Care sunt clasele conductei OCTG?

OCTG — Oil Country Tubular Goods — acoperă carcasa, tubulatura și țeava de foraj care formează fiecare sondă de petrol și gaze. Fiecare picior al acestuia este fabricat într-un grad definit de API 5CT, specificația de guvernare de la Institutul American de Petrol. Gradul determină limita de curgere, tratamentul termic, limitele de duritate și, în mod critic, dacă conducta poate fi utilizată acolo unde este prezentă hidrogen sulfurat (H₂S).

ZC Steel Pipe produce și exportă țevi OCTG în întreaga gamă de grade API 5CT — H40 până la Q125 — atât în ​​forme fără sudură, cât și în ERW pentru aplicații de carcasă și țevi. Acest ghid este o referință de lucru pentru ingineri și managerii de achiziții: ce oferă fiecare grad, unde este specificat și cum să alegeți între ele.

1. API 5CT: Standardul care guvernează gradele OCTG

API 5CT organizează clasele în patru niveluri de specificații ale produsului (PSL1 și PSL2), cu PSL2 adăugând cerințe mai stricte pentru compoziția chimică, consistența proprietăților mecanice și NDE. Majoritatea specificațiilor de proiect pentru puțuri critice - HPHT, service acru, apă adâncă - necesită PSL2. Pentru construcția puțurilor de rutină, PSL1 este standard.

Fiecare desemnare a gradului codifică puterea de curgere minimă a gradului în mii de psi. P110 înseamnă un randament minim de 110.000 psi (758 MPa); L80 înseamnă un randament minim de 80.000 psi (552 MPa). Prefixul literei are o semnificație suplimentară - interval de randament restrâns, tip de tratament termic sau categorie de rezistență la coroziune - explicat în secțiunea grad cu grad de mai jos.

2. Completați tabelul de referință de calificare

Tabelul de mai jos acoperă toate clasele standard API 5CT. Valorile de curgere și de tracțiune sunt în MPa (urmează echivalenți psi). Limitele de duritate se aplică corpului conductei. Clasele marcate cu ✓ sub „Acru” sunt aprobate pentru service H₂S conform NACE MR0175/ISO 15156.

S = fără sudură; W = sudat (ERW). Minime de randament/de tracțiune conform API 5CT cea mai recentă ediție. Limitele de duritate sunt pe corp de țeavă — limitele de duritate ale cuplajului diferă. „Fără limită” pentru coloana acidă înseamnă că gradul nu este aprobat pentru medii H₂S peste 0,05 psia.

3. Defalcare grad cu grad

H40 — Carcasă de suprafață de mică adâncime, de joasă presiune

H40 este clasa API 5CT cu cea mai mică rezistență, cu un randament minim de doar 276 MPa (40.000 psi). Nu este necesar un tratament termic specific. Este folosit în principal pentru șiruri de tubaj de suprafață în puțuri de mică adâncime, de joasă presiune, de pe uscat - conducte conducătoare în formațiuni moi, tuburi de suprafață unde cerințele de reglementare stabilesc adâncimea mai degrabă decât presiunea. H40 este rar observat în specificațiile de achiziție pentru orice altceva dincolo de șirurile de suprafață; avantajul său de cost față de J55 este marginal pe majoritatea piețelor.

J55 și K55 - Caii de lucru pentru puțuri de adâncime până la mijlocie

J55 și K55 au aceeași limită de curgere minimă (379 MPa / 55.000 psi), dar diferă în rezistența minimă la tracțiune: J55 necesită 517 MPa (75.000 psi) și K55 necesită 655 MPa (95.000 psi). Nici unul nu necesită tratament termic. J55 este cel mai utilizat grad la nivel global pentru tubaj de suprafață și intermediar în puțuri de pe uscat la adâncime și presiune moderată. K55 este specificat pentru cuplaje și aplicații în care este necesară o rezistență mai mare la tracțiune fără a trece la N80. Niciuna dintre clase nu este acru.

N80 — Carcasă cu volum mare, adâncime medie

N80 este cel mai răspândit calitate API 5CT de înaltă rezistență, cu un randament minim de 552 MPa (80.000 psi). Vine în două subtipuri - N80 Tip 1 (N80-1) și N80Q - care au aceleași cerințe de proprietăți mecanice, dar diferă în ceea ce privește tratamentul termic:

• N80-1:  Normalizat sau finisat la cald. Nu este nevoie de stingere și temperare. Mai economic, disponibil pe scară largă. Folosit pentru majoritatea carcaselor N80 în proiectarea puțurilor de rutină.

• N80Q:  stingere și revenire. Microstructură mai consistentă, distribuție mai bună a durității, control mai strict al durității. Specificat acolo unde uniformitatea contează sau unde condițiile de aciditate intermediare necesită duritate controlată.

N80 nu este acru. Gama sa largă de randament (552–758 MPa / 80.000–110.000 psi) înseamnă că duritatea nu este controlată, ceea ce o face susceptibilă la fisurarea prin efort de sulfură în medii H₂S. Ghid complet de specificații N80 →

L80 — Standardul de serviciu acru

L80 este cel mai important grad de înțeles în familia OCTG. Are același randament minim ca N80 (552 MPa / 80.000 psi), dar cu un randament maxim limitat (655 MPa / 95.000 psi) și un plafon de duritate obligatoriu de 23 HRC (241 HBW). Călirea și revenirea sunt obligatorii. Aceste controale sunt ceea ce califică L80 pentru serviciul acru în conformitate cu NACE MR0175/ISO 15156 - limitele de rezistență și duritate limitate reduc susceptibilitatea la fisurarea prin stres cu sulfuri.

L80 vine în trei variante metalurgice:

• L80 Tip 1:  Oțel carbon-mangan. Calitatea standard de carcasă de serviciu acru pentru medii cu H₂S dulce până la moderată. Fără sudură și sudate.

• L80 9Cr:  9% oțel crom. Rezistență îmbunătățită la coroziune cu CO₂ față de tipul 1. Numai fără sudură. Folosit în medii bogate în CO₂ în care tipul 1 s-ar coroda excesiv, dar nu este încă necesar 13Cr complet.

• L80 13Cr:  13% oțel inoxidabil crom. Rezistență excelentă la CO₂ și ușoară H₂S. Doar fără sudură. Calitatea implicită a tubulaturii pentru multe sonde de petrol producătoare de CO₂. Mai scump și necesită o procedură de sudură specifică pentru alcătuirea conexiunii. Ghid de metalurgie L80-13Cr →

N80 vs L80 — comparație completă →

C90 — Serviciu acru între L80 și T95

C90 umple golul dintre L80 și T95 cu un interval de randament de 621–724 MPa (90.000–105.000 psi) și o limită de duritate de 25,4 HRC. Este doar fără întreruperi, Q&T obligatoriu și acru. C90 este stocat mai rar decât L80 și T95 și tinde să fie specificat pentru proiecte specifice de puțuri unde limita de curgere a L80 este insuficientă, dar rezistența totală a T95 nu este necesară.

T95 — Serviciu acru la putere mare

T95 este clasa API 5CT cu cea mai mare rezistență (Q125 nu este acru), cu un interval de randament de 655–758 MPa (95.000–110.000 psi) și limită de duritate de 25,4 HRC. Este doar fără întreruperi, Q&T obligatoriu și calea standard de actualizare de la L80 pentru sondele în care H₂S este prezent, dar presiunea de proiectare depășește ceea ce poate suporta L80. T95 are o majoră de preț semnificativă peste L80 și necesită testare SSC și HIC pentru calificarea serviciului acru. L80 vs N80Q vs T95 matrice de decizie de serviciu acru →

P110 - Rezistență ridicată pentru puțuri adânci

P110 este gradul standard de înaltă rezistență pentru puțuri adânci, de înaltă presiune, cu un randament minim de 758 MPa (110.000 psi). Este obligatoriu Q&T și este disponibil în formă fără sudură și sudată. P110 nu este acrișor - gama sa largă de duritate îl face susceptibil la SSC în medii H₂S. Este gradul de alegere pentru tuburile intermediare și de producție în puțuri adânci în care calculele de prăbușire și spargere sub N80/L80 nu pot îndeplini factorii de proiectare, cu condiția ca presiunea parțială a H₂S să rămână sub 0,05 psia.

Pentru o revizuire completă a economiei P110 și a constrângerilor operaționale: API 5CT P110 Tub pentru carcasă — Specificații și Ghid de aplicare →

Q125 — HPHT, Rezistență maximă

Q125 este gradul standard API 5CT cu cea mai mare rezistență, cu un randament minim de 862 MPa (125.000 psi). Este doar fără întreruperi, Q&T obligatoriu și nu este evaluat acru. Q125 este specificat aproape exclusiv pentru sondele ultra-profunde, de ultra-înaltă presiune (HPHT) în care P110 nu poate îndeplini cerințele de proiectare de colaps sau spargere. Necesită controale chimice mai stricte decât alte grade, iar sudarea sau tratamentul termic al conexiunilor Q125 necesită proceduri calificate. Q125 nu este o calitate de mărfuri stocate - este produs la comandă cu termene de livrare mai lungi decât clasele standard.

4. Grade de serviciu acru și limite H₂S

5. Ghid de decizie pentru selecția notei

Utilizați acest cadru de decizie pentru a restrânge gradul corect API 5CT pentru o anumită carcasă sau șir de tuburi. Cele patru intrări cheie sunt: ​​presiunea parțială H₂S, adâncimea/presiunea puțului, temperatura și conținutul de CO₂.

Pentru un flux de lucru detaliat de selecție a notelor cu exemple de design: Cum să alegi materialul OCTG — Ghid complet de selecție a clasei →

6. Tipuri de conexiune după grad

Tipul de conectare face parte din specificația OCTG și trebuie să se potrivească cu gradul și aplicația. API 5CT definește trei tipuri de conexiuni standard pentru carcasă, plus o categorie generică pentru conexiuni premium.

Conexiunile premium asigură o etanșare metal-metal pe care filetele API nu o pot realiza, ceea ce este critic pentru aplicațiile etanșe la gaz și puțurile acide în care orice cale de scurgere este inacceptabilă. ZC Steel Pipe deține brevete independente privind modelele de conexiune premium pentru carcasa și tubulatura OCTG.

Pentru ghiduri detaliate de conectare: Carcasa BTC explicată →  |  Conexiuni premium — Condiții de utilizare și avantaje →  |  Ghid TCO conexiuni OCTG →

7. Intervalele de lungime a carcasei și tuburilor

API 5CT definește trei intervale standard de lungime pentru carcasă și tubulatura. Acestea sunt denumiri de gamă pentru corpul țevii - lungimea îmbinării, inclusiv cuplarea, este puțin mai mare. Confirmați întotdeauna ce gamă necesită proiectarea puțului dumneavoastră înainte de a comanda.

R3 este gama preferată pentru sondele offshore și de adâncime onshore, deoarece îmbinările mai lungi înseamnă mai puține conexiuni de realizat, reducând timpul instalației și numărul de puncte potențiale de scurgere. R2 este cel mai comun în aplicațiile onshore. Specificații privind lungimea carcasei API 5CT — ghid complet →

8. Întrebări frecvente