Țeava de foraj este componenta structurală și conducătoare de fluide principale a garniturii de foraj în operațiunile de foraj rotativ. Fabricat conform specificației API 5DP, trebuie să transmită simultan cuplul, să suporte sarcini axiale (tensiune și compresie) și să conducă fluidul de foraj la presiune ridicată - adesea în puțuri deviate sau adânci, unde sarcinile sunt extreme și consecințele defecțiunilor sunt severe.
Această referință acoperă specificația tehnică completă pentru țeava de foraj API 5DP: clasificări ale calității, dimensiuni standard OD și grosimi ale peretelui, greutatea pe picior, dimensiunile îmbinării sculei, lungimile intervalului și criteriile de selecție care guvernează deciziile privind gradul și clasa de greutate. ZC Steel Pipe produce țevi de foraj conform API 5DP în toate gradele și dimensiunile standard, cu experiență de export în Africa, Orientul Mijlociu și America de Sud.
CUPRINS
Ce este țeava de foraj? Definiție și funcție
Clasificări API 5DP
Dimensiuni OD standard și grosimi de perete
Greutatea țevii de foraj pe picior
Specificații articulației sculei
Lungimi de interval
Teava de foraj cu greutate mare (HWDP)
Ghid de selecție a notelor
FAQ
1. Ce este țeava de foraj? Definiție și funcție
Țeava de foraj formează corpul principal al garniturii de foraj - ansamblul rotativ care conectează echipamentul instalației de suprafață la burghiul din partea inferioară a sondei. Fiecare îmbinare a țevii de foraj constă dintr-un corp de tub cu capete răsturnate (secțiuni de perete îngroșate) la care îmbinările sculei sunt sudate prin frecare. Îmbinările sculei — știftul la un capăt, cutia pe celălalt — asigură conexiunile filetate care permit asamblarea și dezasamblarea șnurului în timpul operațiunilor de declanșare.
API 5DP — SPECIFICAȚII PENTRU țevile de foraj Specificația API 5DP este standardul de reglementare pentru țevile de foraj utilizate în forajele de petrol și gaze. Acesta acoperă clasele materialelor, proprietățile mecanice (rezistența la curgere, rezistența la tracțiune, duritatea), cerințele dimensionale (toleranțe OD, grosimea peretelui, dreptatea corpului) și criteriile de inspecție. Standardul este menținut de Institutul American de Petrol și este recunoscut la nivel global ca cerință de bază de calitate pentru achiziționarea conductelor de foraj.
În timpul forajului, garnitura de foraj îndeplinește patru funcții simultane: transmite cuplul de rotație de la suprafață către burghiu; suportă sarcina de tracțiune a întregului șir atârnat în sondă; conduce fluidul de foraj în jos prin orificiul țevii de foraj pentru a răci burghiul și a transporta tăieturile înapoi la suprafață; iar în puțurile direcționale, transmite sarcinile greutate-pe-bit necesare pentru a construi înclinația. Fiecare dintre aceste funcții impune cerințe mecanice distincte, motiv pentru care selecția gradului este critică.
Notă de câmp — Arhitectura șirului de foraj Țeava de foraj standard nu este utilizată direct deasupra burghiului. Ansamblul găurii inferioare (BHA) folosește gulere de foraj și țevi de foraj cu greutate mare (HWDP) ca zonă de tranziție pentru a oferi greutate pe burghie și pentru a reduce oboseala în punctul critic de tranziție. Țeava de foraj standard se află deasupra HWDP. Inginerii care specifică țevi de foraj pentru un nou program de sondă ar trebui să dimensioneze mai întâi zona de tranziție HWDP înainte de dimensionarea șirului principal.
2. Clasificări API 5DP
API 5DP definește patru tipuri standard de țevi de foraj, fiecare diferențiat prin limita de curgere minimă, rezistența la tracțiune și duritatea. Selectarea gradului este pârghia principală care controlează capacitatea de tracțiune, rezistența la torsiune și rezistența la fisurarea prin efort indusă de hidrogen (HISC) în medii de serviciu acru.
| Gradul |
min. Limita de curgere (psi) |
Max. Limita de curgere (psi) |
Min. Rezistența la tracțiune (psi) |
Max. Duritate (HRC) |
Aplicație tipică |
| E75 |
75.000 |
105.000 |
100.000 |
— |
Godeuri superficiale până la medii, expunere scăzută la H₂S |
| X95 |
95.000 |
125.000 |
105.000 |
— |
Puțuri de adâncime medie, cerințe de cuplu moderate |
| G105 |
105.000 |
135.000 |
115.000 |
— |
Puțuri adânci, foraj direcțional cu cuplu mare |
| S135 |
135.000 |
165.000 |
145.000 |
— |
Puțuri ultra-profunde, cu rază extinsă și HPHT |
Punctul critic de inginerie — Serviciu acru (H₂S) Restricții Gradele de înaltă rezistență (G105 și S135) sunt susceptibile la fisurarea prin efort cu sulfuri (SSC) în medii care conțin hidrogen sulfurat (H₂S). Acolo unde condițiile puțului necesită conformitatea cu serviciul acru conform NACE MR0175 / ISO 15156, gradul E75 este de obicei gradul maxim permis. Specificarea G105 sau S135 în godeuri care conțin H₂S fără material calificat SSC este un mod de eșec cunoscut. Confirmați întotdeauna aplicabilitatea serviciului acru cu inginerul dvs. de foraj înainte de a specifica gradul.
Marcaje de identificare a gradului
API 5DP necesită ca țeava de foraj să fie marcată cu șablon pe corpul tubului cu: numele sau marca producătorului, monograma API (acolo unde este autorizată), denumirea calității, numărul de căldură/lot și dimensiunea (OD × grosimea peretelui). Îmbinările sculei sunt marcate separat cu OD, alezaj și tipul de conexiune. Aceste marcaje sunt mijloacele principale de identificare pe teren - verificați-le la primire înainte de a introduce conducta în gaură.
3. Dimensiuni OD standard și grosimi de perete
API 5DP acoperă țevi de foraj în dimensiuni nominale de OD de la 2-3/8 inch la 6-5/8 inch. Pentru fiecare OD sunt specificate una sau mai multe grosimi nominale de perete, producând diferite clase de greutate. Tabelul de mai jos acoperă cele mai utilizate combinații de dimensiuni și greutate în operațiunile comerciale de foraj.
| OD nominal (in) |
Toleranță OD |
Grosimea nominală a peretelui (in) |
Greutate |
ID clasa (aprox., in) |
Aria secțiunii transversale (in²) |
| 2-3/8 |
+0,031 / −0,031 |
0.280 |
Standard |
1.815 |
1.812 |
| 2-7/8 |
+0,031 / −0,031 |
0.362 |
Standard |
2.151 |
2.858 |
| 3-1/2 |
+0,031 / −0,031 |
0.368 |
Standard |
2.764 |
3.621 |
| 4 |
+0,031 / −0,031 |
0.330 |
Standard |
3.340 |
3.805 |
| 4-1/2 |
+0,031 / −0,031 |
0.337 |
Standard |
3.826 |
4.407 |
| 5 |
+0,031 / −0,031 |
0.362 |
Standard |
4.276 |
5.275 |
| 5-1/2 |
+0,031 / −0,031 |
0.415 |
Standard |
4.670 |
6.630 |
| 5-7/8 |
+0,031 / −0,031 |
0.500 |
Standard |
4.875 |
8.449 |
| 6-5/8 |
+0,047 / −0,047 |
0.500 |
Standard |
5.625 |
9.598 |
Engineering Insight — Selectarea diametrului exterior și hidraulica Selectarea diametrului exterior al țevii de foraj este constrânsă atât de programul de tubulare (țeava trebuie să treacă prin șirul anterioară de tubaj) cât și de sistemul hidraulic (viteza inelară trebuie să fie suficientă pentru a ridica tăieturile). Pentru un ID de carcasă dat, diametrul exterior al țevii de foraj mai mare îmbunătățește capacitatea de torsiune și tracțiune, dar reduce jocul inelar. Majoritatea programelor de apă adâncă folosesc țevi de foraj de 5 inch sau 5-1/2 inch în șirul principal ca echilibru între performanța hidraulică și rezistența mecanică.
4. Greutatea țevii de foraj pe picior
Greutatea țevii de foraj este exprimată ca greutate nominală în lire sterline pe picior (lb/ft) și este o intrare critică pentru calculele încărcăturii cârligului, calculele de flotabilitate și analiza flambajului. Greutatea nominală include greutatea corpului tubului plus o alocație pentru capetele răsturnate și articulațiile sculei, în medie pe lungimea articulației.
| OD nominal (in) |
Perete nominal (in) |
Greutate nominală (lb/ft) |
Greutate la capătul plat (lb/ft) |
Aprox. Lungimea articulației (ft) |
Aprox. Greutatea articulației (lb) |
| 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 |
Notă de achiziție — Contabilitatea greutății Când se calculează greutatea totală a garniturii de foraj pentru evaluarea capacității platformei, utilizați greutatea nominală (nu greutatea la capătul simplu) pentru corpul tubului și adăugați separat greutatea reală a rostului sculei. Greutatea rostului sculei poate reprezenta 10–20% din greutatea totală a îmbinării pe țevi cu diametru mai mic. Furnizorii care citează „greutate ajustată” pot include contribuția articulației sculei în mod diferit – confirmați întotdeauna baza înainte de a încărca în modelul dvs. de încărcare cu cârlig.
5. Specificații articulației sculei
Îmbinările sculei sunt elementele de legătură filetate la fiecare capăt al îmbinării țevii de foraj. Ştiftul (filetul tată) se află la capătul inferior; cutia (filet interior) se află la capătul superior. Îmbinările sculelor sunt fabricate separat din oțel înalt aliat (de obicei modificat AISI 4145H) și sudate prin frecare la capetele tubului răsturnat. Ele trebuie să fie mai dure și mai rezistente decât corpul țevii pentru a rezista ciclurilor repetate de umplere și rupere experimentate pe durata de viață a țevii.
Dispozitiv OD și ID
Diametrul exterior al articulației sculei trebuie să fie suficient de mare pentru a asigura o rezistență la torsiune adecvată, dar suficient de mic pentru a trece prin șirul de carcasă și să nu creeze restricții excesive de densitate de circulație echivalentă (ECD) în interiorul inelar. ID-ul articulației sculei trebuie să fie suficient pentru debitele țintă fără cădere excesivă de presiune.
| țeavă OD (in) |
Tipic OD TJ (in) |
Tipic ID TJ (in) |
Tip de conexiune comun |
TJ OD/pipe OD Raport |
| 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 |
Profile de filet de îmbinare pentru scule
Profilul de filet dominant pentru îmbinările sculelor pentru țevi de foraj este conexiunea cu umăr rotativ API (RSC), în special seria conexiuni numerotate (NC). Conexiunile NC sunt identificate printr-un număr din două cifre aproximativ egal cu diametrul pasului filetului știftului în zecimi de inch. Conexiunile cu gaură completă (FH) sunt utilizate pe țevi cu diametru exterior mai mare unde este necesar un diametru maxim al alezajului. Conexiunile premium non-API (de exemplu, Grant Prideco XT, TenarisHydril Blue) oferă o capacitate de cuplu îmbunătățită pentru aplicații de înaltă performanță, dar necesită licență de la producătorii de conexiuni.
6. Lungimi de interval
API definește trei categorii de lungimi pentru țevi de foraj. Selectarea intervalului afectează viteza de declanșare (articulații mai lungi = mai puține conexiuni de făcut/spărțit), cerințele de înălțime de reținere în foră și specificațiile echipamentului de manipulare a țevilor.
Interval 1 (R1)
Lungime:
18 – 22 ft (5,5 – 6,7 m)
Utilizare tipică:
puțuri de mică adâncime, operațiuni cu tuburi spiralate, reparații
Notă:
Foarte rar folosit în găurirea rotativă modernă
Interval 2 (R2)
Lungime:
27 – 30 ft (8,2 – 9,1 m)
Utilizare tipică:
foraj rotativ standard onshore și offshore
Notă:
Implicit în industrie; Peste 95% din livrările de țevi de foraj
Interval 3 (R3)
Lungime:
38 – 45 ft (11,6 – 13,7 m)
Utilizare tipică:
fântâni de apă adâncă, cu rază extinsă și ultraadânci
Notă:
necesită rafturi înalte și suport dublu/triplu
Engineering Insight — Economii de timp de deplasare pentru intervalul 3 Pe o sondă de 20.000 de metri care utilizează îmbinări de gama 2 de 30 de picioare, există aproximativ 667 de conexiuni care pot fi oprite din gaură. Aceeași fântână cu îmbinările Range 3 (medie de 42 ft) necesită doar ~ 476 de conexiuni - o reducere de aproape 30%. La 3–5 minute per conexiune, aceasta reprezintă 3–6 ore economisite pe călătorie. Pentru operațiunile în apă adâncă în care tarifele zilnice ale platformei depășesc 500.000 USD, adoptarea Range 3 are o justificare economică clară, în ciuda cerinței mai mari de înălțime a forei.
7. Teava de foraj cu greutate mare (HWDP)
Țeava de foraj cu greutate grea (HWDP) ocupă zona de tranziție dintre gulerele de foraj din partea inferioară a BHA și șirul standard de țevi de foraj de deasupra. Este vizual similar cu țeava de foraj standard, dar are un perete semnificativ mai gros, o deplasare centrală (tampă de uzură) în mijlocul corpului tubului și îmbinări de scule cu diametru mai mare. Funcția sa principală este de a reduce defecțiunile de oboseală care apar la trecerea de la secțiunea rigidă a gulerului de foraj la țeava de foraj standard mai flexibilă.
| OD nominal (in) |
Grosimea peretelui (in) |
Greutate nominală (lb/ft) |
ID (in) |
Lungimea îmbinării (ft) |
Aprox. Greutatea articulației (lb) |
| 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 |
Notă de teren – Lungimea șirului HWDP Regula generală din industrie cere o secțiune HWDP minimă de 30–40 de îmbinări (aproximativ 900–1.200 ft) deasupra colțurilor de foraj. În puțurile direcționale cu severitate ridicată, se folosesc secțiuni HWDP mai lungi pentru a proteja zona de tranziție de oboseala ciclică la îndoire. Subspecificarea lungimii HWDP este o cauză comună a defecțiunilor la oboseala șirului de foraj în partea de sus a BHA.
8. Ghid de selecție a notelor
Selectarea gradului implică echilibrarea capacității de tracțiune, rezistența la torsiune, rezistența la oboseală și compatibilitatea cu serviciile acru față de cost. Următoarea matrice rezumă driverele de selecție primare pentru fiecare grad API 5DP.
| Factor de selecție |
E75 |
X95 |
G105 |
S135 |
| Fântâni de mică adâncime (<8.000 ft) |
Preferat |
Acceptabil |
Supraspec |
Supraspec |
| Puțuri medii (8.000–15.000 ft) |
Marginal |
Preferat |
Acceptabil |
Supraspec |
| Fântâni adânci (>15.000 ft) |
Insuficient |
Marginal |
Preferat |
Preferat |
| Puțuri cu rază extinsă / ERD |
Insuficient |
Marginal |
Acceptabil |
Preferat |
| Serviciu acru (H₂S prezent) |
Calificat |
Verificați NACE |
Nerecomandat |
Nerecomandat |
| Puțuri HPHT |
Insuficient |
Insuficient |
Marginal |
Preferat |
| Sensibilitatea costurilor |
Cel mai mic cost |
Scăzut-moderat |
Moderat |
Cel mai mare cost |
Punct critic de inginerie — Nu subspecificați pentru economii de costuri Selectarea unui grad mai scăzut pentru a reduce costul inițial este una dintre erorile de achiziție mai importante în achiziționarea țevilor de foraj. O sfoară de grad E75 care se defectează la adâncime într-o sondă de 15.000 de picioare costă ordine de mărime mai mult în operațiunile de pescuit, potențialul de deviere și timpul de montaj decât diferența de cost între E75 și X95 la comanda inițială. Calculele de dimensionare mecanică efectuate de un inginer de foraj calificat ar trebui să precedă întotdeauna alegerea gradului pe orice puț dincolo de adâncimi mici de rutină.
9. Întrebări frecvente
Care sunt clasele standard de țevi de foraj conform API 5DP?
API 5DP specifică patru tipuri standard de țevi de foraj: E75 (randament minim 75.000 psi), X95 (randament minim 95.000 psi), G105 (randament minim 105.000 psi) și S135 (randament minim 135.000 psi). Alegerea gradului depinde de adâncimea puțului, complexitatea direcțională și capacitatea necesară de torsiune și tracțiune. S135 este cel mai înalt grad standard disponibil comercial și este utilizat pentru aplicații solicitante cu rază extinsă și HPHT.
Ce dimensiuni OD sunt disponibile pentru țeava de foraj API?
Dimensiunile standard ale țevilor de foraj API 5DP variază de la 2-3/8 inch la 6-5/8 inch. Dimensiunile cele mai frecvent utilizate în forajul de petrol și gaze sunt 3-1/2 inch, 4 inch, 4-1/2 inch și 5 inch. Dimensiuni mai mari, cum ar fi 5-1/2 inch și 5-7/8 inch, sunt specificate pentru aplicații cu debit mare sau cuplu mare, unde este necesară o gaură mai mare.
Care este diferența dintre lungimile țevilor de foraj?
API definește trei lungimi de interval: intervalul 1 (18-22 ft), intervalul 2 (27-30 ft) și intervalul 3 (38-45 ft). Gama 2 este standardul industrial pentru marea majoritate a operațiunilor de foraj rotativ. Gama 3 este specificată pentru puțuri de apă adâncă și ultraadânci, unde mai puține conexiuni pe călătorie reduc semnificativ timpul neproductiv al instalației.
Ce clasificări ale grosimii pereților există pentru țeava de foraj?
Țeava de foraj standard utilizează grosimi nominale ale peretelui care variază de la 0,280 inch (2-3/8 OD) la 0,500 inch (5-7/8 și 6-5/8 OD), în funcție de dimensiune. Țeava de foraj cu greutate grea (HWDP) utilizează pereți semnificativ mai groși - de obicei 0,615 până la 0,750 inchi pentru aceeași gamă de diametru exterior - împreună cu un tampon de uzură central și îmbinări mai mari pentru scule. HWDP este specificat pentru zona de tranziție deasupra gulerelor de foraj pentru a reduce defecțiunile la oboseală.
Țeava de foraj este aceeași cu țeava de foraj?
Da — „țeavă de foraj” și „țeavă de foraj” sunt folosite în mod interschimbabil în întreaga industrie. Ambii termeni se referă la îmbinările tubulare din oțel care formează corpul principal al garniturii de foraj într-o operație de foraj rotativ. Standardul oficial API este intitulat „Specification for Drill Pipe” (API 5DP). Termenul „țeavă de foraj” este mai frecvent în piețele care nu vorbesc engleza și în documentele de achiziție traduse.
Solicitați specificații și prețuri pentru țevi de foraj
ZC Steel Pipe produce țevi de foraj API 5DP în toate gradele standard (E75, X95, G105, S135) și dimensiunile OD, cu Gama 2 și Gama 3 disponibile. În calitate de producător la comandă cu sediul în orașul Hai'an, China, deservim contractori de foraj și cumpărători OCTG din Africa, Orientul Mijlociu și America de Sud.
Contactați-ne cu cerințele programului dvs. de sondă — gradul, OD, grosimea peretelui, lungimea intervalului, cantitatea și destinația de livrare — iar echipa noastră tehnică va răspunde cu specificații și o ofertă competitivă.
mandy. w@zcsteelpipe.com | WhatsApp: +86-139-1579-1813
→ Solicitați o cotație
