Američki naftni institut (API) 5CT čelici visoke čvrstoće široko se koriste za nizove kućišta u jažicama podvrgnutim visokim cikličkim hidrauličkim opterećenjima lomljenja. Iako su ne-sourske stupnjeve čelika API, poput niza kućišta P110, korištene zadovoljavajuće za izgradnju bušotine, standardne spojeve API P110 zabilježile su veće stope kvarova od kvarova u tijelu cijevi u bušotinama iz škriljaca koji zahtijevaju hidraulično lomljenje. P110 kvarovi u cijevi i kvarovi u vezi s iskustvom također su u slučajevima kada su korištene loše proizvodne prakse za proizvodnju čeličnih kućišta P110 i priključaka koji se koriste u jažicama podvrgnutim tim visokim opterećenjima hidrauličkog loma.
Važna svojstva materijala
Sljedeća svojstva materijala važna su pri razumijevanju ograničenja čelika visoke čvrstoće API 5CT: čvrstoća prinosa (YS), udarne energije, tvrdoće i kaljenja Charpy V-NOTCH (CVN).
API Specifikacija 5CT\/ISO 1196 0 definira YS crtanjem vertikalne crte na izduvanju 0. 5% do 0. 65%, ovisno o materijalnom razredu ({1 0}}}}}}}}} {13}} {{13} ys. ASTM metoda crta liniju paralelnu s linearnim dijelom krivulje naprezanja naprezanja koja počinje od 0,2% izduženja i gdje presijeca krivulju naprezanja na osi nasele nasele, definirana je kao 0,2% offset Ys. Obje metode generiraju vrlo slične rezultate. Ova vrijednost dobivena ispitivanjem zatezanja koristi se za određivanje odgovara li materijal koji ispunjava zahtjev za minimalnu čvrstoću prinosa (SMYS), što je presudno za razmatranje slučajeva opterećenja i određivanje faktora sigurnosti dizajna.
CVN utjecaj energije ili "žilavost" je energija potrebna za pokretanje i širenje pukotine u materijalu. Čvrstoća je vrijedno svojstvo jer omogućuje materijalu da uhiti pukotinu, a ne da pukotina dopušta da raste do kvara cijevi. Čvrstoća ima snažnu povezanost s temperaturom i može biti vrlo visoka pri temperaturama donje rupe; Međutim, neki čelični materijali velike čvrstoće postat će krhkiji na hladnijim, površinskim temperaturama.
Ispitivanje tvrdoće mjeri sposobnost materijala da se odupire deformaciji od poznate tlačne sile primijenjene na uvlačenje. Što je veća čvrstoća čelika, to će se dogoditi manje deformacija; Dakle, veća je vrijednost tvrdoće dobivena. Budući da postoji povezanost između tvrdoće i vlačne čvrstoće, test tvrdoće može se koristiti kao nerazorni test osiguranja kvalitete malih razmjera kako bi se utvrdila približna razina čvrstoće čelika. Druga važna povezanost je da su materijali s većom čvrstoćom tvrdoće i prinosa osjetljiviji na pucanje u okolišu.
Kantiranje je toplinski postupak gdje se čelik zagrijava na unaprijed određenu temperaturu određeno vrijeme nakon što je očvrsnuo gasiranjem s relativno visoke temperature. Kao što je ugašen, ugljični čelik je vrlo tvrd i ponaša se na krhki način; Međutim, postupak kaljenja snižava čvrstoću tvrdoće\/prinosa andrestorira žilavost čelika natrag na prihvatljiviju razinu, na temelju vremena i temperature korištene tijekom ovog postupka.
Specifikacije struje P110 API 5CT
Specifikacija API -ja 5CT zahtijeva čelik P110 stupnjeva da bi imao raspon čvrstoće prinosa između 110 KSI i 140 KSI. Zbog visoke čvrstoće ovog materijala, on će svojstveno imati vrlo visoku tvrdoću, što ga čini ranjivim na pucketanje potpomognutog okolišu, pogotovo što se približava 140 ksi. Mnogi čelični materijali visoke čvrstoće imaju maksimalnu tvrdoću za rješavanje ovog problema; Međutim, P110 Steel nedostaje ovaj zahtjev.
Nadalje, svi čelici za cijev od ulja visoke čvrstoće (OCTG) imaju minimalnu potrebu za temperaturom od umjerenih temperatura kako bi se osigurala smanjenje tvrdoće, a otpornost na pucanje sulfidnog pucanja (SSC) povećavala se zajedno s žilavošću. Međutim, P110 je potrebno ugasiti i ublažiti, ali nema minimalne potrebe za temperaturom ublažavanja. Neki osnovni zahtjevi specifikacije P110 prikazani su u tablici1.
Napredak današnjih standarda u tehnologijama izrade i prerade čelika omogućava čeličnoj industriji da proizvodi čišće i čvršće čelika; Međutim, to se ne odražava na trenutno izdanje specifikacije API 5CT. Uz to, materijal za tijelo P110 cijevi nema definirani zahtjev za ispitivanje žilavosti, osim ako krajnji korisnik posebno ne poziva. Čak i kada je potrebno ispitivanje žilavosti, minimalni zahtjevi za vrijednost utjecaja CVN -a u API 5CT (za zalihe cijevi i zalihe za spajanje) su preniski.
Zbog ovih zahtjeva za vrijednosti žilavosti CVN-a i\/ili zbog nedostatka zahtjeva za ispitivanje žilavosti, krajnji korisnik mora priznati ako postoji potreba da se u njihovim dizajnima bušotine koristi veća od standardnog materijala za žilavost.
Tipični neuspjesi u obalnim bušotinama
Dok čelični cijevi P110 na odgovarajući način djeluju u mnogim bušotinama, osjetljiviji je na neuspjeh u jažicama koje zahtijevaju visoka ciklička opterećenja lomljenja. Većina dokumentiranih kvarova javlja se na spojevima gdje su razine cikličkog naprezanja lomljenja najveća zbog naprezanja šminke prekrivenih na visokim primijenjenim unutarnjim pritiscima. Uz to, čak i prisutnost vrlo niskih koncentracija H2S -a koje se ne smatraju kiselim NACE i\/ili frackovim tekućinama može stvoriti dovoljno vodika da uhvati čelike velike čvrstoće poput P110 i uzrokuju da propadne kada je podvrgnut tim visokim opterećenjima FRAC -a. U drugim slučajevima, neuspjesi su se također dogodili zbog oštećenja proizvodnje u zavarivanju šava i\/ili zbog bešavnih oštećenja cijevi zavarivanja zavarivanja (ERW), poput šavova, krugova, kralježnica i\/ili pukotina.
Ublažavanje neuspjeha
Kada se procjenjuju kopneni dizajn jažica koji zahtijevaju visoka ciklička opterećenja, moraju se uzeti u obzir tri važna parametra: (1) razina naprezanja, (2) okoliš i (3) osjetljivost materijala na pucanje zbog okoliša i\/ili visokih cikličkih opterećenja.
Budući da se očekuje da će najveća naprezanja biti na vezama, razina stresa može se smanjiti pomoću veze s niskim naprezanjima šminke. Ovisno o ekonomiji bušotine, standardna API veza s visokim naprezanjima šminke može se supstituirati spojkom s nižim naponima šminke, kao što je smetnje niskih navoja koja ima metalnu brtvu u blizini kraja pin-a (tj. Metal s vlasničkim spojem metalnog brtve) i\/ili bilo koje druge vrste veze s nižim naponima (IE modificirane API konekcije).
Budući da se neproizvodno okruženje tijekom frakiranja nekih od ovih obalnih bušotina može biti nepredvidivo, neki operatori su postali uobičajena praksa da bi se odredio materijal za kućište P110 s nekim ograničenjima na maksimalno dopuštenu čvrstoću prinosa. Ovisno o proizvođaču, ograničeni materijal P110 može imati različite oznake kao što je ograničeni prinos (RY) ili blagi kiseli (MS), samo da ih nabrojimo. Tipična maksimalna dopuštena čvrstoća prinosa za ovaj RY P110 materijal je 125 ksi. Smanjenje maksimalno dopuštenog prinosa smanjuje osjetljivost na pucanje okoliša i istodobno povećava žilavost materijala, jer vremenska vremena kamperiranja i korištene temperature proizvodi mekši, čvršći materijal.
Drugi važan aspekt u ublažavanju kvarova kućišta u obalnim bunarima je snažan QA\/QC program i postupak kupnje cijevi. Prilagođeni QA\/QC programi tada se mogu razviti ovisno o potrebama operatera.
Kao definitivno mjerilo industrije za sustave kućišta nafte i plina, API 5CT regulira Vigor nepokolebljivu predanost preciznom inženjerstvu. Naš tim rigorozno tumači i provodi ovaj standard, ugrađujući svoje zahtjeve u stroge proizvodne protokole i krajnje okvire osiguranja kvalitete. Danas se Vigor-ove API-ove otopine u skladu s cijevima prilagođavaju u vodećim globalnim naftnim poljima, dosljedno se susreću i često premašuju-rigorozni nadzor multinacionalnih operatera i tijela za certificiranje trećih strana.
Ova nemilosrdna predanost izvrsnosti učvrstila je Vigor ugled kao pouzdanog partnera za energetska poduzeća svjetske klase, potičući sveobuhvatna, državna suradnička partnerstva ukorijenjena u pouzdanosti. Da biste otkrili kako Vigor's API 5CT stručnost može poboljšati vašu operativnu otpornost, kontaktirajte nas već danas. Razgovarajmo o prilagođenim rješenjima izrađenim za povećanje performansi bušenja i dugoročnog ROI-ja. Za više informacija, možete pisati u naš poštanski sandučićinfo@vigorpetroleum.com & mail@vigorpetroleum.com
