NÓ LÀ GÌ? Cơ cấu nối ren (cụ thể là API Buttress và Semi-Premium) dùng để kết nối các đoạn vỏ và ống trong giếng dầu khí. TIÊU CHUẨN: Được quản lý bởi các thông số kỹ thuật API 5CT và API 5B, với Bán cao cấp bổ sung các tính năng độc quyền như vai mô-men xoắn. TRƯỜNG HỢP SỬ DỤNG: Giếng có độ lệch dọc đến trung bình; Semi-Premium mở rộng tiện ích vào môi trường mô-men xoắn/uốn cong cao hơn. GIỚI HẠN: Thất bại do rò rỉ khí xoắn ốc (sự cố dope) hoặc nhảy ra ngoài cấu trúc ở mức độ nghiêm trọng Dogleg cao (>10°/100ft).
CÂU HỎI THƯỜNG GẶP VỀ KẾT NỐI CỦA OCTG
Tại sao kết nối BTC của tôi không kiểm tra được khí mặc dù vẫn giữ áp suất thủy lực?
Chất lỏng thủy lực đủ nhớt để thu hẹp khoảng cách từ gốc đến đỉnh 0,003 inch vốn có trong các luồng API BTC. Các phân tử khí thì không. Khi hợp chất ren (dope) xuống cấp hoặc di chuyển, đường rò rỉ xoắn ốc sẽ mở ra. BTC hoàn toàn dựa vào 'đập' dope chứ không phải sự can thiệp giữa kim loại với kim loại để bịt kín.
Chúng tôi có thể xoay chuỗi API BTC để đạt được độ sâu tổng thể theo chiều ngang không?
Không. API BTC thiếu vai mô-men xoắn (dừng dương). Cố gắng truyền mô-men xoắn quay sẽ dẫn đến việc trang bị không kiểm soát được, gây ra hiện tượng giãn nở hộp (lỗi ứng suất vòng) hoặc mòn ren. Nếu cần xoay, kết nối Semi-Premium có bước ở giữa hoặc vai nối chốt là yêu cầu tối thiểu.
Xếp hạng Năng suất nội bộ API 5C3 có đảm bảo ngăn chặn khí không?
Hoàn toàn không. API 5C3 tính toán áp suất nổ của thân thép chứ không phải áp suất bịt kín của kết nối. Chuỗi P110 BTC có thể có mức nổ là 10.000 psi nhưng giới hạn chức năng bịt kín khí chỉ là ~3.000 psi trước khi hợp chất ren thổi ra khỏi khe xoắn ốc.
1. Đường rò rỉ xoắn ốc: Hình học của khoảng cách 0,003'
Các kỹ sư thường nhầm lẫn sự can thiệp của ren với khả năng bịt kín. Trong các kết nối API 5CT Buttress (BTC), cấu hình ren tạo ra một dạng hình học cụ thể ngăn cản sự bịt kín giữa kim loại với kim loại thực sự.
Theo API 5B, dung sai cho phép có khoảng hở khoảng 0,003 inch (3 mil) giữa đỉnh chốt và chân hộp. Không giống như các bên sườn chịu lực căng, các rễ và đỉnh này không kết hợp hoàn hảo. Điều này tạo ra một kênh xoắn ốc liên tục chạy hết chiều dài của kết nối.
Do đó, phốt phụ thuộc 100% vào hợp chất ren. Trong môi trường nhiệt độ cao (>200°F), độ nhớt của dope tiêu chuẩn giảm xuống và chất rắn (than chì/đồng) di chuyển, loại bỏ khe hở 0,003' một cách hiệu quả.
Dope chất rắn cao có thể khắc phục vĩnh viễn đường rò rỉ xoắn ốc không?
Không. Trong khi dope có hàm lượng chất rắn cao cải thiện tạm thời mức áp suất, chu trình nhiệt và áp suất tăng cuối cùng sẽ thay thế hợp chất. Đối với dịch vụ khí lâu dài, hình dạng kết nối phải cung cấp vòng đệm (Kim loại với kim loại), không phải chất bôi trơn.
2. Bán cao cấp: Nâng cấp vai mô-men xoắn
Thuật ngữ 'Bán cao cấp' thường đề cập đến kết nối giữ lại cấu hình luồng API BTC (dễ gia công/chi phí) nhưng bổ sung thêm vai mô-men xoắn cơ học . Đây là bản nâng cấp cấu trúc quan trọng so với BTC API tiêu chuẩn.
Giảm thiểu căng thẳng vòng: Trong BTC tiêu chuẩn, việc áp dụng mô-men xoắn vượt quá sẽ mở rộng hộp ra bên ngoài (ứng suất vòng), giảm nhiễu ren. Trong Semi-Premium, vai hấp thụ năng lượng này, cho phép mô-men xoắn trang điểm cao hơn mà không làm giãn hộp.
Khả năng chống rò rỉ: Mặc dù vai hạn chế đường xoắn ốc, nhưng nó hiếm khi tạo thành một vòng đệm xuyên tâm kim loại với kim loại ISO 13679 CAL IV thực sự. Nó tạo ra kết nối 'Có khả năng kín khí' trong điều kiện vừa phải, nhưng không phải là 'Đảm bảo kín khí' như kết nối Cao cấp có vòng đệm kín riêng biệt.
Vai Semi-Premium có làm cho kết nối chặt chẽ không?
Nó cải thiện độ tin cậy bịt kín bằng cách ngăn chặn hiện tượng hình bầu dục của hộp, nhưng nó thường thiếu áp suất tiếp xúc của phốt kim loại hướng tâm chuyên dụng có trong các kết nối Premium. Nó vẫn là một con dấu hỗ trợ dope.
3. Lỗi cấu trúc: Mức độ nghiêm trọng Dogleg (DLS) & Nhảy ra
BTC mạnh mẽ về mặt căng thẳng nhưng bị tổn hại về mặt cấu trúc khi bị uốn cong. Chế độ hỏng hóc được gọi là 'Nhảy ra', trong đó chốt trượt ra khỏi hộp dưới tải trọng kéo và uốn kết hợp.
Tham số
API tiêu chuẩn BTC
Semi-Premium (Shouldered)
Giới hạn DLS an toàn
Tối đa 10° / 100 ft
15–20° / 100 ft
Chế độ lỗi
Mở rộng hộp & Nhảy ra pin
Cắt ren (ngưỡng cao hơn)
Dừng mô-men xoắn
Không có (Tem tam giác)
Có (Vai cơ khí)
Bài học rút ra về mặt kỹ thuật: Việc bổ sung vai mô-men xoắn trong các kết nối Bán cao cấp giúp tăng độ cứng cho hộp, tăng gần gấp đôi dung sai Mức độ nghiêm trọng Dogleg (DLS) so với API BTC tiêu chuẩn.
Tại sao chân bị hỏng ở điểm giao nhau?
Khi chuyển từ chuỗi Premium/Semi-Premium cứng sang chuỗi API BTC linh hoạt trong phần DLS cao, sự thay đổi đột ngột về độ cứng sẽ tạo ra sự tập trung ứng suất, thường làm gãy chốt BTC do mỏi.
Khi kết nối OCTG (BTC) là lựa chọn sai lầm
Khí áp suất cao (>3.000 psi): Khe xoắn ốc 0,003' là đường dẫn rò rỉ được đảm bảo khi dope phân hủy.
Xoay theo chiều sâu: Thiếu vai mô-men xoắn cản trở việc quay an toàn; bạn không thể kiểm soát mô-men xoắn trang điểm một cách hiệu quả.
DLS cao (>10°/100ft): Không có vai để làm cứng hộp, hiệu ứng Poisson và lực căng của vòng sẽ khiến chốt bật ra ngoài.
Nhiệt độ cao (>250°F): Chất mang dope tiêu chuẩn hóa lỏng, rửa trôi lớp chắn duy nhất trong mối nối.
Câu hỏi thường gặp: Khắc phục sự cố & So sánh chuyên ngành
So sánh: Semi-Premium có xứng đáng với OPEX premium đối với giếng khí thẳng đứng không?
Nếu giếng thẳng đứng (DLS thấp) nhưng chứa khí, giá trị của Semi-Premium nằm ở khả năng ngăn chặn việc trang điểm quá mức của vai mô-men xoắn . Các hộp BTC tiêu chuẩn thường bị tách ra nếu các đội cố gắng đảm bảo niêm phong bị vặn quá mức. Semi-Premium loại bỏ rủi ro lỗi vận hành này, khiến nó trở thành lựa chọn an toàn hơn cho khí đốt ngay cả trong các ứng dụng dọc.
Xử lý sự cố: Làm cách nào để giảm thiểu rò rỉ xoắn ốc trên BTC mà không cần phải kéo dây?
Khi chuỗi được đặt, việc giảm nhẹ sẽ bị hạn chế. Một số người vận hành cố gắng bơm nhựa bịt kín có độ nhớt cao (không phải dope tiêu chuẩn) để thu hẹp khoảng cách 0,003', nhưng đây chỉ là biện pháp khắc phục tạm thời. Cách khắc phục thực sự duy nhất là phòng ngừa: sử dụng kết nối với vòng đệm kín chuyên dụng hoặc đảm bảo dope ban đầu có chất rắn ổn định nhiệt cao.
Tuân thủ: Chứng nhận API 5CT có bao gồm vai mô-men xoắn Bán cao cấp không?
Nói chung là không. API 5CT chỉ định cấu hình luồng và kích thước cho các kết nối tiêu chuẩn (STC, LTC, BTC). Vai 'Semi-Premium' là sản phẩm sửa đổi độc quyền của xưởng máy. Mặc dù cấu hình luồng có thể được đánh giá là API 5CT nhưng hiệu suất của vai được điều chỉnh bởi dữ liệu độc quyền của nhà cung cấp chứ không phải thông số API.
Thương mại: Ý nghĩa về thời gian thực hiện của Semi-Premium so với BTC là gì?
BTC API tiêu chuẩn là một mặt hàng có sẵn. Bán cao cấp thường yêu cầu luồn các tính năng được cấp phép hoặc độc quyền vào các ống màu xanh lá cây, có thể kéo dài thêm thời gian sản xuất từ 4-8 tuần tùy thuộc vào công suất của xưởng máy và thiết kế vai cụ thể được yêu cầu (bước giữa so với chốt nối chốt).
