آن چیست؟ مکانیزم های اتصال رشته ای (به ویژه API Buttress و Semi-Premium) که برای اتصال بخش های پوشش و لوله در چاه های نفت و گاز استفاده می شود. استاندارد: بر اساس مشخصات API 5CT و API 5B، با Semi-Premium ویژگی های اختصاصی مانند گشتاور شانه ها را اضافه می کند. مورد استفاده: چاه های با انحراف عمودی تا متوسط. Semi-Premium کاربرد را در محیط های با گشتاور/خمش بالاتر گسترش می دهد. محدودیت ها: از طریق نشت گاز مارپیچ (تجزیه دوپ) یا پرش ساختاری تحت شدت داگلگ بالا (> 10 درجه / 100 فوت) از کار می افتد.
سوالات میدانی متداول در مورد اتصالات OCTG
چرا اتصال BTC من با وجود نگه داشتن فشار هیدرولیک در تست گاز با شکست مواجه می شود؟
سیال هیدرولیک به اندازه کافی چسبناک است تا فاصله 0.003 اینچی ریشه به تاج را در رشته های API BTC پل کند. مولکول های گاز نیستند. هنگامی که ترکیب نخ (دوپ) تخریب یا مهاجرت کرد، مسیر نشت مارپیچ باز می شود. BTC برای آب بندی کاملاً به دوپ 'سد' متکی است نه تداخل فلز به فلز.
آیا میتوانیم رشتههای BTC API را بچرخانیم تا به عمق کل در جانبیهای افقی برسیم؟
خیر. API BTC فاقد شانه گشتاور است (توقف مثبت). تلاش برای انتقال گشتاور چرخشی منجر به آرایش کنترل نشده، انبساط جعبه (شکست تنش حلقه) یا گاز گرفتن نخ می شود. در صورت نیاز به چرخش، اتصال Semi-Premium با پله مرکزی یا شانه پین به پین حداقل مورد نیاز است.
آیا رتبه بندی عملکرد داخلی API 5C3 مهار گاز را تضمین می کند؟
مطلقا نه. API 5C3 فشار ترکیدگی بدنه فولادی را محاسبه می کند، نه فشار آب بندی اتصال را. یک رشته P110 BTC ممکن است دارای امتیاز ترکیدگی 10000 psi باشد، اما محدودیت عملکردی آب بندی گاز تنها ~ 3000 psi قبل از خروج ترکیب رزوه از شکاف مارپیچ باشد.
1. مسیر نشت حلزونی: هندسه شکاف 0.003'.
مهندسان اغلب تداخل نخ را با قابلیت آب بندی اشتباه می گیرند. در اتصالات API 5CT Buttress (BTC)، پروفیل رزوه هندسه خاصی را ایجاد می کند که مانع از مهر و موم واقعی فلز به فلز می شود.
با توجه به API 5B، تحمل اجازه می دهد تا فاصله تقریبا 0.003 اینچ (3 میل) بین تاج پین و ریشه جعبه. بر خلاف پهلوها که بار کششی را تحمل می کنند، این ریشه ها و تاج ها کاملا جفت نمی شوند. این یک کانال مارپیچ پیوسته ایجاد می کند که تمام طول اتصال را اجرا می کند.
در نتیجه، مهر و موم 100٪ به ترکیب رزوه بستگی دارد. در محیطهای با دمای بالا (بیش از 200 درجه فارنهایت)، ویسکوزیته دوپ استاندارد کاهش مییابد و مواد جامد (گرافیت/مس) مهاجرت میکنند و به طور موثر شکاف 0.003' را از بین میبرند.
آیا دوپ با مواد جامد بالا می تواند مسیر نشت مارپیچ را برای همیشه برطرف کند؟
نه. در حالی که دوپ با مواد جامد بالا درجه فشار را به طور موقت بهبود می بخشد، چرخه حرارتی و افزایش فشار در نهایت ترکیب را جابجا می کند. برای سرویس دائمی گاز، هندسه اتصال باید آب بند (Metal-to-Metal) را تامین کند، نه روان کننده.
2. Semi-Premium: ارتقای گشتاور شانه
اصطلاح 'Semi-Premium' معمولاً به اتصالی اطلاق می شود که نمایه رشته API BTC (سهولت ماشینکاری/هزینه) را حفظ می کند اما یک گشتاور مکانیکی اضافه می کند . این یک ارتقاء ساختاری حیاتی نسبت به استاندارد API BTC است.
کاهش استرس حلقه ای: در BTC استاندارد، اعمال گشتاور اضافی جعبه را به سمت بیرون منبسط می کند (تنش حلقه) و تداخل نخ را کاهش می دهد. در Semi-Premium، شانه این انرژی را جذب میکند و امکان افزایش گشتاور آرایش را بدون گشاد شدن جعبه فراهم میکند.
مقاومت در برابر نشت: در حالی که شانه مسیر مارپیچ را محدود می کند، به ندرت یک مهر و موم شعاعی فلز به فلز با استاندارد ISO 13679 CAL IV را تشکیل می دهد. این اتصال را تحت شرایط متوسط 'Gas-Tight Capable' برقرار می کند، اما مانند یک اتصال Premium با یک حلقه مهر و موم مشخص 'Gas-Tight Guaranteed' نیست.
آیا شانه Semi-Premium اتصال را گازگیر می کند؟
با جلوگیری از بیضیشدن جعبه، قابلیت اطمینان آببندی را بهبود میبخشد، اما معمولاً فشار تماس یک مهر و موم فلزی شعاعی اختصاصی موجود در اتصالات Premium را ندارد. این یک مهر و موم به کمک دوپ باقی می ماند.
3. شکست ساختاری: شدت سگ (DLS) و پرش به بیرون
BTC در کشش قوی است اما از نظر ساختاری در خمش به خطر افتاده است. حالت شکست به عنوان 'Jump-Out' شناخته می شود، جایی که پین تحت بارهای کششی و خمشی ترکیبی از جعبه خارج می شود.
پارامتر
استاندارد API BTC
Semi-Premium (شانه ای)
حد امن DLS
حداکثر 10 درجه / 100 فوت
15 تا 20 درجه / 100 فوت
حالت شکست
گسترش جعبه و پین پرش به بیرون
برش نخ (آستانه بالاتر)
توقف گشتاور
هیچ (مهر مثلثی)
بله (شانه مکانیکی)
مقدمه مهندسی: افزودن یک شانه گشتاور در اتصالات Semi-Premium جعبه را سفت می کند و تحمل Dogleg Severity (DLS) را در مقایسه با استاندارد API BTC تقریباً دو برابر می کند.
چرا پین ها در نقطه متقاطع خراب می شوند؟
هنگام عبور از یک رشته سفت Premium/Semi-Premium به یک رشته API انعطاف پذیر BTC در یک بخش با DLS بالا، تغییر ناگهانی سفتی یک تمرکز استرس ایجاد می کند و اغلب به دلیل خستگی، پین BTC را می زند.
وقتی اتصالات OCTG (BTC) انتخاب اشتباهی است
گاز پرفشار (> 3000 psi): شکاف مارپیچ 0.003' یک مسیر نشت تضمین شده پس از کاهش دوپ است.
چرخش به عمق: نداشتن شانه گشتاور مانع از چرخش ایمن می شود. شما نمی توانید گشتاور آرایش را به طور موثر کنترل کنید.
DLS بالا (> 10 درجه / 100 فوت): بدون شانه ای برای سفت کردن جعبه، اثر پواسون و استرس حلقه باعث پریدن پین به بیرون می شود.
دمای بالا (بیش از 250 درجه فارنهایت): حاملهای دوپ استاندارد مایع میشوند و تنها مانع درزگیر در اتصال را میشویند.
سوالات متداول: عیب یابی و مقایسه تخصصی
مقایسه: آیا Semi-Premium ارزش حق بیمه OPEX را برای چاه های گاز عمودی دارد؟
اگر چاه عمودی باشد (DLS کم) اما حاوی گاز باشد، ارزش Semi-Premium در توانایی شانه گشتاور برای جلوگیری از آرایش بیش از حد است . جعبههای استاندارد BTC معمولاً اگر توسط خدمهای که تلاش میکنند از مهر و موم شدن بیش از حد گشتاور شوند، تقسیم میشوند. Semi-Premium این خطر خطای اپراتور را از بین می برد و آن را به انتخاب ایمن تری برای گاز حتی در کاربردهای عمودی تبدیل می کند.
عیب یابی: چگونه نشت مارپیچ را در BTC بدون کشیدن رشته کاهش دهیم؟
هنگامی که رشته تنظیم شد، کاهش محدود می شود. برخی از اپراتورها سعی میکنند رزینهای درزگیر بسیار ویسکوز (نه دوپ استاندارد) را پمپ کنند تا شکاف 0.003' را پر کنند، اما این یک اصلاح موقت است. تنها راه حل واقعی پیشگیری است: استفاده از یک اتصال با یک حلقه مهر و موم اختصاصی یا اطمینان از داشتن مواد جامد دوپ اولیه با پایداری حرارتی بالا.
انطباق: آیا گواهینامه API 5CT شانه های گشتاور Semi-Premium را پوشش می دهد؟
به طور کلی، نه. API 5CT مشخصات رشته و ابعاد را برای اتصالات استاندارد (STC، LTC، BTC) مشخص می کند. شانه 'Semi-Premium' یک اصلاح اختصاصی توسط ماشینفروشی است. در حالی که نمایه رشته ممکن است به عنوان API 5CT اندازه گیری شود، عملکرد شانه توسط داده های اختصاصی فروشنده کنترل می شود، نه مشخصات API.
تجاری: پیامدهای زمان سرب Semi-Premium در مقابل BTC چیست؟
استاندارد API BTC یک کالای کالایی است که در بازار عرضه می شود. Semi-Premium اغلب نیاز به رزوهکشی ویژگیهای دارای مجوز یا اختصاصی روی لولههای سبز دارد، که به طور بالقوه بسته به ظرفیت کارگاه ماشینآلات و طراحی خاص شانه مورد نیاز (مرحله مرکزی در مقابل پین به پین) به زمانهای پایان کار 4 تا 8 هفته اضافه میکند.
