Ống vỏ thép là xương sống cấu trúc của mọi giếng dầu và khí đốt. Chạy theo chuỗi liên tiếp từ bề mặt đến độ sâu mục tiêu, nó lót thành giếng khoan, cô lập các thành tạo địa chất, kiểm soát áp lực hạ cấp và cung cấp ống dẫn kín cần thiết để sản xuất an toàn. Nếu không có nó, tính toàn vẹn của giếng khoan — và toàn bộ chương trình hoàn thiện — là không thể.
Tài liệu tham khảo kỹ thuật này bao gồm đầy đủ Thông số kỹ thuật của ống vỏ API 5CT : phân loại cấp và tính chất cơ học, kích thước OD và phạm vi độ dày thành, trọng lượng mỗi foot, các tùy chọn kết nối tiêu chuẩn và cao cấp cũng như tiêu chí lựa chọn xác định loại nào phù hợp với môi trường giếng nhất định. ZC Steel Pipe sản xuất vỏ API 5CT ở các loại N80, L80, P110, C110 và Q125, với các bằng sáng chế độc lập về kết nối cao cấp và kinh nghiệm xuất khẩu trên khắp Trung Đông, Châu Phi và Nam Mỹ.
NỘI DUNG
Ống vỏ thép là gì?
Kiến trúc chuỗi vỏ
Thông số kỹ thuật cấp API 5CT
Kích thước OD tiêu chuẩn và độ dày của tường
Trọng lượng vỏ trên mỗi chân
Các kiểu kết nối
Vỏ hợp kim Chrome cho môi trường ăn mòn
Hướng dẫn chọn lớp
Câu hỏi thường gặp
1. Ống vỏ thép là gì?
Ống vỏ thép là ống thép liền mạch hoặc thép ERW có đường kính lớn, có thành dày, được gắn xi măng tại chỗ bên trong giếng khoan. Sau khi khoan xong mỗi đoạn giếng, dây ống vách được hạ xuống đáy phần đó và xi măng được bơm lên vòng xuyến giữa đường kính ngoài ống vách và tường hệ. Xi măng đông kết để tạo ra một lớp đệm thủy lực, cố định vĩnh viễn ống vách tại chỗ và cách ly các khối hình thành phía sau nó.
API 5CT — THÔNG SỐ KỸ THUẬT VỎ VÀ ỐNG Đặc điểm kỹ thuật API 5CT là tiêu chuẩn quản lý cho vỏ và ống được sử dụng trong xây dựng giếng dầu và khí đốt. Nó bao gồm các loại vật liệu, thành phần hóa học, tính chất cơ học (độ bền chảy, độ bền kéo, giới hạn độ cứng), dung sai kích thước, thông số kỹ thuật của dạng ren và các yêu cầu thử nghiệm. API 5CT là tiêu chuẩn cơ sở được quốc tế công nhận cho việc mua sắm vỏ máy và được yêu cầu bởi hầu hết các cơ quan quản lý quốc gia cũng như tiêu chuẩn của công ty điều hành.
Vỏ bọc phục vụ bốn chức năng kỹ thuật chính: hỗ trợ giếng khoan (ngăn chặn sự sụp đổ của các thành tạo không ổn định), cách ly khu vực (bịt kín các tầng ngậm nước ngọt, các vùng mất lưu thông và các thành tạo không sản xuất từ khoảng sản xuất), ngăn chặn áp lực (cung cấp bình chịu áp lực qua đó chất lỏng sản xuất được đưa lên bề mặt) và hỗ trợ hoàn thiện (đóng vai trò là mỏ neo cho súng đục lỗ, máy đóng gói, móc treo ống và thiết bị đầu giếng). Xem phạm vi của ZC khớp nối vỏ.
2. Kiến trúc chuỗi vỏ
Một giếng điển hình sử dụng nhiều dây vỏ, mỗi dây được gắn bên trong dây trước đó, tạo ra cấu trúc dạng ống lồng từ bề mặt đến độ sâu tổng thể. Mỗi dây được thiết kế cho các điều kiện áp suất, hình thành và tải trọng cụ thể gặp phải ở khoảng độ sâu đó.
Vỏ dây dẫn
OD điển hình:
18-5/8 – 20 inch
Độ sâu:
50–300 ft
Mục đích:
Hỗ trợ lỗ bề mặt, trả dung dịch khoan
Cấp điển hình:
K55, J55
Vỏ bề mặt
OD điển hình:
13-3/8 – 16 inch
Độ sâu:
500–4.000 ft
Mục đích:
Bảo vệ nước ngọt, hỗ trợ BOP
Cấp điển hình:
K55, J55, N80
Vỏ trung gian
OD điển hình:
9-5/8 – 10-3/4 inch
Độ sâu:
3.000–12.000 ft
Mục đích:
Cách ly quá áp, kiểm soát mất tuần hoàn
Cấp điển hình:
N80, L80, P110
Vỏ sản xuất
OD điển hình:
4-1/2 – 7 inch
Độ sâu:
TD (tổng độ sâu)
Mục đích:
Hoàn thiện đường ống, cách ly hồ chứa
Cấp điển hình:
L80, P110, Q125, C110
Ghi chú hiện trường - Thiết kế chương trình ống chống Chương trình ống chống được thiết lập trong quá trình lập kế hoạch giếng dựa trên áp lực nước lỗ rỗng và đặc tính gradient đứt gãy của giếng. Số lượng dây vỏ cần thiết được xác định bởi số lượng rào cản áp suất cần thiết - thường là một dây cho mỗi lần chuyển đổi hình thành chính. Các giếng sâu áp suất cao ở Vịnh Mexico hoặc Trung Đông có thể cần năm hoặc sáu dây; một cái giếng nông đơn giản ở Châu Phi có thể chỉ cần hai hoặc ba cái. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến trọng tải vỏ yêu cầu và cần được xác định rõ ràng trong bất kỳ cuộc thảo luận mua sắm nào trước khi định cỡ OD và cấp ống.
3. Thông số kỹ thuật cấp API 5CT
API 5CT sắp xếp các cấp độ vỏ thành bốn cấp độ thông số kỹ thuật sản phẩm (PSL-1 và PSL-2) và xác định các yêu cầu cơ học và hóa học cho từng cấp độ. Các loại phù hợp nhất với vỏ sản xuất và trung gian — các ứng dụng trong đó việc lựa chọn loại là quan trọng về mặt kỹ thuật — được trình bày chi tiết bên dưới. Xem thêm hướng dẫn chuyên dụng của chúng tôi về Vỏ API 5CT N80 và Ống vỏ T95.
| Lớp tối |
thiểu. Năng suất (psi) |
Tối đa. Năng suất (psi) |
Tối thiểu. Độ bền kéo (psi) |
Tối đa. Độ cứng (HRC) |
Dịch vụ chua |
PSL |
| N80 Loại 1 |
80.000 |
110.000 |
100.000 |
— |
KHÔNG |
1 & 2 |
| N80Q |
80.000 |
110.000 |
100.000 |
— |
KHÔNG |
1 & 2 |
| L80 |
80.000 |
95.000 |
95.000 |
23 |
Có (SSC) |
1 & 2 |
| L80-9Cr |
80.000 |
95.000 |
95.000 |
23 |
Có + CO₂ |
1 & 2 |
| L80-13Cr |
80.000 |
95.000 |
95.000 |
23 |
H₂S giới hạn |
1 & 2 |
| C90 |
90.000 |
105.000 |
100.000 |
25.4 |
Có (SSC) |
1 & 2 |
| C95 |
95.000 |
110.000 |
105.000 |
— |
KHÔNG |
chỉ 1 |
| T95 |
95.000 |
110.000 |
105.000 |
25.4 |
Có (SSC) |
1 & 2 |
| P110 |
110.000 |
140.000 |
125.000 |
— |
KHÔNG |
1 & 2 |
| C110 |
110.000 |
130.000 |
120.000 |
30 |
Có (SSC) |
1 & 2 |
| Q125 |
125.000 |
150.000 |
135.000 |
— |
KHÔNG |
chỉ 1 |
Điểm kỹ thuật quan trọng — P110 không đủ tiêu chuẩn chua P110 là loại vỏ sản xuất được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn cầu, nhưng nó không có hạn chế về độ cứng và không đủ tiêu chuẩn cho dịch vụ chua (phơi nhiễm H₂S) theo NACE MR0175 / ISO 15156. Trong các giếng nơi chất lỏng được sản xuất có chứa H₂S, P110 có nguy cơ nứt do ứng suất sunfua (SSC). Các lựa chọn thay thế dịch vụ chua chính xác ở mức năng suất 110 ksi là C110 (được kiểm soát độ cứng) hoặc Q125 cũng không được khuyến nghị cho dịch vụ chua. Xác nhận áp suất riêng phần H₂S với kỹ sư hồ chứa của bạn trước khi chọn P110 cho bất kỳ vùng giếng chứa axit nào.
4. Kích thước OD tiêu chuẩn và độ dày của tường
Vỏ API 5CT bao gồm phạm vi OD rộng từ 4-1/2 inch đến 20 inch. Mỗi OD có nhiều độ dày thành khác nhau, tạo ra các loại trọng lượng danh nghĩa khác nhau. Việc lựa chọn độ dày thành được quyết định bởi khả năng chống sập (áp suất bên ngoài trong quá trình trát xi măng), khả năng chống nổ (áp suất bên trong từ chất lỏng trong giếng) và tải trọng kéo (trọng lượng của dây bên dưới móc treo).
| OD danh nghĩa (in) |
Dung sai OD Phạm |
vi độ dày thành (in) |
Sử dụng chuỗi điển |
hình Tham chiếu đường kính trôi |
| 4-1/2 |
±0,75% |
0,205 – 0,337 |
Sản xuất |
3,965 – 3,813 in (thay đổi theo trọng lượng) |
| 5 |
±0,75% |
0,220 – 0,362 |
Sản xuất |
4,560 – 4,276 inch |
| 5-1/2 |
±0,75% |
0,244 – 0,415 |
Sản xuất / Trung cấp |
5,012 – 4,670 inch |
| 7 |
±0,75% |
0,272 – 0,540 |
Sản xuất / Trung cấp |
6,456 – 5,920 inch |
| 7-5/8 |
±0,75% |
0,300 – 0,595 |
Trung cấp |
7,025 – 6,435 inch |
| 8-5/8 |
±0,75% |
0,304 – 0,595 |
Trung cấp |
8,017 – 7,435 inch |
| 9-5/8 |
±0,75% |
0,312 – 0,608 |
Trung gian/Bề mặt |
9,001 – 8,409 inch |
| 10-3/4 |
±0,75% |
0,350 – 0,797 |
Trung gian/Bề mặt |
10,050 – 9,156 inch |
| 13-3/8 |
±0,75% |
0,380 – 0,514 |
Bề mặt |
12,615 – 12,347 inch |
| 16 |
±0,75% |
0,438 – 0,656 |
Bề mặt/Dây dẫn |
15.124 – 14.688 trong |
| 18-5/8 |
±0,75% |
0.500 |
dây dẫn |
17,625 trong |
| 20 |
±0,75% |
0,500 – 0,635 |
dây dẫn |
19.000 trong |
5. Trọng lượng vỏ mỗi chân
Trọng lượng vỏ được biểu thị bằng pound trên foot (lb/ft) và là thông số kỹ thuật chính — nó xuất hiện trong ký hiệu vỏ cùng với OD và cấp (ví dụ: '5-1/2 inch, 20 lb/ft, P110'). Trọng lượng trên mỗi foot xác định xếp hạng sập và nổ, đường kính trôi có sẵn và tổng trọng lượng chuỗi (quan trọng đối với tính toán tải trọng đầu giếng và móc treo).
| OD danh nghĩa (in) |
Trọng lượng danh nghĩa (lb/ft) |
Độ dày thành (in) |
ID (in) |
Đường kính trôi (in) |
| 4-1/2 |
9.50 |
0.205 |
4.090 |
3.965 |
| 11.60 |
0.250 |
4.000 |
3.875 |
| 15.10 |
0.337 |
3.826 |
3.701 |
| 5-1/2 |
15.50 |
0.275 |
4.950 |
4.825 |
| 20.00 |
0.361 |
4.778 |
4.653 |
| 23.00 |
0.415 |
4.670 |
4.545 |
| 7 |
20.00 |
0.272 |
6.456 |
6.331 |
| 26.00 |
0.362 |
6.276 |
6.151 |
| 32.00 |
0.453 |
6.094 |
5.969 |
| 38.00 |
0.540 |
5.920 |
5.795 |
| 9-5/8 |
36.00 |
0.352 |
8.921 |
8.765 |
| 47.00 |
0.472 |
8.681 |
8.525 |
| 53.50 |
0.545 |
8.535 |
8.379 |
| 13-3/8 |
54.50 |
0.380 |
12.615 |
12.459 |
| 68.00 |
0.480 |
12.415 |
12.259 |
Thông tin chi tiết về kỹ thuật - Lựa chọn trọng lượng và xếp hạng thu gọn Vỏ tường nặng hơn có khả năng chống sập cao hơn nhưng giảm đường kính trôi (ID tối thiểu mà một công cụ phải đi qua). Trong vỏ sản xuất, việc chọn loại trọng lượng quá nặng có thể hạn chế các công cụ hoàn thiện sau này - đặc biệt là trong các giếng sử dụng thiết bị hoàn thiện lỗ khoan lớn hoặc nơi dự kiến sẽ hoàn thiện lại trong tương lai bằng nút cầu. Đường kính trôi phải được kiểm tra dựa trên dụng cụ lớn nhất dự kiến sẽ đi qua sợi dây đó trước khi độ dày thành được hoàn thiện.
6. Các kiểu kết nối
Kết nối ren là liên kết yếu nhất trong bất kỳ chuỗi vỏ nào đang bị căng. Lựa chọn kết nối ảnh hưởng đến độ kín khí, công suất mô-men xoắn, tuổi thọ mỏi và tốc độ chạy. Ba tầng kết nối vỏ tồn tại trong sử dụng thương mại.
Kết nối API tiêu chuẩn
| Kết nối |
Viết tắt |
Hình |
thức chủ đề Cơ chế niêm |
phong Sử dụng điển hình |
Gas-Tight? |
| Vỏ ren tròn ngắn |
STC |
Tròn (thon gọn) |
Hợp chất ren + dope |
Bề mặt / vỏ dây dẫn |
KHÔNG |
| Vỏ ren tròn dài |
LTC |
Tròn (thon gọn) |
Hợp chất ren + dope |
Bề mặt/vỏ trung gian |
KHÔNG |
| Vỏ ren trụ |
BTC |
Trụ đỡ (vai vuông) |
Hợp chất ren |
Vỏ trung gian/sản xuất |
Chỉ kín chất lỏng |
Kết nối cao cấp
Kết nối cao cấp là thiết kế độc quyền không phải API mang lại hiệu suất vượt trội so với các luồng API tiêu chuẩn ở một hoặc nhiều: độ kín khí, công suất mô-men xoắn, khả năng chống mỏi và độ tin cậy bổ sung. Họ sử dụng các vòng đệm kim loại với kim loại (loại bỏ sự phụ thuộc vào hợp chất ren) và thường là vai mô men xoắn dương. Các ứng dụng phổ biến bao gồm giếng khí, hoàn thiện HPHT, giếng lệch và tầm tiếp cận mở rộng, và bất kỳ hoàn thiện nào mà việc di chuyển khí qua kết nối là không thể chấp nhận được.
Ghi chú hiện trường - Kết nối cao cấp ZC ZC Steel Pipe nắm giữ các bằng sáng chế độc lập trong
kết nối ống và vỏ cao cấp . Thiết kế kết nối cao cấp độc quyền của chúng tôi cung cấp khả năng bịt kín kim loại với kim loại bằng vai mô-men xoắn, đáp ứng các yêu cầu về độ kín khí để hoàn thiện khí áp suất cao mà không phụ thuộc vào hợp chất ren. Đối với người mua tìm nguồn cung ứng kết nối cao cấp từ nhà sản xuất Trung Quốc, các thiết kế được cấp bằng sáng chế của ZC cung cấp giải pháp thay thế cho kết nối cao cấp được cấp phép của bên thứ ba như VAM TOP hoặc TenarisHydril Blue. Hãy liên hệ với chúng tôi về thông số hiệu suất kết nối của bạn để so sánh kỹ thuật.
7. Vỏ hợp kim Chrome cho môi trường ăn mòn
Khi chất lỏng trong giếng chứa hàm lượng carbon dioxide (CO₂) hoặc hydrogen sulfide (H₂S) đáng kể, lớp vỏ thép carbon tiêu chuẩn sẽ bị ăn mòn nhanh chóng. Các loại vỏ hợp kim Chrome trong khuôn khổ API 5CT giúp tăng cường khả năng chống ăn mòn thông qua việc bổ sung crom vào thành phần hóa học của thép cơ bản.
| Cấp |
Cr Hàm lượng |
CO₂ Kháng CO₂S |
Kháng H₂S |
Ứng dụng điển hình |
| L80 |
<1% Cr |
Giới hạn |
đủ điều kiện SSC |
Dịch vụ chua tiêu chuẩn; giếng CO₂ ngọt ngào không được khuyến khích |
| L80-9Cr |
~9% Cr |
Tốt |
đủ điều kiện SSC |
Môi trường có nhiều CO₂ có H₂S vừa phải |
| L80-13Cr |
~13% Cr |
Xuất sắc |
Giới hạn (<0,1 psi H₂S trang) |
Giếng ngọt có hàm lượng CO₂ cao; vỏ sản xuất địa nhiệt |
| Siêu 13Cr (không phải API) |
~13% Cr + Mo/Ni |
Xuất sắc |
Dung sai H₂S vừa phải |
Giếng có hàm lượng CO₂ cao có H₂S thấp; sản xuất nước ngưng |
Điểm kỹ thuật tới hạn — Giới hạn áp suất riêng phần 13Cr và H₂S L80-13Cr có khả năng kháng CO₂ tuyệt vời nhưng dễ bị nứt ăn mòn do ứng suất trên áp suất riêng phần H₂S tương đối thấp — thường trên 0,05–0,1 psi H₂S áp suất riêng phần tùy thuộc vào hàm lượng clorua và nhiệt độ. Trong các giếng có H₂S đồng tạo ra ngay cả ở nồng độ thấp, cần phải phân tích kỹ thuật ăn mòn đầy đủ (theo ISO 15156 Phần 3) trước khi xác định 13Cr. Việc chỉ định vỏ 13Cr trong môi trường chua mà không có phân tích này là một chế độ lỗi được ghi lại.
8. Hướng dẫn chọn lớp
Ma trận sau đây tóm tắt việc lựa chọn cấp độ theo tiêu chí kỹ thuật chính cho các ứng dụng vỏ sản xuất và vỏ trung gian. Việc lựa chọn dây dẫn và vỏ bề mặt tuân theo phân tích cấu trúc đơn giản hơn và không được đưa vào đây.
| Hệ số lựa chọn |
N80 |
L80 |
C95 / T95 |
P110 |
C110 |
Q125 |
| Dịch vụ ngọt ngào (<8.000 ft) |
Ưu tiên |
Có thể chấp nhận được |
Overspec |
Overspec |
Overspec |
Overspec |
| Dịch vụ ngọt ngào (sâu) |
cận biên |
cận biên |
Có thể chấp nhận được |
Ưu tiên |
Ưu tiên |
Siêu sâu |
| Dịch chua (có H₂S) |
Không đủ điều kiện |
Ưu tiên |
Có thể chấp nhận được |
Không đủ điều kiện |
Ưu tiên |
Không đủ điều kiện |
| Môi trường có tính xâm thực CO₂ |
Không được đề xuất |
Với chất ức chế |
Với chất ức chế |
Với chất ức chế |
Với chất ức chế |
Không được đề xuất |
| giếng HPHT |
không đủ |
không đủ |
cận biên |
Có thể chấp nhận được |
Có thể chấp nhận được |
Ưu tiên |
| Yêu cầu độ kín khí |
Kết nối cao cấp. |
Kết nối cao cấp. |
Kết nối cao cấp. |
Kết nối cao cấp. |
Kết nối cao cấp. |
Kết nối cao cấp. |
| Độ nhạy chi phí |
Thấp nhất |
Thấp |
Vừa phải |
Vừa phải |
Cao hơn |
Cao nhất |
9. Câu hỏi thường gặp
Ống vỏ thép dùng để làm gì?
Ống vỏ thép nối các giếng khoan trong giếng dầu khí. Sau khi khoan từng phần, một dây vỏ được hạ xuống đáy phần đó và gắn chặt vào vị trí. Nó ngăn chặn sự sụp đổ của giếng khoan, cách ly các vùng nước ngọt khỏi hydrocarbon, kiểm soát áp lực hình thành và cung cấp một ống dẫn kết cấu cho đường ống sản xuất và thiết bị hoàn thiện tiếp theo. Mỗi giếng sử dụng nhiều chuỗi vỏ có đường kính giảm dần từ bề mặt đến tổng độ sâu.
Các loại vỏ API 5CT chính là gì?
Các loại API 5CT chính dành cho vỏ trung gian và sản xuất là N80 (Loại 1 và Q), L80 (các biến thể tiêu chuẩn và mạ crôm), C90, T95, P110, C110 và Q125. Đối với vỏ bề mặt và dây dẫn, K55 và J55 thường được sử dụng. Việc lựa chọn cấp độ phụ thuộc vào độ sâu giếng, yêu cầu về độ sập và áp suất nổ, tải trọng kéo và liệu có tồn tại các điều kiện dịch vụ chua (H₂S) hay không.
Sự khác biệt giữa vỏ L80 và N80 là gì?
Cả L80 và N80 đều có cường độ năng suất tối thiểu là 80.000 psi, nhưng chúng khác nhau quan trọng ở việc kiểm soát độ cứng và chất lượng dịch vụ chua. L80 có giới hạn độ cứng tối đa là 23 HRC và đủ tiêu chuẩn cho dịch vụ chua theo NACE MR0175 / ISO 15156. N80 không có hạn chế về độ cứng và không được khuyến nghị khi có H₂S. L80 cũng có sẵn các biến thể hợp kim crôm (L80-9Cr, L80-13Cr) dành cho môi trường ăn mòn CO₂. Đối với dịch vụ ngọt ngào, N80 thường là lựa chọn tiết kiệm hơn; đối với dịch vụ chua, L80 là lựa chọn mặc định ở mức năng suất 80 ksi.
Kích thước OD nào có sẵn cho ống vỏ thép?
Vỏ API 5CT có sẵn từ 4-1/2 inch đến OD 20 inch. Vỏ sản xuất thường có kích thước 4-1/2, 5, 5-1/2 hoặc 7 inch. Vỏ trung gian chạy từ 7-5/8 đến 10-3/4 inch. Vỏ bề mặt thường là 13-3/8 hoặc 16 inch, và vỏ dây dẫn là 18-5/8 hoặc 20 inch. Các tùy chọn độ dày của tường trong mỗi OD tạo ra các loại trọng lượng khác nhau, mỗi loại có xếp hạng độ sập, độ nổ và độ bền kéo riêng biệt.
Những loại kết nối nào được sử dụng trên ống vỏ thép?
Các kết nối API tiêu chuẩn bao gồm Sợi tròn ngắn (STC), Sợi tròn dài (LTC) và Sợi trụ (BTC). Chúng thích hợp cho dịch vụ chất lỏng nhưng không kín khí. Đối với các giếng khí và ứng dụng HPHT, cần có các kết nối cao cấp với vòng đệm kim loại với kim loại. Các kết nối cao cấp — bao gồm các thiết kế độc quyền được cấp bằng sáng chế của ZC — mang lại khả năng kín khí hoàn toàn thông qua vòng đệm kim loại thay vì dựa vào hợp chất ren và cung cấp công suất mô-men xoắn cao hơn cho các ứng dụng định hướng.
Yêu cầu thông số kỹ thuật và giá ống vỏ thép
ZC Steel Pipe sản xuất ống vỏ thép API 5CT ở các cấp N80, L80, L80-13Cr, P110, C110 và Q125 trên toàn bộ phạm vi OD. Chúng tôi nắm giữ các bằng sáng chế độc lập về các kết nối cao cấp và cung cấp vỏ bọc cho các dự án dầu khí trên khắp Trung Đông, Châu Phi và Nam Mỹ.
Cung cấp các yêu cầu về chương trình vỏ máy của bạn — cấp độ, OD, hạng trọng lượng, loại kết nối, số lượng và điểm đến giao hàng — và nhóm kỹ thuật của chúng tôi sẽ phản hồi bằng bảng thông số kỹ thuật đầy đủ và báo giá cạnh tranh.
mandy. w@zcsteelpipe.com | WhatsApp: +86-139-1579-1813
→ Yêu cầu báo giá
