掘削パイプの仕様: グレード、サイズ、API 5DP 規格
ビュー: 0 著者: サイト編集者 公開時刻: 2026-03-14 起源: サイト
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ドリルパイプは、回転掘削作業におけるドリルストリングの主要な構造コンポーネントであり、流体を伝導するコンポーネントです。 API 仕様 5DP に従って製造されており、同時にトルクを伝達し、軸方向の荷重 (引張と圧縮) を担持し、高圧下で掘削流体を伝導する必要があります。多くの場合、荷重が極度で破損の結果が深刻な偏向井や深井戸で使用されます。
このリファレンスには、API 5DP ドリルパイプの完全な技術仕様が記載されています。グレード分類、標準外径サイズと肉厚、フィートあたりの重量、ツールジョイントの寸法、範囲の長さ、グレードと重量クラスの決定を管理する選択基準です。 ZC Steel Pipe は API 5DP に準拠したドリルパイプをあらゆる標準グレードとサイズで製造しており、アフリカ、中東、南米への輸出経験があります。
コンテンツ
ドリルパイプとは何ですか?定義と機能
API 5DP グレード分類
標準外径サイズと肉厚
1フィートあたりのドリルパイプ重量
ツールジョイント仕様
範囲の長さ
重量ドリルパイプ (HWDP)
グレード選択ガイド
よくある質問
1. ドリルパイプとは何ですか?定義と機能
ドリル パイプは、ドリル ストリングの本体、つまりサーフェス リグ機器を坑井の底のドリル ビットに接続する回転アセンブリを形成します。ドリルパイプの各ジョイントは、ツールジョイントが摩擦溶接されるアプセットエンド（肉厚部分）を備えたチューブ本体で構成されています。ツールジョイント (一方の端がピン、もう一方の端がボックス) はねじ接続を提供し、トリッピング操作中にストリングを組み立てたり分解したりできるようにします。
API 5DP — ドリルパイプの仕様 API 仕様 5DP は、石油およびガスの掘削で使用されるドリルパイプの管理規格です。材料グレード、機械的特性 (降伏強さ、引張強さ、硬度)、寸法要件 (外径公差、肉厚、本体の真直度)、および検査基準を網羅しています。この規格は米国石油協会によって維持されており、ドリルパイプ調達の基本品質要件として世界的に認められています。
穴あけ中、ドリルストリングは 4 つの機能を同時に実行します。回転トルクを表面からドリルビットに伝達します。坑井内に吊り下げられた弦全体の引張荷重を支えます。掘削流体をドリルパイプの穴を通して下方に導き、ビットを冷却し、切りくずを地表に戻します。また、指向性井戸では、傾斜を構築するために必要なビット上の重量荷重を伝達します。これらの機能にはそれぞれ異なる機械的要求が課せられるため、グレードの選択が重要です。
フィールド ノート — ドリル ストリングのアーキテクチャ 標準的なドリル パイプは、ドリル ビットの真上では使用されません。底穴アセンブリ (BHA) は、移行ゾーンとしてドリル カラーと重量ドリル パイプ (HWDP) を使用して、ビットに重量を与え、重要な移行点での疲労を軽減します。標準のドリル パイプは HWDP の上にあります。新しい坑井プログラムのドリル パイプを指定するエンジニアは、メイン ストリングのサイズを決定する前に、まず HWDP 移行ゾーンの寸法を決定する必要があります。
2. API 5DP グレード分類
API 5DP では 4 つの標準ドリル パイプ グレードが定義されており、それぞれが最小降伏強さ、引張強さ、および硬度によって区別されます。グレードの選択は、過酷な使用環境における引張耐力、ねじり強度、および水素誘起応力亀裂 (HISC) に対する耐性を制御する主要な手段です。
グレード
最小降伏強度 (psi)
最大。降伏強度 (psi)
最小引張強さ (psi)
最大。硬度 (HRC)
代表的な用途
E75
75,000
105,000
100,000
—
浅いウェルから中程度のウェル、H₂S 暴露量が低い
X95
95,000
125,000
105,000
—
中深さの井戸、中程度のトルク要件
G105
105,000
135,000
115,000
—
深井戸、高トルク方向掘削
S135
135,000
165,000
145,000
—
超深度、広範囲にわたる HPHT 井戸
重要なエンジニアリング ポイント — サワー サービス (H₂S) の制限 高強度グレード (G105 および S135) は、硫化水素 (H₂S) を含む環境では硫化物応力亀裂 (SSC) を起こしやすくなります。坑井の状態が NACE MR0175 / ISO 15156 に基づく酸性サービスへの準拠を必要とする場合、通常、グレード E75 が最大許容グレードとなります。 SSC 認定材料を使用せずに H2S 含有ウェルで G105 または S135 を指定することは、既知の故障モードです。グレードを指定する前に、必ずサワーサービスの適用性を掘削エンジニアに確認してください。
グレード識別マーク
API 5DP では、ドリルパイプのチューブ本体に、メーカーの名前またはマーク、API モノグラム (ライセンスがある場合)、グレードの指定、熱/ロット番号、およびサイズ (外径 × 肉厚) をステンシルマークする必要があります。ツールジョイントには、外径、穴、接続タイプが個別にマークされています。これらのマーキングは現場識別の主な手段です。パイプを穴に通す前に、受け取り時にマーキングを確認してください。
3. 標準外径サイズと肉厚
API 5DP は、2-3/8 インチから 6-5/8 インチまでの公称外径サイズのドリルパイプをカバーします。各外径に対して 1 つ以上の公称壁厚が指定され、異なる重量クラスが生成されます。以下の表は、商業掘削作業で最も広く使用されているサイズと重量の組み合わせを示しています。
公称外径 (インチ)
外径許容差
公称壁厚 (インチ)
重量クラス
ID (おおよそ、インチ)
断面積 (平方インチ)
2-3/8
+0.031 / −0.031
0.280
標準
1.815
1.812
2-7/8
+0.031 / −0.031
0.362
標準
2.151
2.858
3-1/2
+0.031 / −0.031
0.368
標準
2.764
3.621
4
+0.031 / −0.031
0.330
標準
3.340
3.805
4-1/2
+0.031 / −0.031
0.337
標準
3.826
4.407
5
+0.031 / −0.031
0.362
標準
4.276
5.275
5-1/2
+0.031 / −0.031
0.415
標準
4.670
6.630
5-7/8
+0.031 / −0.031
0.500
標準
4.875
8.449
6-5/8
+0.047 / −0.047
0.500
標準
5.625
9.598
Engineering Insight — 外径の選択と油圧 ドリルパイプの外径の選択は、ケーシング プログラム (パイプは前のケーシング ストリングを通過する必要があります) と油圧 (切粉を持ち上げるのに十分な環速度でなければなりません) の両方によって制約されます。特定のケーシング ID の場合、ドリルパイプの外径が大きくなると、ねじれおよび引張能力が向上しますが、環状クリアランスは減少します。ほとんどの深海プログラムでは、水圧性能と機械的強度のバランスをとるために、メインストリングに 5 インチまたは 5-1/2 インチのドリルパイプを使用します。
4. フィートあたりのドリルパイプ重量
ドリルパイプ重量は、公称重量ポンド/フィート (lb/ft) で表され、フック荷重の計算、浮力の計算、および座屈解析の重要な入力となります。公称重量には、チューブ本体の重量に、アプセットエンドとツールジョイントの許容値を加えた、ジョイントの長さ全体の平均値が含まれます。
公称外径 (インチ)
公称壁 (インチ)
重量 (ポンド/フィート)
プレーンエンド重量 (ポンド/フィート)
公称ジョイントの長さ (フィート)
約。ジョイント重量 (ポンド)
2-3/8
0.280
6.65
6.26
30
~200
2-7/8
0.362
10.40
9.72
30
～312
3-1/2
0.368
13.30
12.31
30
~399
4
0.330
14.00
12.93
30
～420
4-1/2
0.337
16.60
15.00
30
~498
5
0.362
19.50
17.93
30
~585
5-1/2
0.415
24.70
22.54
30
～741
6-5/8
0.500
33.93
31.03
30
~1,018
調達メモ — 重量の計算 リグの能力評価のためにドリルストリングの総重量を計算する場合、チューブ本体の公称重量 (プレーンエンド重量ではない) を使用し、実際のツールジョイント重量を別途追加します。ツールジョイントの重量は、直径が小さいパイプでは総ジョイント重量の 10 ～ 20% に相当する場合があります。 「調整された重量」を引用するベンダーは、ツール ジョイントの寄与を異なる方法で含める可能性があります。フック荷重モデルに読み込む前に必ず根拠を確認してください。
5. ツールジョイント仕様
ツール ジョイントは、ドリル パイプ ジョイントの両端にあるねじ接続要素です。ピン（おねじ）は下端にあります。ボックス（めねじ）が上端にあります。ツールジョイントは高合金鋼 (通常は AISI 4145H 改良) から個別に製造され、アプセット チューブの端に摩擦溶接されます。パイプの耐用年数にわたって繰り返されるメイクアップとブレークアウトのサイクルに耐えるため、パイプ本体よりも硬くて強力でなければなりません。
ツールジョイントの外径と内径
ツールジョイントの外径は、適切なねじり強度を提供するのに十分な大きさである必要がありますが、ケーシングストリングを通過し、環内に過度の等価循環密度 (ECD) 制限を生じさせないように十分に小さい必要があります。ツールジョイントの ID は、過度の圧力降下がなく、目標流量に対して十分である必要があります。
パイプ外径 (インチ)
代表的な TJ OD (インチ)
代表的な TJ ID (インチ)
共通接続タイプ
TJ OD/パイプ OD 比
2-3/8
3-1/2
1-3/8
NC26
1.47
2-7/8
3-3/4
1-3/4
NC31
1.30
3-1/2
4-3/4
2-1/4
NC38
1.36
4
5-1/4
2-9/16
NC40 / NC46
1.31
4-1/2
6-1/4
3
NC46 / NC50
1.39
5
6-5/8
3-1/4
NC50
1.33
5-1/2
7-1/4
3-1/2
5-1/2 FH
1.32
6-5/8
8-1/4
4
6-5/8 FH
1.24
ツールジョイントのねじ山プロファイル
ドリル パイプ ツール ジョイントの主なねじプロファイルは、API ロータリー ショルダー コネクション (RSC)、特にナンバード コネクション (NC) シリーズです。 NC 接続は、ピンねじのピッチ直径 (10 分の 1 インチ) にほぼ等しい 2 桁の数字で識別されます。フルホール (FH) 接続は、最大の内径が必要な大きな外径パイプで使用されます。プレミアム非 API 接続 (Grant Prideco XT、TenarisHydril Blue など) は、高性能アプリケーション向けに強化されたトルク容量を提供しますが、接続メーカーからのライセンスが必要です。
6. 範囲の長さ
API は、ドリル パイプの 3 つの範囲の長さカテゴリを定義します。範囲の選択は、トリップ速度 (ジョイントが長い = 接続の作成/切断が少なくなる)、デリック内のスタンドバック高さの要件、およびパイプ処理装置の仕様に影響します。
レンジ1(R1)
長さ:
18 – 22 フィート (5.5 – 6.7 メートル)
一般的な用途:
浅い井戸、コイル状チューブの操作、改修
注:
最新の回転掘削ではほとんど使用されません。
レンジ2(R2)
長さ:
27 – 30 フィート (8.2 – 9.1 m)
一般的な用途:
標準的な陸上および海上のロータリー掘削
注:
業界のデフォルト。ドリルパイプ出荷の95%以上
レンジ3(R3)
長さ:
38 – 45 フィート (11.6 – 13.7 メートル)
一般的な用途:
深海井戸、長距離井戸、超深井戸
注:
背の高いデリックとダブル/トリプルスタンドラックが必要です
Engineering Insight — レンジ 3 のトリップ時間の節約 30 フィートのレンジ 2 ジョイントを使用する 20,000 フィートの坑井では、穴からトリップする接続が約 667 箇所あります。 Range 3 ジョイント (平均 42 フィート) を備えた同じウェルでは、必要な接続数はわずか約 476 であり、ほぼ 30% 削減されます。 1 回の接続あたり 3 ～ 5 分とすると、1 回の旅行で 3 ～ 6 時間節約できることになります。リグの 1 日料金が 50 万ドルを超える深海での運用では、より高いデリック高さの要件にもかかわらず、レンジ 3 の採用には明確な経済的正当性があります。
7. 重量ドリルパイプ (HWDP)
ヘビーウェイト ドリル パイプ (HWDP) は、BHA の下部にあるドリル カラーとその上の標準ドリル パイプ ストリングの間の移行ゾーンを占めます。見た目は標準のドリル パイプと似ていますが、壁が大幅に厚く、チューブ本体の中央に中央アプセット (摩耗パッド) があり、ツール ジョイントの直径が大きくなっています。その主な機能は、剛性のドリル カラー セクションからより柔軟な標準ドリル パイプへの移行時に発生する疲労破壊を軽減することです。
公称外径 (インチ)
壁の厚さ (インチ)
公称重量 (ポンド/フィート)
内径 (インチ)
ジョイント長さ (フィート)
約。ジョイント重量 (ポンド)
3-1/2
0.615
25.3
2.25
30
~759
4
0.670
30.0
2.56
30
~900
4-1/2
0.750
41.0
3.00
30
～1,230
5
0.750
49.3
3.50
30
~1,479
5-1/2
0.750
55.0
4.00
30
～1,650
フィールド ノート — HWDP ストリングの長さ 業界の経験則では、ドリル カラーの上に最小 30 ～ 40 ジョイント (約 900 ～ 1,200 フィート) の HWDP セクションが必要です。ドッグレッグ強度の高い指向性井戸では、遷移ゾーンを周期的曲げ疲労から保護するために、より長い HWDP セクションが使用されます。 HWDP の長さを過少に指定すると、BHA の上部でドリル ストリングが疲労して破損する一般的な原因になります。
8. グレード選択ガイド
グレードの選択には、引張強度、ねじり強度、耐疲労性、耐酸性とコストのバランスが含まれます。次のマトリックスは、各 API 5DP グレードの主な選択要因をまとめたものです。
選択係数
E75
X95
G105
S135
浅い井戸 (<8,000 フィート)
好ましい
許容できる
オーバースペック
オーバースペック
中型井戸 (8,000 ～ 15,000 フィート)
限界
好ましい
許容できる
オーバースペック
深井戸 (>15,000 フィート)
不十分
限界
好ましい
好ましい
拡張範囲 / ERD 井戸
不十分
限界
許容できる
好ましい
サワーサービス（H₂Sプレゼント）
資格のある
NACE を検証する
推奨されません
推奨されません
HPHTウェル
不十分
不十分
限界
好ましい
コスト重視
最低コスト
低～中程度
適度
最高コスト
エンジニアリングの重要なポイント — コスト削減のために過小仕様にしないでください 初期費用を削減するために低グレードを選択することは、ドリルパイプの購入において最も重大な調達ミスの 1 つです。グレード E75 ストリングが水深 15,000 フィートの井戸の深さで故障すると、当初の注文時の E75 と X95 のコスト差よりも、漁業作業、潜在的な寄り道、リグ時間のコストが桁違いに高くなります。日常的な浅い深さを超える坑井では、資格のある掘削エンジニアによる機械的な寸法計算を必ずグレードの選択に先立って行う必要があります。
9. よくある質問
API 5DP に基づく掘削パイプの標準グレードは何ですか?
API 5DP では、4 つの標準ドリル パイプ グレード、E75 (最小降伏量 75,000 psi)、X95 (最小降伏量 95,000 psi)、G105 (最小降伏量 105,000 psi)、および S135 (最小降伏量 135,000 psi) を指定しています。グレードの選択は、坑井の深さ、方向の複雑さ、必要なねじりおよび引張耐力によって決まります。 S135 は市販されている最高の標準グレードであり、要求の厳しい長距離および HPHT アプリケーションに使用されます。
API ドリルパイプにはどのような外径サイズが利用可能ですか?
標準 API 5DP ドリルパイプの外径サイズは 2-3/8 インチから 6-5/8 インチまでです。石油およびガスの掘削で最も一般的に使用されるサイズは、3-1/2 インチ、4 インチ、4-1/2 インチ、および 5 インチです。 5-1/2 インチや 5-7/8 インチなどの大きなサイズは、より大きなボアが必要な高流量または高トルクの用途向けに指定されています。
ドリルパイプの範囲の長さの違いは何ですか?
API は、レンジ 1 (18 ～ 22 フィート)、レンジ 2 (27 ～ 30 フィート)、およびレンジ 3 (38 ～ 45 フィート) の 3 つのレンジ長を定義します。範囲 2 は、大部分の回転掘削作業の業界標準です。範囲 3 は深海井戸および超深井戸に指定されており、トリップあたりの接続数が少なくなり、非生産的なリグ時間が大幅に削減されます。
ドリルパイプにはどのような肉厚分類がありますか?
標準ドリルパイプは、サイズに応じて、0.280 インチ (2-3/8 OD) から 0.500 インチ (5-7/8 および 6-5/8 OD) の範囲の公称肉厚を使用します。ヘビーウェイト ドリル パイプ (HWDP) は、非常に厚い壁 (同じ外径範囲で通常 0.615 ～ 0.750 インチ) を使用し、中央の摩耗パッドと大きなツール ジョイントを備えています。 HWDP は、疲労破壊を軽減するために、ドリル カラーの上の移行ゾーンに指定されています。
ドリルパイプとドリルパイプは同じですか?
はい。「ドリリング パイプ」と「ドリル パイプ」は業界全体で同じ意味で使用されます。どちらの用語も、回転掘削作業においてドリルストリングの本体を形成する中空鋼管ジョイントを指します。公式 API 標準のタイトルは「ドリルパイプの仕様」(API 5DP) です。 「掘削パイプ」という用語は、英語以外の市場や翻訳された調達文書でよく使用されます。
ドリルパイプの仕様と価格をリクエストする
ZC Steel Pipe は、すべての標準グレード (E75、X95、G105、S135) と外径サイズの API 5DP ドリル パイプを製造しており、レンジ 2 とレンジ 3 も利用可能です。中国の海安市に拠点を置く受注生産メーカーとして、当社はアフリカ、中東、南米の掘削請負業者や油井管バイヤーにサービスを提供しています。
油井プログラムの要件 (グレード、外径、肉厚、レンジの長さ、数量、納入先) をお知らせいただければ、当社の技術チームが仕様書と競合見積書を提出します。
マンディ。 w@zcsteelpipe.com |ワッツアップ: +86-139-1579-1813
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