Ghid pentru țevi de foraj: Dimensiunile, firele și greutatea puțurilor de apă și instalații de petrol

Ce înseamnă oamenii prin „țeavă de platformă petrolieră”

Pe o platformă petrolieră, „țeavă” se poate referi la mai multe produse tubulare: țeavă de foraj, carcasă, țeavă sau conductă de suprafață. La găurire, tubularul rotativ care leagă suprafața de burghiu este teava de foraj — o parte centrală a garniturii de foraj. Carcasa și tubulatura sunt instalate în sondă și, în general, rămân acolo; țeava de foraj este alcătuită și spartă în mod repetat și trebuie să supraviețuiască cuplului ridicat, tensiunii, îndoirii și oboselii ciclice.

Acest ghid se concentrează pe teava de foraj (inclusiv configurațiile obișnuite utilizate în forarea puțurilor de apă, cum ar fi programele rotative de noroi, rotative de aer și DTH/rotative).

Din ce este făcută țeava de foraj

O „articulație” de țeavă de foraj constă de obicei dintr-un corp de țeavă plus două capete cu pereți grei numite îmbinări pentru scule. Îmbinările sculei sunt sudate pe corpul țevii și asigură conexiuni filetate robuste pentru umplerea și desfacerea repetată.

• Corpul conductei: secțiunea lungă a tubului (adesea ~27–30 ft pentru Range 2)
• Articulații scule: capete grele care transportă filetele și cuplul
• Pin: capăt filetat tată
• Cutie: capăt filetat mamă
• Conexiune cu umăr rotativ: filete conice plus un umăr care etanșează și transmite cuplul

Deoarece îmbinările sculei adaugă metal semnificativ, două șiruri cu același diametru exterior al tubului pot avea greutăți „reale” semnificativ diferite, în funcție de stilul conexiunii și geometria deformată. Cea mai de încredere abordare este tratarea corpul conductei și masa racordului separat când precizia contează.

Cum este specificată țeava de foraj (cele 6 specificații de care aveți de fapt nevoie)

O denumire tipică precum „3-1/2 inch, 13.3#, X-95, NC38, Range 2” codifică dimensiunile, rezistența și standardul de conectare ale țevii de foraj. Acestea sunt specificațiile de care aveți nevoie pentru selecție, compatibilitate și logistică.

1. Tub OD (diametru exterior), cum ar fi 2-3/8", 2-7/8", 3-1/2", 4", 4-1/2", 5", 5-1/2", 6-5/8"
2. Greutatea nominală (lb/ft), utilizată pentru identificare și multe calcule de planificare
3. Grosimea peretelui și ID (diametrul interior), care conduc sistemul hidraulic și rezistența corpului conductei
4. Grad (familia limitei de curgere), cum ar fi E-75, X-95, G-105, S-135
5. Interval de lungime, de obicei Interval 1 (18–22 ft), Interval 2 (27–30 ft), Interval 3 (38–45 ft)
6. Tip de conexiune/filet, cum ar fi NC, IF, FH sau REG (plus variantele vechi)

Pentru majoritatea deciziilor, Conexiune de grad OD controlează compatibilitatea și limitele mecanice, în timp ce ID controlează hidraulica și performanța în sistemele de noroi sau aer.

Dimensiunile și greutățile țevilor de foraj (referință practică)

Tabelul de mai jos oferă o referință compactă pentru dimensiunile obișnuite ale țevilor de foraj și greutățile nominale tipice, greutățile la capătul simplu, ID-urile și grosimile pereților. Utilizați ID pentru decizii hidraulice și utilizare greutatea nominală/cu racordare pentru logistică și estimări ale greutății șirului atunci când nu aveți greutăți comune ale producătorului.

Regula practică: atunci când aveți nevoie de o estimare rapidă fără date despre îmbinarea producătorului, utilizați greutatea nominală × lungimea îmbinării pentru un număr de planificare, apoi adăugați componente BHA. Pentru ridicarea și transportul cu macara, utilizați întotdeauna greutatea cea mai conservatoare (mai grea) publicată pentru conexiunea exactă și intervalul de lungime.

Țeava de foraj pentru puțuri de apă vs țeavă de foraj pentru zăcămintele petroliere

Forarea puțurilor de apă se întinde pe mai multe metode (rotativ de noroi, rotativ de aer, ciocan DTH). Multe dimensiuni se suprapun cu țeava de foraj a câmpului petrolier, dar factorii de decizie se schimbă.

Petrol și gaze (încărcare adâncă/înaltă)

• Cuplu și tensiune mai mare susținută; mai multă expunere la oboseală
• Accent mai puternic pe standardizare, inspecție și trasabilitate
• Conexiuni standardizate frecvent în jurul familiilor comune cu umeri rotativi

Puț de apă / de mediu / geotermal

• Compatibilitatea firelor cu sistemele existente subs/ciocan/bit domină adesea selecția
• Dimensiunile obișnuite includ 2-3/8" până la 4-1/2" în funcție de clasa platformei și adâncime
• Lungimile îmbinărilor și stilurile de îmbinare pot varia mai mult în funcție de furnizor și regiune

În termeni practici, selecția conductei de foraj pentru puțuri de apă este adesea mai întâi de compatibilitate , în timp ce programele pentru câmpuri petroliere sunt adesea pe ciclul de încărcare și standardele în primul rând.

Filetarea țevii de foraj: NC, IF, FH și REG

Majoritatea îmbinărilor sculelor pentru țevi de foraj folosesc conexiuni cu umăr rotativ: filetele conice ajută la înțepare și aliniere, iar un umăr asigură etanșarea primară și transmite cuplul. „Familiile” de conexiune contează pentru că ele determină ce se poate împerechea în siguranță, ce calibre aveți nevoie și ce accesorii sunt disponibile.

Familii de conexiuni comune

• NC (Conexiuni numerotate) : ecosistem cu umăr rotativ „numerotat” utilizat pe scară largă
• IF (flux intern) : conceput pentru a reduce restricțiile interne prin conexiune
• FH (gaura completă) : destinat să păstreze o suprafață de curgere internă mai mare prin racord
• REG (obișnuit) : întâlnit adesea pentru a se potrivi cu inventarele moștenite sau stabilite

Logica de selecție: alegeți IF/FH când acordați prioritate sistemului hidraulic și minimizați restricțiile, alegeți NC când doriți o compatibilitate largă și unelte comune și alegeți REG când trebuie să corespundă stocului existent. Alegerea corectă depinde în cele din urmă de capacitatea de cuplu/retragere a instalației dvs. și de restul șirului de scule.

Avertizare de interschimbabilitate

Unele conexiuni se pot împerechea parțial, dar nu sunt cu adevărat interschimbabile. Dacă firele „se combină”, dar se simt greșite, curg sau arată nepotrivire la umăr, opriți și verificați cu calibrele corecte. Un aproape meci poate fi nesigur pentru serviciul de cuplu și tensiune.

Cum să identificați un filet necunoscut pentru țeavă de foraj (flux de lucru pe teren)

Când moșteniți furnizorii de țevi sau amestecuri, identificarea firelor devine cea mai rapidă modalitate de a evita timpul de nefuncționare. Utilizați acest flux de lucru pentru a trece de la „pin/cutie necunoscut” la o familie și o dimensiune de conexiune confirmată.

1. Verificați marcajele de pe îmbinarea sculei (tipul de conexiune, dimensiunea, gradul sunt adesea ștampilate).
2. Măsurați OD/ID articulația sculei și comparați cu dimensiunile inventarului cunoscute.
3. Utilizați un indicator de pas pentru a estima TPI și observați comportamentul conicității.
4. Confirmați cu calibrele de filetare adecvate ori de câte ori conducta va avea un serviciu semnificativ de cuplu/tensionare.
5. Dacă bănuiți un scenariu „coege, dar greșit”, nu forțați machiajul - validați mai întâi compatibilitatea.

Operațional la pachet: costul de măsurare este de obicei banal în comparație cu costul uzurire, scurgeri, eșec de conexiune sau un eveniment de șir blocat .

Greutatea țevii de foraj: definiții, formule și exemple

„Greutatea țevii de foraj” poate însemna greutatea corpului conductei, greutatea nominală sau o greutate medie a îmbinării, inclusiv îmbinările sculei. Confirmați întotdeauna definiția pe care o utilizați înainte de a compara cotațiile sau de a calcula încărcătura.

Trei concepte de greutate pe care ar trebui să le păstrați separat

• Greutate normală (lb/ft) : numai corpul conductei (exclude masa racordului)
• Greutate nominală (lb/ft) : convenție standard de denumire utilizată pentru identificare și planificare
• Greutatea articulației (lb/articulație) : valoarea care se potrivește cel mai bine cu ridicarea, expedierea și inventarul detaliat al corzilor

Formula rapidă pentru greutatea corpului conductei bazată pe geometrie

Dacă cunoașteți OD și ID (inci), estimați greutatea corpului țevii pe picior (oțel) cu: Greutate (lb/ft) ≈ 2,673 × (OD² − ID²)

Exemplu lucrat (2-3/8" cu ~1,815" ID)

OD² − ID² ≈ 2,35, deci greutatea ≈ 2,673 × 2,35 ≈ 6,27 lb/ft , care se aliniază cu valorile normale tipice din tabelele de referință.

De la lb/ft la greutatea pe articulație și greutatea coardei

• Greutate pe articulație (aer) ≈ (lb/ft) × (lungimea articulației în ft)
• Greutatea șirului (aer) ≈ suma greutăților componentelor BHA ale tuturor îmbinărilor
• În fluid, flotabilitatea reduce sarcina efectivă a cârligului; nu utilizați greutatea cu geamandul pentru ridicare/transport

Pentru manipulare în siguranță: utilizați greutatea aerului și greutățile comune publicate conservatoare . Pentru mecanica de foraj: calculați sarcina cu cârlig cu plutire folosind un factor de flotabilitate adecvat pentru sistemul de fluid.

Cum să alegeți țeava de foraj potrivită (lista de verificare a selecției)

Utilizați această listă de verificare pentru a converge către un program de țevi de foraj care se potrivește cu limitele instalației, metoda de foraj și ecosistemul de conectare.

Pasul 1: Începeți cu constrângeri

• Capacitatea cuplului instalației (acționare rotativă/superioară)
• Limite maxime de sarcină/retragere și catarg
• Adâncimea țintă, severitatea doglegului și expunerea așteptată la oboseală
• Dimensiunea găurii, sistemul hidraulic (ID) și programul fluid/aer de foraj
• Compatibilitate obligatorie cu firele de execuție/BHA existente

Pasul 2: Alegeți OD și peretele (hidraulic vs rezistență)

Corzile OD mai mici sunt comune pe platformele mai mici și programele mai puțin adânci; corzile OD mai mari cresc rigiditatea și capacitatea de cuplu, dar adaugă greutate și cost. Dacă hidraulica este limitativă (pierderi de presiune, volum de aer), prioritizează continuitate ID și stilul de conectare.

Pasul 3: Alegeți nota (familie de forță)

Gradul mai mare mărește puterea de curgere, dar nu rezolvă automat oboseala sau problemele de funcționare. Alegeți gradul pe baza cerințelor de tensiune/cuplu, adâncime și disciplina de inspecție.

Pasul 4: Standardizați conexiunile

Cea mai rapidă modalitate de a reduce timpul de nefuncționare este standardizarea unei singure familii de conexiuni compatibile și verificarea inventarului cu instrumente adecvate. Firele mixte sunt un mod de eșec previzibil atât în exploatarea câmpurilor petroliere, cât și a sondelor de apă.

Manipulare și întreținere pentru a preveni defecțiunile

Cele mai multe probleme ale țevilor de foraj se datorează deteriorării filetului și umărului, contaminare, cuplu necorespunzător al machiajului sau inspecții omise. Aceste probleme apar ca usturimi, scurgeri, machiaj slab, spălări, fisuri de oboseală și defecțiuni ale conexiunii.

• Folosiți dispozitive de protecție pentru fire pentru depozitare și transport
• Păstrați firele curate; utilizați compuși și practici de manipulare adecvate
• Realizați conexiunile pentru a corecta cuplul cu echipamente calibrate
• Inspectați în mod regulat pentru a detecta devreme spălări, fisuri și uzură excesivă

Concluzia operațională: manipularea și inspecția disciplinată generează cele mai mari câștiguri de fiabilitate – adesea mai mult decât schimbarea gradului sau mărirea țevii.