HDD e asta di perforazione geologica: guida alle specifiche, ai gradi e alle dimensioni

L'asta di perforazione  è la corda rotante e portante che trasmette la coppia, la spinta e il fluido di perforazione dall'impianto di perforazione alla punta. Il termine copre due famiglie di prodotti abbastanza diverse che gli acquirenti spesso cercano insieme:  aste di perforazione HDD (perforazione direzionale orizzontale)  utilizzate per installare servizi pubblici e condutture sotto strade, fiumi e strutture, e  aste di perforazione geologica/esplorazione  utilizzate per carotaggi minerari e indagini geotecniche. Condividono una descrizione del lavoro ma differiscono per qualità dell'acciaio, spessore delle pareti, progettazione della connessione e standard dimensionale, quindi specificarne uno quando è necessario l'altro è un errore costoso.

ZC Steel Pipe (ZHENCHENG Steel Co., Ltd.) è un produttore cinese di tubolari senza saldatura su ordinazione, che fornisce corpi di aste di perforazione e gruppi saldati ad attrito per classi di impianti HDD e dimensioni geologiche standard. Questa guida illustra i gradi di acciaio, le tabelle delle dimensioni DCDMA e wireline, considerazioni sui giunti degli utensili e sulla fatica e una chiara logica di selezione in modo che ingegneri e team di approvvigionamento ordinino la barra giusta la prima volta.

CONTENUTO

1. HDD vs asta di perforazione geologica: due famiglie

2. Asta di perforazione HDD: specifiche e classi di attrezzature

3. Asta di perforazione geologica: dimensioni DCDMA e wireline

4. Gradi di acciaio e metallurgia

5. Giunti, filettature e fatica degli utensili

6. Guida alla selezione e lunghezza/intervallo

7. Come specificare l'asta di perforazione (lista di controllo PO)

8. Domande frequenti

1. HDD vs asta di perforazione geologica: due famiglie

Entrambi i prodotti sono corde di perforazione tubolari, ma l'intento progettuale diverge. L'asta di perforazione HDD è uno strumento di fatica ad alta resistenza ottimizzato per i carichi di flessione e di tiro dei fori orizzontali sterzati. L'asta di perforazione geologica è un tubo di carotaggio di precisione ottimizzato per fornire un campione di carotaggio intatto con un diametro definito. Sapere quale famiglia stai acquistando decide ogni specifica a valle.

2. Asta di perforazione HDD: specifiche e classi di attrezzature

L'asta di perforazione HDD viene selezionata in base alla classe dell'impianto. I mini-impianti che eseguono piccoli fori sotto i vialetti utilizzano aste leggere e corte; i maxi impianti di perforazione che trasportano condotte di grande diametro sotto i fiumi necessitano di tubi con pareti pesanti e ad alta resa. I diametri esterni vanno da circa 1,66' sui mini-rig fino a 6-3/4' sui maxi-rig, con i produttori che comunemente offrono da 3-1/2' a 7-5/8' per la gamma medio-ampia.

Canna Mini-Rig

Diametro esterno:  1,66' – 2-3/8'

Lunghezza:  5 piedi / 6 piedi

Utilizzo:  Utilità/fori in fibra

Canna di medie dimensioni

Diametro esterno:  2-7/8' – 3-1/2'

Lunghezza:  10 piedi / 15 piedi

Utilizzo:  Attraversamenti stradali/ferroviari

Canna Maxi-Rig

Diametro esterno:  5' – 6-3/4'

Lunghezza:  20 piedi / 30 piedi

Utilizzo:  Attraversamenti di fiumi/condutture

Nota sul campo: la batteria di perforazione è un materiale di consumo e la fatica è il killer.  L'asta dell'HDD raramente si guasta a causa di un singolo sovraccarico. Si rompe a causa della flessione ciclica poiché ciascun giunto ruota attraverso il foro curvo migliaia di volte. Il punto debole è la transizione ribaltata in prossimità della saldatura utensile-giunto, dove cambia la sezione trasversale. Quando confronti i fornitori, chiedi informazioni sulla geometria di run-out sconvolta e sulla rettifica della zona di saldatura, non solo sulla resa del corpo. Una transizione più fluida acquista una vera durata delle corde.

3. Asta di trivellazione geologica: dimensioni DCDMA e wireline

L'asta di perforazione geologica è standardizzata secondo DCDMA, motivo per cui le dimensioni sono intercambiabili tra i produttori di tutto il mondo. Esistono due famiglie: aste convenzionali (AW, BW, NW, HW) e aste di carotaggio wireline (AQ, BQ, NQ, HQ, PQ), in cui il carotiere viene recuperato su un wireline attraverso il foro dell'asta senza far inciampare la corda. La tabella seguente fornisce le dimensioni nominali dell'asta per le dimensioni comuni dei cavi.

Dimensioni nominali dell'asta in base alla pratica della linea metallica DCDMA (ad esempio 30CrMnSiA trafilato a freddo senza saldatura). L'ID esatto, la filettatura e i diametri del nucleo/del foro variano in base alla serie: confermare con l'ordine e la corrispondenza della punta/involucro.

Le aste DCDMA convenzionali (AW, BW, NW, HW) sono fornite con giunti per utensili con filettatura conica o parallela (ad es. AWY, BWY, NWY) e i tubi del rivestimento seguono le serie corrispondenti BW, NW, HW, PW. Le lunghezze delle aste sono generalmente di 1,5 mo 3 m.

Approfondimento ingegneristico: dimensiona dal nucleo, non dall'impianto.  Nella perforazione esplorativa la dimensione di controllo è il  diametro del nucleo  di cui il geologo ha bisogno, che fissa la punta, che fissa la serie di aste. Telescopicare un buco (iniziare PQ, ridurre a HQ, poi NQ in profondità) è una pratica normale per raggiungere la profondità del bersaglio man mano che il buco diventa più stretto. Ordinare la corda dell'asta in base al programma di riduzione pianificato, non solo alla dimensione del collare.

4. Qualità dell'acciaio e metallurgia

La metallurgia delle aste di trivellazione viene scelta per il carico di snervamento più la resistenza alla fatica e all'usura, poiché l'asta viene caricata ciclicamente e abrasa dai detriti e dalle pareti del foro. Le famiglie di qualità differiscono tra i due tipi di prodotto.

I giunti dell'utensile sono comunemente forgiati in lega Cr-Mo 41xx e saldati per attrito al corpo dell'asta. Trattamenti superficiali come la pallinatura o la cromatura dura aggiungono resistenza all'usura.

L'HDD e l'asta di perforazione per giacimenti petroliferi sono regolati dalla  specifica API 5DP  e  ISO 11961 , che definiscono chimica, proprietà meccaniche, dimensioni, test (ultrasonici, idrostatici) e tracciabilità. Per i dettagli relativi al grado e alle dimensioni dei tubi di perforazione del giacimento petrolifero, vedere il nostro Specifiche del tubo di perforazione API 5DP →

5. Giunti, filettature e fatica degli utensili

Il giunto dell'utensile è l'estremità filettata a pareti spesse che collega un'asta a quella successiva. Sugli HDD e sulle aste dei giacimenti petroliferi è generalmente forgiato in lega Cr-Mo e  saldato per attrito  al corpo più sottile dell'asta: una saldatura allo stato solido realizzata senza metallo d'apporto che produce un legame forte e coerente.

Punto critico di progettazione: la coppia di avviamento non è opzionale.  Una coppia eccessiva può rompere il giunto dell'utensile; una coppia insufficiente fa sì che la connessione si allenti e sviti il ​​fondo del pozzo, il che può perdere la corda. Seguire sempre la coppia di serraggio consigliata dal produttore, mantenere le filettature pulite e applicare il composto per filettature corretto prima di ogni connessione. Sui fori degli HDD, una corda divisa in un foro curvo è un incubo per il recupero.

Poiché la fatica si concentra nella transizione di ricalcatura adiacente alla saldatura, il tubo di perforazione premium viene forgiato con una ricalcatura interna estesa e un angolo di run-out poco profondo, quindi levigato in corrispondenza della linea di saldatura sia sul diametro interno che sul diametro esterno per rimuovere gli elementi che aumentano le sollecitazioni. I giunti degli utensili vengono spesso forniti più lunghi della lunghezza API standard per consentire il ritaglio e prolungare la durata. Per i fondamenti della connessione filettata condivisi con OCTG, vedere tipi di connessione per involucro e tubi →

6. Guida alla selezione e lunghezza/intervallo

La selezione è guidata dalla classe dell'applicazione. La sintesi seguente traccia il percorso decisionale comune; il dimensionamento finale deve essere confermato rispetto all'attrezzatura, al piano di foratura e al programma punta/involucro.

Nota sugli appalti: 'Gamma' è un termine relativo a un giacimento petrolifero, non a un HDD.  La gamma API 2 (~9–10 m) e la gamma 3 (~12–13,5 m) descrivono le lunghezze dei tubi di perforazione e dell'involucro del giacimento petrolifero. Le aste HDD sono espresse in piedi per classe di rig (5/6/10/15/20/30 piedi) e le aste geologiche in metri (1,5/3 m). Se un conteggio specifica 'Asta di perforazione gamma 3', conferma se l'acquirente intende un vero tubo rotante API 5DP o semplicemente una lunga asta HDD: il tipo di acciaio e la connessione sono diversi.

7. Come specificare l'asta di perforazione (lista di controllo PO)

Engineering Insight: elementi essenziali del PO per aste di perforazione

• Famiglia di prodotti:  aste di perforazione HDD, aste geologiche/wireline o aste di perforazione API 5DP.

• Dimensioni:  diametro esterno (e serie, ad esempio NQ / 3-1/2') più diametro interno della parete o dell'asta.

• Grado di acciaio:  ad esempio AISI 4140/4145, S-135 o 30CrMnSiA.

• Connessione:  tipo di filettatura (API REG/IF, DCDMA conica/parallela) e coppia di serraggio.

• Giunto utensile:  forgiato + saldato ad attrito; geometria sconvolta; indennità ridotta.

• Lunghezza:  ft (HDD) / m (geologico) / Portata 2 o 3 (giacimento petrolifero).

• Test e certificati:  UT/EMI, idrostatico, EN 10204 3.1/3.2 MTR, tracciabilità.

In qualità di produttore su ordinazione, ZC fornisce corpi barra senza saldatura e assemblaggi saldati ad attrito in base alle vostre dimensioni, qualità e programma di connessione anziché forzare il lavoro nelle dimensioni di stock. Visualizza il Pagina del prodotto aste di perforazione geologica e HDD →  o il nostro gamma di aste di perforazione →

8. Domande frequenti

Qual è la differenza tra l'asta di perforazione HDD e l'asta di perforazione geologica?

L'asta di perforazione HDD è un tubo di perforazione per carichi pesanti utilizzato per installare servizi pubblici e condutture sotto ostacoli, costruito in acciaio legato ad alta resistenza con giunti per utensili forgiati o saldati ad attrito in dimensioni da circa 1,66 ' per mini-impianti fino a 6-3/4' per maxi-impianti. L'asta di perforazione geologica è un'asta di carotaggio a parete più sottile per l'esplorazione mineraria e il lavoro geotecnico, fornita in dimensioni DCDMA standardizzate (AW, BW, NW, HW) e dimensioni wireline (AQ, BQ, NQ, HQ, PQ).

Quale tipo di acciaio viene utilizzato per l'asta di perforazione HDD?

L'asta di perforazione HDD è realizzata prevalentemente con acciai legati ad alta resistenza come AISI 4140, 4145 o 4340. Le aste ad alta resistenza utilizzano gradi equivalenti a S-135 con resa minima superiore a 135.000 psi per una maggiore resistenza alla fatica. L'asta di carotaggio geologico utilizza comunemente 30CrMnSiA o un tubo equivalente in lega senza saldatura trafilato a freddo.

Quali sono le dimensioni standard delle aste di perforazione geologica?

Le aste di perforazione DCDMA convenzionali sono AW, BW, NW e HW con giunti conici. Le aste di carotaggio wireline eseguono AQ, BQ, NQ, HQ e PQ. I diametri esterni tipici delle aste wireline sono circa BQ 55,7 mm, NQ 70 mm, HQ 89 mm e PQ 114,5 mm, con lunghezze delle aste di 1,5 mo 3 m.

Quali standard si applicano alle aste di perforazione HDD e geologiche?

L'HDD e l'asta di perforazione per giacimenti petroliferi seguono la specifica API 5DP e ISO 11961, che regolano la chimica, le proprietà meccaniche, le dimensioni, i test e la tracciabilità. Le barre di carotaggio geologico seguono gli standard dimensionali DCDMA, motivo per cui le dimensioni AW–PQ sono intercambiabili tra i produttori.

Perché le aste di perforazione utilizzano giunti saldati per attrito?

La saldatura ad attrito unisce un giunto dell'utensile filettato spesso al corpo dell'asta più sottile senza metallo d'apporto, producendo un legame forte e resistente alla fatica. La fatica dell'asta di perforazione si concentra nella transizione di ricalco accanto alla saldatura del giunto utensile, quindi una geometria di ricalco uniforme e graduale è fondamentale per la durata di servizio.

Di quale lunghezza sono disponibili le aste HDD e di perforazione geologica?

Le aste HDD sono comunemente 5 piedi o 6 piedi per i mini-rig, 10 piedi o 15 piedi per i rig di medie dimensioni e 20 piedi o 30 piedi per i maxi-rig. Le aste di carotaggio geologico sono tipicamente di 1,5 mo 3 m. Il tubo di perforazione del giacimento petrolifero viene fornito nella gamma API 2 (circa 9–10 m) e nella gamma 3 (circa 12–13,5 m).

Fonte HDD e asta di perforazione geologica da ZC Steel Pipe

ZHENCHENG Steel Co., Ltd. (ZC Steel Pipe) produce corpi di aste di perforazione senza saldatura e assemblaggi saldati ad attrito su ordinazione: aste di perforazione HDD in AISI 4140/4145/4340 e S-135, oltre ad aste geologiche e wireline nelle dimensioni DCDMA AW-HW e AQ-PQ. Progetti realizzati in Africa, Medio Oriente e Sud America, con brevetti indipendenti in connessioni premium e tubolari di qualità speciale.

E-mail: mandy. w@zcsteelpipe.com   | Whatsapp: +86-139-1579-1813

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