Які сорти труб OCTG?

OCTG — Oil Country Tubular Goods — охоплює обсадні, насосно-компресорні та бурильні труби, з яких складається кожна нафтова та газова свердловина. Кожен фут виготовлено відповідно до класу, визначеного API 5CT, керівною специфікацією Американського інституту нафти. Марка визначає межу текучості, термічну обробку, межі твердості та, що важливо, чи можна використовувати трубу там, де присутній сірководень (H₂S).

ZC Steel Pipe виробляє та експортує труби OCTG у повному діапазоні марок API 5CT — від H40 до Q125 — як у безшовних формах, так і у формах ERW для обсадних труб і труб. Цей посібник є робочим довідником для інженерів і менеджерів із закупівель: що забезпечує кожен клас, де він указаний і як вибрати між ними.

1. API 5CT: стандарт, який регулює клас OCTG

API 5CT організовує сорти за чотирма рівнями специфікації продукту (PSL1 і PSL2), причому PSL2 додає суворіші вимоги до хімічного складу, стабільності механічних властивостей і нерозривного впливу. Більшість проектних специфікацій для критично важливих свердловин — HPHT, кислих, глибоководних — вимагають PSL2. Для звичайного будівництва колодязів PSL1 є стандартним.

Кожне позначення сорту кодує мінімальну межу текучості сорту в тисячах фунтів на квадратний дюйм. P110 означає мінімальну продуктивність 110 000 psi (758 МПа); L80 означає мінімальну продуктивність 80 000 psi (552 МПа). Літерний префікс має додаткове значення — обмежений діапазон продуктивності, тип термічної обробки або категорію стійкості до корозії — пояснюється в розділі сорту за сортом нижче.

2. Заповніть довідкову таблицю оцінок

Таблиця нижче охоплює всі стандартні марки API 5CT. Значення текучості та міцності на розтяг наведено в МПа (наведено еквіваленти в фунтах на квадратний дюйм). Межі твердості стосуються тіла труби. Класи, позначені ✓ у розділі 'Кислий', схвалені для використання в H₂S відповідно до NACE MR0175/ISO 15156.

S = безшовний; W = зварений (ERW). Мінімальна міцність/розтягнення відповідно до останнього видання API 5CT. Межі твердості встановлюються для кожного тіла труби — межі твердості з’єднання відрізняються. 'Без обмежень' для кислого стовпа означає, що клас не схвалений для середовищ H₂S вище 0,05 psia.

3. Розподіл за класами

H40 — неглибока обсадна труба низького тиску

H40 є найнижчою міцністю за API 5CT з мінімальною міцністю лише 276 МПа (40 000 psi). Спеціальна термічна обробка не потрібна. Він в основному використовується для поверхневих обсадних колон у неглибоких берегових свердловинах з низьким тиском — провідні труби в м’яких пластах, поверхневі обсадні труби, де нормативні вимоги встановлюють глибину, а не тиск. H40 рідко зустрічається в специфікаціях закупівель для чогось, крім поверхневих рядків; його перевага в ціні над J55 незначна на більшості ринків.

J55 і K55 — робочі конячки для неглибоких і середніх свердловин

J55 і K55 мають однакову мінімальну межу текучості (379 МПа / 55 000 psi), але відрізняються мінімальною міцністю на розрив: J55 вимагає 517 МПа (75 000 psi), а K55 вимагає 655 МПа (95 000 psi). Ні те, ні інше не вимагає термічної обробки. J55 є найбільш широко використовуваним маркою у всьому світі для поверхневих і проміжних обсадних труб у наземних свердловинах із помірною глибиною та тиском. K55 призначений для муфт і застосувань, де необхідна більш висока міцність на розрив без переходу на N80. Жоден сорт не є кислим.

N80 — велика об’ємна оболонка середньої глибини

N80 є найпоширенішим високоміцним маркою API 5CT з мінімальною міцністю 552 МПа (80 000 psi). Він доступний у двох підтипах — N80 Type 1 (N80-1) і N80Q — які мають однакові вимоги до механічних властивостей, але відрізняються термічною обробкою:

• N80-1:  Нормалізований або гарячий. Загартування та відпустка не потрібні. Більш економічний, широкодоступний. Використовується для більшості обсадних труб N80 у звичайних проектах свердловин.

• N80Q:  Гартування та відпуск. Більш узгоджена мікроструктура, кращий розподіл міцності, жорсткіший контроль твердості. Вказується там, де однорідність має значення або де проміжні кислі умови вимагають контрольованої твердості.

N80 не є кислим. Його широкий діапазон текучості (552–758 МПа / 80 000–110 000 psi) означає, що твердість не контролюється, що робить його сприйнятливим до сульфідного розтріскування в середовищі H₂S. Повний посібник із специфікацій N80 →

L80 — стандартний сорт кислого обслуговування

L80 є найважливішим сортом для розуміння в сімействі OCTG. Він має таку саму мінімальну продуктивність, як і N80 (552 МПа / 80 000 фунтів на квадратний дюйм), але з обмеженою максимальною продуктивністю (655 МПа / 95 000 фунтів на квадратний дюйм) і обов’язковим граничним показником твердості 23 HRC (241 HBW). Гартування і відпуск обов'язкові. Саме ці засоби контролю кваліфікують L80 для використання в кислих умовах відповідно до NACE MR0175/ISO 15156 — обмежені межі міцності та твердості зменшують сприйнятливість до сульфідного розтріскування.

L80 поставляється в трьох металургійних варіантах:

• L80 Тип 1:  вуглецево-марганцева сталь. Стандартний кислий службовий клас оболонки для середовищ із солодким або помірним вмістом H₂S. Безшовні та зварні.

• L80 9Cr:  9% хромистої сталі. Покращена стійкість до корозії CO₂ порівняно з типом 1. Лише безшовні. Використовується в середовищах з високим вмістом CO₂, де Тип 1 може викликати надмірну корозію, але повний 13Cr ще не потрібен.

• L80 13Cr:  нержавіюча сталь з вмістом 13% хрому. Чудова стійкість до CO₂ та помірного H₂S. Тільки безшовні. Сорт труб за замовчуванням для багатьох нафтових свердловин, що виробляють CO₂. Більш дорогий і вимагає спеціальної процедури зварювання для з’єднання. Посібник з металургії L80-13Cr →

N80 проти L80 — повне порівняння →

C90 — кисле обслуговування між L80 і T95

C90 заповнює проміжок між L80 і T95 з діапазоном текучості 621–724 МПа (90 000–105 000 psi) і межею твердості 25,4 HRC. Це лише безперебійне, обов’язкове Q&T і кислий рейтинг. C90 рідше запасається, ніж L80 і T95, і, як правило, вказується для конкретних конструкцій свердловин, де межа текучості L80 є недостатньою, але повна міцність T95 не потрібна.

T95 — кисле обслуговування високої міцності

T95 є найвищою міцністю за API 5CT (Q125 не має кислих характеристик), з діапазоном текучості 655–758 МПа (95 000–110 000 psi) і межею твердості 25,4 HRC. Це лише безперервний, обов’язковий Q&T і стандартний шлях оновлення з L80 для свердловин, де присутній H₂S, але проектний тиск перевищує той, який може підтримувати L80. T95 має значну надбавку за ціною порівняно з L80 і вимагає тестування SSC і HIC для кваліфікації використання в кислих умовах. L80 проти N80Q проти T95 матриця прийняття рішення про кисле обслуговування →

P110 — висока міцність для глибоких свердловин

P110 є стандартним маркою високої міцності для глибоких свердловин високого тиску з мінімальною продуктивністю 758 МПа (110 000 psi). Це обов’язковий Q&T і доступний у безшовній та зварній формі. P110 не є кислим — його широкий діапазон твердості робить його чутливим до SSC у середовищі H₂S. Це найкращий сорт для проміжних і експлуатаційних обсадних труб у глибоких свердловинах, де розрахунки обвалу та вибуху за N80/L80 не відповідають розрахунковим факторам, за умови, що парціальний тиск H₂S залишається нижче 0,05 psia.

Для повного огляду економіки та експлуатаційних обмежень P110: Обсадна труба API 5CT P110 — Технічні характеристики та посібник із застосування →

Q125 — HPHT, максимальна міцність

Q125 є найвищою міцністю за стандартом API 5CT з мінімальною міцністю 862 МПа (125 000 psi). Це лише бездоганний, обов’язковий Q&T і не кислий. Q125 специфікується майже виключно для надглибоких свердловин надвисокого тиску (HPHT), де P110 не може відповідати вимогам щодо конструкції обвалення або вибуху. Він вимагає суворішого хімічного контролю, ніж інші марки, а зварювання або термічна обробка з’єднань Q125 вимагає кваліфікованих процедур. Q125 не є товарним сортом із запасів — він виробляється на замовлення з довшим часом виконання, ніж стандартні сорти.

4. Сорти кислого обслуговування та обмеження H₂S

5. Інструкція щодо вибору оцінки

Використовуйте цю систему прийняття рішень, щоб звузити правильний клас API 5CT для даної обсадної або насосно-компресорної колони. Чотири ключові вхідні дані: парціальний тиск H₂S, глибина/тиск свердловини, температура та вміст CO₂.

Детальний робочий процес вибору класу з прикладами дизайну: Як вибрати матеріал OCTG — Повний посібник із вибору класу →

6. Типи з'єднань за класами

Тип з’єднання є частиною специфікації OCTG і має відповідати класу та застосуванню. API 5CT визначає три стандартні типи з’єднань для обсадних труб, а також загальну категорію для з’єднань преміум-класу.

З’єднання преміум-класу забезпечують ущільнення метал-метал, чого не можуть досягти різьби API, що є критичним для газонепроникних застосувань і кислих свердловин, де будь-який шлях витоку є неприйнятним. ZC Steel Pipe має незалежні патенти на преміальні конструкції з’єднань для обсадних труб і труб OCTG.

Щоб отримати детальну інструкцію з підключення: Пояснення BTC Casing →  |  Premium Connections — Умови використання та переваги →  |  OCTG Connections Guide TCO →

7. Діапазон довжини обсадних труб

API 5CT визначає три стандартні діапазони довжини обсадних труб і труб. Це позначення діапазону для тіла труби — довжина з’єднання разом із муфтою трохи більше. Завжди перевіряйте, який діапазон вимагає ваш дизайн колодязя перед замовленням.

R3 є кращим діапазоном для офшорних і глибоких берегових свердловин, оскільки довші з’єднання означають менше з’єднань, які потрібно заповнити, скорочуючи час бурової установки та кількість потенційних точок витоку. R2 найбільш поширений у берегових застосуваннях. Специфікації довжини корпусу API 5CT — повний посібник →

8. Часті запитання