API 5CT N80 پرکاربردترین درجه پوشش با استحکام متوسط در جهان است - ستون فقرات عملی ساخت و ساز چاه نفت جهانی. با حداقل قدرت تسلیم 552 مگاپاسکال (80000 psi)، N80 بالاتر از گریدهای کالای K55/J55 و پایین تر از L80 واجد شرایط برای خدمات ترش و P110 با مقاومت بالا قرار میگیرد و میانه وسیع برنامههای چاه خشکی و کم عمق را پوشش میدهد که در آن شرایط خدمات شیرین و هزینهها مهم است.
ZC Steel Pipe پوشش API 5CT N80 را در هر دو زیرگرید N80-1 و N80Q، در همه اندازههای استاندارد از 4½' تا 20'، با API 8-round، BTC، و اتصالات پریمیوم اختصاصی تولید میکند. ما OCTG را به اپراتورهای نفت و گاز و پیمانکاران حفاری در سراسر آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی عرضه می کنیم. این راهنما همه موارد مورد نیاز برای مشخص کردن، تهیه و انتخاب صحیح N80 را پوشش می دهد.
مطالب
API 5CT N80 چیست؟
N80-1 در مقابل N80Q - تمایز مهم
ترکیب شیمیایی
خواص مکانیکی
ابعاد و وزن استاندارد
انواع اتصال
N80 در مقابل K55، L80 و P110 - انتخاب درجه
محدودیت های خدمات ترش
الزامات بازرسی و آزمایش
سوالات متداول
1. API 5CT N80 چیست؟
تعریف استاندارد - API 5CT N80 API 5CT (مشخصات برای پوشش و لوله) توسط مؤسسه نفت آمریکا منتشر شده است و بر کالاهای لوله ای کشور نفت (OCTG) برای ساخت چاه های نفت و گاز نظارت می کند. N80 یک درجه پوشش گروه 2 در API 5CT است که با حداقل قدرت تسلیم 552 مگاپاسکال (80000 psi) و حداکثر بازده 758 مگاپاسکال (110000 psi) تعریف شده است. 'N' خانواده درجه را مشخص می کند و '80' به حداقل بازده در هزاران psi اشاره دارد. N80 در دو زیرگرید عملیات حرارتی N80-1 و N80Q تولید می شود.
N80 از نظر تاریخی یکی از اولین گریدهای بدنه با استحکام متوسط بود که به پذیرش گسترده جهانی دست یافت. درجه پیشفرض برای پوششهای متوسط و تولیدی در چاههای شیرین (غیر ترش) در عمق متوسط - معمولاً 1500 تا 4000 متر - باقی میماند که طراحی چاه به کنترل سختی L80 یا مقاومت در برابر فروپاشی بالاتر P110 نیاز ندارد.
N80 هم به عنوان پوشش (در فضای حلقوی بین سوراخ حفر شده و رشته لوله چاه) و هم گاهی به عنوان لوله تولید برای تکمیل سوراخ های بزرگتر استفاده می شود. تعیین درجه یکسان هر دو برنامه را تحت API 5CT پوشش می دهد.
2. N80-1 در مقابل N80Q - تمایز مهم
مهمترین تصمیم در هنگام سفارش N80، درجه فرعی - N80-1 یا N80Q است. هر دو حداقل نیاز بازده یکسانی را برآورده می کنند، اما با عملیات حرارتی اساسا متفاوت با پیامدهای واقعی برای رفتار مکانیکی در سرویس تولید می شوند.
N80-1
عملیات حرارتی:
نرمال شده (N) یا نرمال + معتدل (NT)
ریزساختار:
فریتی-پرلیتی
حداقل بازده:
552 مگاپاسکال (80000 psi)
حداکثر بازده:
758 مگاپاسکال (110000 psi)
حد سختی:
هیچ کدام در API 5CT مشخص نشده است
چقرمگی:
مشخص نشده - بدون نیاز به CVN
هزینه:
کمتر - فرآیند کم انرژی
بهترین برای:
چاه های شیرین کم عمق تا متوسط، برنامه های حساس به هزینه
N80Q
عملیات حرارتی:
خاموش و تمپر شده (Q+T)
ریزساختار:
مارتنزیتی خنثی شده
حداقل بازده:
552 مگاپاسکال (80000 psi)
حداکثر بازده:
758 مگاپاسکال (110000 psi)
حد سختی:
هیچ کدام در API 5CT مشخص نشده است
چقرمگی:
از طریق دیواره بهتر و سازگارتر
هزینه:
بالاتر - حق بیمه فرآیند Q+T
بهترین برای:
چاه های عمیق تر، بارهای فروپاشی بیشتر، چقرمگی بهتر مورد نیاز
بینش مهندسی – زمانی که N80Q ارزش برتری را دارد مورد عملی برای تعیین N80Q بر روی N80-1 به سه سناریو خلاصه میشود: (1) چاههای عمیقتر که در آن بارهای فروپاشی و ترکیدگی بیشتر است و خواص مکانیکی ثابت از طریق دیواره لوله اهمیت بیشتری دارد. (2) محیطهای عملیاتی سردتر که در آن چقرمگی در دمای پایین یک نگرانی است - مارتنزیت نرم N80Q ذاتاً سختتر از فریت-پرلیت N80-1 است. (3) زمانی که مشخصات پروژه به صراحت به عملیات حرارتی Q+T نیاز دارد، که برخی از مشخصات شرکت IOC برای همه پوششهای میانی بدون در نظر گرفتن درجه الزامی است. اگر چاه شما مستقیم، خشکی، شیرین و زیر 2500 متر است، N80-1 معمولاً انتخاب اقتصادی مناسبی است. اگر هر یک از این شرایط تغییر کرد، تجدید نظر کنید.
3. ترکیب شیمیایی
API 5CT یک شیمی ثابت برای N80 تجویز نمی کند - در عوض حداکثر محدودیت ها را بر اساس عنصر تعیین می کند. در این حدود، آسیاب ها مواد شیمیایی خود را برای دستیابی به خواص مکانیکی مورد نیاز از طریق عملیات حرارتی مشخص فرموله می کنند. در زیر حداکثر محدودیت های شیمی API 5CT برای N80 آمده است:
عنصر
N80-1 Max (%)
N80Q Max (%)
توجه
کربن (C)
0.43
0.43
C بالاتر باعث افزایش سختی می شود
منگنز (Mn)
1.90
1.90
استحکام و سختی را بهبود می بخشد
مولیبدن (Mo)
0.25
0.25
سختی عمیق دیوارهای سنگین را بهبود می بخشد
کروم (کروم)
0.50
0.50
سختی پذیری و مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد
نیکل (Ni)
0.25
0.25
چقرمگی را در دمای پایین بهبود می بخشد
مس (مس)
0.35
0.35
عنصر باقی مانده - محدود به کنترل
فسفر (P)
0.030
0.030
خطر تردی - پایین نگه داشته می شود
گوگرد (S)
0.030
0.030
گنجاندن MnS - کمتر برای چقرمگی بهتر است
نکته تدارکات - شیمی برای تأیید اینکه زیرگرید N80-1 و N80Q می توانند ترکیب شیمیایی یکسانی داشته باشند کافی نیست - درجه فرعی به طور کامل توسط عملیات حرارتی تعیین می شود، نه شیمی. هنگام تأیید اسناد MTC، همیشه ستون عملیات حرارتی را به صراحت بررسی کنید. گواهینامهای که شیمی N80 را فهرست میکند اما عملیات حرارتی Q+T را مشخص نمیکند، بهطور پیشفرض N80-1 است، صرفنظر از اینکه چه ترتیبی گفته میشود. این یک منبع رایج از خطاهای عرضه در هنگام تهیه N80Q از منابع بازار ثانویه یا غیر کارخانه است.
4. خواص مکانیکی
اموال
N80-1
N80Q
واحد
حداقل قدرت تسلیم
552
552
MPa (80000 psi)
حداکثر قدرت تسلیم
758
758
MPa (110000 psi)
حداقل استحکام کششی
689
689
MPa (100000 psi)
حداقل کشیدگی
جدول API 5CT را ببینید
جدول API 5CT را ببینید
% (فرمول بر اساس WT و درجه)
سختی - حداکثر
مشخص نشده است
مشخص نشده است
HRC / HBW
چقرمگی CVN
لازم نیست
لازم نیست
جی
عملیات حرارتی
N یا NT
Q+T
-
5. ابعاد و وزن استاندارد
پوشش API 5CT N80 در تمام اندازه های بدنه استاندارد موجود است. جدول زیر متداول ترین اندازه های سفارش شده با وزن های استاندارد را نشان می دهد. ضخامت دیوار با وزن هر پا برای همان OD افزایش می یابد.
OD (اینچ)
وزنهای معمول (پوند/فوت)
محدوده ضخامت دیوار (میلیمتر)
قطر دریفت (اینچ)
استفاده معمولی
4½'
9.5 - 15.1
5.21 - 8.56
3.965 - 3.701
پوشش تولیدی، آستر
5'
11.5 - 20.8
5.59 - 9.19
4.408 - 4.044
پوشش تولیدی
5½'
14.0 - 26.8
5.69 - 10.54
4.892 - 4.276
پوشش تولیدی
7'
17.0 - 38.0
6.43 - 13.06
6.331 - 5.595
پوشش میانی و تولیدی
7⅝'
24.0 - 45.3
7.62 - 13.84
6.875 - 6.184
پوشش میانی
9⅝'
32.3 - 61.1
8.94 - 16.13
8.835 - 8.097
پوشش میانی
10¾'
32.75 - 65.7
7.09 - 13.72
10.192 - 9.456
پوشش سطحی و میانی
13⅜'
48.0 - 85.0
8.38 - 13.56
12.565 - 12.093
پوشش سطح
16'
65.0 - 109.0
9.53 - 16.13
15.124 - 14.124
پوشش سطح، هادی
20'
94.0 - 133.0
11.13 - 16.13
19.124 - 18.124
پوشش هادی
6. انواع اتصال
پوشش N80 با بدنه لوله به API 5CT و رزوه شده با نوع اتصال مشخص شده در سفارش تولید می شود. API 5CT سه نوع اتصال استاندارد را تعریف میکند و N80 با تمام طرحهای اتصال ممتاز که توسط کارخانه یا یک مرکز رزوهکاری مجاز اعمال میشود، سازگار است.
اختصار اتصال
.
و موم فرم
نوع مهر
کارایی
کاربرد معمولی
کوپلینگ رزوه کوتاه
STC
API 8 دور مخروطی
وابسته به مرکب
~60 درصد مفصل
پوشش سطحی، کاربردهای کم فشار
کوپلینگ نخ بلند
LTC
API 8 دور مخروطی
وابسته به مرکب
70% مفصل
پوشش میانی، فشار متوسط
کوپلینگ رزوه پایه
بیت کوین
تکیه گاه (با بار مسطح، خنجر مخروطی)
وابسته به مرکب
~ 95% بدنه لوله
ریزش / ترکیدگی بیشتر، چاه های عمیق تر
اتصال حق بیمه
مختلف
اختصاصی
فلز به فلز
بدنه لوله 100٪ یا بالاتر
چاه های گاز، HPHT، جهت، خدمات بحرانی
نکته خرید - BTC در مقابل LTC برای پوشش میانی N80 برای پوشش میانی 9⅝' و 13⅜' N80 در چاه های خشکی با عمق متوسط، BTC انتخاب استاندارد اتصال است - راندمان کشش نزدیک به بدنه لوله و مقاومت در برابر فروپاشی بهتری را نسبت به LTC با هزینه متوسط ارائه می دهد. LTC گهگاه برای پوشش سطحی که بارها کم و فشار هزینه زیاد است مشخص می شود. هرگز از STC برای محفظه میانی یا تولیدی در جایی که هر بار ترکیدگی یا فروپاشی معنیداری وجود دارد استفاده نکنید - مهر و موم وابسته به ترکیب آن برای جداسازی فشار روی سیمان کافی نیست. این یک قانون اساسی اما معمولاً نادیده گرفته شده در برنامه های دکل هزینه محور است.
7. N80 در مقابل K55، L80، و P110 - انتخاب درجه
اموال
K55 / J55
N80-1
N80Q
L80
P110
حداقل بازده (MPa)
379
552
552
552
758
حداکثر بازده (MPa)
552
758
758
655
965
عملیات حرارتی
مورد نیاز نیست
N یا NT
Q+T
Q+T
Q+T
حداکثر سختی
هیچ کدام
هیچ کدام
هیچ کدام
23 HRC
هیچ کدام
سرویس ترش (NACE)
خیر
خیر
خیر
بله - واجد شرایط
خیر
گروه API
1
2
2
2
3
محدوده عمق معمولی
<1500 متر
1500-3500 متر
1500-4000 متر
1500-4000 متر
3000-6000+ متر
هزینه نسبی
پایین ترین
کم
متوسط
متوسط – زیاد
بالاترین
بینش مهندسی - N80 در مقابل L80: استحکام یکسان، کاربردهای بسیار متفاوت N80 و L80 اغلب با هم اشتباه گرفته میشوند زیرا الزامات مقاومت تسلیم یکسانی دارند. تفاوت عملی در کنترل سختی و صلاحیت خدمات ترش است - L80 دارای حداکثر سختی اجباری 23 HRC در API 5CT است که وقتی با انطباق NACE MR0175 ترکیب شود، آن را به درجه صحیح برای چاه های حاوی H2S تبدیل می کند. N80 سقف سختی ندارد، به این معنی که برخی از گرماها می توانند از حد NACE تجاوز کنند و در محیط های ترش از کار بیفتند. برای چاه های شیرین، N80-1 انتخاب اقتصادی تر است. برای هر چاهی با H2S تایید شده یا احتمالی، L80 را مشخص کنید — سعی نکنید N80 را برای سرویس ترش بدون داده های آزمایش مستقل واجد شرایط کنید.
N80 بر اساس NACE MR0175 / ISO 15156 درجه ای برای خدمات ترش نیست. دلیل آن ساده است: API 5CT حداکثر سختی را برای N80 اعمال نمی کند و NACE MR0175 لوله های کربن و فولاد کم آلیاژ را در سرویس H2S به حداکثر 22 HRC محدود می کند. برخی از گرمای N80 - به ویژه N80-1 با محتوای کربن بالاتر و نرمال سازی ناقص - می توانند مناطقی بیش از این حد ایجاد کنند و حساسیت به ترک خوردگی استرس سولفیدی (SSC) ایجاد کنند.
نقطه مهندسی بحرانی - N80 را به جای L80 در سرویس H2S جایگزین نکنید وسوسه جایگزینی N80 به جای L80 در چاه سرویس ترش بر اساس قدرت تسلیم معادل یک خطای مهندسی است که به خوبی مستند شده است. L80 به طور خاص برای خدمات ترش طراحی شده است - کلاهک سختی 23 HRC، عملیات حرارتی اجباری Q+T و تعهد کارخانه به تأیید انطباق با NACE MR0175 آن را به مشخصات صحیح تبدیل می کند. N80 هیچ کدام از این کنترل ها را ندارد. حتی N80Q، علیرغم عملیات حرارتی Q+T، فاقد سقف سختی و مدارک NACE مورد نیاز برای صدور گواهینامه خدمات ترش است. اگر فشار جزئی H2S از 0.0003 مگاپاسکال (0.05 psi) - آستانه NACE - بیشتر شود، L80 را مشخص کنید، نه N80.
9. الزامات بازرسی و آزمایش
تست / بازرسی
N80-1
N80Q
فرکانس
تست کشش
مورد نیاز
مورد نیاز
در هر گرما و به ازای هر لات
تست سختی
اجباری نیست
اجباری نیست
-
تست صاف کردن
مورد نیاز
مورد نیاز
در هر لوله
تست هیدرواستاتیک
مورد نیاز
مورد نیاز
در هر لوله
NDE (UT/EM)
اختیاری مگر اینکه مشخص شده باشد
اختیاری مگر اینکه مشخص شده باشد
در صورت نیاز در هر لوله
تست دریفت
مورد نیاز
مورد نیاز
در هر لوله
تست ضربه CVN
لازم نیست
لازم نیست
-
MTC (EN 10204 3.1)
استاندارد
استاندارد
در هر گرما
نکته تدارکات — زمان تعیین NDE اضافی برای N80 API 5CT NDE را برای N80 اختیاری می کند مگر اینکه خریدار آن را در سفارش مشخص کند. برای پوشش سطح کم عمق در چاه های کم خطر، این قابل قبول است. برای پوشش تولید در چاه های بالای 3000 متر، یا در هر چاهی که نیاز به ریزش یا ترکیدگی بالا دارد، 100% UT بدنه لوله و بازرسی EM ناحیه جوش (برای ERW) را به عنوان الزامات تکمیلی در سفارش خرید مشخص کنید. هزینه NDE اضافی در یک رشته پوشش در مقایسه با هزینه خرابی پوشش در عمق ناچیز است. بازرسی شخص ثالث در کارخانه (SGS، Bureau Veritas، TÜV) یک روش استاندارد برای سفارشات OCTG بزرگتر است که از کارخانه های چینی تهیه می شوند.
10. سوالات متداول
لوله پوششی API 5CT N80 چیست؟
API 5CT N80 یک گرید بدنه لولهای نفتی با مقاومت متوسط (OCTG) با حداقل استحکام تسلیم 552 مگاپاسکال (80000 psi) و حداکثر بازده 758 مگاپاسکال (110000 psi) است. این ماده در دو زیرگرید - N80-1 (نرمال شده یا نرمال شده و دمپر) و N80Q (خاموش شده و معتدل) تولید می شود - و برای پوشش های متوسط و تولیدی در چاه های نفت و گاز دریایی شیرین (غیر ترش) خشکی و کم عمق در اعماق بین 1500 و 1500 مترمتر استفاده می شود.
تفاوت بین N80-1 و N80Q چیست؟
N80-1 با نرمال سازی یا نرمال سازی و تمپر کردن، عملیات حرارتی می شود و ریزساختار فریتی-پرلیتی را با هزینه کمتر تولید می کند. N80Q خاموش و تمپر می شود و یک ریزساختار مارتنزیتی با چقرمگی بهتر و سازگارتر از طریق دیواره لوله ایجاد می کند. هر دو زیرگرید الزامات مقاومت تسلیم یکسانی دارند. N80Q برای چاه های عمیق تر، بارگذاری مکانیکی بالاتر و محیط های سردتر ترجیح داده می شود. N80-1 پیش فرض اقتصادی برای چاه های شیرین خشکی استاندارد است.
آیا می توان از پوشش N80 در چاه های سرویس ترش استفاده کرد؟
خیر — N80 برای سرویس ترش بدون صلاحیت اضافی مناسب نیست که API 5CT برای انجام آن نیازی به آسیاب ندارد. NACE MR0175 لوله های فولادی کربنی را در سرویس H2S به حداکثر سختی 22 HRC محدود می کند. N80 در استاندارد سقف سختی ندارد و برخی گرماها می توانند از این حد تجاوز کنند. برای چاه هایی با هر محتوای H2S بالاتر از آستانه NACE (فشار جزئی 0.0003 مگاپاسکال)، L80 را مشخص کنید - معادل واجد شرایط برای خدمات ترش با همان قدرت تسلیم.
تفاوت بین پوشش N80 و L80 چیست؟
N80 و L80 حداقل قدرت تسلیم یکسانی دارند (552 مگاپاسکال / 80000 psi) اما در کنترل سختی و صلاحیت خدمات ترش تفاوت اساسی دارند. L80 دارای حداکثر سختی 23 HRC در هر API 5CT است و همیشه خاموش و تمپر می شود - و در صورت تایید صحیح با NACE MR0175 برای خدمات ترش سازگار است. N80 محدودیت سختی ندارد و دارای خدمات ترش نیست. برای چاه های شیرین، N80-1 انتخاب اقتصادی تر است. برای هر چاه حاوی H2S، L80 اجباری است.
چه اندازه هایی در پوشش API 5CT N80 موجود است؟
پوشش API 5CT N80 در تمام اندازه های بدنه استاندارد از 4½' تا 20' OD موجود است. متداولترین اندازههای سفارشدادهشده عبارتند از: 5½، 7, 9⅝, و 13⅜' برای کاربردهای تولیدی، میانی و روکشهای سطحی. چندین گزینه ضخامت دیوار (به عنوان وزن در هر فوت بیان می شود) برای هر OD موجود است و N80 را می توان با STC، LTC، BTC، یا اتصالات پریمیوم در هر سفارش عرضه کرد.
چه اتصالاتی برای پوشش N80 موجود است؟
پوشش N80 با تمام اتصالات استاندارد API 5CT - STC (کوپلینگ رزوه کوتاه)، LTC (کوپلینگ رزوه بلند) و BTC (کوپلینگ رزوهای) - و همچنین اتصالات ممتاز با مهر و موم فلز به فلز برای چاههای گاز، چاههای جهتدار، برنامههای HPHT و هر سرویسی که قابلیت اتصال مجدد API وجود ندارد، در دسترس است. ZC Steel Pipe دارای حق ثبت اختراع مستقل در طرحهای اتصال ممتاز است و میتواند پوشش N80 متصل به حق بیمه را در صورت سفارش عرضه کند.
منبع پوشش API 5CT N80 از ZC Steel Pipe
ZC Steel Pipe پوشش API 5CT N80-1 و N80Q را در تمام اندازههای استاندارد از 4½' تا 20' با گزینههای اتصال STC، LTC، BTC و ممتاز تولید میکند. اسناد کامل MTC، بازرسی شخص ثالث (SGS، Bureau Veritas، TÜV)، و NDE تکمیلی در صورت درخواست موجود است. ما حق ثبت اختراعات مستقلی در زمینه فناوری اتصال ممتاز داریم و OCTG را به اپراتورهای نفت و گاز در سراسر آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی عرضه می کنیم.
کنترلهای شیمی سفارشی، تست سختی اضافی، و الزامات تکمیلی خاص پروژه در دسترس است. حداقل مقادیر سفارش و زمان های تحویل در صورت درخواست ذکر شده است.
