierungsgehäusequalitäten innerhalb des API 5CT-Rahmens bieten eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit durch Chromzusätze zur Grundstahlchemie.
| Grad | Cr-Gehalt | CO₂-Beständigkeit | H₂S-Beständigkeit | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|---|
| L80 | <1 % Cr | Beschränkt | SSC-qualifiziert | Standard-Sauer-Service; süße CO₂-Brunnen nicht zu empfehlen |
| L80-9Cr | ~9 % Cr | Gut | SSC-qualifiziert | CO₂-aggressive Umgebungen mit mäßigem H₂S |
| L80-13Cr | ~13 % Cr | Exzellent | Begrenzt (<0,1 psi H₂S pp) | Süße Brunnen mit hohem CO₂-Gehalt; Geothermie-Produktionsgehäuse |
| Super 13Cr (nicht API) | ~13 % Cr + Mo/Ni | Exzellent | Mäßige H₂S-Toleranz | Brunnen mit hohem CO₂-Gehalt und niedrigem H₂S-Gehalt; Kondensatproduktion |
Die folgende Matrix fasst die Sortenauswahl anhand der wichtigsten technischen Kriterien für Produktions- und Zwischengehäuseanwendungen zusammen. Die Auswahl von Leitern und Oberflächengehäusen folgt einer einfacheren Strukturanalyse und wird hier nicht berücksichtigt.
| Auswahlfaktor | N80 | L80 | C95 / T95 | P110 | C110 | Q125 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Süßer Service (<8.000 Fuß) | Bevorzugt | Akzeptabel | Überspez | Überspez | Überspez | Überspez |
| Süßer Service (tief) | Randständig | Randständig | Akzeptabel | Bevorzugt | Bevorzugt | Ultratief |
| Sauerservice (H₂S vorhanden) | Nicht qualifiziert | Bevorzugt | Akzeptabel | Nicht qualifiziert | Bevorzugt | Nicht qualifiziert |
| CO₂-aggressive Umgebung | Nicht empfohlen | Mit Inhibitor | Mit Inhibitor | Mit Inhibitor | Mit Inhibitor | Nicht empfohlen |
| HPHT-Brunnen | Unzureichend | Unzureichend | Randständig | Akzeptabel | Akzeptabel | Bevorzugt |
| Gasdichtheit erforderlich | Premium-Verbindung. | Premium-Verbindung. | Premium-Verbindung. | Premium-Verbindung. | Premium-Verbindung. | Premium-Verbindung. |
| Kostensensibilität | Am niedrigsten | Niedrig | Mäßig | Mäßig | Höher | Höchste |
Stahlmantelrohre säumen das Bohrloch in Öl- und Gasquellen. Nachdem jeder Abschnitt gebohrt wurde, wird ein Futterrohrstrang auf den Boden dieses Abschnitts abgesenkt und dort zementiert. Es verhindert den Einsturz des Bohrlochs, isoliert Süßwasserzonen von Kohlenwasserstoffen, kontrolliert den Formationsdruck und stellt eine strukturelle Leitung für die folgenden Produktionsrohre und Komplettierungsgeräte bereit. Für jedes Bohrloch werden mehrere Verrohrungsstränge verwendet, deren Durchmesser von der Oberfläche zur Gesamttiefe abnimmt.
Die primären API 5CT-Qualitäten für Zwischen- und Produktionsgehäuse sind N80 (Typen 1 und Q), L80 (Standard- und Chromvarianten), C90, T95, P110, C110 und Q125. Für Oberflächengehäuse und Leiter werden üblicherweise K55 und J55 verwendet. Die Auswahl der Sorte hängt von der Bohrlochtiefe, den Kollaps- und Berstdruckanforderungen, der Zugbelastung und davon ab, ob saure Betriebsbedingungen (H₂S) vorliegen.
Sowohl L80 als auch N80 haben eine Mindeststreckgrenze von 80.000 psi, sie unterscheiden sich jedoch erheblich in der Härtekontrolle und der Eignung für den sauren Einsatz. L80 hat eine maximale Härtegrenze von 23 HRC und ist gemäß NACE MR0175 / ISO 15156 für den sauren Einsatz geeignet. N80 hat keine Härtebeschränkung und wird nicht empfohlen, wenn H₂S vorhanden ist. L80 ist auch in Chromlegierungsvarianten (L80-9Cr, L80-13Cr) für CO₂-korrosive Umgebungen erhältlich. Für den süßen Service ist N80 normalerweise die günstigere Wahl; Für saure Speisen ist L80 die Standardauswahl bei einem Ertrag von 80 ksi.
API 5CT-Gehäuse sind von 4-1/2 Zoll bis 20 Zoll Außendurchmesser erhältlich. Das Produktionsgehäuse ist typischerweise 4-1/2, 5, 5-1/2 oder 7 Zoll groß. Das Zwischengehäuse reicht von 7-5/8 bis 10-3/4 Zoll. Das Oberflächengehäuse hat üblicherweise 13-3/8 oder 16 Zoll und das Leitergehäuse 18-5/8 oder 20 Zoll. Wandstärkenoptionen innerhalb jedes Außendurchmessers führen zu unterschiedlichen Gewichtsklassen mit jeweils unterschiedlichen Kollaps-, Berst- und Zugfestigkeitswerten.
Zu den Standard-API-Verbindungen gehören Short Round Thread (STC), Long Round Thread (LTC) und Buttress Thread (BTC). Diese sind für den Flüssigkeitsbetrieb geeignet, jedoch nicht gasdicht. Für Gasbrunnen und HPHT-Anwendungen sind hochwertige Verbindungen mit Metall-auf-Metall-Dichtungen erforderlich. Premium-Verbindungen – einschließlich der patentierten proprietären Designs von ZC – bieten vollständige Gasdichtheit durch eine Metalldichtung, anstatt sich auf eine Gewindeverbindung zu verlassen, und bieten eine höhere Drehmomentkapazität für gerichtete Anwendungen.
ZC Steel Pipe stellt API 5CT-Stahlmantelrohre in den Qualitäten N80, L80, L80-13Cr, P110, C110 und Q125 über den gesamten Außendurchmesserbereich her. Wir halten unabhängige Patente für Premium-Verbindungen und liefern Gehäuse für Öl- und Gasprojekte im Nahen Osten, in Afrika und Südamerika.
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