Borrrör är den primära strukturella och vätskeledande komponenten i borrsträngen vid roterande borrningsoperationer. Tillverkad enligt API-specifikationen 5DP, måste den samtidigt överföra vridmoment, bära axiella belastningar (spänning och kompression) och leda borrvätska under högt tryck - ofta i avvikande eller djupa brunnar där belastningarna är extrema och felkonsekvenserna är allvarliga.
Den här referensen täcker den fullständiga tekniska specifikationen för API 5DP-borrrör: klassklassificeringar, standardstorlekar och väggtjocklekar, vikt per fot, verktygsfogsdimensioner, intervalllängder och urvalskriterierna som styr beslut om gradering och viktklass. ZC Steel Pipe tillverkar borrrör till API 5DP i alla standardkvaliteter och storlekar, med erfarenhet av export över Afrika, Mellanöstern och Sydamerika.
INNEHÅLL
Vad är borrrör? Definition och funktion
API 5DP Grade Classifications
Standard OD-storlekar och väggtjocklekar
Borrrörsvikt per fot
Verktygsfogspecifikationer
Räckviddslängder
Heavy Weight Drill Pipe (HWDP)
Betygsvalsguide
FAQ
1. Vad är borrrör? Definition och funktion
Borrröret utgör huvuddelen av borrsträngen - den roterande enheten som förbinder ytriggutrustningen med borrkronan i botten av borrhålet. Varje skarv av borrrör består av en rörkropp med uppskjutna ändar (förtjockade väggsektioner) till vilka verktygsfogar är friktionssvetsade. Verktygsfogarna - stift i ena änden, låda i den andra - tillhandahåller de gängade anslutningarna som gör att strängen kan monteras och demonteras under utlösningsoperationer.
API 5DP — SPECIFIKATION FÖR BORRÖR API-specifikation 5DP är den styrande standarden för borrrör som används vid olje- och gasborrning. Den täcker materialkvaliteter, mekaniska egenskaper (sträckgräns, draghållfasthet, hårdhet), dimensionskrav (OD-toleranser, väggtjocklek, kroppsräthet) och inspektionskriterier. Standarden upprätthålls av American Petroleum Institute och är erkänd globalt som det grundläggande kvalitetskravet för anskaffning av borrrör.
Under borrning utför borrsträngen fyra samtidiga funktioner: den överför roterande vridmoment från ytan till borrkronan; den bär dragbelastningen av hela strängen som hänger i borrhålet; den leder borrvätska nedåt genom borrrörshålet för att kyla borrkronan och föra skäret tillbaka till ytan; och i riktade brunnar överför den vikt-på-bit-belastningarna som krävs för att bygga upp lutning. Var och en av dessa funktioner ställer distinkta mekaniska krav, varför valet av betyg är avgörande.
Fältnotering — Borrsträngsarkitektur Standardborrrör används inte direkt ovanför borrkronan. Bottenhålsmonteringen (BHA) använder borrkragar och tunga borrrör (HWDP) som en övergångszon för att ge vikt på borrkrona och minska utmattning vid den kritiska övergångspunkten. Standard borrrör sitter ovanför HWDP. Ingenjörer som specificerar borrrör för ett nytt brunnsprogram bör dimensionera HWDP-övergångszonen först innan huvudsträngen dimensioneras.
2. API 5DP Grade Classifications
API 5DP definierar fyra standardborrrörskvaliteter, var och en differentierad av minsta sträckgräns, draghållfasthet och hårdhet. Gradval är den primära spaken som styr dragkapacitet, vridhållfasthet och motstånd mot väte-inducerad spänningssprickning (HISC) i sura servicemiljöer.
| Betyg |
Min. Sträckstyrka (psi) |
Max. Strömstyrka (psi) |
Min. Draghållfasthet (psi) |
Max. Hårdhet (HRC) |
Typisk tillämpning |
| E75 |
75 000 |
105 000 |
100 000 |
— |
Grunda till medelstora brunnar, låg H₂S-exponering |
| X95 |
95 000 |
125 000 |
105 000 |
— |
Medeldjupa brunnar, måttliga vridmomentkrav |
| G105 |
105 000 |
135 000 |
115 000 |
— |
Djupa brunnar, riktad borrning med högt vridmoment |
| S135 |
135 000 |
165 000 |
145 000 |
— |
Ultradjupa brunnar med utökad räckvidd och HPHT |
Critical Engineering Point — Sour Service (H₂S) Restriktioner Höghållfasta kvaliteter (G105 och S135) är känsliga för sulfidspänningssprickning (SSC) i miljöer som innehåller svavelväte (H₂S). Där brunnsförhållanden kräver överensstämmelse med sur service enligt NACE MR0175 / ISO 15156, är klass E75 vanligtvis den högsta tillåtna graden. Att specificera G105 eller S135 i H₂S-innehållande brunnar utan SSC-kvalificerat material är ett känt felläge. Bekräfta alltid sur servicetillämplighet med din borrtekniker innan du anger kvalitet.
Betygsidentifikationsmärkningar
API 5DP kräver att borrröret ska vara stencilmärkt på rörkroppen med: tillverkarens namn eller märke, API-monogram (där det är licensierat), klassbeteckning, värme-/lotnummer och storlek (OD × väggtjocklek). Verktygsfogar är separat märkta med OD, hål och anslutningstyp. Dessa markeringar är det primära sättet att identifiera fältet – verifiera dem vid mottagandet innan du kör röret i hålet.
3. Standard OD-storlekar och väggtjocklekar
API 5DP täcker borrrör i nominella OD-storlekar från 2-3/8 tum till 6-5/8 tum. För varje OD anges en eller flera nominella väggtjocklekar, vilket ger olika viktklasser. Tabellen nedan täcker de mest använda storleks- och viktkombinationerna i kommersiella borroperationer.
| Nominell OD (in) |
OD Tolerans |
Nominell väggtjocklek (in) |
Vikt Klass |
ID (ungefär, in) |
Tvärsnittsarea (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 |
Teknisk insikt — OD-val och hydraulik Val av borrrör OD begränsas av både foderprogrammet (röret måste passera genom den föregående fodersträngen) och hydraulik (ringhastigheten måste vara tillräcklig för att lyfta skär). För ett givet hölje-ID förbättrar ett större borrrörs OD vrid- och dragkapacitet men minskar det ringformiga spelet. De flesta djupvattenprogram använder 5 tum eller 5-1/2 tum borrrör i huvudsträngen som en balans mellan hydraulisk prestanda och mekanisk styrka.
4. Borrrörets vikt per fot
Borrrörsvikt uttrycks som nominell vikt i pund per fot (lb/ft) och är en kritisk indata för krokbelastningsberäkningar, flytkraftsberäkningar och bucklingsanalys. Den nominella vikten inkluderar rörets kroppsvikt plus ett tillägg för de hopskjutna ändarna och verktygsfogarna, beräknat i medeltal över foglängden.
| Nominell OD (in) |
Nominell vägg (in) |
Nominell vikt (lb/ft) |
Plain-end Vikt (lb/ft) |
Ca. Ledlängd (ft) |
Ca. Ledvikt (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 |
Upphandlingsnotering – Viktredovisning När du beräknar den totala borrsträngsvikten för bedömning av riggkapacitet, använd nominell vikt (inte vanlig vikt) för rörkroppen och lägg till den faktiska verktygsfogsvikten separat. Verktygsfogens vikt kan representera 10–20 % av den totala fogvikten på rör med mindre diameter. Leverantörer som citerar 'justerad vikt' kan inkludera verktygsledens bidrag på ett annat sätt - bekräfta alltid grunden innan man laddar i din kroklastmodell.
5. Verktygsfogspecifikationer
Verktygsfogar är de gängade anslutningselementen i vardera änden av en borrrörsfog. Stiftet (hangänga) är i den nedre änden; lådan (hontråd) är i den övre änden. Verktygsfogar tillverkas separat av höglegerat stål (vanligtvis AISI 4145H modifierad) och friktionssvetsade till rörändarna. De måste vara hårdare och starkare än rörkroppen för att motstå de upprepade påfyllnings- och utbrytningscyklerna som upplevs under rörets livslängd.
Verktygsled OD och ID
Verktygsledens OD måste vara tillräckligt stor för att ge tillräcklig vridhållfasthet men tillräckligt liten för att passera genom höljessträngen och inte skapa överdrivna begränsningar av ekvivalent cirkulerande densitet (ECD) i ringen. Verktygsledens ID måste vara tillräckligt för målflödeshastigheter utan för stort tryckfall.
| Rör OD (in) |
Typisk TJ OD (in) |
Typisk TJ ID (in) |
Vanlig anslutningstyp |
TJ OD/Rör OD-förhållande |
| 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 |
Verktyg gemensamma gängprofiler
Den dominerande gängprofilen för borrrörsverktygsskarvar är API Rotary Shouldered Connection (RSC), närmare bestämt Numbered Connection (NC)-serien. NC-anslutningar identifieras med ett tvåsiffrigt nummer som är ungefär lika med stigningsdiametern på stiftgängan i tiondels tum. Helhålsanslutningar (FH) används på större OD-rör där maximal hål-ID krävs. Premium icke-API-anslutningar (t.ex. Grant Prideco XT, TenarisHydril Blue) erbjuder förbättrad vridmomentkapacitet för högpresterande applikationer men kräver licensiering från anslutningstillverkare.
6. Räckviddslängder
API definierar tre längdkategorier för borrrör. Val av räckvidd påverkar utlösningshastigheten (längre skarvar = färre anslutningar att göra/bryta), kraven på stå-tillbakahöjd i borrtårnet och specifikationer för rörhanteringsutrustning.
Område 1 (R1)
Längd:
18 – 22 fot (5,5 – 6,7 m)
Typisk användning:
Grunda brunnar, lindade röroperationer, överarbetning
Obs:
Används sällan vid modern roterande borrning
Område 2 (R2)
Längd:
27 – 30 fot (8,2 – 9,1 m)
Typisk användning:
Standard roterande borrning på land och till havs
Obs:
Branschstandard; 95 %+ av borrrörsförsändelser
Område 3 (R3)
Längd:
38 – 45 fot (11,6 – 13,7 m)
Typisk användning:
Djupt vatten, utökad räckvidd och ultradjupa brunnar
Obs:
Kräver högt borrtårn och dubbel/trippelställ
Engineering Insight — Range 3 Trip Time Saving På en 20 000 ft brunn som använder 30 ft Range 2-skarvar, finns det cirka 667 anslutningar att lösa ut ur hålet. Samma brunn med Range 3-skarvar (42 fot i genomsnitt) kräver endast ~476 anslutningar — en minskning med nästan 30 %. Vid 3–5 minuter per anslutning motsvarar detta 3–6 timmar sparade per resa. För djupvattenoperationer där riggens dagshastigheter överstiger 500 000 USD, har införandet av Range 3 tydliga ekonomiska motiveringar trots kravet på högre borrtårnshöjd.
7. Heavy Weight Drill Pipe (HWDP)
Heavy Weight Drill Pipe (HWDP) upptar övergångszonen mellan borrkragarna i botten av BHA och standardborrrörssträngen ovan. Det liknar visuellt standardborrröret men har en betydligt tjockare vägg, en central stöt (nötningsdyna) i mitten av rörkroppen och verktygsfogar med större diameter. Dess primära funktion är att minska utmattningsbrotten som uppstår vid övergången från den stela borrkragsektionen till det mer flexibla standardborrröret.
| Nominell OD (in) |
Väggtjocklek (in) |
Nominell vikt (lb/ft) |
ID (in) |
Foglängd (ft) |
Ca. Ledvikt (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 |
Fältnotering – HWDP String Length Industrins tumregel kräver en minsta HWDP-sektion på 30–40 leder (ungefär 900–1 200 fot) ovanför borrkragarna. I riktningsbrunnar med hög dogleg svårighetsgrad, används längre HWDP-sektioner för att skydda övergångszonen från cyklisk böjutmattning. Underspecificering av HWDP-längd är en vanlig orsak till utmattningsfel i borrsträngarna i toppen av BHA.
8. Betygsvalsguide
Kvalitetsval innebär att balansera dragkapacitet, vridhållfasthet, utmattningsbeständighet och kompatibilitet med sur service mot kostnad. Följande matris sammanfattar de primära urvalsdrivrutinerna för varje API 5DP-klass.
| Urvalsfaktor |
E75 |
X95 |
G105 |
S135 |
| Grunda brunnar (<8 000 fot) |
Föredraget |
Godtagbar |
Överspec |
Överspec |
| Medelstora brunnar (8 000–15 000 fot) |
Marginell |
Föredraget |
Godtagbar |
Överspec |
| Djupa brunnar (>15 000 fot) |
Otillräcklig |
Marginell |
Föredraget |
Föredraget |
| Utökad räckvidd / ERD-brunnar |
Otillräcklig |
Marginell |
Godtagbar |
Föredraget |
| Sur service (H₂S närvarande) |
Kvalificerad |
Verifiera NACE |
Rekommenderas inte |
Rekommenderas inte |
| HPHT-brunnar |
Otillräcklig |
Otillräcklig |
Marginell |
Föredraget |
| Kostnadskänslighet |
Lägsta kostnad |
Låg-måttlig |
Måttlig |
Högsta kostnad |
Kritisk teknisk punkt — Underspec inte för kostnadsbesparingar Att välja en lägre kvalitet för att minska förhandskostnaderna är ett av de mer följdriktiga upphandlingsfelen vid inköp av borrrör. En E75-sträng som går sönder på djupet i en brunn på 15 000 fot kostar storleksordningar mer i fiskeoperationer, potentiellt sidospår och riggtid än kostnadsskillnaden mellan E75 och X95 på den ursprungliga beställningen. Mekaniska dimensioneringsberäkningar av en kvalificerad borringenjör bör alltid föregå val av kvalitet på alla långt bortom rutinmässiga grunda djup.
9. Vanliga frågor
Vilka är standardkvaliteterna för borrrör per API 5DP?
API 5DP specificerar fyra standardborrrörskvaliteter: E75 (minsta utbyte 75 000 psi), X95 (minsta utbyte 95 000 psi), G105 (minsta utbyte 105 000 psi) och S135 (minsta utbyte 00 135 psi). Gradvalet beror på brunnsdjup, riktningskomplexitet och erforderlig vrid- och dragkapacitet. S135 är den högsta kommersiellt tillgängliga standardkvaliteten och används för krävande applikationer med utökad räckvidd och HPHT.
Vilka OD-storlekar finns tillgängliga för API-borrrör?
Standard API 5DP borrrörs OD-storlekar sträcker sig från 2-3/8 tum till 6-5/8 tum. De vanligaste storlekarna vid olje- och gasborrning är 3-1/2 tum, 4 tum, 4-1/2 tum och 5 tum. Större storlekar som 5-1/2 tum och 5-7/8 tum specificeras för applikationer med högt flöde eller högt vridmoment där större borrning krävs.
Vad är skillnaden mellan borrrörsintervallslängder?
API definierar tre intervalllängder: Range 1 (18–22 fot), Range 2 (27–30 fot) och Range 3 (38–45 fot). Range 2 är industristandarden för de allra flesta roterande borroperationer. Område 3 är specificerat för djupvatten och ultradjupa brunnar där färre anslutningar per resa på ett meningsfullt sätt minskar icke-produktiv riggtid.
Vilka väggtjockleksklassificeringar finns för borrrör?
Standardborrrör använder nominella väggtjocklekar från 0,280 tum (2-3/8 OD) till 0,500 tum (5-7/8 och 6-5/8 OD) beroende på storlek. Heavy Weight Drill Pipe (HWDP) använder betydligt tjockare väggar - vanligtvis 0,615 till 0,750 tum för samma OD-intervall - tillsammans med en central slitdyna och större verktygsfogar. HWDP specificeras för övergångszonen ovanför borrkragar för att minska utmattningsfel.
Är borrrör detsamma som borrrör?
Ja — 'borrrör' och 'borrrör' används omväxlande i hela branschen. Båda termerna hänvisar till de ihåliga stålrörskarvarna som bildar borrsträngens huvudkropp vid en roterande borrning. Den officiella API-standarden heter 'Specification for Drill Pipe' (API 5DP). Termen 'borrrör' är vanligare på icke-engelsktalande marknader och i översatta upphandlingsdokument.
Begär specifikationer och priser för borrör
ZC Steel Pipe tillverkar API 5DP-borrrör i alla standardkvaliteter (E75, X95, G105, S135) och OD-storlekar, med Range 2 och Range 3 tillgängliga. Som en order-to-make-tillverkare baserad i Hai'an City, Kina, betjänar vi borrentreprenörer och OCTG-köpare över hela Afrika, Mellanöstern och Sydamerika.
Kontakta oss med dina brunnsprogramkrav - kvalitet, OD, väggtjocklek, intervalllängd, kvantitet och leveransdestination - så kommer vårt tekniska team att svara med specifikationer och en konkurrenskraftig offert.
mandy. w@zcsteelpipe.com | WhatsApp: +86-139-1579-1813
→ Begär en offert
