Stalen mantelbuizen vormen de structurele ruggengraat van elke olie- en gasbron. Het loopt in opeenvolgende reeksen van oppervlak tot doeldiepte, bekleedt het geboorde boorgat, isoleert geologische formaties, regelt de druk in het boorgat en levert de afgedichte leiding die nodig is voor veilige productie. Zonder dit is de integriteit van de boorput – en het hele voltooiingsprogramma – onmogelijk.
Deze technische referentie omvat het volledige API 5CT-specificatie van mantelbuizen : klasseclassificaties en mechanische eigenschappen, buitendiameters en wanddiktebereiken, gewicht per voet, standaard- en premiumverbindingsopties, en de selectiecriteria die bepalen welke kwaliteit geschikt is voor een bepaalde putomgeving. ZC Steel Pipe produceert API 5CT-behuizingen in de kwaliteiten N80, L80, P110, C110 en Q125, met onafhankelijke patenten op het gebied van premiumverbindingen en exportervaring in het Midden-Oosten, Afrika en Zuid-Amerika.
INHOUD
Wat is stalen behuizingspijp?
Architectuur van behuizingsstrings
API 5CT-kwaliteitspecificaties
Standaard buitendiameters en wanddiktes
Gewicht behuizing per voet
Verbindingstypen
Behuizing van chroomlegering voor corrosieve omgevingen
Gids voor cijferkeuze
Veelgestelde vragen
1. Wat is een stalen behuizing?
Stalen mantelbuis is een naadloze dikwandige of ERW-stalen buis met een grote diameter en wordt op zijn plaats gecementeerd in een geboord boorgat. Nadat elke sectie van een put is geboord, wordt een boorkolom naar de bodem van die sectie neergelaten en wordt cement omhoog gepompt in de ringvormige ruimte tussen de buitendiameter van de boorbuis en de formatiewand. Het cement zet zich uit en creëert een hydraulische afdichting, waardoor de behuizing permanent op zijn plaats wordt bevestigd en de formaties erachter worden geïsoleerd.
API 5CT — SPECIFICATIE VOOR BEHUIZING EN BUIZEN API-specificatie 5CT is de geldende norm voor behuizing en buizen die worden gebruikt in de constructie van olie- en gasputten. Het behandelt materiaalkwaliteiten, chemische samenstelling, mechanische eigenschappen (vloeigrens, treksterkte, hardheidslimieten), maattoleranties, specificaties voor draadvorm en testvereisten. API 5CT is de internationaal erkende basislijn voor de aanschaf van behuizingen en wordt vereist door de meeste nationale regelgevende instanties en normen van werkmaatschappijen.
Behuizing heeft vier primaire technische functies: ondersteuning van boorputten (voorkomen van instorting van onstabiele formaties), zonale isolatie (afsluiten van zoetwateraquifers, zones met verloren circulatie en niet-productieve formaties van het productieve interval), drukbeheersing (het verschaffen van het drukvat waardoor productievloeistoffen naar de oppervlakte worden gebracht) en voltooiingsondersteuning (die dient als anker voor het perforeren van kanonnen, packers, buishangers en putmondapparatuur). Bekijk het assortiment van ZC behuizing koppelingen.
2. Architectuur van behuizingsstrings
Een typische put maakt gebruik van meerdere verbuizingsreeksen, elk gecementeerd in de vorige, waardoor een telescopische structuur ontstaat van oppervlak tot totale diepte. Elke snaar is ontworpen voor de specifieke druk-, formatie- en belastingsomstandigheden die zich op dat diepte-interval voordoen.
Geleiderbehuizing
Typische buitendiameter:
18-5/8 – 20 inch
Diepte:
50-300 ft
Doel:
Ondersteuning van oppervlaktegaten, retourneert de boorvloeistof
Typische kwaliteit:
K55, J55
Oppervlaktebehuizing
Typische buitendiameter:
13-3/8 – 16 inch
Diepte:
500-4.000 voet
Doel:
Zoetwaterbescherming, BOP-ondersteuning
Typische kwaliteit:
K55, J55, N80
Tussenbehuizing
Typische buitendiameter:
9-5/8 – 10-3/4 inch
Diepte:
3.000–12.000 voet
Doel:
Overdrukisolatie, controle van verloren circulatie
Typische kwaliteit:
N80, L80, P110
Productie behuizing
Typische buitendiameter:
4-1/2 – 7 inch
Diepte:
TD (totale diepte)
Doel:
voltooiingsleiding, reservoirisolatie
Typische kwaliteit:
L80, P110, Q125, C110
Veldnota — Ontwerp van het behuizingsprogramma Het behuizingsprogramma wordt tijdens de putplanning ingesteld op basis van de poriëndruk en het breukgradiëntprofiel van de put. Het aantal vereiste verbuizingsreeksen wordt bepaald door het aantal benodigde drukbarrières – doorgaans één reeks per grote formatie-overgang. Voor diepe hogedrukbronnen in de Golf van Mexico of het Midden-Oosten zijn mogelijk vijf of zes snaren nodig; een eenvoudige ondiepe put in Afrika heeft er misschien maar twee of drie nodig. Dit is rechtstreeks van invloed op het vereiste tonnage van de behuizing en moet duidelijk worden vastgelegd in elke aanbestedingsbespreking voordat de maat van de buisdiameter en -kwaliteit wordt bepaald.
3. API 5CT-klassespecificaties
API 5CT verdeelt de kwaliteit van de behuizing in vier productspecificatieniveaus (PSL-1 en PSL-2) en definieert de mechanische en chemische vereisten voor elke kwaliteit. De kwaliteiten die het meest relevant zijn voor tussen- en productieomhulsels – de toepassingen waarbij de keuze van de kwaliteit technisch van cruciaal belang is – worden hieronder gedetailleerd beschreven. Zie ook onze speciale handleidingen over API 5CT N80-behuizing en T95 mantelbuis.
| Rang |
Min. Opbrengst (psi) |
Max. Opbrengst (psi) |
Min. Treksterkte (psi) |
Max. Hardheid (HRC) |
Zure service |
PSL |
| N80Type 1 |
80.000 |
110.000 |
100.000 |
— |
Nee |
1 & 2 |
| N80Q |
80.000 |
110.000 |
100.000 |
— |
Nee |
1 & 2 |
| L80 |
80.000 |
95.000 |
95.000 |
23 |
Ja (SSC) |
1 & 2 |
| L80-9Cr |
80.000 |
95.000 |
95.000 |
23 |
Ja + CO₂ |
1 & 2 |
| L80-13Cr |
80.000 |
95.000 |
95.000 |
23 |
Beperkte H₂S |
1 & 2 |
| C90 |
90.000 |
105.000 |
100.000 |
25.4 |
Ja (SSC) |
1 & 2 |
| C95 |
95.000 |
110.000 |
105.000 |
— |
Nee |
Slechts 1 |
| T95 |
95.000 |
110.000 |
105.000 |
25.4 |
Ja (SSC) |
1 & 2 |
| P110 |
110.000 |
140.000 |
125.000 |
— |
Nee |
1 & 2 |
| C110 |
110.000 |
130.000 |
120.000 |
30 |
Ja (SSC) |
1 & 2 |
| Q125 |
125.000 |
150.000 |
135.000 |
— |
Nee |
Slechts 1 |
Kritiek technisch punt – P110 is niet zuurgekwalificeerd P110 is wereldwijd de meest gebruikte kwaliteit voor productieomhulsels, maar kent geen hardheidsbeperking en is niet gekwalificeerd voor zuurgebruik (blootstelling aan H₂S) onder NACE MR0175 / ISO 15156. In putten waar geproduceerde vloeistoffen H₂S bevatten, vormt P110 een risico op sulfidespanningsscheuren (SSC). De juiste zuurservice-alternatieven bij een opbrengstniveau van 110 ksi zijn C110 (hardheidsgecontroleerd) of Q125 wordt ook niet aanbevolen voor zure service. Bevestig de partiële H₂S-druk bij uw reservoiringenieur voordat u P110 selecteert voor putten met zure zones.
4. Standaard buitendiameters en wanddiktes
API 5CT-behuizing dekt een breed buitendiameterbereik van 4-1/2 inch tot 20 inch. Elke OD is verkrijgbaar in meerdere wanddiktes, waardoor verschillende nominale gewichtsklassen ontstaan. De keuze van de wanddikte wordt bepaald door de weerstand tegen instorten (externe druk tijdens het cementeren), barstweerstand (interne druk van boorvloeistoffen) en trekbelasting (het gewicht van de draad onder de hanger).
| Nominale buitendiameter (inch) |
Buitendiametertolerantie |
Wanddiktebereik (inch) |
Typisch stringgebruik |
Driftdiameterreferentie |
| 4-1/2 |
±0,75% |
0,205 – 0,337 |
Productie |
3,965 – 3,813 inch (varieert per gewicht) |
| 5 |
±0,75% |
0,220 – 0,362 |
Productie |
4,560 – 4,276 inch |
| 5-1/2 |
±0,75% |
0,244 – 0,415 |
Productie / Gemiddeld |
5,012 – 4,670 inch |
| 7 |
±0,75% |
0,272 – 0,540 |
Productie / Gemiddeld |
6,456 – 5,920 inch |
| 7-5/8 |
±0,75% |
0,300 – 0,595 |
Tussenliggend |
7,025 – 6,435 inch |
| 8-5/8 |
±0,75% |
0,304 – 0,595 |
Tussenliggend |
8,017 – 7,435 inch |
| 9-5/8 |
±0,75% |
0,312 – 0,608 |
Gemiddeld / Oppervlakte |
9,001 – 8,409 inch |
| 10-3/4 |
±0,75% |
0,350 – 0,797 |
Gemiddeld / Oppervlakte |
10,050 – 9,156 inch |
| 13-3/8 |
±0,75% |
0,380 – 0,514 |
Oppervlak |
12,615 – 12,347 inch |
| 16 |
±0,75% |
0,438 – 0,656 |
Oppervlakte / geleider |
15,124 – 14,688 inch |
| 18-5/8 |
±0,75% |
0.500 |
Geleider |
17.625 inch |
| 20 |
±0,75% |
0,500 – 0,635 |
Geleider |
19.000 inch |
5. Gewicht behuizing per voet
Het gewicht van de behuizing wordt uitgedrukt in ponden per voet (lb/ft) en is een primaire specificatieparameter; het verschijnt in de aanduiding van de behuizing naast de buitendiameter en kwaliteit (bijvoorbeeld '5-1/2 inch, 20 lb/ft, P110'). Het gewicht per voet bepaalt de instortings- en barstwaarden, de beschikbare driftdiameter en het totale stringgewicht (van cruciaal belang voor berekeningen van de putmond- en hangerbelasting).
| Nominale buitendiameter (inch) |
Nominaal gewicht (lb/ft) |
Wanddikte (inch) |
ID (inch) |
Afwijkingsdiameter (inch) |
| 4-1/2 |
9.50 |
0.205 |
4.090 |
3.965 |
| 11.60 |
0.250 |
4.000 |
3.875 |
| 15.10 |
0.337 |
3.826 |
3.701 |
| 5-1/2 |
15.50 |
0.275 |
4.950 |
4.825 |
| 20.00 |
0.361 |
4.778 |
4.653 |
| 23.00 |
0.415 |
4.670 |
4.545 |
| 7 |
20.00 |
0.272 |
6.456 |
6.331 |
| 26.00 |
0.362 |
6.276 |
6.151 |
| 32.00 |
0.453 |
6.094 |
5.969 |
| 38.00 |
0.540 |
5.920 |
5.795 |
| 9-5/8 |
36.00 |
0.352 |
8.921 |
8.765 |
| 47.00 |
0.472 |
8.681 |
8.525 |
| 53.50 |
0.545 |
8.535 |
8.379 |
| 13-3/8 |
54.50 |
0.380 |
12.615 |
12.459 |
| 68.00 |
0.480 |
12.415 |
12.259 |
Engineering Insight — Gewichtsselectie en instortingswaarde Een zwaardere wandbehuizing heeft een hogere instortweerstand, maar vermindert de driftdiameter (de minimale ID waar een gereedschap doorheen moet gaan). Bij productiebehuizingen kan het selecteren van een te zware gewichtsklasse latere voltooiingsgereedschappen beperken - vooral bij putten die gebruik maken van voltooiingsapparatuur met een grote boring of waar toekomstige heraanvulling met een brugplug wordt verwacht. De driftdiameter moet worden vergeleken met het grootste gereedschap dat naar verwachting door de string zal gaan voordat de wanddikte definitief wordt bepaald.
6. Verbindingstypen
De schroefdraadverbinding is de zwakste schakel in elke verbuizingsreeks die onder spanning staat. De keuze van de verbinding heeft invloed op de gasdichtheid, het koppelvermogen, de levensduur tegen vermoeiing en de rijsnelheid. Bij commercieel gebruik bestaan er drie niveaus van behuizingsverbindingen.
Standaard API-verbindingen
| Aansluiting |
Afkorting |
Draadvorm |
Afdichtingsmechanisme |
Typisch gebruik |
Gasdicht? |
| Behuizing met korte ronde schroefdraad |
STC |
Rond (taps toelopend) |
Draadcompound + dope |
Oppervlakte-/geleiderbehuizing |
Nee |
| Lange ronde draadbehuizing |
LTC |
Rond (taps toelopend) |
Draadcompound + dope |
Oppervlakte-/tussenbehuizing |
Nee |
| Steundraadbehuizing |
BTC |
Steunbeer (vierkante schouder) |
Draadverbinding |
Tussen-/productiebehuizing |
Alleen vloeistofdicht |
Premium-verbindingen
Premiumverbindingen zijn niet-API-eigen ontwerpen die superieure prestaties bieden ten opzichte van standaard API-schroefdraden op een of meer van de volgende punten: gasdichtheid, koppelcapaciteit, weerstand tegen vermoeidheid en betrouwbaarheid van de samenstelling. Ze maken gebruik van metaal-op-metaal afdichtingen (waardoor de afhankelijkheid van draadverbindingen wordt geëlimineerd) en doorgaans een positieve koppelschouder. Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer gasputten, HPHT-voltooiingen, putten met een afwijkend bereik en putten met een groter bereik, en elke voltooiing waarbij gasmigratie door de verbinding onaanvaardbaar is.
Veldnota — ZC Premium Connections ZC Steel Pipe bezit onafhankelijke patenten in
premium behuizing- en slangaansluitingen . Ons gepatenteerde premium verbindingsontwerp biedt metaal-op-metaal afdichting met een koppelschouder, waarmee wordt voldaan aan de gasdichtheidseisen voor hogedrukgasafwerkingen zonder afhankelijk te zijn van schroefdraadcompound. Voor kopers die premiumverbindingen van Chinese makelij aanschaffen, bieden de gepatenteerde ontwerpen van ZC een alternatief voor gelicentieerde premiumverbindingen van derden, zoals VAM TOP of TenarisHydril Blue. Neem contact met ons op met uw verbindingsprestatiespecificatie voor een technische vergelijking.
7. Behuizing van chroomlegering voor corrosieve omgevingen
Waar boorvloeistoffen aanzienlijke concentraties kooldioxide (CO₂) of waterstofsulfide (H₂S) bevatten, corroderen standaard koolstofstalen behuizingen snel. Behuizingskwaliteiten van chroomlegering binnen het API 5CT-framework bieden verbeterde corrosieweerstand door chroomtoevoegingen aan de basisstaalchemie.
| Kwaliteit |
Cr-gehalte |
CO₂-weerstand |
H₂S-weerstand |
Typische toepassing |
| L80 |
<1% Cr |
Beperkt |
SSC-gekwalificeerd |
Standaard zure service; zoete CO₂-bronnen worden niet aanbevolen |
| L80-9Cr |
~9% Cr |
Goed |
SSC-gekwalificeerd |
CO₂-agressieve omgevingen met matige H₂S |
| L80-13Cr |
~13% Cr |
Uitstekend |
Beperkt (<0,1 psi H₂S pp) |
Zoete bronnen met een hoog CO₂-gehalte; geothermische productiebehuizing |
| Super 13Cr (niet-API) |
~13% Cr + Mo/Ni |
Uitstekend |
Matige H₂S-tolerantie |
Bronnen met een hoog CO₂-gehalte en een lage H₂S; condensaat productie |
Kritisch technisch punt – Partiële druklimieten voor 13Cr en H₂S L80-13Cr heeft een uitstekende CO₂-bestendigheid, maar is gevoelig voor spanningscorrosie boven relatief lage partiële H₂S-drukken – doorgaans boven 0,05–0,1 psi H₂S-partiële druk, afhankelijk van het chloridegehalte en de temperatuur. In putten met gecoproduceerd H₂S, zelfs bij lage concentraties, is een volledige corrosietechnische analyse (volgens ISO 15156 Deel 3) vereist voordat 13Cr wordt gespecificeerd. Het specificeren van 13Cr-karkas in een zure omgeving zonder deze analyse is een gedocumenteerde faalwijze.
8. Gids voor cijferkeuze
De volgende matrix vat de kwaliteitselectie samen op basis van de belangrijkste technische criteria voor productie- en tussenbehuizingstoepassingen. De selectie van geleiders en oppervlaktebehuizingen volgt een eenvoudiger structurele analyse en is hier niet opgenomen.
| Selectiefactor |
N80 |
L80 |
C95 / T95 |
P110 |
C110 |
Q125 |
| Zoete service (<8.000 ft) |
Voorkeur |
Aanvaardbaar |
Overspecificatie |
Overspecificatie |
Overspecificatie |
Overspecificatie |
| Zoete bediening (diep) |
Marginaal |
Marginaal |
Aanvaardbaar |
Voorkeur |
Voorkeur |
Ultradiep |
| Zuurservice (H₂S aanwezig) |
Niet gekwalificeerd |
Voorkeur |
Aanvaardbaar |
Niet gekwalificeerd |
Voorkeur |
Niet gekwalificeerd |
| CO₂-agressieve omgeving |
Niet aanbevolen |
Met remmer |
Met remmer |
Met remmer |
Met remmer |
Niet aanbevolen |
| HPHT-putten |
Onvoldoende |
Onvoldoende |
Marginaal |
Aanvaardbaar |
Aanvaardbaar |
Voorkeur |
| Gasdichtheid vereist |
Premium aansl. |
Premium aansl. |
Premium aansl. |
Premium aansl. |
Premium aansl. |
Premium aansl. |
| Kostengevoeligheid |
Laagste |
Laag |
Gematigd |
Gematigd |
Hoger |
Hoogste |
9. Veelgestelde vragen
Waar wordt stalen mantelbuis voor gebruikt?
Pijpleidingen met stalen behuizing vormen het geboorde boorgat in olie- en gasbronnen. Nadat elke sectie is geboord, wordt een boorkolom naar de bodem van die sectie neergelaten en op zijn plaats gecementeerd. Het voorkomt het instorten van boorputten, isoleert zoetwaterzones van koolwaterstoffen, regelt de druk in de formatie en biedt een structureel kanaal voor de productiebuizen en voltooiingsapparatuur die volgen. Elke put maakt gebruik van meerdere boorkolommen met afnemende diameter van oppervlak tot totale diepte.
Wat zijn de belangrijkste API 5CT-karkaskwaliteiten?
De primaire API 5CT-kwaliteiten voor tussen- en productiebehuizingen zijn N80 (types 1 en Q), L80 (standaard- en chroomvarianten), C90, T95, P110, C110 en Q125. Voor oppervlaktebehuizing en geleider worden vaak K55 en J55 gebruikt. De keuze van de kwaliteit hangt af van de putdiepte, de vereisten voor bezwijk- en barstdruk, trekbelasting en of er sprake is van zure serviceomstandigheden (H₂S).
Wat is het verschil tussen de L80- en N80-behuizing?
Zowel L80 als N80 hebben een minimale vloeigrens van 80.000 psi, maar ze verschillen belangrijk wat betreft hardheidscontrole en zure servicekwalificatie. L80 heeft een maximale hardheidslimiet van 23 HRC en is gekwalificeerd voor zuurgebruik onder NACE MR0175 / ISO 15156. N80 heeft geen hardheidsbeperking en wordt niet aanbevolen als H₂S aanwezig is. L80 is ook verkrijgbaar in varianten van chroomlegeringen (L80-9Cr, L80-13Cr) voor CO₂-corrosieve omgevingen. Voor goede service is de N80 doorgaans de voordeligere keuze; voor zure service is L80 de standaardselectie op het opbrengstniveau van 80 ksi.
Welke buitendiameters zijn beschikbaar voor stalen buizen?
API 5CT-behuizing is verkrijgbaar van 4-1/2 inch tot en met 20 inch OD. Productiebehuizing is doorgaans 4-1/2, 5, 5-1/2 of 7 inch. Tussenkast loopt van 7-5/8 tot 10-3/4 inch. De oppervlaktebehuizing is gewoonlijk 13-3/8 of 16 inch, en de geleiderbehuizing is 18-5/8 of 20 inch. Wanddikte-opties binnen elke buitendiameter produceren verschillende gewichtsklassen, elk met verschillende instort-, barst- en trekwaarden.
Welke verbindingstypes worden gebruikt op stalen mantelbuis?
Standaard API-verbindingen omvatten Short Round Thread (STC), Long Round Thread (LTC) en Buttress Thread (BTC). Deze zijn geschikt voor vloeistofdienst maar zijn niet gasdicht. Voor gasbronnen en HPHT-toepassingen zijn hoogwaardige verbindingen met metaal-op-metaal afdichtingen vereist. Eersteklas verbindingen – inclusief de gepatenteerde gepatenteerde ontwerpen van ZC – zorgen voor volledige gasdichtheid via een metalen afdichting in plaats van te vertrouwen op schroefdraadcompound, en bieden een hoger koppelvermogen voor directionele toepassingen.
Vraag specificaties en prijzen voor stalen behuizingsbuizen aan
ZC Steel Pipe produceert API 5CT stalen mantelbuizen in de kwaliteiten N80, L80, L80-13Cr, P110, C110 en Q125 over het volledige buitendiameterbereik. We beschikken over onafhankelijke patenten op het gebied van hoogwaardige verbindingen en leveren behuizingen aan olie- en gasprojecten in het Midden-Oosten, Afrika en Zuid-Amerika.
Geef uw vereisten voor het behuizingsprogramma op – kwaliteit, buitendiameter, gewichtsklasse, verbindingstype, hoeveelheid en leveringsbestemming – en ons technische team zal reageren met een volledig specificatieblad en een concurrerende offerte.
mandy. w@zcsteelpipe.com | Whatsappen: +86-139-1579-1813
→ Vraag een offerte aan
