ท่อ OCTG มีเกรดอะไรบ้าง?

OCTG — สินค้าท่อในประเทศน้ำมัน — ครอบคลุมถึงท่อ ท่อ และท่อเจาะที่ประกอบขึ้นเป็นบ่อน้ำมันและก๊าซทุกชนิด ทุกฟุตผลิตขึ้นตามเกรดที่กำหนดโดย API 5CT ซึ่งเป็นข้อกำหนดควบคุมจาก American Petroleum Institute เกรดนี้จะเป็นตัวกำหนดความแข็งแรงของผลผลิต การอบชุบด้วยความร้อน ขีดจำกัดความแข็ง และที่สำคัญคือว่าท่อสามารถใช้ในที่ที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ได้หรือไม่

ZC Steel Pipe ผลิตและส่งออกท่อ OCTG ทั่วทั้งเกรด API 5CT — H40 ถึง Q125 — ในรูปแบบไร้รอยต่อและ ERW สำหรับการใช้งานท่อและท่อ คู่มือนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการทำงานสำหรับวิศวกรและผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อ: แต่ละเกรดให้อะไร ระบุที่ใด และวิธีการเลือกระหว่างเกรดเหล่านั้น

1. API 5CT: มาตรฐานที่ใช้ควบคุมเกรด OCTG

API 5CT แบ่งเกรดออกเป็นสี่ระดับข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ (PSL1 และ PSL2) โดย PSL2 เพิ่มข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับองค์ประกอบทางเคมี ความสม่ำเสมอของคุณสมบัติทางกล และ NDE ข้อกำหนดโครงการส่วนใหญ่สำหรับหลุมวิกฤต — HPHT, บริการเปรี้ยว, น้ำลึก — ต้องใช้ PSL2 สำหรับการก่อสร้างหลุมตามปกติ PSL1 ถือเป็นมาตรฐาน

การกำหนดเกรดแต่ละระดับจะเข้ารหัสความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำของเกรดในหน่วยหลายพัน psi P110 หมายถึงผลผลิตขั้นต่ำ 110,000 psi (758 MPa) L80 หมายถึงผลผลิตขั้นต่ำ 80,000 psi (552 MPa) คำนำหน้าตัวอักษรมีความหมายเพิ่มเติม — ช่วงผลผลิตที่จำกัด, ประเภทการอบชุบ, หรือประเภทความต้านทานการกัดกร่อน — อธิบายไว้ในส่วนเกรดตามเกรดด้านล่าง

2. ตารางอ้างอิงเกรดที่สมบูรณ์

ตารางด้านล่างครอบคลุมเกรด API 5CT มาตรฐานทั้งหมด ค่าครากและแรงดึงมีหน่วยเป็น MPa (เทียบเท่ากับ psi) ขีดจำกัดความแข็งมีผลกับตัวท่อ เกรดที่มีเครื่องหมาย ✓ ใต้ 'เปรี้ยว' ได้รับการอนุมัติสำหรับบริการ H₂S ตาม NACE MR0175/ISO 15156

S = ไม่มีรอยต่อ; W = รอยเชื่อม (ERW) อัตราผลตอบแทน/แรงดึงขั้นต่ำต่อ API 5CT รุ่นล่าสุด ขีดจำกัดความแข็งจะขึ้นอยู่กับตัวท่อ — ขีดจำกัดความแข็งของข้อต่อจะแตกต่างกัน 'ไม่จำกัด' สำหรับคอลัมน์เปรี้ยวหมายความว่าเกรดไม่ได้รับการอนุมัติสำหรับสภาพแวดล้อม H₂S ที่สูงกว่า 0.05 psia

3. การแบ่งตามเกรด

H40 — เคสพื้นผิวตื้นและแรงดันต่ำ

H40 เป็นเกรด API 5CT ที่มีความแข็งแกร่งต่ำสุดโดยให้ผลผลิตขั้นต่ำเพียง 276 MPa (40,000 psi) ไม่จำเป็นต้องมีการบำบัดความร้อนโดยเฉพาะ โดยหลักแล้วจะใช้สำหรับสายปลอกหุ้มพื้นผิวในบ่อน้ำตื้นที่มีแรงดันต่ำบนบก — ท่อตัวนำในรูปแบบอ่อน ปลอกหุ้มพื้นผิวที่ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบกำหนดความลึกมากกว่าการออกแบบแรงดัน H40 ไม่ค่อยพบเห็นในข้อกำหนดการจัดซื้อสำหรับสิ่งใดๆ นอกเหนือจากเงื่อนไขพื้นผิว ความได้เปรียบด้านต้นทุนเหนือ J55 นั้นน้อยมากในตลาดส่วนใหญ่

J55 & K55 — พลังพิเศษสำหรับบ่อน้ำตื้นถึงปานกลาง

J55 และ K55 มีความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำเท่ากัน (379 MPa / 55,000 psi) แต่มีความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำแตกต่างกัน: J55 ต้องใช้ 517 MPa (75,000 psi) และ K55 ต้องใช้ 655 MPa (95,000 psi) ไม่ต้องใช้ความร้อน J55 เป็นเกรดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกสำหรับพื้นผิวและท่อกลางในบ่อบนบกที่มีความลึกและความดันปานกลาง K55 ได้รับการระบุไว้สำหรับข้อต่อและการใช้งานที่ต้องการความต้านทานแรงดึงที่สูงกว่าโดยไม่ต้องเปลี่ยนไปใช้ N80 ไม่มีเกรดใดที่มีรสเปรี้ยว

N80 — เคสที่มีปริมาตรสูง ความลึกปานกลาง

N80 เป็นเกรด API 5CT ที่มีความแข็งแรงสูงที่ผลิตกันอย่างแพร่หลายที่สุด โดยมีผลผลิตขั้นต่ำ 552 MPa (80,000 psi) โดยมีจำหน่ายในสองประเภทย่อย — N80 Type 1 (N80-1) และ N80Q — ซึ่งมีข้อกำหนดคุณสมบัติทางกลเหมือนกัน แต่ต่างกันในการอบชุบ:

• N80-1:  ทำให้เป็นมาตรฐานหรือร้อนเสร็จ ไม่จำเป็นต้องดับและอารมณ์ ประหยัดกว่า มีจำหน่ายอย่างแพร่หลาย ใช้สำหรับปลอก N80 ส่วนใหญ่ในการออกแบบบ่อตามปกติ

• N80Q:  ดับและอารมณ์ โครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้น การกระจายความเหนียวดีขึ้น ควบคุมความแข็งได้เข้มงวดยิ่งขึ้น ระบุถึงความสม่ำเสมอหรือสภาวะความเปรี้ยวระดับกลางที่ต้องการการควบคุมความแข็ง

N80 ไม่ได้รับการจัดอันดับเปรี้ยว ช่วงผลผลิตที่กว้าง (552–758 MPa / 80,000–110,000 psi) หมายความว่าไม่ได้ควบคุมความแข็ง ซึ่งทำให้ไวต่อการแตกร้าวจากความเครียดซัลไฟด์ในสภาพแวดล้อม H₂S คู่มือข้อมูลจำเพาะ N80 ฉบับเต็ม →

L80 — เกรดมาตรฐานบริการเปรี้ยว

L80 เป็นเกรดที่สำคัญที่สุดที่ต้องทำความเข้าใจในกลุ่ม OCTG ให้ผลผลิตขั้นต่ำเท่ากับ N80 (552 MPa / 80,000 psi) แต่มีผลผลิตสูงสุดที่จำกัด (655 MPa / 95,000 psi) และเพดานความแข็งบังคับที่ 23 HRC (241 HBW) จำเป็นต้องดับและแบ่งเบาบรรเทา การควบคุมเหล่านี้มีคุณสมบัติเข้าเกณฑ์ L80 สำหรับการให้บริการที่มีรสเปรี้ยวภายใต้ NACE MR0175/ISO 15156 — ขีดจำกัดด้านความแข็งแกร่งและความแข็งที่จำกัดจะช่วยลดความไวต่อการแตกร้าวจากความเค้นซัลไฟด์

L80 มีสามรูปแบบทางโลหะวิทยา:

• L80 ประเภท 1:  เหล็กกล้าคาร์บอนแมงกานีส เกรดท่อบริการที่มีรสเปรี้ยวมาตรฐานสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีรสหวานถึงปานกลาง-H₂S ไร้รอยต่อและเชื่อม

• L80 9Cr:  เหล็กโครเมียม 9% ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของ CO₂ มากกว่าประเภท 1 ไร้รอยต่อเท่านั้น ใช้ในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วย CO₂ ซึ่งประเภท 1 อาจเกิดการกัดกร่อนมากเกินไป แต่ยังไม่จำเป็นต้องใช้ 13Cr เต็ม

• L80 13Cr:  สแตนเลสโครเมียม 13% ต้านทาน CO₂ และ H₂S เล็กน้อยได้ดีเยี่ยม ไร้รอยต่อเท่านั้น เกรดท่อเริ่มต้นสำหรับบ่อน้ำมันที่ผลิตCO₂จำนวนมาก มีราคาแพงกว่าและต้องมีขั้นตอนการเชื่อมเฉพาะในการเชื่อม คู่มือโลหะวิทยา L80-13Cr →

N80 กับ L80 — การเปรียบเทียบเกรดเต็ม →

C90 — บริการเปรี้ยวระหว่าง L80 และ T95

C90 เติมเต็มช่องว่างระหว่าง L80 และ T95 ด้วยช่วงผลผลิต 621–724 MPa (90,000–105,000 psi) และขีดจำกัดความแข็งที่ 25.4 HRC ใช้งานได้อย่างราบรื่นเท่านั้น บังคับถามตอบ และให้คะแนนเปรี้ยว C90 มีสต็อกน้อยกว่า L80 และ T95 และมีแนวโน้มที่จะระบุไว้สำหรับการออกแบบหลุมเฉพาะ โดยที่ความแข็งแรงครากของ L80 ไม่เพียงพอ แต่ไม่จำเป็นต้องใช้ความแข็งแรงเต็มที่ของ T95

T95 — บริการเปรี้ยวที่มีความแข็งแรงสูง

T95 เป็นเกรด API 5CT ที่ได้รับการจัดอันดับความเปรี้ยวความแข็งแรงสูงสุด (Q125 ไม่ได้รับการจัดอันดับเปรี้ยว) โดยมีช่วงผลผลิตที่ 655–758 MPa (95,000–110,000 psi) และขีดจำกัดความแข็งที่ 25.4 HRC เป็นแบบไร้รอยต่อเท่านั้น การบังคับถามตอบ และเส้นทางการอัพเกรดมาตรฐานจาก L80 สำหรับหลุมที่มี H₂S ปรากฏ แต่ความกดดันในการออกแบบเกินกว่าที่ L80 สามารถรองรับได้ T95 มีราคาระดับพรีเมียมสูงกว่า L80 และต้องมีการทดสอบ SSC และ HIC เพื่อดูคุณสมบัติการให้บริการที่มีรสเปรี้ยว L80 กับ N80Q กับ T95 เมทริกซ์การตัดสินใจบริการเปรี้ยว →

P110 — ความแข็งแรงสูงสำหรับบ่อน้ำลึก

P110 เป็นเกรดความแข็งแรงสูงมาตรฐานสำหรับหลุมลึกและแรงดันสูงโดยให้ผลผลิตขั้นต่ำ 758 MPa (110,000 psi) เป็นคำถามและคำตอบบังคับและมีจำหน่ายในรูปแบบไร้รอยต่อและแบบเชื่อม P110 ไม่ได้รับการจัดอันดับเปรี้ยว — มีช่วงความแข็งที่กว้างทำให้ไวต่อ SSC ในสภาพแวดล้อม H₂S เป็นเกรดตัวเลือกสำหรับท่อขั้นกลางและท่อการผลิตในหลุมลึกที่การคำนวณการยุบตัวและการแตกภายใต้ N80/L80 ไม่สามารถตอบสนองปัจจัยการออกแบบได้ หากความดันย่อย H₂S ยังคงต่ำกว่า 0.05 psia

หากต้องการทบทวนเศรษฐศาสตร์ P110 และข้อจำกัดในการปฏิบัติงานฉบับเต็ม: ท่อปลอก API 5CT P110 — ข้อมูลจำเพาะและคู่มือการใช้งาน →

Q125 — HPHT ความแรงสูงสุด

Q125 เป็นเกรด API 5CT มาตรฐานที่มีความแข็งแกร่งสูงสุดโดยให้ผลผลิตขั้นต่ำ 862 MPa (125,000 psi) เป็นแบบไร้รอยต่อเท่านั้น บังคับถามตอบ และไม่ได้รับการจัดอันดับเปรี้ยว Q125 ได้รับการระบุไว้เกือบทั้งหมดสำหรับหลุมที่มีความลึกพิเศษและแรงดันสูงพิเศษ (HPHT) โดยที่ P110 ไม่สามารถตอบสนองข้อกำหนดการออกแบบการยุบตัวหรือแตกได้ ต้องมีการควบคุมทางเคมีที่เข้มงวดกว่าเกรดอื่นๆ และการเชื่อมหรือการรักษาความร้อนของการเชื่อมต่อ Q125 ต้องใช้ขั้นตอนที่ผ่านการรับรอง Q125 ไม่ใช่เกรดสินค้าโภคภัณฑ์ในสต๊อก — ผลิตตามคำสั่งที่มีระยะเวลารอคอยสินค้านานกว่าเกรดมาตรฐาน

4. เกรดบริการเปรี้ยวและขีดจำกัดH₂S

5. คู่มือการตัดสินใจเลือกเกรด

ใช้กรอบการตัดสินใจนี้เพื่อจำกัดเกรด API 5CT ที่ถูกต้องให้แคบลงสำหรับสายท่อหรือท่อที่กำหนด อินพุตหลักสี่รายการ ได้แก่: ความดันย่อย H₂S, ความลึก/ความดันของหลุม, อุณหภูมิ และปริมาณ CO₂

สำหรับขั้นตอนการเลือกเกรดโดยละเอียดพร้อมตัวอย่างการออกแบบ: วิธีเลือกวัสดุ OCTG — คู่มือการเลือกเกรดฉบับสมบูรณ์ →

6. ประเภทการเชื่อมต่อตามเกรด

ประเภทการเชื่อมต่อเป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนด OCTG และต้องตรงกับเกรดและการใช้งาน API 5CT กำหนดประเภทการเชื่อมต่อมาตรฐานสามประเภทสำหรับเคส รวมถึงหมวดหมู่ทั่วไปสำหรับการเชื่อมต่อระดับพรีเมียม

การเชื่อมต่อแบบพรีเมียมให้การปิดผนึกระหว่างโลหะกับโลหะซึ่งเกลียว API ไม่สามารถทำได้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่ต้องกันแก๊สและบ่อน้ำเปรี้ยวซึ่งเส้นทางการรั่วไหลเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ ZC Steel Pipe ถือสิทธิบัตรอิสระเกี่ยวกับการออกแบบการเชื่อมต่อระดับพรีเมียมสำหรับท่อและท่อ OCTG

สำหรับคำแนะนำการเชื่อมต่อโดยละเอียด: อธิบายปลอก BTC →  |  การเชื่อมต่อระดับพรีเมียม — เงื่อนไขการใช้งานและข้อดี →  |  คู่มือ TCO การเชื่อมต่อ OCTG →

7. ช่วงความยาวของปลอกและท่อ

API 5CT กำหนดช่วงความยาวมาตรฐานสามช่วงสำหรับท่อและท่อ นี่คือการกำหนดช่วงสำหรับตัวท่อ — ความยาวของข้อต่อรวมทั้งข้อต่อจะยาวกว่าเล็กน้อย ตรวจสอบเสมอว่าการออกแบบบ่อของคุณต้องใช้ช่วงใดก่อนสั่งซื้อ

R3 เป็นช่วงที่ต้องการสำหรับหลุมนอกชายฝั่งและหลุมลึกบนบก เนื่องจากข้อต่อที่ยาวขึ้นทำให้มีการเชื่อมต่อน้อยลง ลดเวลาขุดเจาะและจำนวนจุดรั่วที่อาจเกิดขึ้น R2 พบได้บ่อยที่สุดในการใช้งานบนบก ข้อมูลจำเพาะความยาวปลอก API 5CT — คู่มือฉบับเต็ม →

8. คำถามที่พบบ่อย