Tuyaux FTPPsont principalement utilisés pour le forage de puits de pétrole et de gaz et pour le transport de pétrole et de gaz.Il comprend les conduites de forage pétrolier, les carters de pétrole et les conduites d’extraction de pétrole.Tuyaux FTPPsont principalement utilisés pour connecter des colliers de forage et des forets et transmettre la puissance de forage.Le tubage pétrolier est principalement utilisé pour soutenir le puits de forage pendant le forage et après son achèvement, afin d'assurer le fonctionnement normal de l'ensemble du puits de pétrole pendant le processus de forage et après son achèvement.Le pétrole et le gaz au fond du puits de pétrole sont principalement transportés vers la surface par le tube de pompage de pétrole.
Le tubage pétrolier est la bouée de sauvetage pour maintenir l’exploitation des puits de pétrole.En raison des différentes conditions géologiques, l'état des contraintes souterraines est complexe et les effets combinés des contraintes de tension, de compression, de flexion et de torsion sur le corps du tubage posent des exigences élevées quant à la qualité du tubage lui-même.Une fois que le tubage lui-même est endommagé pour une raison quelconque, cela peut entraîner une réduction de la production, voire la mise au rebut de l’ensemble du puits.
Selon la résistance de l'acier lui-même, le tubage peut être divisé en différentes nuances d'acier, à savoir J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150, etc. La nuance d'acier utilisée varie en fonction de l'état du puits. et la profondeur.Dans les environnements corrosifs, il est également requis que le boîtier lui-même soit résistant à la corrosion.Dans les zones aux conditions géologiques complexes, il est également requis que le boîtier présente des performances anti-effondrement.
I.les connaissances de base du tuyau OCTG
1、Explication des termes spécialisés liés aux tuyaux de pétrole
API : c'est l'abréviation d'American Petroleum Institute.
OCTG : C'est l'abréviation de Oil Country Tubular Goods, qui désigne des tubes spécifiques au pétrole, y compris les tubages finis, les tiges de forage, les colliers de forage, les cerceaux, les joints courts, etc.
Tubes de pétrole : tubes utilisés dans les puits de pétrole pour l’extraction de pétrole, l’extraction de gaz, l’injection d’eau et la fracturation acide.
Tubage : tube descendu de la surface de la terre dans un trou de forage comme revêtement pour empêcher l'effondrement de la paroi du puits.
Tube de forage : Tuyau utilisé pour forer des trous de forage.
Pipeline : tuyau utilisé pour transporter du pétrole ou du gaz.
Circlips : Cylindres utilisés pour relier deux tuyaux filetés avec des filetages internes.
Matériau du raccord : Tuyau utilisé pour la fabrication des raccords.
Filetages API : filetages de tuyaux spécifiés par la norme API 5B, y compris les filetages ronds pour oléoducs, les filetages ronds courts de boîtier, les filetages ronds longs de boîtier, les filetages trapézoïdaux décalés de boîtier, les filetages de tuyaux de canalisation, etc.
Boucle spéciale : fils non API avec des propriétés d'étanchéité, des propriétés de connexion et d'autres propriétés spéciales.
Défaillance : déformation, fracture, dommages de surface et perte de la fonction d'origine dans des conditions de service spécifiques.Les principales formes de défaillance du carter d'huile sont : l'extrusion, le glissement, la rupture, les fuites, la corrosion, le collage, l'usure, etc.
2、Normes liées au pétrole
API 5CT : Spécification des boîtiers et des tubes (actuellement la dernière version de la 8e édition)
API 5D : Spécification des tiges de forage (la dernière version de la 5e édition)
API 5L : spécification des tuyaux en acier pour pipelines (la dernière version de la 44e édition)
API 5B : Spécifications pour l'usinage, la mesure et l'inspection des filetages de carters, d'oléoducs et de canalisations
GB/T 9711.1-1997 : Conditions techniques pour la livraison de tubes en acier pour le transport de l'industrie pétrolière et gazière Partie 1 : Tubes en acier de qualité A
GB/T9711.2-1999 : Conditions techniques de livraison de tubes en acier pour le transport de l'industrie pétrolière et gazière Partie 2 : Tubes en acier de qualité B
GB/T9711.3-2005 : Conditions techniques de livraison de tubes en acier pour le transport de l'industrie du pétrole et du gaz naturel, partie 3 : Tubes en acier de qualité C
Ⅱ.Tuyau d'huile
1. Classification des oléoducs
Les conduites d'huile sont divisées en tubes non contrariés (NU), en tubes externes contrariés (EU) et en tubes à joint intégré.Un tube non renversé fait référence à une extrémité de tuyau filetée sans épaississement et équipée d'un raccord.Les tubes externes bouleversés font référence à deux extrémités de tuyaux qui ont été épaissies extérieurement, puis filetées et équipées de colliers.Un tube à joint intégré fait référence à un tuyau qui est directement connecté sans raccord, avec une extrémité filetée à travers un filetage externe épaissi intérieurement et l'autre extrémité filetée à travers un filetage interne épaissi extérieurement.
2.Le rôle du tube
①, extraction de pétrole et de gaz : une fois les puits de pétrole et de gaz forés et cimentés, le tube est placé dans le tubage de pétrole pour extraire le pétrole et le gaz jusqu'au sol.
②, injection d'eau : lorsque la pression de fond n'est pas suffisante, injectez de l'eau dans le puits à travers le tube.
③, Injection de vapeur : Dans le processus de récupération thermique du pétrole épais, de la vapeur doit être introduite dans le puits avec des conduites de pétrole isolées.
(iv) Acidification et fracturation : Au stade avancé du forage de puits ou afin d'améliorer la production de puits de pétrole et de gaz, il est nécessaire d'introduire un milieu d'acidification et de fracturation ou un matériau de durcissement dans la couche de pétrole et de gaz, et le milieu et les matériaux de durcissement sont transportés à travers le tuyau d'huile.
3. Qualité d'acier du tuyau d'huile
Les nuances d'acier des oléoducs sont : H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 est divisé en N80-1 et N80Q, les deux ont les mêmes propriétés de traction, les deux différences sont l'état de livraison et les différences de performances d'impact, la livraison du N80-1 par état normalisé ou lorsque la température de laminage finale est supérieure à la la température critique Ar3 et la réduction de tension après refroidissement par air, et peuvent être utilisées pour trouver des alternatives à la normalisation des tests de laminage à chaud, d'impact et non destructifs ne sont pas nécessaires ;N80Q doit être revenu (trempe et revenu). Le traitement thermique, la fonction d'impact doit être conforme aux dispositions de l'API 5CT et doit faire l'objet de tests non destructifs.
L80 est divisé en L80-1, L80-9Cr et L80-13Cr.Leurs propriétés mécaniques et leur état de livraison sont les mêmes.Différences d'utilisation, de difficulté de production et de prix, L80-1 pour le type général, L80-9Cr et L80-13Cr sont des tubes à haute résistance à la corrosion, difficiles à produire, coûteux, généralement utilisés pour les puits à forte corrosion.
C90 et T95 sont divisés en type 1 et type 2, c'est-à-dire C90-1, C90-2 et T95-1, T95-2.
4. Qualité d'acier couramment utilisée, qualité et état de livraison des oléoducs
Nuance d'acier État de livraison
Tuyau d'huile J55 Tuyau d'huile plat 37Mn5 : laminé à chaud au lieu de normalisé
Tuyau d'huile épaissi : normalisé sur toute la longueur après épaississement.
Tube N80-1 Tube 36Mn2V de type plat : laminé à chaud au lieu de normalisé
Conduite d'huile épaissie : pleine longueur normalisée après épaississement
Tuyau d'huile N80-Q, trempe sur toute la longueur, 30Mn5
Tuyau d'huile L80-1, trempe sur toute la longueur, 30Mn5
Tuyau d'huile P110, trempe sur toute la longueur, 25CrMnMo
J55 couplage 37Mn5 normalisation en ligne laminée à chaud
Accouplement N80 Trempe pleine longueur 28MnTiB
Accouplement L80-1 Trempe pleine longueur 28MnTiB
Pinces P110 25CrMnMo trempées sur toute la longueur
Ⅲ.Enveloppe
1、Catégorisation et rôle du boîtier
Le tubage est un tuyau en acier qui soutient la paroi des puits de pétrole et de gaz.Plusieurs couches de tubage sont utilisées dans chaque puits en fonction des différentes profondeurs de forage et des conditions géologiques.Le ciment est utilisé pour cimenter le tubage après son abaissement dans le puits, et contrairement aux oléoducs et aux tiges de forage, il ne peut pas être réutilisé et fait partie des matériaux consommables jetables.Par conséquent, la consommation de tubage représente plus de 70 % de tous les tubes de puits de pétrole.Le tubage peut être classé en : conduit, tubage de surface, tubage technique et tubage pétrolier en fonction de son utilisation, et leurs structures dans les puits de pétrole sont présentées dans l'image ci-dessous.
2.Boîtier du conducteur
principalement utilisé pour le forage dans l'océan et le désert afin de séparer l'eau de mer et le sable afin d'assurer le bon déroulement du forage, les principales spécifications de cette couche de 2.casing sont : Φ762 mm (30 pouces) × 25,4 mm, Φ762 mm (30 pouces) × 19,06 mm.
Tubage de surface : Il est principalement utilisé pour le premier forage, le forage ouvre la surface des strates meubles jusqu'au substrat rocheux, afin d'empêcher cette partie des strates de s'effondrer, elle doit être scellée avec le tubage de surface.Les principales spécifications du boîtier de surface : 508 mm (20 pouces), 406,4 mm (16 pouces), 339,73 mm (13-3/8 pouces), 273,05 mm (10-3/4 pouces), 244,48 mm (9-5/9 pouces), etc. La profondeur du tuyau de descente dépend de la profondeur de la formation molle.La profondeur du tuyau inférieur dépend de la profondeur de la couche meuble, qui est généralement comprise entre 80 et 1 500 m.Sa pression externe et interne n'est pas importante et il adopte généralement la nuance d'acier K55 ou la nuance d'acier N80.
3.Boîtier technique
Le tubage technique est utilisé dans le processus de forage de formations complexes.Lorsqu'on rencontre des pièces complexes telles qu'une couche effondrée, une couche d'huile, une couche de gaz, une couche d'eau, une couche de fuite, une couche de pâte de sel, etc., il est nécessaire de déposer le boîtier technique pour le sceller, sinon le forage ne pourra pas être effectué.Certains puits sont profonds et complexes, et la profondeur du puits atteint des milliers de mètres, ce type de puits profonds nécessite la pose de plusieurs couches de tubage technique, ses propriétés mécaniques et ses exigences en matière de performances d'étanchéité sont très élevées, l'utilisation de qualités d'acier est également plus élevé, en plus du K55, on utilise davantage les qualités N80 et P110, certains puits profonds sont également utilisés dans le Q125 ou même dans les qualités non API supérieures, telles que le V150.les principales spécifications du boîtier technique sont : 339,73 Les principales spécifications du boîtier technique sont les suivantes : 339,73 mm (13-3/8 pouces), 273,05 mm (10-3/4 pouces), 244,48 mm (9-5/8 pouces), 219,08 mm (8-5/8 pouces), 193,68 mm (7-5/8 pouces), 177,8 mm (7 pouces) et ainsi de suite.
4. Carter d'huile
Lorsqu'un puits est foré jusqu'à la couche de destination (la couche contenant du pétrole et du gaz), il est nécessaire d'utiliser le tubage de pétrole pour sceller la couche de pétrole et de gaz et les strates supérieures exposées, et l'intérieur du tubage de pétrole est la couche de pétrole. .Carter d'huile dans tous les types de tubage dans les profondeurs de puits les plus profondes, ses propriétés mécaniques et ses exigences en matière de performances d'étanchéité sont également les plus élevées, l'utilisation de nuances d'acier K55, N80, P110, Q125, V150, etc.Les principales spécifications du boîtier de formation sont : 177,8 mm (7 pouces), 168,28 mm (6-5/8 pouces), 139,7 mm (5-1/2 pouces), 127 mm (5 pouces), 114,3 mm (4-1/2 pouces), etc. Le tubage est le plus profond parmi tous les types de puits, et ses performances mécaniques et ses performances d'étanchéité sont les plus élevées.
V.Tige de forage
1、Classification et rôle des tuyaux pour les outils de forage
La tige de forage carrée, la tige de forage, la tige de forage lestée et la masse-tige dans les outils de forage forment la tige de forage.La tige de forage est l'outil de carottage qui entraîne le trépan du sol jusqu'au fond du puits, et c'est également un canal du sol au fond du puits.Il a trois rôles principaux : ① transférer le couple pour entraîner le foret vers le foret ;② s'appuyer sur son propre poids pour exercer une pression sur le trépan afin de briser la roche au fond du puits ;③ transporter le fluide de lavage de puits, c'est-à-dire la boue de forage à travers le sol via les pompes à boue à haute pression, dans le trou de forage de la colonne de forage pour s'écouler dans le fond du puits pour rincer les débris rocheux et refroidir le trépan, et transporter les débris de roche à travers l'espace annulaire entre la surface extérieure de la colonne et la paroi du puits pour retourner au sol, de manière à atteindre l'objectif de forage du puits.Les tiges de forage dans le processus de forage pour résister à une variété de charges alternées complexes, telles que la traction, la compression, la torsion, la flexion et d'autres contraintes, la surface intérieure est également soumise au récurage et à la corrosion par la boue à haute pression.
(1) tige de forage carrée : la tige de forage carrée a deux types de type quadrilatère et de type hexagonal, la tige de forage pétrolier de Chine, chaque ensemble de colonnes de forage utilise généralement une tige de forage de type quadrilatéral.Ses spécifications sont : 63,5 mm (2-1/2 pouces), 88,9 mm (3-1/2 pouces), 107,95 mm (4-1/4 pouces), 133,35 mm (5-1/4 pouces), 152,4 mm (6 pouces) et bientôt.Habituellement, la longueur utilisée est de 12 à 14,5 m.
(2) Garniture de forage : la garniture de forage est l'outil principal pour forer des puits, reliée à l'extrémité inférieure de la garniture de forage carrée, et à mesure que le puits de forage continue de s'approfondir, la garniture de forage continue d'allonger la colonne de forage l'une après l'autre.Les spécifications de la tige de forage sont : 60,3 mm (2-3/8 pouces), 73,03 mm (2-7/8 pouces), 88,9 mm (3-1/2 pouces), 114,3 mm (4-1/2 pouces), 127 mm (5 pouces). ), 139,7 mm (5-1/2 pouces) et ainsi de suite.
(3) Garniture de forage lestée : la garniture de forage lestée est un outil de transition reliant la garniture de forage et la masse-tige, ce qui peut améliorer l'état de force de la garniture de forage ainsi qu'augmenter la pression sur le trépan.Les principales spécifications des tiges de forage lestées sont de 88,9 mm (3-1/2 pouces) et 127 mm (5 pouces).
(4) Collier de forage : le collier de forage est relié à la partie inférieure de la tige de forage, qui est un tuyau spécial à paroi épaisse avec une rigidité élevée, exerçant une pression sur le trépan pour briser la roche, et peut jouer un rôle de guidage lorsque forer des puits droits.Les spécifications courantes des colliers de forage sont : 158,75 mm (6-1/4 pouces), 177,85 mm (7 pouces), 203,2 mm (8 pouces), 228,6 mm (9 pouces), etc.
V. Tuyau de canalisation
1、Classification des tuyaux de canalisation
Les tuyaux de canalisation sont utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière pour le transport de pétrole, de pétrole raffiné, de gaz naturel et d'aqueducs avec des tuyaux en acier en abrégé.Le transport des oléoducs et des gazoducs est principalement divisé en trois types de pipelines principaux, de pipelines secondaires et de réseau de pipelines urbains, la ligne de transmission principale des spécifications habituelles pour ∮ 406 ~ 1219 mm, épaisseur de paroi de 10 ~ 25 mm, qualité d'acier X42 ~ X80 ;Pipeline de dérivation et pipeline de réseau de pipelines urbains des spécifications habituelles pour # 114 ~ 700 mm, épaisseur de paroi de 6 ~ 20 mm, qualité d'acier X42 ~ X80.Les spécifications habituelles pour les canalisations d'alimentation et les canalisations urbaines sont de 114 à 700 mm, d'épaisseur de paroi de 6 à 20 mm, de qualité d'acier X42-X80.
Les tuyaux de canalisation ont des tuyaux en acier soudés, mais également des tuyaux en acier sans soudure, les tuyaux en acier soudés sont plus utilisés que les tuyaux en acier sans soudure.
2. Norme sur les tuyaux de canalisation
La norme sur les tubes de canalisation est API 5L « spécification des tubes en acier pour pipelines », mais la Chine a promulgué en 1997 deux normes nationales pour les tubes de canalisation : GB/T9711.1-1997 « industrie pétrolière et gazière, la première partie des conditions techniques de livraison des tubes en acier : Tuyaux en acier de qualité A" et GB/T9711.2-1997 "Industrie pétrolière et gazière, la deuxième partie des conditions techniques de livraison des tuyaux en acier : Tuyaux en acier de qualité B".Steel Pipe", ces deux normes sont équivalentes à API 5L, de nombreux utilisateurs nationaux exigent la fourniture de ces deux normes nationales.
3、À propos de PSL1 et PSL2
PSL est l'abréviation de niveau de spécification du produit.Le niveau de spécification du produit des tubes de canalisation est divisé en PSL1 et PSL2, on peut également dire que le niveau de qualité est divisé en PSL1 et PSL2.PSL1 est supérieur à PSL2, le niveau de spécification 2 n'est pas seulement des exigences de test différentes, et la composition chimique, les exigences en matière de propriétés mécaniques sont différentes, donc selon l'ordre API 5L, les termes du contrat en plus de spécifier les spécifications, la nuance d'acier et d'autres indicateurs courants, mais doit également indiquer le niveau de spécification du produit, c'est-à-dire PSL1 ou PSL2.
PSL2 dans la composition chimique, les propriétés de traction, la puissance d'impact, les tests non destructifs et d'autres indicateurs sont plus stricts que PSL1.
4. Qualité d'acier des tuyaux de pipeline et composition chimique
La qualité d'acier des tubes de canalisation, de faible à élevée, est divisée en : A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 et X80.
5, pression de l'eau des conduites et exigences non destructives
Les conduites de canalisation doivent être effectuées branche par branche, et la norme ne permet pas la génération non destructive de pression hydraulique, ce qui constitue également une grande différence entre la norme API et nos normes.
PSL1 ne nécessite pas de contrôles non destructifs, PSL2 doit être un contrôle non destructif branche par branche.
VI.Connexion Premium
1、Introduction de la connexion Premium
La boucle spéciale est différente du filetage API avec une structure spéciale de filetage de tuyau.Bien que le boîtier d'huile fileté API existant soit largement utilisé dans l'exploitation des puits de pétrole, ses défauts sont clairement démontrés dans l'environnement particulier de certains champs pétrolifères : la colonne de tuyau fileté rond API, bien que ses performances d'étanchéité soient meilleures, la force de traction supportée par le tube fileté une partie n'équivaut qu'à 60 à 80 % de la résistance du corps du tuyau, elle ne peut donc pas être utilisée dans l'exploitation de puits profonds ;la colonne de tuyau filetée trapézoïdale polarisée API, les performances de traction de la partie filetée sont seulement équivalentes à la résistance du corps du tuyau, elle ne peut donc pas être utilisée dans les puits profonds ;Colonne de tuyau fileté trapézoïdal polarisé API, ses performances de traction ne sont pas bonnes.Bien que les performances de traction de la colonne soient bien supérieures à celles des connexions à filetage rond API, ses performances d'étanchéité ne sont pas très bonnes, elles ne peuvent donc pas être utilisées dans l'exploitation de puits de gaz à haute pression ;de plus, la graisse filetée ne peut jouer son rôle que dans un environnement à température inférieure à 95℃, elle ne peut donc pas être utilisée dans l'exploitation de puits à haute température.
Par rapport au filetage rond API et à la connexion à filetage trapézoïdal partiel, Premium Connection a réalisé des progrès révolutionnaires dans les aspects suivants :
(1) bonne étanchéité, grâce à la conception d'une structure d'étanchéité élastique et métallique, de sorte que la résistance d'étanchéité au gaz du joint atteigne la limite du corps du tube dans la pression d'écoulement ;
(2) haute résistance de la connexion, avec la connexion Premium Connection du carter d'huile, la résistance de la connexion atteint ou dépasse la résistance du corps du tube, pour résoudre fondamentalement le problème du glissement ;
(3) grâce à la sélection des matériaux et à l'amélioration du processus de traitement de surface, le problème de la boucle qui colle au fil est essentiellement résolu ;
(4) grâce à l'optimisation de la structure, de sorte que la répartition des contraintes des articulations soit plus raisonnable, plus propice à la résistance à la corrosion sous contrainte ;
(5) grâce à la structure d'épaule de conception raisonnable, de sorte que l'opération sur la boucle soit plus facile à réaliser.
À l'heure actuelle, le monde a développé plus de 100 types de connexions Premium dotées d'une technologie brevetée.
Heure de publication : 21 février 2024