ທໍ່ seamless ສໍາລັບໂຄງການ Deepwater: ຄູ່ມືການຄັດເລືອກແລະສະເພາະ

ໃນສະຖາປັດຕະຍະກໍານ້ໍາເລິກ (ຄວາມເລິກ> 1,000m), ການຄັດເລືອກຂອງທໍ່ສາຍແມ່ນຄຸ້ມຄອງໂດຍສອງຮູບແບບຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງການແຂ່ງຂັນ:  ການລົ້ມພາຍນອກ  ແລະ  ຄວາມເຫນື່ອຍລ້າ . ໃນຂະນະທີ່ແຜ່ນຂໍ້ມູນມາດຕະຖານເນັ້ນໃສ່ຊັ້ນ (X65/X70) ແລະຄວາມຫນາຂອງກໍາແພງ, 'ຄວາມຮູ້ຂອງຊົນເຜົ່າ' ທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບ FEED ທີ່ປະສົບຜົນສໍາເລັດແລະການອອກແບບລາຍລະອຽດແມ່ນຢູ່ໃນຄວາມເຂົ້າໃຈຂໍ້ຈໍາກັດການຜະລິດຂອງຂະບວນການທີ່ບໍ່ມີຮອຍຕໍ່ - ໂດຍສະເພາະຄວາມແປກປະຫຼາດແລະປະຫວັດສາດຄວາມຮ້ອນ.

ການຄ້າ 'Seamless': Collapse Resistance vs. Fatigue Life

ໄດເວີວິສະວະກໍາຫຼັກສໍາລັບການເລືອກທໍ່ທີ່ບໍ່ມີຮອຍຕໍ່ຜ່ານທໍ່ UOE (welded) ໃນນ້ໍາເລິກແມ່ນ  ປັດໄຈ Fabrication ($α_{fab}$)  ທີ່ກໍານົດໄວ້ໃນ DNV-ST-F101. ນີ້ມັກຈະເປັນປັດໃຈຕັດສິນໃຈໃນການເພີ່ມປະສິດທິພາບຄວາມຫນາຂອງກໍາແພງ.

ທໍ່ເຊື່ອມທີ່ເຮັດດ້ວຍເຢັນ (UOE/JCO-E) ທົນທຸກຈາກຜົນກະທົບຂອງ Bauschinger—ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມແຮງຂອງຜົນຜະລິດທີ່ເກີດຈາກຂະບວນການຂະຫຍາຍ. DNV-ST-F101 ລົງໂທດອັນນີ້ດ້ວຍ $α_{fab}$ ຂອງ  0.85. ທໍ່ທີ່ບໍ່ມີຮອຍຕໍ່, ເຊິ່ງບໍ່ເຢັນຂະຫຍາຍໄດ້ໃນລະດັບດຽວກັນ, ຮັກສາ $α_{fab}$ ຂອງ  1.00. ໂດຍປົກກະຕິ, ນີ້ຈະຊ່ວຍໃຫ້ມີການເພີ່ມຂຶ້ນ ~ 15% ໃນການຕໍ່ຕ້ານການລົ້ມລົງທີ່ຄິດໄລ່ໂດຍບໍ່ມີການເພີ່ມນ້ໍາຫນັກເຫຼັກ.

Seamless vs LSAW: ການປຽບທຽບດ່ວນ

FACTOR	SEAMLESS PIPE	LSAW WELDED PIPE
ຊ່ວງເສັ້ນຜ່າສູນກາງ	ທີ່ດີທີ່ສຸດສໍາລັບ ≤16 ນິ້ວ	ດີກວ່າສໍາລັບ ≥18 ນິ້ວ
ຄວາມຕ້ານທານຍຸບ (α fab )	1.0 (ປະໂຫຍດ 15%)	0.85 (ຕັດ​ສິນ​ໃຈ​)
ຄວາມ​ສ່ຽງ​ຕໍ່​ຄວາມ​ຜິດ​ພາດ​	ສູງ​ກວ່າ (± 12.5% ​​ຄວາມ​ແຕກ​ຕ່າງ​ຂອງ​ຝາ​)	ຕ່ໍາ (ການຄວບຄຸມທີ່ດີກວ່າ)
ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ (ຕໍ່ໂຕນ)	ສູງກວ່າ, ເພີ່ມຂຶ້ນສູງກວ່າ 16'	ຕ່ໍາສໍາລັບເສັ້ນຜ່າກາງຂະຫນາດໃຫຍ່
ເວລານໍາ	ສັ້ນກວ່າສໍາລັບເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂະຫນາດນ້ອຍ	ດີກວ່າສໍາລັບຄໍາສັ່ງຂະຫນາດໃຫຍ່
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ດີທີ່ສຸດ	SCRs, risers, reel-lay ≤16'	ສາຍ​ການ​ສົ່ງ​ອອກ​, flowlines ຂະ​ຫນາດ​ໃຫຍ່​

Key Takeaway:  ຈຸດຢຸດແມ່ນປົກກະຕິ 16-18 ນິ້ວ OD. ຂ້າງລຸ່ມນີ້, seamless wins ຕ້ານການລົ້ມລົງ. ຂ້າງເທິງນີ້, LSAW ກາຍເປັນປະຫຍັດແລະສາມາດໃຊ້ໄດ້.

ຄໍາຖາມພາກສະຫນາມທົ່ວໄປກ່ຽວກັບທໍ່ seamless ສໍາລັບໂຄງການ Deepwater

ຄວາມແປກປະຫຼາດຂອງທໍ່ທີ່ບໍ່ມີຮອຍຕໍ່ສ້າງເປັນຈັ່ນຈັບຄວາມເມື່ອຍລ້າຂອງ 'Hi-Lo' ໃນ SCRs ແນວໃດ?

ສົ້ນຕີນຂອງ Achilles ຂອງການຜະລິດທີ່ບໍ່ມີຮອຍຕໍ່ (ການເຈາະ mandrel) ແມ່ນການປ່ຽນແປງທີ່ເກີດມາຈາກ helical ໃນຄວາມຫນາຂອງກໍາແພງ, ທີ່ເອີ້ນວ່າ eccentricity. ໃນຂະນະທີ່ ຄວາມຫນາຂອງກໍາແພງ  ສະເລ່ຍ  ອາດຈະຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການ API 5L, ຄວາມຫນາຂອງກໍາແພງທ້ອງຖິ່ນຢູ່ປາຍທໍ່ສາມາດແຕກຕ່າງກັນໂດຍ $ ± 12.5%$ ຫຼືຫຼາຍກວ່ານັ້ນ. ເມື່ອທໍ່ eccentric ສອງທໍ່ຖືກເຊື່ອມຕິດກັນ, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງພາຍໃນມັກຈະບໍ່ສອດຄ່ອງກັນຢ່າງສົມບູນ, ສ້າງຂັ້ນຕອນທີ່ເອີ້ນວ່າ 'Hi-Lo..'

ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກແບບເຄື່ອນໄຫວເຊັ່ນ Steel Catenary Risers (SCRs), Hi-Lo ນີ້ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນປັດໃຈຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຄວາມກົດດັນ (SCF). ຮອຍແຕກຂອງຄວາມເມື່ອຍລ້າ inevitably ລິເລີ່ມຢູ່ໃນຮາກຂອງ girth weld ໃນເຂດຄວາມກົດດັນສູງເຫຼົ່ານີ້. ຄວາມທົນທານ API 5L ມາດຕະຖານບໍ່ພຽງພໍຢູ່ທີ່ນີ້; ວິສະວະກອນຕ້ອງລະບຸ  counterboring  (machining the ID) ຫຼື protocols end-matching ທີ່ເຄັ່ງຄັດເພື່ອຮັກສາ Hi-Lo ຕ່ໍາກວ່າ 0.5mm ສໍາລັບຫ້ອງຮຽນ fatigue ທີ່ສໍາຄັນ.

ເປັນຫຍັງ 'Yield Strength Spread' ຈຶ່ງເປັນຕົວຂ້າທີ່ເຊື່ອງໄວ້ໃນການຕິດຕັ້ງ Reel-Lay?

ທໍ່ທີ່ບໍ່ມີຮອຍຕໍ່ແມ່ນເປັນທີ່ມັກສໍາລັບການຕິດຕັ້ງ reel (ທໍ່ spooling ໃສ່ເຮືອ drum) ສໍາລັບເສັ້ນຜ່າສູນກາງເຖິງ ~ 16 ນິ້ວ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, API 5L ມາດຕະຖານອະນຸຍາດໃຫ້ມີການແຜ່ກະຈາຍຂະຫນາດໃຫຍ່ໃນຄວາມແຮງຂອງຜົນຜະລິດ (YS), ມັກຈະ 150 MPa ຫຼືຫຼາຍກວ່ານັ້ນ (ຕົວຢ່າງ: 450-600 MPa). ຖ້າສ່ວນທໍ່ 'ແຂງແຮງ' ຖືກເຊື່ອມກັບສ່ວນ 'ອ່ອນ', ຂະບວນການລີ້ນຈະບັງຄັບໃຫ້ສາຍຢາງເຂົ້າໄປໃນທໍ່ທີ່ອ່ອນກວ່າ, ເຮັດໃຫ້ເກີດ  ການບວມ  ຫຼືຮອຍຍັບ.

ເພື່ອປ້ອງກັນການນີ້, ຂໍ້ມູນສະເພາະທາງວິຊາການສໍາລັບທໍ່ seamless ຊັ້ນ reel-lay ຕ້ອງຈໍາກັດການແຜ່ກະຈາຍ YS ສູງສຸດຂອງ  100 MPa  ພາຍໃນຄວາມຮ້ອນດຽວຫຼືຫຼາຍ. ນີ້ຮັບປະກັນພຶດຕິກໍາການໂຄ້ງທີ່ເປັນເອກະພາບໃນທົ່ວ spool.

ເປັນຫຍັງ 'Soft Spots' ຈິ່ງເປັນໂໝດຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ສຳຄັນໃນ Sour Service (H2S)?

ສໍາລັບສະພາບແວດລ້ອມການບໍລິການສົ້ມ, ທໍ່ທີ່ບໍ່ມີຮອຍຕໍ່ Quenched & Tempered (Q&T) ແມ່ນມາດຕະຖານ. ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ບໍ່ເຫມືອນກັບທໍ່ເຊື່ອມທີ່ຕໍ່ສູ້ກັບເຂດທີ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຄວາມຮ້ອນທີ່ແຂງ (HAZ), ທໍ່ທີ່ບໍ່ມີຮອຍຕໍ່ສາມາດທົນທຸກຈາກ  ຈຸດອ່ອນໆທີ່ບໍ່ແຂງ . ອັນນີ້ເກີດຂຶ້ນຖ້ານໍ້າບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີ ຫຼືຖ້າທໍ່ນັ້ນຕິດຕໍ່ກັບທໍ່ລະບາຍຄວາມຮ້ອນກ່ອນການຫັນປ່ຽນຢ່າງເຕັມຮູບແບບ.

ຈຸດອ່ອນເຫຼົ່ານີ້ (ມັກຈະ < 18 HRC) ກາຍເປັນສະຖານທີ່ເລີ່ມຕົ້ນສໍາລັບການແຕກແຍກຄວາມຄຽດຂອງຊູນຟິດ (SSC) ພາຍໃຕ້ການໂຫຼດສູງເນື່ອງຈາກຜົນຜະລິດໃນທ້ອງຖິ່ນ. ການທົດສອບຄວາມແຂງມາດຕະຖານ API 5L ຢູ່ປາຍທໍ່ຈະພາດສິ່ງນີ້. ຂໍ້ມູນຈໍາເພາະທີ່ເຂັ້ມແຂງຈະຕ້ອງມີການກວດສອບຄວາມແຂງຂອງຮ່າງກາຍຢ່າງເຕັມທີ່ຫຼືສະຖິຕິການເກັບຕົວຢ່າງກາງຮ່າງກາຍ.

ວິທີແກ້ໄຂວິສະວະກໍາສໍາລັບການເລືອກທໍ່ Deepwater Seamless

ການເລືອກທໍ່ seamless ທີ່ຖືກຕ້ອງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການດຸ່ນດ່ຽງປັດໄຈການຜະລິດ DNV ຕໍ່ກັບຄວາມເປັນຈິງ geometric ຂອງຂະບວນການຜະລິດ. ສໍາລັບໂຄງການນ້ໍາເລິກ, ການຈັດຊື້ຈາກໂຮງງານທີ່ມີ furnaces hearth rotary ກ້າວຫນ້າທາງດ້ານແລະການຄວບຄຸມ mandrel ຊັດເຈນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນ eccentricity.

ເມື່ອກໍານົດວັດສະດຸສໍາລັບລະບົບທໍ່ໃຕ້ທະເລທີ່ມີຄວາມກົດດັນສູງຕໍ່ໄປຂອງທ່ານຫຼື riser, ພິຈາລະນາປະເພດຜະລິດຕະພັນທີ່ມີວິສະວະກໍາຕໍ່ໄປນີ້:

• ທໍ່ນ້ໍາເລິກປະຖົມ:  ສໍາລັບສາຍ HPHT flowlines ແລະ risers ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຕໍ່ຕ້ານການລົ້ມສູງແລະການຄວບຄຸມ eccentricity ທີ່ເຄັ່ງຄັດ, ການທົບທວນຄືນ ທາງເລືອກ ທໍ່ເສັ້ນ seamless  ສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການເພີ່ມເຕີມ DNV-ST-F101.

• ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ Downhole:  ສໍາລັບການກໍ່ສ້າງນ້ໍາເລິກທີ່ມີຄວາມກົດດັນລະເບີດແມ່ນສໍາຄັນ, ອ້າງອີງເຖິງຊັ້ນສູງ Casing & Tubing.

• ການເຊື່ອມຕໍ່ Riser:  ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເມື່ອຍລ້າໃນໄລຍະ threaded, ນໍາໃຊ້ທີ່ມີຄຸນວຸດທິ. ການເຊື່ອມຕໍ່ພຣີມຽມ  ທີ່ອອກແບບມາສໍາລັບການຜະນຶກແກັດແຫນ້ນພາຍໃຕ້ການໂຫຼດໂຄ້ງ.

• ທາງເລືອກນ້ໍາຕື້ນ:  ສໍາລັບເສັ້ນສົ່ງອອກທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ການລົ້ມລົງແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນຫນ້ອຍ, ທໍ່ເສັ້ນເຊື່ອມ (LSAW/SAW)  ອາດຈະສະຫນອງການແກ້ໄຂທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫຼາຍຂຶ້ນກັບຄວາມທົນທານທາງດ້ານເລຂາຄະນິດທີ່ເຄັ່ງຄັດ.

ຄຳຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ (FAQ)

Hi-Lo ສູງສຸດທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ສໍາລັບການເຊື່ອມໂລຫະຄວາມເຫນື່ອຍລ້າໃນນ້ໍາເລິກແມ່ນຫຍັງ?

ໃນຂະນະທີ່ DNV-ST-F101 ເອກະສານຊ້ອນທ້າຍ D ໂດຍປົກກະຕິຈະຈໍາກັດ Hi-Lo ໃຫ້ < 3 ມມສໍາລັບການເຮັດວຽກທົ່ວໄປ, ອັນນີ້ແມ່ນບໍ່ສາມາດຍອມຮັບໄດ້ສໍາລັບ risers ທີ່ອ່ອນໄຫວ. ເປົ້າໝາຍສໍາລັບການເຊື່ອມໂລຫະ SCR girth ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນ  < 0.5 ມມ  (ແລະມັກຈະ < 0.25 ມມ ສໍາລັບຫ້ອງຮຽນ fatigue ຮ້າຍແຮງ). ຄວາມທົນທານນີ້ບໍ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍການຜະລິດທໍ່ seamless ມາດຕະຖານຢ່າງດຽວ; ມັນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຕ້ານການຫຼືການຈັດລຽງໃນຕອນທ້າຍຂອງ laser.

DNV Fabrication Factor ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການອອກແບບຄວາມຫນາຂອງຝາແນວໃດ?

ປັດໄຈ Fabrication ($α_{fab}$) ໂດຍກົງດັດແປງຄວາມຕ້ານທານລັກສະນະໃນສູດຄວາມກົດດັນຂອງການລົ້ນ. ການນໍາໃຊ້ທໍ່ seamless ($α_{fab} = 1.0$) ທຽບກັບ UOE welded ທໍ່ ($α_{fab} = 0.85$) ປະສິດທິຜົນຊ່ວຍໃຫ້ຄວາມຫນາຂອງຝາບາງກວ່າເພື່ອຕ້ານກັບຄວາມກົດດັນ hydrostatic ດຽວກັນ. ອັນນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມດັນທັງໝົດຂອງເຫຼັກກ້າ ແລະຄວາມຕ້ອງການຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງເຮືອ.

ເປັນຫຍັງການແຍກເສັ້ນສູນກາງຈຶ່ງມີຄວາມສ່ຽງໃນທໍ່ທີ່ບໍ່ມີຮອຍຕໍ່ຊັ້ນສູງ?

ການແຍກເສັ້ນສູນກາງເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການຫລໍ່ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງແຜ່ນເຫຼັກ. ສິ່ງເປິເປື້ອນເຊັ່ນ: ແມນການີສຊູເຟດ (MnS) ແລະ ຟອສຟໍຣັສ ເຄື່ອນຍ້າຍໄປສູ່ຈຸດໃຈກາງຂອງດອກໄມ້ທີ່ແຂງຕົວ. ໃນຊັ້ນຮຽນທີສູງກວ່າ (X65/X70), ອັນນີ້ສ້າງແຖບແຂງ, ​​ບວມຢູ່ກາງຝາຂອງທໍ່ສຸດທ້າຍ. ໃນການບໍລິການສົ້ມ, hydrogen ປະລໍາມະນູສະສົມຢູ່ໃນແຖບນີ້, ນໍາໄປສູ່ການແຕກຫັກຂອງ Hydrogen Induced (HIC) ຫຼື cracking stepwise.

ທໍ່ seamless ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການຕິດຕັ້ງ reel-lay ໂດຍບໍ່ມີການດັດແປງ?

ບໍ່ຄ່ອຍ. ມາດຕະຖານ 'off-the-shelf' API 5L ທໍ່ seamless ມີຄວາມສ່ຽງສູງສໍາລັບການວາງ reel ເນື່ອງຈາກຄວາມແຕກຕ່າງກັນຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນຜະລິດ. reeling ສົບຜົນສໍາເລັດຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຂໍ້ກໍາຫນົດເພີ່ມເຕີມຈໍາກັດການແຜ່ກະຈາຍຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນຜະລິດ (ເຊັ່ນ: ສູງສຸດ YS - ຕ່ໍາ YS < 100 MPa) ແລະຮັບປະກັນຄວາມຫນາຂອງຝາຕໍາ່ສຸດທີ່ເກີນມາດຕະຖານ API ທົນທານຕໍ່ລົບເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ wrinkling.