Od čega se sastoji bušaća cijev i zašto je materijal važan
Bušaća cijev je cijev s debelim-zidovima koja prenosi rotaciju i okretni moment s površine na svrdlo i nosi tekućinu za bušenje niz niz. Uključene su dvije različite komponente. Tijelo cijevi nosi vlačno opterećenje i unutarnji tlak, a spojevi alata su teži, navojni krajevi koji prenose okretni moment i poduzimaju trošenje uslijed operacija-i-prekidanja. Odabir materijala mora zadovoljiti oboje, a oba su obično izrađena od različitih čelika.
Tijelo cijevi pokriveno je API 5DP, koji specificira tehničke uvjete isporuke za bušaće cijevi kao gotov proizvod, dok su spojevi alata navojni i baždareni prema API Spec 7-2 i obično se proizvode od legure krom-molibdena kao što su modificirani tipovi 4137M i 4140/4145H. Odabir prstena svrdla i teškog materijala slijedi istu logiku visoke čvrstoće plus žilavosti.
Zahtjevi za vožnju su vlačna sposobnost na dubini, otpornost na zamor u rotirajućoj koloni, unutarnje trošenje od abrazivnog isplake, vanjsko trošenje u odnosu na kućište i otpornost na koroziju prema formacijskim fluidima koji sadrže kloride, ugljikov dioksid ili sumporovodik.
Usporedba materijala za bušaće cijevi
| Materijal | Glavne prednosti | Glavna ograničenja | Tipična dužnost |
|---|---|---|---|
| Ugljični čelik prema API 5DP | Niska cijena, visoka čvrstoća, lako se strojno obrađuje i popravlja | Slaba otpornost na koroziju i habanje; hrđa i može pokvariti zbog zamora ili ispiranja | Konvencionalne bušotine nafte, plina i vode |
| Legirani čelik | Bolja otpornost na habanje i koroziju od običnog ugljičnog čelika; veća čvrstoća | Veći trošak; potrebna je kontrolirana toplinska obrada, a ponekad i pred{0}}zagrijavanje za popravak zavarivanja | Geotermalne bušotine, bušotine za vodu, zahtjevne bušotine nafte |
| Nehrđajući čelik | Dobra otpornost na koroziju, zadržava žilavost na niskim temperaturama | Najviša cijena metalnih opcija; niža granica razvlačenja od kaljenih i otpuštenih legura | Rad na moru, bušenje s visokim-kloridom i plitkom podzemnom vodom |
| Brzo{0}}alatni čelik | Vrlo visoka tvrdoća i otpornost na habanje | Visoki trošak; treba veću brzinu vrtnje i pogonsku snagu | Formacije vrlo tvrdih stijena |
| Cementirani karbid | Visoka čvrstoća i izuzetna otpornost na habanje | Skupo i krhko; osjetljiv na udarce | Naslage tvrdih stijena i minerala |
| Aluminijska legura | Lagan, jednostavan za obradu, dobra otpornost na koroziju | Manja nosivost i otpornost na savijanje | Meko tlo, aluvij, područja s-velikim oborinama |
| Kompozitni materijal | Lagan, visoke specifične čvrstoće, otporan na koroziju, dug životni vijek | Visoki trošak; specijalizirano rukovanje i pregled | Vrlo duboki i kritični{0}}bunari |
Ocjene, snaga i standardni zahtjevi
Vrste bušaćih cijevi API 5DP označene su E-75, X-95, G-105 i S-135. Broj u stupnju označava minimalnu čvrstoću tečenja tijela cijevi u tisućama funti po kvadratnom inču, tako da E-75 zahtijeva minimalnu granicu tečenja od 75 ksi, što je približno 517 MPa, a S-135 zahtijeva 135 ksi, ili približno 931 MPa. Granica razvlačenja izražava se kao raspon s određenim maksimumom, tako da se konopac može dizajnirati s predvidljivom marginom i cijev zadržava duktilnost.
Standard također definira uvjete savijanja na svakom kraju, bilo vanjskog savijanja, unutarnjeg savijanja ili srednjeg vanjskog savijanja, zajedno sa serijom debljine stjenke, tolerancijom unutarnjeg promjera i zahtjevima za istezanje. Ispitivanje vlačne čvrstoće tijela cijevi, provjera tvrdoće i ispitivanje bez razaranja po cijeloj-dužini dio su zahtjeva isporuke. Budući da je gotova žica čvrsta onoliko koliko je čvrsta njegova najslabija navojna veza, oblik navoja spoja alata, tvrdoća i mjerenje slijede posebne specifikacije spoja alata, a ne ocjenu tijela cijevi.
Kako odabrati materijal
Počnite s slučajem opterećenja.Dubina, težina mulja i oštrina izbočine određuju potrebnu granicu tečenja; stupanj se zatim odabire tako da žica radi ispod definiranog postotka popuštanja u napetosti.
Uskladite spoj alata s tijelom cijevi.Unutarnje i vanjske dimenzije spoja alata, vrsta navoja i-zakretni moment moraju odgovarati ocjeni tijela cijevi i opremi za rukovanje na gradilištu.
Provjerite kemijski sastav bunara.Kloridi, ugljični dioksid i sumporovodik pokreću odluku prema stupnjevima -otpornosti na koroziju, a gdje je prisutan sumporovodik ograničena je granica tvrdoće i uvjet toplinske obrade.
Uzmite u obzir trošenje tijekom životnog vijeka.U devijantnim bušotinama i abrazivnim formacijama, tvrdo vezivanje spoja alata ili konopac-od legure otporan na habanje smanjuje učestalost zamjene iako je jedinična cijena viša.
Uvjeti rukovanja vagom.Na morskim i udaljenim mjestima, težina aluminijske ili kompozitne opcije može nadoknaditi svoju višu cijenu manjim opterećenjem pri rukovanju.
Inspekcija i uobičajene točke kvara
Bušaća cijev se pregledava kao potrošni materijal s definiranim vijekom trajanja. Uobičajeni program obuhvaća mjerenje debljine stjenke pri istjecanju-, ultrazvučno ili elektromagnetsko ispitivanje tijela, inspekciju magnetskim česticama ili penetrantom boje navoja i ramena zgloba alata, mjerenje navoja, provjere tvrdoće i mjerenje vanjskog promjera zgloba alata tako da se spoj uklanja iz upotrebe prije nego što se stijenka istroši.
Većina servisnih kvarova počinje na jednom od četiri mjesta: prijelaz unutarnjeg poremećaja, gdje se susreću koncentracija naprezanja i korozija; korijen navoja spoja alata, gdje nastaju pukotine uslijed zamora; područje klizanja, gdje tragovi rukovanja postaju pokretači pukotina; i bilo koji položaj vanjskog trošenja ili korozije. Zapisi o akumuliranoj rotaciji, rezultatima inspekcije i popravcima ono su što omogućuje povlačenje niza na temelju dokaza, a ne na temelju izgleda.
FAQ
P: Koji je najčešći materijal za bušaće cijevi?
Kaljeni i poboljšani ugljični i legirani čelik prema API 5DP, s klasama E-75, X-95, G-105 i S-135 koji pokrivaju većinu bušenja nafte, plina, vode i geotermalne energije. Vrste legura i opcije otporne na koroziju odabrane su za agresivnu kemiju izvora ili zahtjevne uvjete trošenja.
P: Što znači broj razreda u E-75 ili S-135?
To je minimalna granica razvlačenja tijela cijevi izražena u tisućama funti po kvadratnom inču. E-75 odgovara približno 517 MPa, a S-135 približno 931 MPa, svaki je naveden kao raspon s maksimumom i minimumom.
P: Jesu li tijelo cijevi i spoj alata izrađeni od istog čelika?
Obično ne. Tijelo cijevi slijedi API 5DP, dok su spojevi alata izrađeni od krom-legura molibdena veće-tvrdoće i imaju navoje i mjere prema API Spec 7-2, tako da se dvije specifikacije naručuju i provjeravaju odvojeno.
P: Kada umjesto ugljičnog čelika treba odabrati-klasu otpornu na koroziju?
Kada tekućine bušotine sadrže kloride, ugljični dioksid ili sumporovodik, ili kada se niz koristi na moru. U tim slučajevima viši početni trošak cijevi od nehrđajućeg čelika ili legure normalno se nadoknađuje smanjenim troškovima pregleda, popravka i zamjene.
P: Zašto bušaća cijev ne radi čak i kada je kvaliteta materijala točna?
Budući da je kvar obično uzrokovan zamorom ili trošenjem, a ne jednostavnim nedostatkom snage. Pukotine nastaju na podizačima naprezanja kao što su iskrivljeni prijelaz, korijeni navoja, tragovi klizanja i korozijske jame, a sve se to otkriva planiranim programom inspekcije, a ne odabirom stupnja.
P: Kako se bušaća cijev pregledava tijekom rada?
Kombinacijom mjerenja debljine stjenke, ultrazvučnog ili elektromagnetskog pregleda tijela, magnetske čestice ili penetrantske inspekcije navoja i rubova, mjerenja navoja, ispitivanja tvrdoće i mjerenja promjera spoja alata, sve zabilježeno u odnosu na povijest cijevi.
