Dlaczego obudowa naftowa i rura wiertnicza są często mylone
Zarówno obudowa naftowa, jak i rura wiertnicza to produkty rurowe stosowane w odwiertach naftowych i gazowych i oba należą do tej samej rodziny specyfikacji API, więc kupujący czasami traktują je jako elementy wymienne. Nie są. Obudowa stanowi trwałą, cementową barierę ciśnieniową, która chroni odwiert przez cały okres eksploatacji odwiertu, natomiast rura wiertnicza to obrotowy sznurek wielokrotnego użytku, który przenosi wiertło i płuczkę wiertniczą. Różnica wpływa na wybór gatunku, rodzaj połączenia, zasady obsługi i częstotliwość przeglądów, które należy zastosować w terenie.
Co to jest osłonka olejowa?
Obudowa to stalowa rura wyściełająca odwiert, zapobiegająca zapadaniu się formacji, izolująca strefy ciśnienia i zapewniająca kontrolę nad odwiertem podczas wiercenia i produkcji. W jednym odwiercie poprowadzonych jest kilka ciągów: przewodowa, powierzchniowa, pośrednia i produkcyjna. Każdy ciąg jest cementowany na miejscu przed kontynuowaniem wiercenia, więc obudowa działa raczej jako bariera konstrukcyjna i hydrauliczna niż jako część ruchoma. Obudowa jest produkowana zgodnie ze specyfikacją API 5CT, a jej średnica zewnętrzna wynosi zwykle od 4 1/2 cala (114,3 mm) do 20 cali (508 mm). Standardowe gatunki to H40, J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110 i Q125, a numer gatunku jest równy określonej minimalnej granicy plastyczności w ksi, zatem osłona P110 ma minimalną granicę plastyczności wynoszącą 110 000 psi, czyli około 758 MPa.
Obudowa jest dostarczana w zakresie długości 1, 2 i 3 z gładkim końcem, krótkim okrągłym gwintem, długim okrągłym gwintem, gwintem wzmocnionym lub przyłączami premium. Ponieważ pozostaje w studni, projekt sprawdza się pod kątem rozerwania, zapadnięcia i naprężenia osiowego, a tabele ciśnienia wewnętrznego i zapadnięcia API 5CT określają grubość ścianki, którą można zastosować przy danej głębokości osadzania.
Co to jest rura wiertnicza?
Rura wiertnicza łączy wyposażenie powierzchniowe wiertnicy z zespołem otworu dolnego. Przenosi obrót i moment obrotowy na wiertło, zapewnia cyrkulację płynu wiertniczego w dół otworu, aby oczyścić otwór i schłodzić wiertło, a także jest włączany i wyłączany z otworu w miarę pogłębiania się studni. Jest produkowany zgodnie ze specyfikacją API 5DP i sprawdzany podczas użytkowania zgodnie z API RP 7G. Gatunki E-75, X-95, G-105 i S-135 odpowiadają określonym minimalnym granicom plastyczności 75, 95, 105 i 135 ksi. Korpus rury jest wyposażony w złącza narzędziowe przyspawane na obu końcach, a końce są spęczane wewnętrznie, spęczane zewnętrznie lub spęczane wewnętrzno-zewnętrznie, tak aby dostępna była wystarczająca grubość ścianki do gwintowania.
W przeciwieństwie do obudowy, rura wiertnicza jest elementem obciążonym zmęczeniowo. Każdy obrót poddaje strunę cyklowi naprężeń, więc jest ona zaprojektowana pod kątem naprężenia, skręcania, ciśnienia wewnętrznego i zmęczenia, a nie zapadania się. Jest ona sprawdzana w ustalonych odstępach czasu i naprawiana lub obniżana po osiągnięciu limitów odrzutów.
Porównanie obudowy i rury wiertniczej
| Przedmiot | Obudowa olejowa | Rura wiertnicza |
|---|---|---|
| Główny standard | Specyfikacja API 5CT | Specyfikacja API 5DP |
| Obowiązek | Wyściela odwiert, izoluje strefy, utrzymuje ciśnienie | Przenosi moment obrotowy, przenosi płyn wiertniczy, zasila wiertło |
| Typowe stopnie | H40, J55, K55, N80, L80, P110, Q125 | E-75, X-95, G-105, S-135 |
| Kończy się | Gwinty łączone, okrągłe, wzmocnione lub premium | Spawane złącza narzędziowe z obrotowymi połączeniami kołnierzowymi |
| Instalacja | Cementowane na miejscu, trwałe | Wykonany w formie sznurka, odzyskiwany po użyciu |
| Użyj ponownie | Nieużywany ponownie | Ponownie użyte i-sprawdzone |
| Zarządzanie obciążeniami | Wybuch, upadek, napięcie | Napięcie, skręcanie, zmęczenie, ciśnienie wewnętrzne |
Zastosowania i wskazówki dotyczące wyboru
Osłona przewodu i powierzchni: duża średnica, umiarkowany gatunek, taki jak J55 lub K55, wybrany raczej do wbijania i cementowania obciążeń niż do ciśnienia.
Osłonka pośrednia i produkcyjna: gatunek rośnie wraz z głębokością i ciśnieniem w zbiorniku, dlatego powszechnie stosuje się N80 i P110, natomiast L80 lub C90 wybiera się tam, gdzie wymagana jest kontrolowana twardość.
Rura wiertnicza: gatunek ustalany jest na podstawie obciążenia rozciągającego i skręcającego najgłębszej studni w programie, z grubszą ścianą lub wyższym gatunkiem w przypadku studni o głębokim i dużym zasięgu.
Przeróbki i prace z wąskimi otworami: struny o mniejszej średnicy, które są często używane, gdzie harmonogram inspekcji ma większe znaczenie niż poziom klasy.
Wybór należy rozpocząć od przypadku obciążenia, a nie od nazwy stopnia. Gatunek, który pomyślnie przejdzie kontrolę rozciągania, może mimo to nie przejść kontroli zapadania się obudowy lub kontroli zmęczenia rury wiertniczej.
Obsługa, inspekcja i typowe pułapki
W przypadku obu produktów obowiązują te same zasady: należy zakładać osłony gwintów, podnosić za pomocą zawiesi lub haczyków, aby nie uszkodzić korpusu rury i przechowywać z dala od podłoża, w suchym miejscu. Obudowa jest zwykle weryfikowana poprzez dryfowanie, kontrolę gwintu i próbę hydrostatyczną zgodnie z wymaganiami API 5CT. Rura wiertnicza wymaga programu okresowych kontroli zgodnie z API RP 7G, który obejmuje wymiary połączeń narzędzi, pomiary gwintów, grubość ścianek i wykrywanie pęknięć na połączeniach, ponieważ wewnętrzne pęknięcia zmęczeniowe nie są widoczne z zewnątrz. Najczęstsze błędy to traktowanie zużytej rury wiertniczej jako nowej, mieszanie gatunków w jednym ciągu i wybieranie obudowy wyłącznie na podstawie średnicy zewnętrznej bez sprawdzania stopnia zapadania się na głębokości osadzania.
Często zadawane pytania
P: Czy rurę wiertniczą można wykorzystać jako obudowę?
Nie. Rura wiertnicza nie jest zaprojektowana tak, aby zapobiegać zapadaniu się i zawiera spawane złącza narzędziowe, a nie połączony gwint uszczelniający, więc nie spełnia wymagań API 5CT dla bariery studni cementowej.
P: Czy obudowa jest zawsze cementowana?
Struny osłonowe są cementowane w celu podparcia rury, izolowania formacji i uszczelniania pierścienia. Cementowanie jest częścią projektu odwiertu, a nie opcjonalnym dodatkiem.
P: Co oznacza liczba w P110?
Jest to określona minimalna granica plastyczności w ksi, zatem P110 ma minimalną granicę plastyczności wynoszącą 110 000 psi, równą około 758 MPa.
P: Dlaczego rura wiertnicza wymaga regularnej kontroli?
API RP 7G określa kryteria kontroli i odrzucenia używanych rur wiertniczych. Bez tego programu uszkodzenia zmęczeniowe kumulują się w sposób niezauważalny, aż do momentu, w którym struna ulegnie uszkodzeniu w odwiercie.
P: Który produkt kosztuje więcej za tonę?
Rura wiertnicza ze względu na złącza narzędzi, spęczone końce i ściślejszą kontrolę procesu. Dla operatora liczy się koszt za metr wywierconego materiału, a nie koszt za tonę.
P: Czy obudowa i rura wiertnicza są zawsze wymienne?
Niektóre gatunki mają podobny skład chemiczny, ale forma produktu, obróbka cieplna, grubość ścianek i przygotowanie końcówek różnią się, więc gotowe elementy nie są wymienne.
