Classification et fonction du boîtier

1. Enveloppe
2. Classification et fonction du boîtier

Le tubage est le tube en acier qui supporte la paroi des puits de pétrole et de gaz. Plusieurs couches de tubage sont utilisées pour chaque puits selon différentes profondeurs de forage et conditions géologiques. La cimentation au ciment doit être utilisée après que le tubage ait coulé dans le puits. Il est différent des tubes et des tiges de forage et ne peut pas être réutilisé. C'est un matériau consommable unique. Donc, la consommation de boyaux représente plus de 70% de tous les tuyaux de puits de pétrole. Le boîtier peut être divisé en: conduit, tubage de surface, carter technique et carter d'huile selon l'usage, leur structure dans le puits de pétrole est illustrée à la figure 1.

① Douille de guidage: principalement utilisé pour le forage dans l'océan et le désert pour séparer l'eau de mer et le sable pour assurer un forage en douceur. Les principales caractéristiques de cette couche de carcasse sont: ∮762mm(30dans) × 25,4 mm, ∮762mm(30dans) × 19,06 mm.

② Boîtier de surface: Il est principalement utilisé pour le premier forage, forer la strate molle en surface jusqu'au soubassement. Afin d'isoler cette partie de la strate et d'éviter qu'elle ne s'effondre, il est nécessaire d'utiliser le revêtement de surface pour l'étanchéité. Les principales caractéristiques du tubage de surface: 508mm (20dans), 406.4mm (16dans), 339.73mm (13-3/8dans), 273.05mm (10-3/4dans), 244.48mm (9-5/8dans), etc. La profondeur du tuyau de descente dépend de la profondeur de la formation molle, généralement 80~1500m. La pression externe et la pression interne qu'il supporte ne sont pas importantes, généralement la nuance d'acier K55 ou la nuance d'acier N80 est utilisée.

③ Carter technique

Le tubage technique est utilisé dans le processus de forage de strates complexes. Lorsque vous rencontrez des pièces complexes telles que la couche d'affaissement, couche d'huile, couche de gaz, couche d'eau, couche perdue, couche de sel et de gypse, etc., il doit être scellé avec un boîtier technique, sinon le forage ne pourra pas être effectué. Certains puits ont des formations profondes et complexes, et la profondeur des puits est de plusieurs milliers de mètres. Ces puits profonds nécessitent plusieurs couches de tubage technique, et leurs propriétés mécaniques et leurs performances d'étanchéité sont très élevées, et les nuances d'acier utilisées sont également élevées. Sauf pour K55, Plus de nuances d'acier N80 et P110 sont utilisées, et certains puits profonds utilisent également Q125 ou même des nuances d'acier non API supérieures telles que V150. Les principales caractéristiques des manchons techniques sont: 339.73mm(13-3/8dans), 273.05mm(10-3/4dans), 244.48mm(9-5/8dans), 219.08mm(8-5/8dans), 193.68mm (7- 5/8dans), 177.8mm(7dans), etc.

④ Carter de couche d'huile

Lorsque le forage atteint la couche cible (couches contenant du pétrole et du gaz), la couche de pétrole et de gaz et la formation exposée supérieure doivent être scellées par le tubage de la couche d'huile, et le carter de couche d'huile est le tuyau d'huile. Le carter à couche d'huile a la profondeur de fonctionnement la plus profonde parmi tous les types de carters, et ses propriétés mécaniques et ses exigences de performance d'étanchéité sont également les plus élevées. Les nuances d'acier utilisées sont le K55, N80, P110, Q125, V150, etc. Les principales spécifications du tubage à couche d'huile sont: 177.8mm(7dans), 168.28mm(6-5/8dans), 139.7mm(5-1/2dans), 127mm(5dans), 114.3mm(4-1/2dans), etc.

2. Longueur du boîtier

Voir le tableau 12 pour une gamme de longueurs de manches. Bien que la norme API 5CT spécifie trois gammes, En réalité, la longueur de livraison des boyaux nationaux et étrangers utilise la gamme R3. Le marché intérieur est généralement de 10,5 ~ 11,0 m, et le marché international est généralement de 42 à 44 pieds (12.77~13.38m).

3. Nuance d'acier du boîtier et composition chimique

Les nuances d'acier du boîtier sont H40, J55, K55, M65, N80, L80, C90, C95, T95, P110, Q125, V150.

H40 est la nuance d'acier la plus basse et est rarement utilisée sur le marché.

La limite d'élasticité de J55 (domestique) et K55 (étranger) appartiennent au même niveau. La différence entre les deux est que la résistance à la traction de K55 est supérieure à celle de J55.

N80 est divisé en N80-1 et N80Q.

L80 est divisé en L80-1, L80-9Cr et L80-13Cr.

C90 est divisé en C90-1 et C90-2.

Q125 est divisé en Q125-1, Q125-2, Q125-3 et Q125-4.

Le V150 est une nuance d'acier à haute résistance non API, principalement utilisé dans les puits profonds et ultra-profonds.

Les exigences de composition chimique de la norme API pour le boîtier sont indiquées dans le tableau 6. Comme les conduites d'huile, la norme API est également une ligne directrice de grande envergure pour la composition chimique des boyaux, et chaque fabricant a ses propres qualités spéciales pour les carcasses.

2. Tiges de forage
3. Classification et fonction des tuyaux pour outils de forage

La kelly, les tiges de forage, le tube de forage lesté et le collier de forage dans l'outil de forage forment le train de tiges. Le train de tiges est l'outil de carottage qui entraîne le trépan du sol au fond du puits, et c'est aussi un canal du sol au fond du puits. Ses principales fonctions sont 3: 1) pour transmettre le couple pour entraîner le foret pour percer; 2) appliquer une pression sur le trépan pour casser la roche au fond du trou par son propre poids; 3) pour transporter le liquide de nettoyage, C'est, la boue de forage est entraînée dans le train de tiges par la pompe à boue haute pression au sol Le trou s'écoule au fond du puits pour récurer les déblais et refroidir le trépan, et ramener les déblais à la surface à travers l'espace annulaire entre la surface extérieure du train de tiges et la paroi du puits pour atteindre l'objectif du forage. Pendant le processus de forage, le train de tiges est soumis à diverses charges alternées complexes, comme les tensions, compression, torsion, flexion et autres contraintes, et la surface intérieure est également soumise à l'érosion et corrosion par la boue à haute pression.

(1) Kelly: Il existe deux types de kelly: carré et hexagonal. la tige de forage pétrolier de mon pays utilise généralement une tige de forage carrée pour chaque train de tiges. Ses spécifications sont: 63.5mm(2-1/2dans), 88.9mm(3-1/2dans), 107.95mm(4-1/4dans), 133.35mm(5-1/4dans), 152.4mm(6dans), etc. . Habituellement, la longueur est de 12 ~ 14,5 m.

(2) Tiges de forage: La tige de forage est l'outil principal pour le forage, qui est relié à l'extrémité inférieure du kelly. Alors que le forage continue de s'approfondir, la tige de forage continue d'allonger le train de tiges un par un. Les spécifications de la tige de forage sont: 60.3mm(2-3/8dans), 73.03mm(2-7/8dans), 88.9mm(3-1/2dans), 114.3mm(4-1/2dans), 127mm(5dans) , 139.7mm (5-1/2dans), etc.

(3) Tige de forage pondérée: La tige de forage lestée est un outil de transition reliant la tige de forage et la masse-tige, ce qui peut améliorer l'état de force de la tige de forage et augmenter la pression sur le trépan. Les principales caractéristiques de la tige de forage pondérée sont: 88.9mm (3-1/2dans) et 127mm (5dans), etc.

⑷ Collier de forage: La masse-tige est reliée à la partie inférieure du train de tiges. C'est un tube à paroi extra-épaisse avec une grande rigidité, qui exerce une pression sur le trépan pour casser la roche, et peut jouer un rôle de guide lors du forage d'un puits vertical. Les spécifications courantes des masses-tiges sont: 158.75mm (6-1/4dans), 177.85mm (7dans), 203.2mm (8dans), 228.6mm (9dans), etc.

2. Nuance d'acier, qualité et état de livraison de la tige de forage

La nuance d'acier, la qualité et l'état de livraison de la tige de forage sont indiqués dans le tableau 15. La norme API 5D stipule uniquement la teneur en phosphore et en soufre pour la composition chimique des tiges de forage, et d'autres composants sont sélectionnés par le fabricant, tant qu'ils répondent aux exigences de performance et d'utilisation. Tous les fabricants de tiges de forage au pays et à l'étranger ont leurs propres qualités spéciales. Les notes dans le tableau 15 sont ceux de Hengyang Steel Pipe (Groupe) Compagnie.

Trois, filetage de tuyau d'huile

1. Type de filetage de tuyau d'huile

Les filetages de tuyaux d'huile couramment utilisés sont les suivants:

Filetage API Tube filetage rond

Boîtier filetage rond court

Filetage de tuyau d'huile Boîtier Filetage rond long

Filetage de contrefort de cuvelage

fil spécial

2. Jauge de filetage d'huile

La jauge est un outil de détection de filetage. Différents types de filetage et différentes tailles nécessitent différentes jauges. Donc, l'usine de traitement du fil doit être équipée d'un grand nombre de jauges, et la jauge est un consommable, et il doit être mis au rebut lorsqu'il n'est pas qualifié par la jauge précédente.

Il existe différentes qualités de jauges, et les usines de filetage doivent généralement être équipées de jauges de travail et de jauges d'épreuve. La jauge de travail est utilisée pour vérifier le filetage du tuyau en acier, et la jauge d'épreuve est utilisée pour vérifier la jauge de travail.

Chaque jauge est divisée en jauge à bouchon et jauge à anneau. La jauge à bouchon est utilisée pour inspecter le filetage intérieur de l'accouplement, et la jauge annulaire est utilisée pour inspecter le filetage extérieur du tuyau.

3. Introduction de boucle spéciale

Un thread spécial est un thread de canal avec une structure spéciale qui est différente d'un thread API. Bien que le carter d'huile fileté API actuel ait été largement utilisé dans la production de puits de pétrole, dans l'environnement particulier de certains champs pétrolifères, ses défauts sont évidents: la chaîne de tuyau filetée ronde API, bien que ses performances d'étanchéité soient meilleures. toutefois, la force de traction sur la partie filetée est seulement équivalente à 60% à 80% de la résistance du corps de tuyau, il ne peut donc pas être utilisé dans l'exploitation de puits profonds; bien que les performances de traction du train de tiges connecté par le filetage de contrefort API soient supérieures à celles du filetage rond API La connexion est beaucoup plus élevée, mais ses performances d'étanchéité ne sont pas très bonnes, il ne peut donc pas être utilisé pour la production de puits de gaz à haute pression; en outre, la graisse pour filetage ne peut jouer son rôle que dans l'environnement où la température est inférieure 95 ° C, il ne peut donc pas être utilisé dans la production de puits à haute température. utilisation.

Par rapport au filetage rond API et à la connexion de filetage trapézoïdal partiel, la connexion de boucle spéciale a fait des progrès décisifs dans les aspects suivants: (1) Bonne performance d'étanchéité, grâce à la conception d'une structure d'étanchéité élastique et métallique, la résistance d'étanchéité à l'air du joint atteint la limite du corps du tuyau Pression d'écoulement interne; (2) Avec une force de connexion élevée, la force de connexion du carter d'huile relié à des boucles spéciales atteint ou dépasse la force du corps de tuyau, qui résout fondamentalement le problème du glissement; (3) Grâce à la sélection des matériaux et à l'amélioration de la technologie de traitement de surface, la base Résoudre le problème du collage de fil; (4) Grâce à l'optimisation de la structure, la répartition des contraintes du joint est plus raisonnable et plus propice à la résistance à la corrosion sous contrainte; (5) Grâce à la conception raisonnable de la structure de l'épaule, l'opération de maquillage est plus facile à réaliser.

Maintenant, plus que 100 des boucles spéciales avec une technologie brevetée ont été développées dans le monde entier, mais seulement plus de 10 sont utilisés en grande quantité. Boucle Mannesmann BDS, Boucle NK3SB de la société japonaise NKK, Boucle NSCC de la société Japan Nippon Steel, Boucle FOX de la société japonaise Kawasaki, Boucle Japon Sumitomo Company TM, Boucle SEC de la société argentine Stega, etc. Ces types de boucles sont également courants dans le monde. Boucle spéciale utilisée.