API 5CT N80 — это наиболее широко используемая в мире марка обсадных колонн средней прочности, являющаяся практической основой мирового строительства нефтяных скважин. При минимальном пределе текучести 552 МПа (80 000 фунтов на квадратный дюйм) N80 находится выше товарных марок K55/J55 и ниже L80, предназначенного для работы в кислой среде, и высокопрочного P110, охватывая широкую середину программ скважин на суше и на мелководье в море, где применимы хорошие условия эксплуатации и важна экономическая эффективность.
ZC Steel Pipe производит обсадные трубы API 5CT N80 в субклассах N80-1 и N80Q, всех стандартных размеров от 4½ дюйма до 20 дюймов, с 8-круглыми соединениями API, BTC и запатентованными соединениями премиум-класса. Мы поставляем OCTG нефтегазовым операторам и буровым подрядчикам в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке. В этом руководстве описывается все необходимое для правильного указания, приобретения и выбора N80.
СОДЕРЖАНИЕ
Что такое API 5CT N80?
N80-1 против N80Q — критическое различие
Химический состав
Механические свойства
Стандартные размеры и вес
Типы подключения
N80 против K55, L80 и P110 — выбор класса
Ограничения кислого сервиса
Требования к проверкам и испытаниям
Часто задаваемые вопросы
1. Что такое API 5CT N80?
СТАНДАРТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ — API 5CT N80 API 5CT (Спецификация для обсадных и насосно-компрессорных труб) опубликована Американским институтом нефти и регламентирует трубную продукцию нефтяного происхождения (OCTG) для строительства нефтяных и газовых скважин. N80 — это марка обсадной колонны группы 2 по API 5CT, определяемая минимальным пределом текучести 552 МПа (80 000 фунтов на квадратный дюйм) и максимальным пределом текучести 758 МПа (110 000 фунтов на квадратный дюйм). «N» обозначает семейство классов, а «80» относится к минимальному выходу в тысячах фунтов на квадратный дюйм. N80 производится в двух подклассах термической обработки: N80-1 и N80Q.
N80 исторически был одной из первых марок оболочек средней прочности, получивших широкое глобальное распространение. Он остается маркой по умолчанию для промежуточных и эксплуатационных обсадных колонн в малосернистых (некислых) скважинах на умеренной глубине — обычно от 1500 до 4000 метров — где конструкция скважины не требует более жесткого контроля твердости L80 или более высокого сопротивления обрушению P110.
N80 используется как в качестве обсадной колонны (проходит в кольцевом пространстве между пробуренной скважиной и колонной насосно-компрессорных труб), так и иногда в качестве эксплуатационной колонны при заканчивании больших стволов. Одно и то же обозначение класса распространяется на оба применения по API 5CT.
2. N80-1 против N80Q — критическое различие
Самым важным решением по спецификации при заказе N80 является выбор подкласса — N80-1 или N80Q. Оба соответствуют одинаковым требованиям к минимальному пределу текучести, но производятся путем принципиально разных термических обработок, что имеет реальные последствия для механического поведения в процессе эксплуатации.
Н80-1
Термическая обработка:
нормализованная (N) или нормализованная + закаленная (NT).
Микроструктура:
Ферритно-перлитная.
Минимальный выход:
552 МПа (80 000 фунтов на квадратный дюйм).
Максимальный выход:
758 МПа (110 000 фунтов на квадратный дюйм).
Предел твердости:
не указан в API 5CT.
Прочность:
Не указано — требования CVN отсутствуют.
Стоимость:
Низкая — менее энергозатратный процесс
Лучше всего подходит для:
скважин с мелкой и средней глубиной, чувствительных к затратам программ.
N80Q
Термическая обработка:
закалка и отпуск (Q+T)
Микроструктура:
Закаленный мартенсит.
Минимальный выход:
552 МПа (80 000 фунтов на квадратный дюйм).
Максимальный выход:
758 МПа (110 000 фунтов на квадратный дюйм).
Предел твердости:
не указан в API 5CT.
Прочность:
лучше и стабильнее при прохождении сквозь стену
Стоимость:
выше — надбавка за процесс Q+T
Лучше всего подходит для:
более глубоких скважин, более высоких разрушающих нагрузок, требуется более высокая прочность.
Инженерный взгляд — когда N80Q стоит премиум-класса Практический аргумент в пользу выбора N80Q вместо N80-1 сводится к трем сценариям: (1) более глубокие скважины, где разрушающие и разрывные нагрузки выше, а постоянство механических свойств через стенку трубы имеет большее значение; (2) более холодные рабочие среды, где низкотемпературная вязкость вызывает беспокойство — закаленный мартенсит N80Q по своей природе более прочный, чем ферритно-перлитный N80-1; (3) когда спецификация проекта прямо требует термической обработки Q+T, которую некоторые спецификации компаний IOC требуют для всех промежуточных обсадных колонн, независимо от марки. Если ваша скважина простая, береговая, малосернистая и находится на глубине менее 2500 метров, N80-1 обычно является правильным экономическим выбором. Если какое-либо из этих условий изменится, подумайте еще раз.
3. Химический состав
API 5CT не предписывает фиксированный химический состав для N80 — вместо этого он устанавливает максимальные ограничения для каждого элемента. В этих пределах заводы разрабатывают свои собственные химические составы для достижения требуемых механических свойств посредством указанной термической обработки. Ниже приведены максимальные пределы химического состава API 5CT для N80:
| Элемент |
N80-1 Макс. (%) |
N80Q Макс. (%) |
Примечание |
| Углерод (С) |
0.43 |
0.43 |
Более высокий C способствует прокаливаемости |
| Марганец (Mn) |
1.90 |
1.90 |
Улучшает прочность и прокаливаемость |
| Молибден (Мо) |
0.25 |
0.25 |
Улучшает глубокую прокаливаемость тяжелых стен. |
| Хром (Cr) |
0.50 |
0.50 |
Улучшает прокаливаемость и устойчивость к коррозии. |
| Никель (Ni) |
0.25 |
0.25 |
Улучшает прочность при низких температурах |
| Медь (Cu) |
0.35 |
0.35 |
Остаточный элемент — ограничен контролем. |
| Фосфор (Р) |
0.030 |
0.030 |
Риск охрупчивания — сохраняется на низком уровне |
| Сера (S) |
0.030 |
0.030 |
Включения MnS — чем меньше, тем лучше для прочности |
Примечание о закупке — химического состава недостаточно для подтверждения того, что подклассы N80-1 и N80Q могут иметь идентичный химический состав — подкласс определяется исключительно термической обработкой, а не химическим составом. При проверке документов MTC всегда обязательно проверяйте столбец термообработки. Сертификат, в котором указан химический состав N80, но не указана термообработка Q+T, по умолчанию имеет сертификат N80-1, независимо от того, что указано в заказе. Это распространенный источник ошибок при поставках N80Q на вторичном рынке или из источников, не связанных с заводом.
4. Механические свойства
| Свойство |
N80-1 |
N80Q |
Блок |
| Минимальный предел текучести |
552 |
552 |
МПа (80 000 фунтов на квадратный дюйм) |
| Максимальный предел текучести |
758 |
758 |
МПа (110 000 фунтов на квадратный дюйм) |
| Минимальная прочность на растяжение |
689 |
689 |
МПа (100 000 фунтов на квадратный дюйм) |
| Минимальное удлинение |
См. таблицу API 5CT. |
См. таблицу API 5CT. |
% (формула по массе и сорту) |
| Твердость — макс. |
Не указан |
Не указан |
КПЧ/ХБВ |
| прочность CVN |
Не требуется |
Не требуется |
Дж |
| Термическая обработка |
Н или НТ |
Вопрос+Т |
— |
5. Стандартные размеры и вес.
Корпус API 5CT N80 доступен во всех стандартных размерах корпуса. В следующей таблице показаны наиболее часто заказываемые размеры со стандартным весом. Толщина стенки увеличивается с увеличением веса на фут для того же наружного диаметра.
| Внешний диаметр (дюймы) |
Обычный вес (фунты/футы) |
Диапазон толщины стенок (мм) |
Диаметр дрейфа (дюймы) |
Типовое использование |
| 4½ дюйма |
9,5 – 15,1 |
5.21 – 8.56 |
3,965 – 3,701 |
Эксплуатационная колонна, хвостовики |
| 5 дюймов |
11,5 – 20,8 |
5.59 – 9.19 |
4,408 – 4,044 |
Эксплуатационная колонна |
| 5½ дюйма |
14,0 – 26,8 |
5.69 – 10.54 |
4,892 – 4,276 |
Эксплуатационная колонна |
| 7 дюймов |
17,0 – 38,0 |
6.43 – 13.06 |
6.331 – 5.595 |
Промежуточная и эксплуатационная колонна |
| 7⅝' |
24,0 – 45,3 |
7.62 – 13.84 |
6,875 – 6,184 |
Промежуточная оболочка |
| 9⅝' |
32,3 – 61,1 |
8.94 – 16.13 |
8,835 – 8,097 |
Промежуточная оболочка |
| 10¾ дюйма |
32,75 – 65,7 |
7.09 – 13.72 |
10.192 – 9.456 |
Поверхностный и промежуточный кожух |
| 13⅜' |
48,0 – 85,0 |
8.38 – 13.56 |
12.565 – 12.093 |
Поверхностный кожух |
| 16 дюймов |
65,0 – 109,0 |
9.53 – 16.13 |
15.124 – 14.124 |
Поверхностный кожух, проводник |
| 20 дюймов |
94,0 – 133,0 |
11.13 – 16.13 |
19.124 – 18.124 |
Корпус проводника |
6. Типы подключения
Корпус N80 изготавливается с трубчатым корпусом по API 5CT и резьбой с типом соединения, указанным в заказе. API 5CT определяет три стандартных типа соединений, а N80 совместим со всеми конструкциями соединений премиум-класса, применяемыми заводом или лицензированным предприятием по нарезанию резьбы.
| Соединение |
Аббревиатура. |
Форма резьбы |
Тип уплотнения |
Эффективность |
Типичное применение |
| Короткая резьбовая муфта |
СТЦ |
API, 8-круглый, конический |
Зависимый от соединения |
~60% сустав |
Поверхностный кожух, применение при низком давлении |
| Соединительная муфта с длинной резьбой |
LTC |
API, 8-круглый, конический |
Зависимый от соединения |
~70% сустав |
Промежуточный корпус, умеренное давление |
| Упорная резьбовая муфта |
БТД |
Контрфорс (с плоской нагрузкой, с коническим упором) |
Зависимый от соединения |
~95% тело трубы |
Более высокое обрушение/разрыв, более глубокие скважины |
| Премиум-соединение |
Различный |
Собственный |
Металл-металл |
100% тело трубы или выше |
Газовые скважины, HPHT, наклонно-направленное, критическое обслуживание |
Примечание по закупкам — BTC и LTC для промежуточной обсадной колонны N80 Для промежуточной обсадной колонны N80 диаметром 9⅝ дюйма и 13⅜ дюйма в наземных скважинах средней глубины стандартным выбором соединения является BTC — оно обеспечивает эффективность натяжения вблизи тела трубы и лучшую устойчивость к разрушению, чем LTC, при умеренной надбавке к стоимости. LTC иногда указывается для надземных обсадных колонн, где нагрузки низкие, а ценовое давление высокое. Никогда не используйте STC для промежуточной или эксплуатационной колонны, где существует значительная нагрузка на разрыв или разрушение — ее уплотнение, зависящее от состава, недостаточно для изоляции давления от цемента. Это основное, но часто игнорируемое правило в программах буровых установок, ориентированных на затраты.
7. N80 против K55, L80 и P110 — выбор класса
| Свойство |
K55/J55 |
N80-1 |
N80Q |
L80 |
P110 |
| Минимальный выход (МПа) |
379 |
552 |
552 |
552 |
758 |
| Макс. выход (МПа) |
552 |
758 |
758 |
655 |
965 |
| Термическая обработка |
Ничего не требуется |
Н или НТ |
Вопрос+Т |
Вопрос+Т |
Вопрос+Т |
| Твердость макс. |
Никто |
Никто |
Никто |
23 ПЧ |
Никто |
| Кислый сервис (NACE) |
Нет |
Нет |
Нет |
Да — квалифицированный |
Нет |
| группа API |
1 |
2 |
2 |
2 |
3 |
| Типичный диапазон глубин |
<1500 м |
1500–3500 м |
1500–4000 м |
1500–4000 м |
3000–6000+ м |
| Относительная стоимость |
Самый низкий |
Низкий |
Умеренный |
Умеренный–Высокий |
Самый высокий |
Инженерный взгляд — N80 и L80: одинаковая прочность, совершенно разные области применения N80 и L80 часто путают, поскольку у них одинаковые требования к пределу текучести. Практическое отличие заключается в контроле твердости и аттестации для работы в кислой среде: L80 имеет обязательную максимальную твердость 23 HRC по API 5CT, что в сочетании с соответствием NACE MR0175 делает его подходящей маркой для скважин, содержащих H₂S. У N80 нет потолка твердости, а это означает, что некоторые плавки могут превышать предел NACE и выходить из строя в кислой среде. Для сладких скважин N80-1 является более экономичным выбором. Для любой скважины с подтвержденным или возможным H₂S укажите L80 — не пытайтесь квалифицировать N80 для эксплуатации в кислых средах без данных независимых испытаний.
Связанный: Обсадная труба API 5CT L80 — марки, характеристики и эксплуатация в кислых средах → | Обсадная труба API 5CT P110 — характеристики и поставщик →
8. Ограничения некачественного обслуживания
N80 не является маркой, подходящей для эксплуатации в кислой среде согласно NACE MR0175/ISO 15156. Причина проста: API 5CT не налагает максимальный предел твердости для N80, а NACE MR0175 ограничивает твердость труб из углеродистой и низколегированной стали, работающих с H₂S, до 22 HRC. Некоторые плавки N80 — особенно N80-1 с более высоким содержанием углерода и неполной нормализацией — могут образовывать области, превышающие этот предел, создавая склонность к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC).
Критический инженерный момент — не заменяйте N80 на L80 при работе с H₂S. Соблазн заменить N80 на L80 в кислых эксплуатационных скважинах на основании эквивалентного предела текучести является хорошо документированной инженерной ошибкой. L80 специально разработан для эксплуатации в кислых средах: его предел твердости 23 HRC, обязательная термообработка Q+T и обязательство завода по сертификации соответствия требованиям NACE MR0175 делают его подходящей спецификацией. В N80 нет ни одного из этих элементов управления. Даже N80Q, несмотря на термообработку Q+T, не имеет потолка твердости и документации NACE, необходимой для сертификации эксплуатации в кислых средах. Если парциальное давление H₂S превышает 0,0003 МПа (0,05 фунтов на квадратный дюйм) — пороговое значение NACE — укажите L80, а не N80.
9. Требования к проверкам и испытаниям
| Тест/проверка |
N80-1 |
N80Q |
Частота |
| Испытание на растяжение |
Необходимый |
Необходимый |
За плавку и за партию |
| Испытание на твердость |
Не обязательно |
Не обязательно |
— |
| Тест на сплющивание |
Необходимый |
Необходимый |
За трубу |
| Гидростатические испытания |
Необходимый |
Необходимый |
За трубу |
| ОСП (UT/EM) |
Необязательно, если не указано иное |
Необязательно, если не указано иное |
На трубу, если требуется |
| Тест на дрейф |
Необходимый |
Необходимый |
За трубу |
| Испытание на удар CVN |
Не требуется |
Не требуется |
— |
| МТС (ЕН 10204 3.1) |
Стандартный |
Стандартный |
За плавку |
Примечание о закупке: когда указывать дополнительный неразрушающий контроль для N80 API 5CT делает неразрушающий контроль необязательным для N80, если покупатель не укажет его в заказе. Для неглубокой обсадной колонны в скважинах с низким уровнем риска это приемлемо. Для эксплуатационной колонны в скважинах высотой более 3000 метров или в любой скважине с повышенными требованиями к разрушению или разрыву в качестве дополнительных требований в заказе на поставку укажите 100% UT тела трубы и ЭМ-контроль зоны сварки (для ВПВ). Стоимость дополнительного неразрушающего контроля обсадной колонны незначительна по сравнению со стоимостью разрушения обсадной колонны на глубине. Проверка завода третьей стороной (SGS, Bureau Veritas, TÜV) является стандартной практикой для крупных заказов OCTG, поступающих от китайских заводов.
10. Часто задаваемые вопросы
Что такое обсадная труба API 5CT N80?
API 5CT N80 — это обсадная колонна средней прочности для нефтяных труб (OCTG) с минимальным пределом текучести 552 МПа (80 000 фунтов на квадратный дюйм) и максимальным пределом текучести 758 МПа (110 000 фунтов на квадратный дюйм). Он производится в двух подклассах — N80-1 (нормализованный или нормализованный с отпуском) и N80Q (закаленный и отпущенный) — и используется для промежуточной и эксплуатационной колонны в малосернистых (несернистых) наземных и мелких морских нефтяных и газовых скважинах на глубинах обычно от 1500 до 4000 метров.
В чем разница между N80-1 и N80Q?
N80-1 подвергается термообработке путем нормализации или нормализации и отпуска, в результате чего получается ферритно-перлитная микроструктура с меньшими затратами. N80Q подвергается закалке и отпуску, в результате чего образуется отпущенная мартенситная микроструктура с лучшей и более стабильной вязкостью через стенку трубы. Оба субсорта имеют одинаковые требования к пределу текучести. N80Q предпочтителен для более глубоких скважин, более высоких механических нагрузок и более холодных сред; N80-1 является экономичным вариантом по умолчанию для стандартных береговых скважин малосернистого типа.
Можно ли использовать обсадную колонну N80 в кислых эксплуатационных скважинах?
Нет — N80 не пригоден для работы в кислой среде без дополнительной квалификации, которую API 5CT не требует от мельниц. NACE MR0175 ограничивает максимальную твердость труб из углеродистой стали, работающих с H₂S, до 22 HRC. Стандарт N80 не имеет потолка твердости, и некоторые плавки могут превышать этот предел. Для скважин с любым содержанием H₂S выше порога NACE (парциальное давление 0,0003 МПа) укажите L80 — эквивалент для эксплуатации в кислой среде с тем же пределом текучести.
В чем разница между корпусом N80 и L80?
N80 и L80 имеют одинаковый минимальный предел текучести (552 МПа / 80 000 фунтов на квадратный дюйм), но существенно различаются в контроле твердости и квалификации для работы в кислой среде. L80 имеет максимальную твердость 23 HRC по API 5CT и всегда подвергается закалке и отпуску, что делает его совместимым с NACE MR0175 для эксплуатации в кислых средах при правильной сертификации. N80 не имеет предела твердости и не предназначен для эксплуатации в кислой среде. Для сладких колодцев N80-1 является более экономичным выбором; для любой лунки, содержащей H₂S, L80 является обязательным.
Какие размеры доступны в корпусе API 5CT N80?
Корпус API 5CT N80 доступен во всех стандартных размерах корпуса с наружным диаметром от 4½ до 20 дюймов. Наиболее часто заказываемые размеры — 5½ дюйма, 7 дюймов, 9⅝ дюйма и 13⅜ дюйма для эксплуатации в эксплуатационных, промежуточных и наземных обсадных колоннах. Для каждого наружного диаметра доступны различные варианты толщины стенки (выраженные как вес на фут), а N80 может поставляться с соединениями STC, LTC, BTC или премиум-класса по заказу.
Какие соединения доступны для корпуса N80?
Корпус N80 доступен со всеми стандартными соединениями API 5CT — STC (муфта с короткой резьбой), LTC (муфта с длинной резьбой) и BTC (муфта с опорной резьбой), а также соединениями премиум-класса с уплотнениями «металл-металл» для газовых скважин, наклонно-направленных скважин, приложений HPHT и любых условий, где надежность уплотнения резьбы API недостаточна. ZC Steel Pipe имеет независимые патенты на конструкции соединений премиум-класса и может поставлять обсадные трубы N80 с соединениями премиум-класса по заказу.
Корпус Source API 5CT N80 из стальной трубы ZC
ZC Steel Pipe производит обсадные трубы API 5CT N80-1 и N80Q всех стандартных размеров от 4½ дюйма до 20 дюймов, с вариантами соединений STC, LTC, BTC и премиум-класса. Полная документация MTC, проверка третьей стороной (SGS, Bureau Veritas, TÜV) и дополнительный неразрушающий контроль доступны по запросу. Мы обладаем независимыми патентами на технологии соединений премиум-класса и поставляем OCTG операторам нефтегазовой отрасли в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке.
Доступны индивидуальный химический контроль, дополнительные испытания на твердость и дополнительные требования для конкретного проекта. Минимальный объем заказа и сроки выполнения уточняются по запросу.
Мэнди. w@zcsteelpipe.com
WhatsApp: +86-139-1579-1813
→ Запросить цену
