Эксплуатационные трубы: руководство по выбору размеров, марок и характеристик

Эксплуатационные НКТ  представляют собой стальную колонну, проложенную внутри обсадной колонны, по которой нефть, газ и конденсат выводятся на поверхность. Это трубная продукция OCTG (нефтяные трубы), изготовленная в соответствии с  API 5CT , поставляемая с наружными диаметрами от 1,050 дюйма до 4-1/2 дюйма, с 2-3/8 дюйма, 2-7/8 дюйма и 3-1/2 дюйма, охватывающая подавляющее большинство добывающих скважин. Поскольку насосно-компрессорные трубы представляют собой компонент, с которым жидкости фактически контактируют при текущей температуре и давлении, выбор их марки и соединений определяется как коррозионной средой, так и механической нагрузкой, что где происходит большинство ошибок при закупках.

ZC Steel Pipe (ZHENCHENG Steel Co., Ltd.) — китайский производитель труб OCTG на заказ, поставляющий эксплуатационные трубы всего диапазона классов API 5CT — от колонн J55 и N80 для сладкого обслуживания до L80, C90, T95 для кислых марок и L80-13Cr / Super 13Cr CO₂ — с соединениями NU, EU и газонепроницаемыми премиальными соединениями. В этом руководстве приведены таблицы размеров, свойства марок и логика выбора, которые инженерам и специалистам по закупкам необходимы для правильного определения труб с первого раза.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Что такое эксплуатационные НКТ?

2. Эксплуатационные НКТ, обсадные трубы и линейные трубы

3. Размеры, вес и размеры трубок API 5CT

4. Марки труб и механические свойства

5. Трубные соединения: NU, EU, IJ и Premium

6. Выбор трубок для подачи кислого газа и CO₂

7. Как указать эксплуатационные НКТ (контрольный список заказа на поставку)

8. Часто задаваемые вопросы

1. Что такое эксплуатационные НКТ?

Эксплуатационные насосно-компрессорные трубы — это самая внутренняя извлекаемая колонна труб в завершенной скважине. После цементирования обсадной колонны НКТ спускаются внутрь эксплуатационной обсадной колонны и устанавливаются на пакер, изолирующий добываемые флюиды от затрубного пространства обсадно- НКТ. Пластовые жидкости перемещаются вверх по стволу НКТ к устью скважины, поэтому НКТ должны выдерживать полное пластовое давление и противостоять любым коррозионным веществам (H₂S, CO₂, хлориды), которые переносит жидкость.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ — ДОБЫВАЮЩАЯ НКТ (API 5CT) НКТ — это труба OCTG, проложенная внутри обсадной колонны для транспортировки добытых или закачиваемых жидкостей. API 5CT распространяется на трубы с наружным диаметром от 1,050 дюйма до 4-1/2 дюйма классов от H40 до Q125. В отличие от обсадных труб, НКТ предназначены для извлечения и повторного спуска, поэтому герметичность соединений и целостность свинчивания являются критериями проектирования первого порядка, а не второстепенными.

Поскольку трубки являются заменяемыми, операторы относятся к ним как к расходному материалу, который можно снимать, проверять и повторно запускать несколько раз в течение срока службы. Это меняет приоритеты закупок: устойчивость соединений к истиранию, герметичность после многократных свинчиваний и припуск на коррозию имеют большее значение для НКТ, чем для обсадной колонны, которую однажды зацементировали и забыли.

2. Эксплуатационные НКТ, обсадные трубы и линейные трубы

Все три представляют собой стальные трубы, но они выполняют разные задачи и соответствуют разным стандартам. Их путаница в заказе на поставку приводит к неправильной толщине стенок, неправильному соединению и бракованию материала при проверке.

Более подробную информацию о том, где находится граница линейной трубы и OCTG, см. Линейная труба и OCTG — ключевые отличия →

3. Размеры, вес и размеры трубок API 5CT

В таблице ниже перечислены распространенные размеры технологических труб из API 5CT, 11-е издание (Таблица C.19) для наиболее часто заказываемых наружных диаметров. Вес является номинальным; Столбцы NU и EU отражают конфигурации без нарушений и внешние нарушения. Внутренний диаметр и стенка относятся к телу трубы.

Источник: API 5CT, 11-е издание, таблица C.19. НУ = не расстроен, ЕС = внешнее расстройство. Более тяжелые стенки доступны в каждом размере; полный стол по запросу.

Примечание о закупке. Вес — это этикетка, а не единственное число, которое имеет значение.  Когда подсчет требует «2-7/8 6,40#», это номинальный вес, привязанный к конкретной стене (здесь 5,51 мм). Оба завода могут поставлять трубы типа «6.40#», которые перемещаются по-разному, если высаженная геометрия различается. Если на вашей комплектации используются инструменты с жестким зазором, укажите необходимый  вылет  на ПО — не рассчитывайте его на основе номинального веса.

Для обсадной колонны, внутри которой проходят НКТ, наш сопутствующий справочник охватывает все наружные диаметры: Таблицы размеров, размеров и веса корпуса API 5CT →

4. Марки труб и механические свойства

Марки труб API 5CT включают как легкую углеродистую сталь, так и кислую сталь с контролируемой твердостью и хромсодержащую CO₂. В таблице указаны минимальная и максимальная указанная текучесть, минимальная прочность на растяжение и контрольный предел твердости, если он применим.

Источник: api-5ct-spec.json (11-е издание API 5CT). Колпачки HRC применяются к маркам с контролируемой твердостью. Значения доходности указаны минимальные/максимальные.

Engineering Insight — дерево решений для трубного уровня.  Начните с окружающей среды, а не с глубины. (1) Любой влажный H₂S → кислый сорт с контролируемой твердостью: L80-1, C90 или T95. (2) С высоким содержанием CO₂ без H₂S → семейство 13Cr (L80-13Cr / Super 13Cr). (3) Сладкий, глубокий, с высоким давлением → P110 для силы. (4) Неглубокое, низкое давление → J55 или N80. Определение прочности происходит  после того, как  металлургия зафиксирована жидкостью.

Контекст по классам во всем диапазоне OCTG см. Какие марки труб OCTG →  и Как выбрать материал OCTG →

5. Соединения трубок: NU, EU, IJ и Premium.

Соединение — это то место, где происходит большинство отказов трубок и большинство споров при закупках. API 5CT определяет три семейства трубных соединений с резьбой и муфтами, и рынок добавляет к ним запатентованную резьбу премиум-класса.

НУ (Не расстроенный)

Обозначение:  НУ / НУЭ

Конец трубы:  постоянная стенка

Сила суставов:  ~ Уменьшена по сравнению с телом.

Лучше всего подходит для:  неглубоких струн с низкой нагрузкой.

ЕС (Внешнее расстройство)

Обозначение:  ЕС/ЕСЭ

Конец трубы:  кованый, высаженный

Прочность соединения:  ~ Эффективность по отношению к телу трубы

Лучше всего подходит для:  более глубоких скважин с высоким напряжением.

IJ (Интегральный сустав)

Обозначение:  IJ

Конец трубы:  штифт и коробка на корпусе

Соединение:  нет (заподлицо)

Лучше всего подходит для:  Slimhole/зазора

Премиум / Газонепроницаемый

Обозначение:  Собственный

Уплотнение:  Металл по металлу

Газонепроницаемость:  Да

Лучше всего подходит для:  кислой среды / HPHT / газа.

EUE является «рабочей лошадкой» для большинства производящих колонн, поскольку внешняя высадка восстанавливает прочность соединения вблизи тела трубы. NUE дешевле и легче, но снижает эффективность растяжения. Там, где требуется газонепроницаемость или уплотнение для эксплуатации в кислых средах, резьбы API недостаточно — правильным решением будет соединение премиум-класса «металл-металл».

Критический инженерный момент — резьба API BTC/EUE не является газонепроницаемой.  Стандартные резьбовые и муфтовые соединения API уплотняются резьбовой смазкой, а не металл-металл. В газовых скважинах, кислых средах или при высоком уровне конденсата резьба API может протекать в месте соединения, даже если тело трубы исправно. Не указывайте EUE для газонепроницаемого режима и предполагайте, что он выдержит — перейдите на квалифицированное соединение премиум-класса.

Подробности подключения и экономика выбора описаны в Объяснение муфт EU и NU →  и Премиум-соединения — использование и преимущества →

6. Выбор трубок для подачи кислого газа и CO₂

Это самая дорогая область, в которой можно ошибиться. Коррозионные вещества в добываемой жидкости определяют металлургию, и два механизма разрушения — сульфидное растрескивание под напряжением из-за H₂S и CO₂ (серая) коррозия — требуют  разных  решений, которые легко спутать.

Критично — L80-13Cr НЕ является кислым сортом.  L80-13Cr (и Super 13Cr) относятся к коррозионностойким классам CO₂. Они устойчивы к воздействию сладкого CO₂, но  не  соответствуют требованиям NACE MR0175/ISO 15156 для влажного H₂S. Использование 13Cr в кислых скважинах потому, что «он устойчив к коррозии», является классической и опасной ошибкой замены. Для H₂S сертифицированными марками являются L80-1, C90 и T95 — углеродистые/низколегированные стали контролируемой твердости.

Определения кислотности соответствуют NACE MR0175/ISO 15156. Всегда сверяйте пороговые значения парциального давления с фактическим анализом скважинного флюида.

Металлургические причины того, почему 13Cr пассивируется по отношению к CO₂, но не проходит тест на кислую твердость, объяснены в Металлургия L80-13Cr и суперзазор →  и преимущества хромированных трубок в 13 преимуществ хромированных трубок →

7. Как указать эксплуатационные НКТ (контрольный список заказа на поставку)

Полная спецификация на закупку трубок устраняет двусмысленность и предотвращает бракование материала при проверке третьей стороной. В заказе укажите следующее:

Engineering Insight — необходимые компоненты для заказа трубок

• Внешний вид и номинальный вес:  например, 2-7/8 дюйма 6,40# — это фиксирует стенку и внутренний диаметр.

• Марка и тип:  например, L80 Тип 1 (не просто «L80») — тип контролирует термическую обработку и квалификацию.

• Соединение:  резьба NU/EU/IJ или обозначенная премиум-резьба, со спецификациями крутящего момента свинчивания.

• Требование к дрейфу:  согласно API 5B, размер соответствует размеру вашего самого большого инструмента — трубка не имеет фиксированного дрейфа в 5CT.

• Сервис:  сладкий/кислый (NACE MR0175)/CO₂ — запускает дополнительные испытания (SSC, картирование твердости).

• Диапазон и длина:  Диапазон 2 (R2) является стандартным для трубок; подтвердите, требуется ли R3.

• Проверка и сертификаты:  уровень электромагнитных помех/UT, гидростатические испытания, EN 10204 3.1/3.2 MTR.

Полевое примечание: «L80» не является полной оценкой.  В кислых условиях заказ «L80» без суффикса «Тип 1» означает неправильный материал. L80-1 — кислый класс NACE; L80-9Cr и L80-13Cr — это марки CO₂, которые имеют общий диапазон текучести «L80», но не являются взаимозаменяемыми для H₂S. Всегда указывайте полное обозначение типа на бирке и заказе на поставку.

ZC производит на заказ, поэтому нестандартные комбинации стен, длины и соединений премиум-класса могут быть указаны непосредственно в соответствии с вашим проектом завершения, а не принудительно закладываться в стандартные размеры. Посмотреть полную версию ассортимент продукции обсадных и насосно-компрессорных труб →  или, в случае с колоннами с термальными и тонкими отверстиями, наша колтюбинг →

8. Часто задаваемые вопросы

Что такое НКТ для добычи нефти и газа?

Эксплуатационные насосно-компрессорные трубы представляют собой самую внутреннюю стальную колонну, проложенную внутри обсадной колонны, по которой нефть или газ вытекают на поверхность. Это продукт OCTG, изготовленный в соответствии с API 5CT, с наружным диаметром от 1,050 дюйма до 4-1/2 дюйма, причем наиболее распространенными производственными размерами являются 2-3/8 дюйма, 2-7/8 дюйма и 3-1/2 дюйма.

В чем разница между трубой и кожухом?

Обсадная колонна — это структурная колонна, цементированная в ствол скважины для поддержки скважины; НКТ — это извлекаемая колонна меньшего диаметра, проложенная внутри эксплуатационной колонны для транспортировки добытых жидкостей. Оба соответствуют стандарту API 5CT, но максимальный диаметр НКТ составляет 4-1/2 дюйма, а диаметр обсадной колонны составляет от 4-1/2 дюйма до 20 дюймов и больше.

В чем разница между трубками EUE и NUE?

NUE (невысаженный, обозначенный NU) сохраняет постоянную стенку тела трубы и ввинчивается непосредственно в муфту, обеспечивая более тонкое соединение с меньшей эффективностью растяжения. EUE (внешняя высадка, обозначенная EU) выковывает более толстую высадку на каждом конце трубы перед нарезанием резьбы, восстанавливая прочность соединения вблизи тела трубы. EU предпочтительнее для более глубоких струн и более высоких нагрузок.

Какие марки трубок подходят для работы в кислой среде (H2S)?

Марки API 5CT L80 Тип 1, C90 и T95 квалифицированы для работы в кислой среде согласно NACE MR0175 / ISO 15156 из-за их контролируемой твердости. L80-13Cr — это марка, предназначенная только для защиты от коррозии CO₂, и не соответствует требованиям NACE для эксплуатации в кислой среде, а N80 и P110 — это марки для общего применения, не предназначенные для воздействия влажного H₂S.

Каких размеров бывают технологические трубы?

Обычные наружные диаметры эксплуатационных труб API 5CT составляют 2-3/8 дюйма (60,32 мм), 2-7/8 дюйма (73,02 мм), 3-1/2 дюйма (88,9 мм), 4 дюйма (101,6 мм) и 4-1/2 дюйма (114,3 мм). Номинальный вес варьируется от примерно 4,0 фунта/фута для труб от 2-3/8 дюйма до 26,1 дюйма. фунт/фут на толстостенных стенках диаметром 4-1/2 дюйма.

Имеет ли эксплуатационная НКТ диаметр дрейфа?

В отличие от обсадных труб, НКТ не имеют ни одного фиксированного оправки по стандарту API 5CT. Диаметр оправки для труб указан в заказе на поставку в соответствии с API 5B и соответствует наибольшему инструменту или колонне насосов, которые должен пройти оператор. Всегда подтверждайте необходимый дрейф перед заказом.

Источник НКТ из стальной трубы ZC

ZHENCHENG Steel Co., Ltd. (ZC Steel Pipe) производит на заказ технологические трубы API 5CT во всем диапазоне марок — J55, N80, L80 (сернистый тип 1 и 13Cr CO₂), C90, T95 и P110 — с соединениями NU, EU, IJ и газонепроницаемыми соединениями премиум-класса. Проекты реализуются в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке, с независимыми патентами на соединения премиум-класса и OCTG специального класса.

Электронная почта: Мэнди. w@zcsteelpipe.com   | Ватсап: +86-139-1579-1813

→ Запросить цену

Связанный: Размеры и вес корпуса API 5CT  · Марки OCTG  · Связи ЕС и НУ  · 13Cr трубки  · Страница продукта «Обсадные и насосно-компрессорные трубы»