การประยุกต์ใช้บ่อน้ำมัน: เทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับการสกัด Borewell และน้ำมันและก๊าซ

อุตสาหกรรมการสกัดปิโตรเลียมขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ท่อพิเศษที่รักษาเสถียรภาพที่ดีตลอดกระบวนการขุดเจาะและการผลิต OCTG (สินค้าท่อน้ำมันในประเทศ) ท่อปลอกทำหน้าที่เป็นรากฐานโครงสร้างสำหรับบ่อน้ำมันและก๊าซให้การสนับสนุนที่สำคัญต่อแรงกดดันจากการก่อตัวและอำนวยความสะดวกในการสกัดทรัพยากรที่มีประสิทธิภาพ บทความนี้สำรวจแอปพลิเคชั่นที่สำคัญของเทคโนโลยีท่อท่อในหลุมที่แตกต่างกัน

ทำความเข้าใจฟังก์ชั่นท่อในการก่อสร้างที่ดี

ท่อปลอกทำหน้าที่สำคัญหลายอย่างในการก่อสร้างที่ดีตั้งแต่การป้องกันการล่มสลายของการก่อตัวไปจนถึงการแยกโซนที่มีประสิทธิผล ท่อเหล็กที่มีความแม่นยำเหล่านี้จะต้องทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงรวมถึงแรงกดดันสูงสารกัดกร่อนและอุณหภูมิแปรผัน

ฟังก์ชั่นหลักของปลอกที่ดี

• รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่ดี

• การป้องกันการปนเปื้อนระหว่างเลเยอร์การก่อตัวที่แตกต่างกัน

• สนับสนุนอุปกรณ์ Wellhead และส่วนประกอบการผลิต

• การควบคุมแรงกดดันที่ดีและการไหลของของไหล

• จัดหาท่อร้อยสายสำหรับการผลิตท่อและเครื่องมือลงหลุม

แอพพลิเคชั่นปลอกในหลุมที่แตกต่างกัน

ในขณะที่วัตถุประสงค์พื้นฐานของการใช้ปลอกยังคงสอดคล้องกันความต้องการแอปพลิเคชันแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญตามประเภทความลึกและสภาพการดำเนินงานที่ดี การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรเลือกข้อกำหนดของปลอกที่เหมาะสมสำหรับแต่ละโครงการ

แอปพลิเคชันปลอก Borewell

Borewells ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสกัดน้ำใช้ระบบปลอกที่ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับบ่อน้ำมันและก๊าซ การติดตั้งเหล่านี้มักใช้:

• ปลอกเหล็กอ่อนพร้อมการป้องกันการกัดกร่อนขั้นพื้นฐาน

• วิธีการเชื่อมต่อที่ง่ายกว่า (มักจะเป็นเกลียวหรือข้อต่อเชื่อม)

• เส้นผ่าศูนย์กลางขนาดเล็กที่เหมาะสำหรับอุปกรณ์สูบน้ำ

• การจัดอันดับความดันที่เข้มงวดน้อยกว่าหลุมไฮโดรคาร์บอน

ในขณะที่มีความซับซ้อนน้อยกว่าแอปพลิเคชั่นในแหล่งน้ำมัน Borewell ยังคงต้องใช้การเลือกวัสดุอย่างรอบคอบตามเคมีของน้ำและลักษณะการก่อตัว

ข้อกำหนดด้านบ่อน้ำมันและก๊าซ

สภาพแวดล้อมการสกัดปิโตรเลียมต้องการข้อกำหนดของปลอกที่ซับซ้อนมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้นตาม  API 5CT/ISO 11960  มาตรฐาน แอปพลิเคชันเหล่านี้ต้องการ:

• โลหะผสมเหล็กคุณภาพสูง (โดยทั่วไปคือ J55, N80, P110 หรือ Q125)

• ระบบการเชื่อมต่อระดับพรีเมี่ยมสำหรับความสมบูรณ์ของความดัน

• การเคลือบแบบพิเศษสำหรับสภาพแวดล้อมการบริการH₂s (Sour) ต่อ  NACE MR0175

• ความคลาดเคลื่อนของมิติที่แม่นยำสำหรับความเข้ากันได้ของเครื่องมือ downhole

• การล่มสลายทางวิศวกรรมการระเบิดและการจัดอันดับความตึงเครียด

ท่อน้ำมันและก๊าซมักจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับนอกชายฝั่งความดันสูง/อุณหภูมิสูง (HPHT) หรือแอปพลิเคชันการขุดเจาะแบบขยาย

เทคโนโลยีการเชื่อมต่อสำหรับระบบปลอก

ความสมบูรณ์ของสตริงปลอกใด ๆ ขึ้นอยู่กับระบบการเชื่อมต่อเป็นอย่างมาก มีการใช้วิธีการเข้าร่วมหลายวิธีในแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน:

การเชื่อมต่อมาตรฐาน API

ประเภทการเชื่อมต่อที่พบบ่อยที่สุดสำหรับสภาพแวดล้อมที่ดีมาตรฐานคือ  API Short Thread Coupling (STC)  ระบบ คุณสมบัติการเชื่อมต่อเหล่านี้:

• โปรไฟล์เธรดมาตรฐานต่อข้อมูลจำเพาะ API 5B

• องค์ประกอบการมีเพศสัมพันธ์ภายนอกเข้าร่วมส่วนท่อ

• ประสิทธิภาพที่เพียงพอสำหรับสภาพแวดล้อมความดันปานกลาง

• การผลิตและประกอบภาคสนามที่คุ้มค่า

การเชื่อมต่อพรีเมี่ยมสำหรับการใช้งานแอปพลิเคชัน

เมื่อหลุมเผชิญกับแรงกดดันสูงของเหลวกัดกร่อนหรือวิถีที่ซับซ้อนการเชื่อมต่อระดับพรีเมี่ยมจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ:

• พื้นผิวการปิดผนึกโลหะกับโลหะเพื่อความสมบูรณ์ของแก๊ส

• โปรไฟล์เธรดพิเศษที่มีความตึงเครียดที่ดีขึ้นและการจัดอันดับการบีบอัด

• การออกแบบที่เป็นกรรมสิทธิ์จากผู้ผลิตเช่น Tenaris, Vallourec และ TMK

• เพิ่มความจุแรงบิดสำหรับบ่อทิศทางและแนวนอน

การเชื่อมต่อเชื่อม

ในแอปพลิเคชันบางอย่างโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับปลอกพื้นผิวหรือตัวนำอาจมีการระบุการเชื่อมต่อเชื่อม:

• รอยเชื่อมเส้นรอบ

• ความสมบูรณ์ของโครงสร้างสูงสุดสำหรับแอพพลิเคชั่นขนาดใหญ่ตื้นขนาดใหญ่

• ข้อกำหนดการตรวจสอบพิเศษเพื่อตรวจสอบคุณภาพการเชื่อม

• การใช้งาน จำกัด ในส่วนที่ลึกกว่าเนื่องจากข้อ จำกัด ในทางปฏิบัติ

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการออกแบบปลอก

วิวัฒนาการของเทคโนโลยีการขุดเจาะได้ผลักดันความก้าวหน้าแบบขนานในระบบปลอก ผลิตภัณฑ์ปลอกของวันนี้สะท้อนให้เห็นถึงวิถีการพัฒนาหลักสามครั้ง:

วิทยาศาสตร์วัสดุที่ได้รับการปรับปรุง

ท่อท่อที่ทันสมัยได้รับประโยชน์จากนวัตกรรมทางโลหะวิทยาที่ส่งมอบ:

• โลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงกว่าช่วยให้ผนังทินเนอร์และเส้นผ่านศูนย์กลางภายในขนาดใหญ่ขึ้น

• ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนสำหรับสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว

• ความเหนียวแตกหักที่ดีขึ้นที่อุณหภูมิสูง

• สูตรเฉพาะการประชุม  NACE MR0175/ISO 15156  สำหรับบริการ Sour

ระบบปลอกอัจฉริยะ

การเปลี่ยนแปลงแบบดิจิตอลมาถึงท่อดาวน์ฮอลด้วย:

• เซ็นเซอร์ฝังตัวตรวจสอบความดันอุณหภูมิและความเครียด

• เส้นใยแก้วนำแสงรวมเข้ากับการออกแบบปลอก

• ความสามารถในการส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์

• ระบบสมาร์ทเสร็จสมบูรณ์เชื่อมต่อกับส่วนประกอบปลอก

เทคโนโลยีปลอกที่ขยายได้

การระบุข้อ จำกัด ของเส้นผ่านศูนย์กลางของ telescoping แบบดั้งเดิมข้อเสนอปลอกที่ขยายได้:

• การขยายตัวในแหล่งกำเนิดหลังจากตำแหน่งในหลุม

• การลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางลดลงในการออกแบบบ่อน้ำหลายทำ

• ศักยภาพเส้นผ่าศูนย์กลางท่อสุดท้ายที่มากขึ้น

• โซลูชั่นสำหรับการก่อตัวทางธรณีวิทยาที่ท้าทายและแอพพลิเคชั่นแก้ไข

ข้อควรพิจารณาในการเลือกปลอก

การเลือกปลอกที่เหมาะสมต้องมีการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมของปัจจัยหลายอย่าง:

• แรงกดดันจากการก่อตัวและสถานการณ์การล่มสลายที่อาจเกิดขึ้น

• องค์ประกอบทางเคมีของของเหลวก่อตัว (CO₂, เนื้อหาH₂s)

• การไล่ระดับอุณหภูมิทั่วทั้งหลุม

• วิถีและทิศทางทิศทางดี

• อายุการใช้งานและลักษณะการผลิตที่คาดหวัง

• ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบและแนวปฏิบัติที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรม

วิศวกรจะต้องสร้างความสมดุลให้กับปัจจัยเหล่านี้กับการพิจารณาทางเศรษฐกิจในขณะที่มั่นใจว่าอัตรากำไรขั้นต้นที่เพียงพอในการออกแบบ

บทสรุป

ตั้งแต่ borewells อย่างง่ายไปจนถึงการดำเนินการสกัดน้ำมันและก๊าซที่ซับซ้อนเทคโนโลยีปลอกให้รากฐานโครงสร้างที่ทำให้การขุดเจาะที่ทันสมัยเป็นไปได้ วิวัฒนาการอย่างต่อเนื่องไปสู่วัสดุที่มีความแข็งแรงสูงการออกแบบที่ทนต่อการกัดกร่อนและฟังก์ชั่นอัจฉริยะสะท้อนให้เห็นถึงแรงผลักดันของอุตสาหกรรมเพื่อประสิทธิภาพความปลอดภัยและการปกป้องสิ่งแวดล้อมที่มากขึ้น ในฐานะที่เป็นการสำรวจสู่สภาพแวดล้อมที่ท้าทายมากขึ้นเทคโนโลยีปลอกจะยังคงเป็นสิ่งสำคัญในการพัฒนาทรัพยากรที่ประสบความสำเร็จ