Oceľové puzdro je nosnou kosťou každého ropného a plynového vrtu. Beží v postupných reťazcoch od povrchu k cieľovej hĺbke, lemuje vŕtaný vrt, izoluje geologické formácie, kontroluje tlaky v hĺbení a poskytuje utesnené potrubie potrebné pre bezpečnú ťažbu. Bez nej je integrita vrtu - a celý program dokončenia - nemožná.
Tento technický odkaz pokrýva celé Špecifikácia plášťových rúr API 5CT : klasifikácia tried a mechanické vlastnosti, rozmery vonkajších priemerov a rozsahy hrúbok steny, hmotnosť na stopu, štandardné a prémiové možnosti pripojenia a výberové kritériá, ktoré určujú, ktorá trieda je vhodná pre dané prostredie studne. ZC Steel Pipe vyrába plášte API 5CT v triedach N80, L80, P110, C110 a Q125, s nezávislými patentmi v oblasti prémiových spojení a exportnými skúsenosťami na Strednom východe, v Afrike a Južnej Amerike.
OBSAH
Čo je to oceľová rúrka?
Architektúra strún plášťa
Špecifikácie triedy API 5CT
Štandardné veľkosti OD a hrúbky steny
Hmotnosť plášťa na stopu
Typy pripojenia
Kryt z chrómovej zliatiny pre korozívne prostredie
Sprievodca výberom triedy
FAQ
1. Čo je oceľová plášťová rúrka?
Oceľová plášťová rúra je veľkopriemerová, hrubostenná bezšvíková alebo ERW oceľová rúra, ktorá je zabetónovaná na mieste vo vnútri vŕtaného vrtu. Po vyvŕtaní každej sekcie vrtu sa pažnicová kolóna spustí na spodok tejto sekcie a cement sa čerpá do medzikružia medzi vonkajším priemerom puzdra a stenou formácie. Cement tuhne, aby vytvoril hydraulické tesnenie, trvalo fixuje plášť na mieste a izoluje útvary za ním.
API 5CT – ŠPECIFIKÁCIA PLÁŠŤA A POTRUBÍ Špecifikácia API 5CT je riadiacim štandardom pre plášť a potrubie používané pri stavbe ropných a plynových vrtov. Zahŕňa triedy materiálov, chemické zloženie, mechanické vlastnosti (medza klzu, pevnosť v ťahu, limity tvrdosti), rozmerové tolerancie, špecifikácie tvaru závitu a požiadavky na testovanie. API 5CT je medzinárodne uznávaný základ pre obstarávanie obalov a vyžaduje ho väčšina národných regulačných orgánov a noriem prevádzkových spoločností.
Plášť slúži štyrom primárnym inžinierskym funkciám: podpora vrtu (zabraňujúca kolapsu nestabilných útvarov), zónová izolácia (utesnenie sladkovodných kolektorov, zón stratenej cirkulácie a neproduktívnych útvarov z produktívneho intervalu), tlaková nádoba (poskytuje tlakovú nádobu, cez ktorú sa privádzajú produkčné tekutiny na povrch) a kompletizačná podpora (slúži ako kotva pre vŕtacie valce, vrtné pištole, hlavice vrtu). Pozrite si sortiment ZC puzdrové spojky.
2. Architektúra strún puzdra
Typická studňa používa viacero pažnicových strún, z ktorých každá je stmelená vo vnútri predchádzajúcej, čím sa vytvára teleskopická štruktúra od povrchu až po celkovú hĺbku. Každá struna je navrhnutá pre špecifický tlak, formáciu a záťažové podmienky vyskytujúce sa v danom intervale hĺbky.
Puzdro vodiča
Typický vonkajší priemer:
18-5/8 – 20 palcov
Hĺbka:
50-300 stôp
Účel:
Povrchová podpora otvoru, vracia vrtnú kvapalinu
Typická trieda:
K55, J55
Povrchové puzdro
Typický vonkajší priemer:
13-3/8 – 16 palcov
Hĺbka:
500 – 4 000 stôp
Účel:
Ochrana sladkej vody, podpora BOP
Typická trieda:
K55, J55, N80
Stredné puzdro
Typický vonkajší priemer:
9-5/8 – 10-3/4 palca
Hĺbka:
3 000 – 12 000 stôp
Účel:
Izolácia pretlaku, kontrola straty obehu
Typická trieda:
N80, L80, P110
Výrobné puzdro
Typický vonkajší priemer:
4-1/2 – 7 palcov
Hĺbka:
TD (celková hĺbka)
Účel:
Kompletizačné potrubie, izolácia nádrže
Typická trieda:
L80, P110, Q125, C110
Poznámka k terénu — Návrh programu plášťa Program plášťa sa nastavuje počas plánovania vrtu na základe profilu pórového tlaku a gradientu zlomu vrtu. Počet požadovaných strún plášťa je určený počtom potrebných tlakových bariér – zvyčajne jedna struna na prechod hlavnej formácie. Hlboké vysokotlakové vrty v Mexickom zálive alebo na Strednom východe môžu vyžadovať päť alebo šesť reťazcov; jednoduchá plytká studňa v Afrike môže potrebovať len dve alebo tri. Toto priamo ovplyvňuje požadovanú tonáž plášťa a malo by to byť jasne stanovené v každej diskusii o obstarávaní pred dimenzovaním vonkajšieho priemeru a triedy potrubia.
3. Špecifikácie triedy API 5CT
API 5CT organizuje druhy plášťov do štyroch úrovní špecifikácie produktu (PSL-1 a PSL-2) a definuje mechanické a chemické požiadavky pre každý druh. Druhy, ktoré sú najrelevantnejšie pre stredné a výrobné obaly – aplikácie, kde je výber triedy technicky kritický – sú podrobne uvedené nižšie. Pozrite si tiež našich špecializovaných sprievodcov na Plášť API 5CT N80 a Plášťová rúrka T95.
| Stupeň |
min. Výťažok (psi) |
Max. Výťažok (psi) |
Min. Ťah (psi) |
Max. Tvrdosť (HRC) |
Sour Service |
PSL |
| N80 typ 1 |
80 000 |
110 000 |
100 000 |
— |
Nie |
1 a 2 |
| N80Q |
80 000 |
110 000 |
100 000 |
— |
Nie |
1 a 2 |
| L80 |
80 000 |
95 000 |
95 000 |
23 |
Áno (SSC) |
1 a 2 |
| L80-9Cr |
80 000 |
95 000 |
95 000 |
23 |
Áno + CO₂ |
1 a 2 |
| L80-13Cr |
80 000 |
95 000 |
95 000 |
23 |
Limited H₂S |
1 a 2 |
| C90 |
90 000 |
105 000 |
100 000 |
25.4 |
Áno (SSC) |
1 a 2 |
| C95 |
95 000 |
110 000 |
105 000 |
— |
Nie |
iba 1 |
| T95 |
95 000 |
110 000 |
105 000 |
25.4 |
Áno (SSC) |
1 a 2 |
| P110 |
110 000 |
140 000 |
125 000 |
— |
Nie |
1 a 2 |
| C110 |
110 000 |
130 000 |
120 000 |
30 |
Áno (SSC) |
1 a 2 |
| Q125 |
125 000 |
150 000 |
135 000 |
— |
Nie |
iba 1 |
Kritický technický bod – P110 nie je kvalifikovaná na kyslosť P110 je celosvetovo najpoužívanejším výrobným druhom plášťa, ale nemá žiadne obmedzenie tvrdosti a nie je kvalifikovaný na kyslé použitie (expozícia H₂S) podľa NACE MR0175 / ISO 15156. V vrtoch, kde vyrobené kvapaliny obsahujú H₂S, je riziko praskania sulfidom P110 (sulfidové praskanie). Správne alternatívy kyslého servisu pri úrovni výťažnosti 110 ksi sú C110 (riadená tvrdosťou) alebo Q125 sa tiež neodporúča pre kyslé použitie. Pred výberom P110 pre akúkoľvek studňu obsahujúcu kyslé zóny si overte parciálny tlak H₂S s technikom zásobníka.
4. Štandardné OD veľkosti a hrúbky steny
Puzdro API 5CT pokrýva široký rozsah vonkajších priemerov od 4-1/2 palca do 20 palcov. Každý vonkajší priemer je dostupný vo viacerých hrúbkach steny, čím sa vyrábajú rôzne nominálne hmotnostné triedy. Výber hrúbky steny je riadený odolnosťou proti zrúteniu (vonkajší tlak počas cementovania), odolnosťou proti prasknutiu (vnútorný tlak z vrtných tekutín) a ťahovým zaťažením (hmotnosť struny pod závesom).
| Nominálny OD (v) |
Tolerancia OD |
Rozsah hrúbky steny (v) |
Typické použitie struny |
Referenčný priemer driftu |
| 4-1/2 |
±0,75 % |
0,205 – 0,337 |
Výroba |
3,965 – 3,813 in (líši sa podľa hmotnosti) |
| 5 |
±0,75 % |
0,220 – 0,362 |
Výroba |
4,560 – 4,276 palcov |
| 5-1/2 |
±0,75 % |
0,244 – 0,415 |
Výroba / Medziprodukt |
5,012 – 4,670 palcov |
| 7 |
±0,75 % |
0,272 – 0,540 |
Výroba / Medziprodukt |
6,456 – 5,920 palcov |
| 7-5/8 |
±0,75 % |
0,300 – 0,595 |
Stredne pokročilý |
7,025 – 6,435 palcov |
| 8-5/8 |
±0,75 % |
0,304 – 0,595 |
Stredne pokročilý |
8,017 – 7,435 palcov |
| 9-5/8 |
±0,75 % |
0,312 – 0,608 |
Stredná / povrchová |
9,001 – 8,409 palcov |
| 10-3/4 |
±0,75 % |
0,350 – 0,797 |
Stredná / povrchová |
10,050 – 9,156 palcov |
| 13-3/8 |
±0,75 % |
0,380 – 0,514 |
Povrch |
12,615 – 12,347 palcov |
| 16 |
±0,75 % |
0,438 – 0,656 |
Povrch / vodič |
15,124 – 14,688 palcov |
| 18-5/8 |
±0,75 % |
0.500 |
Dirigent |
17,625 palca |
| 20 |
±0,75 % |
0,500 – 0,635 |
Dirigent |
19 000 palcov |
5. Hmotnosť plášťa na stopu
Hmotnosť plášťa je vyjadrená v librách na stopu (lb/ft) a je primárnym parametrom špecifikácie – objavuje sa v označení plášťa spolu s vonkajším priemerom a triedou (napr. '5-1/2 palca, 20 lb/ft, P110'). Hmotnosť na stopu určuje hodnotenie kolapsu a prasknutia, dostupný priemer driftu a celkovú hmotnosť výpletu (kritické pre výpočty zaťaženia ústia vrtu a závesu).
| Nominálny OD (in) |
Nominálna hmotnosť (lb/ft) |
Hrúbka steny (in) |
ID (in) |
Priemer driftu (in) |
| 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 |
Inžiniersky pohľad – výber hmotnosti a hodnotenie zrútenia Ťažšie stenové puzdro má vyššiu odolnosť proti zrúteniu, ale znižuje priemer úletu (minimálny priemer, ktorým musí nástroj prejsť). Vo výrobnom plášti môže výber príliš ťažkej hmotnostnej triedy obmedziť neskoršie dokončovacie nástroje - najmä v vrtoch s použitím zariadenia na dokončovanie veľkých vrtov alebo tam, kde sa predpokladá budúce opätovné dokončenie pomocou premosťovacej zátky. Pred konečnou hrúbkou steny je potrebné skontrolovať priemer úletu oproti najväčšiemu nástroju, o ktorom sa očakáva, že prejde cez túto kolónu.
6. Typy pripojenia
Závitové spojenie je najslabším článkom každého puzdra pod napätím. Výber pripojenia ovplyvňuje plynotesnosť, krútiaci moment, únavovú životnosť a rýchlosť chodu. V komerčnom využití existujú tri vrstvy plášťových spojení.
Štandardné pripojenia API
| Pripojenie |
Skratka |
Závit Forma |
Tesniaci mechanizmus |
Typické použitie |
Plynotesné? |
| Plášť s krátkym okrúhlym závitom |
STC |
Okrúhle (kónické) |
Niťová zmes + plnivo |
Povrch / plášť vodiča |
Nie |
| Plášť s dlhým okrúhlym závitom |
LTC |
Okrúhle (kónické) |
Niťová zmes + plnivo |
Povrchový / stredný plášť |
Nie |
| Opláštenie so závitom |
BTC |
Podpera (štvorcové rameno) |
Niťová zmes |
Medziprodukt / výroba puzdro |
Len vodotesné |
Prémiové pripojenia
Prémiové pripojenia sú dizajny bez API, ktoré ponúkajú vynikajúci výkon v porovnaní so štandardnými závitmi API v jednom alebo viacerých z: plynotesnosť, krútiaci moment, odolnosť proti únave a spoľahlivosť. Používajú tesnenia kov na kov (vylučujúce spoliehanie sa na zmes závitov) a zvyčajne kladné osadenie krútiaceho momentu. Bežné aplikácie zahŕňajú plynové vrty, dostavby HPHT, vrty s odkloneným a predĺženým dosahom a akékoľvek dostavby, kde je migrácia plynu cez pripojenie neprijateľná.
Poznámka k terénu — ZC Premium Connections ZC Steel Pipe je držiteľom nezávislých patentov v
prémiové spojenia plášťa a hadičiek . Náš patentovaný prémiový dizajn spojenia poskytuje tesnenie kov na kov s momentovým ramenom, čím spĺňa požiadavky na plynotesnosť pre vysokotlakové plynové komplety bez spoliehania sa na zmes závitov. Pre kupujúcich, ktorí získavajú prémiové pripojenia s čínskou výrobou, patentované návrhy ZC ponúkajú alternatívu k prémiovým pripojeniam tretích strán, ako sú VAM TOP alebo TenarisHydril Blue. Kontaktujte nás so špecifikáciou výkonu pripojenia pre technické porovnanie.
7. Kryt z chrómovej zliatiny pre korozívne prostredie
Tam, kde kvapaliny z vrtov obsahujú významné koncentrácie oxidu uhličitého (CO₂) alebo sírovodíka (H2S), štandardné typy plášťov z uhlíkovej ocele rýchlo korodujú. Typy plášťov zo zliatiny chrómu v rámci API 5CT poskytujú zvýšenú odolnosť proti korózii vďaka prídavkom chrómu do základnej ocele.
| Stupeň |
Cr Obsah |
Odolnosť voči CO₂ |
Odolnosť proti H₂S |
Typická aplikácia |
| L80 |
<1 % Cr |
Obmedzené |
Kvalifikácia SSC |
Štandardná kyslá služba; sladké CO₂ studne sa neodporúčajú |
| L80-9Cr |
~9 % Cr |
Dobre |
Kvalifikácia SSC |
CO₂-agresívne prostredie s miernym H₂S |
| L80-13Cr |
~13 % Cr |
Výborne |
Obmedzené (<0,1 psi H₂S pp) |
Sladké studne s vysokým obsahom CO₂; obal geotermálnej produkcie |
| Super 13Cr (bez API) |
~13 % Cr + Mo/Ni |
Výborne |
Stredná tolerancia H₂S |
Jamy s vysokým obsahom CO₂ s nízkym obsahom H2S; produkcia kondenzátu |
Kritický technický bod – limity parciálneho tlaku 13Cr a H₂S L80-13Cr má vynikajúcu odolnosť voči CO₂, ale pri relatívne nízkych parciálnych tlakoch H₂S – zvyčajne nad 0,05–0,1 psi parciálny tlak H₂S v závislosti od obsahu chloridov a teploty, je náchylný na praskanie vplyvom korózie. V vrtoch s koprodukovaným H₂S aj pri nízkych koncentráciách sa pred špecifikovaním 13Cr vyžaduje úplná analýza korózneho inžinierstva (podľa ISO 15156 časť 3). Určenie obalu 13Cr v kyslom prostredí bez tejto analýzy je zdokumentovaný spôsob zlyhania.
8. Sprievodca výberom triedy
Nasledujúca matica sumarizuje výber triedy naprieč primárnymi inžinierskymi kritériami pre výrobu a aplikácie medziplášťov. Výber vodiča a povrchového plášťa sa riadi jednoduchšou štruktúrnou analýzou a nie je tu zahrnutý.
| Faktor výberu |
N80 |
L80 |
C95 / T95 |
P110 |
C110 |
Q125 |
| Sladká služba (<8 000 stôp) |
Preferované |
Prijateľné |
Overspec |
Overspec |
Overspec |
Overspec |
| Sladká služba (hlboká) |
Okrajové |
Okrajové |
Prijateľné |
Preferované |
Preferované |
Ultra hlboké |
| Kyslá služba (prítomnosť H₂S) |
Nekvalifikovaný |
Preferované |
Prijateľné |
Nekvalifikovaný |
Preferované |
Nekvalifikovaný |
| CO₂-agresívne prostredie |
Neodporúča sa |
S inhibítorom |
S inhibítorom |
S inhibítorom |
S inhibítorom |
Neodporúča sa |
| HPHT studne |
Nedostatočné |
Nedostatočné |
Okrajové |
Prijateľné |
Prijateľné |
Preferované |
| Vyžaduje sa plynotesnosť |
Prémiové pripojenie |
Prémiové pripojenie |
Prémiové pripojenie |
Prémiové pripojenie |
Prémiové pripojenie |
Prémiové pripojenie |
| Citlivosť na náklady |
Najnižšia |
Nízka |
Mierne |
Mierne |
Vyššie |
Najvyššie |
9. Často kladené otázky
Na čo sa používa oceľová plášťová rúrka?
Oceľové plášťové potrubie vedie vŕtaný vrt v ropných a plynových vrtoch. Po vyvŕtaní každej sekcie sa šnúra puzdra spustí na spodok tejto sekcie a pripevní sa na miesto. Zabraňuje kolapsu vrtu, izoluje oblasti sladkej vody od uhľovodíkov, kontroluje tlaky pri vytváraní a poskytuje štrukturálne vedenie pre výrobné potrubie a dokončovacie zariadenie, ktoré nasleduje. Každá jamka používa viacero puzdier s klesajúcim priemerom od povrchu po celkovú hĺbku.
Aké sú hlavné triedy plášťov API 5CT?
Primárne triedy API 5CT pre stredné a výrobné plášte sú N80 (typy 1 a Q), L80 (štandardné a chrómové varianty), C90, T95, P110, C110 a Q125. Pre povrchové puzdro a vodič sa bežne používajú K55 a J55. Výber stupňa závisí od hĺbky vrtu, požiadaviek na tlak zrútenia a roztrhnutia, zaťaženie v ťahu a či sú prítomné podmienky kyslej prevádzky (H₂S).
Aký je rozdiel medzi puzdrom L80 a N80?
L80 aj N80 majú minimálnu medzu klzu 80 000 psi, ale výrazne sa líšia kontrolou tvrdosti a kvalifikáciou kyslosti. L80 má maximálny limit tvrdosti 23 HRC a je kvalifikovaný pre kyslé použitie podľa NACE MR0175 / ISO 15156. N80 nemá žiadne obmedzenie tvrdosti a neodporúča sa tam, kde je prítomný H₂S. L80 je k dispozícii aj vo variantoch zliatiny chrómu (L80-9Cr, L80-13Cr) pre prostredia s korozívnym účinkom CO₂. Pre sladké služby je N80 zvyčajne ekonomickejšou voľbou; pre kyslú prevádzku je predvolená voľba L80 pri úrovni výnosu 80 ksi.
Aké veľkosti vonkajšieho priemeru sú k dispozícii pre rúrky s oceľovým plášťom?
Kryt API 5CT je dostupný od 4-1/2 palca do 20 palcov OD. Výrobné puzdro je zvyčajne 4-1/2, 5, 5-1/2 alebo 7 palcov. Stredný plášť sa pohybuje od 7-5/8 do 10-3/4 palca. Povrchové puzdro je bežne 13-3/8 alebo 16 palcov a puzdro vodiča je 18-5/8 alebo 20 palcov. Možnosti hrúbky steny v rámci každého OD vytvárajú rôzne hmotnostné triedy, z ktorých každá má odlišné hodnoty zrútenia, roztrhnutia a ťahu.
Aké typy pripojení sa používajú na oceľových plášťových rúrach?
Štandardné pripojenia API zahŕňajú krátke okrúhle vlákno (STC), dlhé okrúhle vlákno (LTC) a podperné vlákno (BTC). Sú vhodné na použitie v kvapalinách, ale nie sú plynotesné. Pre plynové vrty a aplikácie HPHT sa vyžadujú prémiové spojenia s tesnením kov na kov. Prémiové spoje – vrátane patentovaných patentovaných návrhov ZC – poskytujú plnú plynotesnosť prostredníctvom kovového tesnenia namiesto spoliehania sa na zmes závitov a ponúkajú vyššiu kapacitu krútiaceho momentu pre smerové aplikácie.
Vyžiadajte si špecifikácie a ceny oceľových rúrok
ZC Steel Pipe vyrába rúrky s oceľovým plášťom API 5CT v triedach N80, L80, L80-13Cr, P110, C110 a Q125 v celom rozsahu vonkajších priemerov. Sme držiteľmi nezávislých patentov v oblasti prémiových spojení a zásobovania ropnými a plynárenskými projektmi na Blízkom východe, v Afrike a Južnej Amerike.
Uveďte svoje požiadavky na program plášťa – triedu, vonkajší priemer, hmotnostnú triedu, typ pripojenia, množstvo a miesto určenia – a náš technický tím vám odpovie s úplnou špecifikáciou a konkurenčnou ponukou.
mandy. w@zcsteelpipe.com | WhatsApp: +86-139-1579-1813
→ Požiadať o cenovú ponuku
