Ống khoan là thành phần cấu trúc và dẫn chất lỏng chính của dây khoan trong hoạt động khoan quay. Được sản xuất theo Thông số kỹ thuật API 5DP, nó phải đồng thời truyền mô-men xoắn, chịu tải dọc trục (căng và nén) và dẫn dung dịch khoan dưới áp suất cao - thường ở các giếng lệch hoặc giếng sâu, nơi tải trọng cực lớn và hậu quả hư hỏng nghiêm trọng.
Tài liệu tham khảo này bao gồm thông số kỹ thuật đầy đủ cho ống khoan API 5DP: phân loại cấp, kích thước OD tiêu chuẩn và độ dày thành, trọng lượng mỗi foot, kích thước khớp nối dụng cụ, chiều dài phạm vi và tiêu chí lựa chọn chi phối các quyết định cấp và hạng trọng lượng. ZC Steel Pipe sản xuất ống khoan đạt API 5DP ở tất cả các loại và kích cỡ tiêu chuẩn, với kinh nghiệm xuất khẩu khắp Châu Phi, Trung Đông và Nam Mỹ.
NỘI DUNG
Ống khoan là gì? Định nghĩa và chức năng
Phân loại lớp API 5DP
Kích thước OD tiêu chuẩn và độ dày của tường
Trọng lượng ống khoan trên mỗi chân
Thông số kỹ thuật chung của công cụ
Độ dài phạm vi
Ống khoan trọng lượng nặng (HWDP)
Hướng dẫn chọn lớp
Câu hỏi thường gặp
1. Ống khoan là gì? Định nghĩa và chức năng
Ống khoan tạo thành phần chính của dây khoan - cụm quay kết nối thiết bị giàn khoan bề mặt với mũi khoan ở đáy giếng. Mỗi khớp nối của ống khoan bao gồm một thân ống có các đầu lồi (phần thành dày) mà các khớp nối dụng cụ được hàn ma sát. Các khớp nối dụng cụ - chốt ở một đầu, hộp ở đầu kia - cung cấp các kết nối ren cho phép lắp ráp và tháo rời dây trong quá trình cắt.
API 5DP — THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHO ỐNG KHOAN Đặc điểm kỹ thuật API 5DP là tiêu chuẩn quản lý cho ống khoan dùng trong khoan dầu khí. Nó bao gồm các loại vật liệu, tính chất cơ học (độ bền chảy, độ bền kéo, độ cứng), yêu cầu về kích thước (dung sai OD, độ dày thành, độ thẳng của thân) và tiêu chí kiểm tra. Tiêu chuẩn này được Viện Dầu khí Hoa Kỳ duy trì và được công nhận trên toàn cầu là yêu cầu chất lượng cơ bản khi mua sắm ống khoan.
Trong quá trình khoan, dây khoan thực hiện đồng thời bốn chức năng: truyền mômen quay từ bề mặt đến mũi khoan; nó mang tải trọng kéo của toàn bộ sợi dây treo trong giếng; nó dẫn dung dịch khoan đi xuống qua lỗ khoan của ống khoan để làm mát mũi khoan và đưa các phần cắt trở lại bề mặt; và trong các giếng định hướng, nó truyền tải trọng theo bit cần thiết để tạo độ nghiêng. Mỗi chức năng này đặt ra các yêu cầu cơ học riêng biệt, đó là lý do tại sao việc lựa chọn cấp độ là rất quan trọng.
Lưu ý hiện trường — Kiến trúc chuỗi mũi khoan Ống khoan tiêu chuẩn không được sử dụng ngay phía trên mũi khoan. Cụm lỗ đáy (BHA) sử dụng vòng khoan và ống khoan trọng lượng nặng (HWDP) làm vùng chuyển tiếp để tạo trọng lượng trên mũi khoan và giảm mỏi tại điểm chuyển tiếp tới hạn. Ống khoan tiêu chuẩn nằm phía trên HWDP. Các kỹ sư chỉ định ống khoan cho chương trình giếng mới nên xác định kích thước vùng chuyển tiếp HWDP trước khi định cỡ chuỗi chính.
2. Phân loại lớp API 5DP
API 5DP xác định bốn loại ống khoan tiêu chuẩn, mỗi loại được phân biệt bằng cường độ năng suất tối thiểu, độ bền kéo và độ cứng. Lựa chọn cấp độ là đòn bẩy chính kiểm soát khả năng chịu kéo, độ bền xoắn và khả năng chống nứt do ứng suất do hydro gây ra (HISC) trong môi trường dịch vụ chua.
| Lớp tối |
thiểu. Sức mạnh năng suất (psi) |
Max. Sức mạnh năng suất (psi) |
Tối thiểu. Độ bền kéo (psi) |
Max. Độ cứng (HRC) |
Ứng dụng điển hình |
| E75 |
75.000 |
105.000 |
100.000 |
— |
Giếng nông đến trung bình, phơi nhiễm H₂S thấp |
| X95 |
95.000 |
125.000 |
105.000 |
— |
Giếng có độ sâu trung bình, yêu cầu mô-men xoắn vừa phải |
| G105 |
105.000 |
135.000 |
115.000 |
— |
Giếng sâu, khoan định hướng mô-men xoắn cao |
| S135 |
135.000 |
165.000 |
145.000 |
— |
Giếng siêu sâu, tầm mở rộng và HPHT |
Điểm kỹ thuật quan trọng — Hạn chế dịch vụ chua (H₂S) Các cấp độ bền cao (G105 và S135) dễ bị nứt do ứng suất sunfua (SSC) trong môi trường chứa hydro sunfua (H₂S). Trong trường hợp điều kiện giếng đòi hỏi phải tuân thủ dịch vụ chua theo NACE MR0175 / ISO 15156, Cấp E75 thường là cấp tối đa cho phép. Việc chỉ định G105 hoặc S135 trong các giếng chứa H₂S không có vật liệu đủ tiêu chuẩn SSC là một dạng lỗi đã biết. Luôn xác nhận khả năng áp dụng dịch vụ chua với kỹ sư khoan của bạn trước khi chỉ định cấp độ.
Dấu hiệu nhận dạng lớp
API 5DP yêu cầu ống khoan phải được đánh dấu bằng stencil trên thân ống với: tên hoặc nhãn hiệu của nhà sản xuất, chữ lồng API (nếu được cấp phép), ký hiệu cấp, số nhiệt/lô và kích thước (OD × độ dày thành). Các mối nối dụng cụ được đánh dấu riêng bằng đường kính ngoài, lỗ khoan và loại kết nối. Những dấu hiệu này là phương tiện chính để nhận dạng hiện trường - hãy xác minh chúng khi nhận trước khi chạy ống vào lỗ.
3. Kích thước OD tiêu chuẩn và độ dày của tường
API 5DP bao gồm ống khoan có kích thước OD danh nghĩa từ 2-3/8 inch đến 6-5/8 inch. Đối với mỗi OD, một hoặc nhiều độ dày thành danh nghĩa được chỉ định, tạo ra các loại trọng lượng khác nhau. Bảng dưới đây bao gồm các kết hợp kích thước và trọng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong hoạt động khoan thương mại.
| OD danh nghĩa (in) |
Dung sai OD |
Độ dày thành danh nghĩa (in) |
Trọng lượng Loại |
ID (xấp xỉ, in) |
Diện tích mặt cắt ngang (in²) |
| 2-3/8 |
+0,031 / −0,031 |
0.280 |
Tiêu chuẩn |
1.815 |
1.812 |
| 2-7/8 |
+0,031 / −0,031 |
0.362 |
Tiêu chuẩn |
2.151 |
2.858 |
| 3-1/2 |
+0,031 / −0,031 |
0.368 |
Tiêu chuẩn |
2.764 |
3.621 |
| 4 |
+0,031 / −0,031 |
0.330 |
Tiêu chuẩn |
3.340 |
3.805 |
| 4-1/2 |
+0,031 / −0,031 |
0.337 |
Tiêu chuẩn |
3.826 |
4.407 |
| 5 |
+0,031 / −0,031 |
0.362 |
Tiêu chuẩn |
4.276 |
5.275 |
| 5-1/2 |
+0,031 / −0,031 |
0.415 |
Tiêu chuẩn |
4.670 |
6.630 |
| 5-7/8 |
+0,031 / −0,031 |
0.500 |
Tiêu chuẩn |
4.875 |
8.449 |
| 6-5/8 |
+0,047 / −0,047 |
0.500 |
Tiêu chuẩn |
5.625 |
9.598 |
Thông tin chuyên sâu về kỹ thuật - Lựa chọn OD và Thủy lực Lựa chọn OD của ống khoan bị hạn chế bởi cả chương trình vỏ (ống phải đi qua chuỗi vỏ trước đó) và thủy lực (vận tốc hình khuyên phải đủ để nâng phần cắt). Đối với ID vỏ nhất định, OD ống khoan lớn hơn sẽ cải thiện khả năng xoắn và kéo nhưng làm giảm độ hở hình khuyên. Hầu hết các chương trình nước sâu đều sử dụng ống khoan 5 inch hoặc 5-1/2 inch trong dây chính để cân bằng giữa hiệu suất thủy lực và độ bền cơ học.
4. Trọng lượng ống khoan trên mỗi chân
Trọng lượng ống khoan được biểu thị bằng trọng lượng danh nghĩa tính bằng pound trên foot (lb/ft) và là đầu vào quan trọng để tính toán tải trọng móc, tính toán độ nổi và phân tích độ vênh. Trọng lượng danh nghĩa bao gồm trọng lượng thân ống cộng với khoản phụ cấp cho các đầu khó chịu và các khớp nối dụng cụ, tính trung bình trên chiều dài khớp.
| OD danh nghĩa (in) |
Tường danh nghĩa (in) |
Trọng lượng danh nghĩa (lb/ft) |
Trọng lượng đầu phẳng (lb/ft) |
Xấp xỉ. Chiều dài khớp (ft) |
Xấp xỉ. Trọng lượng chung (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 |
Lưu ý Mua sắm - Tính toán Trọng lượng Khi tính toán tổng trọng lượng của dây khoan để đánh giá khả năng của giàn khoan, hãy sử dụng trọng lượng danh nghĩa (không phải trọng lượng đầu cuối) cho thân ống và cộng riêng trọng lượng khớp nối dụng cụ thực tế. Trọng lượng khớp nối của dụng cụ có thể chiếm 10–20% tổng trọng lượng khớp trên ống có đường kính nhỏ hơn. Các nhà cung cấp trích dẫn 'trọng lượng đã điều chỉnh' có thể bao gồm phần đóng góp của khớp công cụ một cách khác nhau — luôn xác nhận cơ sở trước khi tải vào mô hình tải móc của bạn.
5. Thông số kỹ thuật chung của dụng cụ
Các khớp nối dụng cụ là các phần tử kết nối ren ở mỗi đầu của khớp nối ống khoan. Chốt (ren đực) ở đầu dưới; hộp (sợi nữ) ở đầu trên. Các khớp nối dụng cụ được sản xuất riêng biệt từ thép hợp kim cao (thường được sửa đổi AISI 4145H) và được hàn ma sát vào các đầu ống khó chịu. Chúng phải cứng hơn và chắc chắn hơn thân ống để chống lại các chu kỳ tái tạo và phá vỡ lặp đi lặp lại trong suốt thời gian sử dụng của ống.
Công cụ OD và ID chung
OD khớp nối dụng cụ phải đủ lớn để cung cấp đủ độ bền xoắn nhưng đủ nhỏ để đi qua dây vỏ và không tạo ra các hạn chế về mật độ tuần hoàn tương đương (ECD) quá mức trong hình khuyên. ID khớp công cụ phải đủ cho tốc độ dòng chảy mục tiêu mà không giảm áp suất quá mức.
| Ống OD (in) |
TJ OD điển hình (in) |
TJ ID điển hình (in) |
Loại kết nối chung Tỷ |
lệ TJ OD/ống OD |
| 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 |
Hồ sơ chủ đề chung của công cụ
Cấu hình ren chủ đạo cho các mối nối dụng cụ ống khoan là Kết nối vai quay API (RSC), cụ thể là chuỗi Kết nối được đánh số (NC). Các kết nối NC được xác định bằng một số có hai chữ số xấp xỉ bằng đường kính bước của ren chốt tính bằng một phần mười inch. Kết nối lỗ đầy đủ (FH) được sử dụng trên ống OD lớn hơn, nơi yêu cầu ID lỗ khoan tối đa. Các kết nối không phải API cao cấp (ví dụ: Grant Prideco XT, TenarisHydril Blue) cung cấp công suất mô-men xoắn nâng cao cho các ứng dụng hiệu suất cao nhưng yêu cầu cấp phép từ nhà sản xuất kết nối.
6. Độ dài phạm vi
API xác định ba loại chiều dài phạm vi cho ống khoan. Việc lựa chọn phạm vi ảnh hưởng đến tốc độ cắt (các khớp nối dài hơn = ít kết nối đóng/gỡ hơn), yêu cầu về chiều cao bệ đỡ trong cần trục và thông số kỹ thuật của thiết bị xử lý đường ống.
Phạm vi 1 (R1)
Chiều dài:
18 – 22 ft (5,5 – 6,7 m)
Sử dụng điển hình:
Giếng cạn, vận hành ống cuộn, sửa chữa
Lưu ý:
Ít được sử dụng trong máy khoan quay hiện đại
Phạm vi 2 (R2)
Chiều dài:
27 – 30 ft (8,2 – 9,1 m)
Sử dụng điển hình:
Khoan quay tiêu chuẩn trên bờ và ngoài khơi
Lưu ý:
Mặc định của ngành; Hơn 95% lô hàng ống khoan
Phạm vi 3 (R3)
Chiều dài:
38 – 45 ft (11,6 – 13,7 m)
Sử dụng điển hình:
Giếng nước sâu, giếng mở rộng và giếng siêu sâu
Lưu ý:
Yêu cầu cần có giàn đỡ cao và giá đỡ đôi/ba chân đế
Thông tin chi tiết về kỹ thuật — Tiết kiệm thời gian chuyến đi ở Phạm vi 3 Trên một giếng 20.000 ft sử dụng khớp nối Phạm vi 2 30 ft, có khoảng 667 kết nối để thoát ra khỏi lỗ. Giếng tương tự với các khớp nối Phạm vi 3 (trung bình 42 ft) chỉ yêu cầu ~ 476 kết nối - giảm gần 30%. Với 3–5 phút cho mỗi kết nối, điều này tương đương với việc tiết kiệm được 3–6 giờ cho mỗi chuyến đi. Đối với các hoạt động ở vùng nước sâu có giá thuê giàn khoan vượt quá 500.000 USD, việc áp dụng Phạm vi 3 có lý do rõ ràng về mặt kinh tế mặc dù yêu cầu về chiều cao giàn khoan cao hơn.
7. Ống khoan hạng nặng (HWDP)
Ống khoan trọng lượng nặng (HWDP) chiếm vùng chuyển tiếp giữa các vòng khoan ở dưới cùng của BHA và chuỗi ống khoan tiêu chuẩn ở trên. Về mặt hình ảnh, nó trông giống như ống khoan tiêu chuẩn nhưng có thành dày hơn đáng kể, một tấm đệm trung tâm (miếng đệm chống mòn) ở giữa thân ống và các khớp nối dụng cụ có đường kính lớn hơn. Chức năng chính của nó là giảm hiện tượng mỏi xảy ra khi chuyển từ phần cổ khoan cứng sang ống khoan tiêu chuẩn linh hoạt hơn.
| OD danh nghĩa (in) |
Độ dày thành (in) |
Trọng lượng danh nghĩa (lb/ft) |
ID (in) |
Chiều dài mối nối (ft) |
Xấp xỉ. Trọng lượng chung (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 |
Ghi chú hiện trường - Độ dài chuỗi HWDP Quy tắc chung trong ngành yêu cầu phần HWDP tối thiểu là 30–40 mối nối (khoảng 900–1.200 ft) phía trên vòng cổ máy khoan. Trong các giếng định hướng có mức độ nghiêm trọng cao, các phần HWDP dài hơn được sử dụng để bảo vệ vùng chuyển tiếp khỏi hiện tượng mỏi do uốn cong theo chu kỳ. Chiều dài HWDP được xác định không đúng là nguyên nhân phổ biến gây ra lỗi mỏi dây khoan ở đầu BHA.
8. Hướng dẫn chọn lớp
Lựa chọn cấp độ bao gồm việc cân bằng khả năng chịu kéo, độ bền xoắn, khả năng chống mỏi và khả năng tương thích dịch vụ chua với chi phí. Ma trận sau đây tóm tắt các trình điều khiển lựa chọn chính cho từng cấp API 5DP.
| Hệ số lựa chọn |
E75 |
X95 |
G105 |
S135 |
| Giếng cạn (<8.000 ft) |
Ưu tiên |
Có thể chấp nhận được |
Overspec |
Overspec |
| Giếng trung bình (8.000–15.000 ft) |
cận biên |
Ưu tiên |
Có thể chấp nhận được |
Overspec |
| Giếng sâu (>15.000 ft) |
không đủ |
cận biên |
Ưu tiên |
Ưu tiên |
| Giếng tiếp cận mở rộng / ERD |
không đủ |
cận biên |
Có thể chấp nhận được |
Ưu tiên |
| Dịch chua (có H₂S) |
Đạt tiêu chuẩn |
Xác minh NACE |
Không được đề xuất |
Không được đề xuất |
| giếng HPHT |
không đủ |
không đủ |
cận biên |
Ưu tiên |
| Độ nhạy chi phí |
Chi phí thấp nhất |
Thấp-trung bình |
Vừa phải |
Chi phí cao nhất |
Điểm kỹ thuật quan trọng - Đừng đánh giá thấp việc tiết kiệm chi phí Chọn loại thấp hơn để giảm chi phí trả trước là một trong những lỗi mua sắm gây hậu quả nặng nề hơn khi mua ống khoan. Một dây Cấp E75 bị hỏng ở độ sâu 15.000 ft trong giếng sẽ khiến hoạt động đánh cá, hoạt động đánh bắt cá, nguy cơ bị chệch hướng và thời gian giàn khoan bị hỏng cao hơn mức chênh lệch chi phí giữa E75 và X95 theo đơn đặt hàng ban đầu. Việc tính toán kích thước cơ học của kỹ sư khoan có trình độ phải luôn đi trước việc lựa chọn cấp độ trên bất kỳ giếng nào ngoài độ sâu nông thông thường.
9. Câu hỏi thường gặp
Các loại ống khoan tiêu chuẩn cho mỗi API 5DP là gì?
API 5DP chỉ định bốn loại ống khoan tiêu chuẩn: E75 (hiệu suất tối thiểu 75.000 psi), X95 (hiệu suất tối thiểu 95.000 psi), G105 (hiệu suất tối thiểu 105.000 psi) và S135 (hiệu suất tối thiểu 135.000 psi). Việc lựa chọn cấp độ phụ thuộc vào độ sâu giếng, độ phức tạp về hướng và khả năng xoắn và kéo cần thiết. S135 là loại tiêu chuẩn thương mại cao nhất hiện có và được sử dụng cho các ứng dụng HPHT và phạm vi tiếp cận mở rộng.
Kích thước OD nào có sẵn cho ống khoan API?
Kích thước OD ống khoan API 5DP tiêu chuẩn nằm trong khoảng từ 2-3/8 inch đến 6-5/8 inch. Các kích thước được sử dụng phổ biến nhất trong khoan dầu khí là 3-1/2 inch, 4 inch, 4-1/2 inch và 5 inch. Các kích thước lớn hơn như 5-1/2 inch và 5-7/8 inch được chỉ định cho các ứng dụng có lưu lượng cao hoặc mô-men xoắn cao, nơi cần có lỗ khoan lớn hơn.
Sự khác biệt giữa chiều dài phạm vi ống khoan là gì?
API xác định ba độ dài phạm vi: Phạm vi 1 (18–22 ft), Phạm vi 2 (27–30 ft) và Phạm vi 3 (38–45 ft). Phạm vi 2 là tiêu chuẩn công nghiệp cho phần lớn các hoạt động khoan quay. Phạm vi 3 được chỉ định cho các giếng nước sâu và siêu sâu nơi có ít kết nối hơn trong mỗi chuyến đi giúp giảm đáng kể thời gian giàn khoan không sản xuất.
Phân loại độ dày tường nào tồn tại cho ống khoan?
Ống khoan tiêu chuẩn sử dụng độ dày thành danh định từ 0,280 inch (2-3/8 OD) đến 0,500 inch (5-7/8 và 6-5/8 OD) tùy thuộc vào kích thước. Ống khoan trọng lượng nặng (HWDP) sử dụng thành dày hơn đáng kể - thường là 0,615 đến 0,750 inch cho cùng phạm vi OD - cùng với miếng đệm chống mòn trung tâm và các khớp nối dụng cụ lớn hơn. HWDP được chỉ định cho vùng chuyển tiếp phía trên vòng khoan để giảm hiện tượng mỏi.
Ống khoan có giống ống khoan không?
Có — 'ống khoan' và 'ống khoan' được sử dụng thay thế cho nhau trong toàn ngành. Cả hai thuật ngữ đều đề cập đến các khớp nối ống thép rỗng tạo thành phần thân chính của dây khoan trong hoạt động khoan quay. Tiêu chuẩn API chính thức có tiêu đề 'Thông số kỹ thuật cho ống khoan' (API 5DP). Thuật ngữ 'ống khoan' phổ biến hơn ở các thị trường không nói tiếng Anh và trong các tài liệu đấu thầu được dịch.
Yêu cầu thông số kỹ thuật và giá ống khoan
ZC Steel Pipe sản xuất ống khoan API 5DP ở tất cả các loại tiêu chuẩn (E75, X95, G105, S135) và kích thước OD, với Phạm vi 2 và Phạm vi 3 có sẵn. Là nhà sản xuất theo đơn đặt hàng có trụ sở tại Thành phố Hải An, Trung Quốc, chúng tôi phục vụ các nhà thầu khoan và người mua OCTG trên khắp Châu Phi, Trung Đông và Nam Mỹ.
Liên hệ với chúng tôi về các yêu cầu chương trình giếng của bạn — cấp độ, OD, độ dày thành, chiều dài phạm vi, số lượng và điểm giao hàng — và đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẽ phản hồi bằng các thông số kỹ thuật và báo giá cạnh tranh.
mandy. w@zcsteelpipe.com | WhatsApp: +86-139-1579-1813
→ Yêu cầu báo giá
