Pipa OCTGPeralatan ini terutama digunakan untuk pengeboran sumur minyak dan gas serta pengangkutan minyak dan gas. Termasuk di dalamnya adalah pipa bor minyak, selubung minyak, dan pipa ekstraksi minyak.Pipa OCTGterutama digunakan untuk menghubungkan kerah bor dan mata bor serta mentransmisikan daya pengeboran.Pipa selubung minyak bumi terutama digunakan untuk menopang lubang sumur selama pengeboran dan setelah penyelesaian, untuk memastikan pengoperasian normal seluruh sumur minyak selama proses pengeboran dan setelah penyelesaian. Minyak dan gas di dasar sumur minyak terutama diangkut ke permukaan oleh pipa pompa minyak.
Selubung minyak merupakan jalur vital untuk menjaga kelancaran operasi sumur minyak. Karena kondisi geologi yang berbeda, kondisi tegangan di bawah tanah sangat kompleks, dan efek gabungan dari tegangan tarik, tekan, lentur, dan puntir pada badan selubung menimbulkan persyaratan tinggi terhadap kualitas selubung itu sendiri. Jika selubung itu sendiri rusak karena suatu alasan, hal itu dapat menyebabkan penurunan produksi atau bahkan pembuangan seluruh sumur.
Berdasarkan kekuatan baja itu sendiri, selubung sumur dapat dibagi menjadi berbagai jenis baja, yaitu J55, K55, N80, L80, C90, T95, P110, Q125, V150, dan lain-lain. Jenis baja yang digunakan bervariasi tergantung pada kondisi dan kedalaman sumur. Di lingkungan korosif, selubung sumur juga harus memiliki ketahanan terhadap korosi. Di daerah dengan kondisi geologi yang kompleks, selubung sumur juga harus memiliki kinerja anti-keruntuhan.
I. Pengetahuan dasar tentang Pipa OCTG
1. Penjelasan istilah-istilah khusus terkait pipa minyak bumi
API: singkatan dari American Petroleum Institute.
OCTG: Ini adalah singkatan dari Oil Country Tubular Goods, yang berarti pipa khusus minyak, termasuk selubung minyak jadi, pipa bor, kerah bor, cincin, sambungan pendek, dan sebagainya.
Pipa Minyak: Pipa yang digunakan di sumur minyak untuk ekstraksi minyak, ekstraksi gas, injeksi air, dan peretakan asam.
Selubung (Casing): Pipa yang diturunkan dari permukaan bumi ke dalam lubang bor sebagai pelapis untuk mencegah runtuhnya dinding sumur.
Pipa bor: Pipa yang digunakan untuk mengebor lubang bor.
Pipa saluran: Pipa yang digunakan untuk mengangkut minyak atau gas.
Circlip: Silinder yang digunakan untuk menghubungkan dua pipa berulir dengan ulir internal.
Bahan sambungan: Pipa yang digunakan untuk pembuatan sambungan.
Ulir API: Ulir pipa yang ditentukan oleh standar API 5B, termasuk ulir bulat pipa minyak, ulir bulat pendek selubung, ulir bulat panjang selubung, ulir trapesium offset selubung, ulir pipa saluran, dan sebagainya.
Gesper Khusus: Ulir non-API dengan sifat penyegelan, sifat sambungan, dan sifat khusus lainnya.
Kegagalan: deformasi, retak, kerusakan permukaan, dan hilangnya fungsi asli dalam kondisi layanan tertentu. Bentuk utama kegagalan selubung minyak adalah: ekstrusi, selip, pecah, kebocoran, korosi, pengikatan, keausan, dan sebagainya.
2. Standar terkait perminyakan
API 5CT: Spesifikasi Casing dan Tubing (saat ini versi terbaru edisi ke-8)
API 5D: Spesifikasi pipa bor (versi terbaru edisi ke-5)
API 5L: spesifikasi pipa baja saluran pipa (versi terbaru edisi ke-44)
API 5B: Spesifikasi untuk pengerjaan mesin, pengukuran, dan inspeksi ulir pipa selubung, pipa minyak, dan pipa saluran.
GB/T 9711.1-1997: Kondisi teknis untuk pengiriman pipa baja untuk transportasi industri minyak dan gas Bagian 1: Pipa baja kelas A
GB/T9711.2-1999: Kondisi teknis pengiriman pipa baja untuk transportasi industri minyak dan gas Bagian 2: Pipa baja kelas B
GB/T9711.3-2005: Kondisi Teknis Pengiriman Pipa Baja untuk Industri Transportasi Minyak Bumi dan Gas Alam Bagian 3: Pipa Baja Kelas C
II. Pipa minyak
1. Klasifikasi pipa minyak
Pipa minyak dibagi menjadi pipa Non-Upset (NU), pipa External Upset (EU), dan pipa sambungan integral. Pipa Non-Upset merujuk pada ujung pipa yang berulir tanpa penebalan dan dilengkapi dengan kopling. Pipa External Upset merujuk pada dua ujung pipa yang telah ditebalkan secara eksternal, kemudian berulir dan dipasangi klem. Pipa sambungan integral merujuk pada pipa yang terhubung langsung tanpa kopling, dengan satu ujung berulir melalui ulir eksternal yang ditebalkan secara internal dan ujung lainnya berulir melalui ulir internal yang ditebalkan secara eksternal.
2. Peran selang
①, Ekstraksi minyak dan gas: setelah sumur minyak dan gas dibor dan disemen, pipa dimasukkan ke dalam selubung minyak untuk mengekstraksi minyak dan gas ke dalam tanah.
②, Injeksi air: bila tekanan di dasar sumur tidak mencukupi, injeksikan air ke dalam sumur melalui pipa.
③. Injeksi uap: Dalam proses pemulihan termal minyak kental, uap dimasukkan ke dalam sumur melalui pipa minyak berinsulasi.
(iv) Pengasaman dan peretakan: Pada tahap akhir pengeboran sumur atau untuk meningkatkan produksi sumur minyak dan gas, perlu memasukkan media pengasaman dan peretakan atau bahan pengawet ke lapisan minyak dan gas, dan media serta bahan pengawet tersebut diangkut melalui pipa minyak.
3. Kelas baja pipa minyak
Jenis baja untuk pipa minyak adalah: H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 dibagi menjadi N80-1 dan N80Q, keduanya memiliki sifat tarik yang sama, perbedaannya terletak pada status pengiriman dan perbedaan kinerja impak. N80-1 dikirim dalam keadaan normalisasi atau ketika suhu penggulungan akhir lebih besar dari suhu kritis Ar3 dan pengurangan tegangan setelah pendinginan udara, dan dapat digunakan sebagai alternatif untuk penggulungan panas normalisasi, pengujian impak dan non-destruktif tidak diperlukan; N80Q harus diberi perlakuan panas temper (pendinginan dan temper), fungsi impak harus sesuai dengan ketentuan API 5CT, dan harus diuji secara non-destruktif.
L80 dibagi menjadi L80-1, L80-9Cr, dan L80-13Cr. Sifat mekanik dan status pengirimannya sama. Perbedaannya terletak pada penggunaan, kesulitan produksi, dan harga. L80-1 adalah tipe umum, sedangkan L80-9Cr dan L80-13Cr adalah pipa tahan korosi tinggi, sulit diproduksi, mahal, dan biasanya digunakan untuk sumur dengan korosi berat.
C90 dan T95 dibagi menjadi tipe 1 dan tipe 2, yaitu C90-1, C90-2 dan T95-1, T95-2.
4. Jenis baja, mutu, dan status pengiriman pipa minyak yang umum digunakan.
Tingkat mutu baja Status pengiriman
Pipa minyak J55 37Mn5 pipa minyak pipih: digulung panas, bukan dinormalisasi
Pipa minyak yang dipertebal: panjang penuh dinormalisasi setelah penebalan.
Tabung N80-1 36Mn2V Tipe pipih: digulung panas, bukan dinormalisasi
Pipa minyak yang dipertebal: panjang penuh dinormalisasi setelah penebalan.
Pipa oli N80-Q 30Mn5 tempering penuh
Pipa oli L80-1 30Mn5 tempering penuh
Pipa oli P110 25CrMnMo temper penuh
Kopling J55 37Mn5 canai panas normalisasi online
Kopling N80 28MnTiB temper penuh
Kopling L80-1 28MnTiB temper penuh
Klem P110 25CrMnMo Baja Tahan Panas Sepanjang Penuh
III. Casing
1. Kategorisasi dan peran selubung
Selubung (casing) adalah pipa baja yang menopang dinding sumur minyak dan gas. Beberapa lapisan selubung digunakan di setiap sumur sesuai dengan kedalaman pengeboran dan kondisi geologis yang berbeda. Semen digunakan untuk merekatkan selubung setelah diturunkan ke dalam sumur, dan tidak seperti pipa minyak dan pipa bor, selubung tidak dapat digunakan kembali dan termasuk bahan habis pakai sekali pakai. Oleh karena itu, konsumsi selubung mencapai lebih dari 70% dari seluruh pipa sumur minyak. Selubung dapat dikategorikan menjadi: selubung konduit, selubung permukaan, selubung teknis, dan selubung minyak sesuai dengan penggunaannya, dan strukturnya di sumur minyak ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
2. Selubung konduktor
Terutama digunakan untuk pengeboran di laut dan gurun untuk memisahkan air laut dan pasir guna memastikan kelancaran proses pengeboran, spesifikasi utama lapisan selubung 2 ini adalah: Φ762mm (30in) × 25,4mm, Φ762mm (30in) × 19,06mm.
Selubung permukaan: Selubung ini terutama digunakan untuk pengeboran pertama, yaitu pengeboran untuk membuka permukaan lapisan batuan lepas hingga ke batuan dasar. Untuk mencegah bagian lapisan ini runtuh, perlu dilakukan penyegelan dengan selubung permukaan. Spesifikasi utama selubung permukaan: 508 mm (20 inci), 406,4 mm (16 inci), 339,73 mm (13-3/8 inci), 273,05 mm (10-3/4 inci), 244,48 mm (9-5/9 inci), dll. Kedalaman pipa penurunan bergantung pada kedalaman formasi lunak. Kedalaman pipa penurunan bergantung pada kedalaman lapisan batuan lepas, yang umumnya berkisar antara 80 hingga 1500 m. Tekanan eksternal dan internalnya tidak besar, dan umumnya menggunakan baja kelas K55 atau baja kelas N80.
3. Casing teknis
Selubung teknis digunakan dalam proses pengeboran formasi kompleks. Ketika menghadapi bagian-bagian kompleks seperti lapisan runtuh, lapisan minyak, lapisan gas, lapisan air, lapisan kebocoran, lapisan pasta garam, dll., perlu untuk memasang selubung teknis untuk menyegelnya, jika tidak, pengeboran tidak dapat dilakukan. Beberapa sumur dalam dan kompleks, dan kedalaman sumur mencapai ribuan meter, sumur dalam semacam ini perlu memasang beberapa lapisan selubung teknis, persyaratan sifat mekanik dan kinerja penyegelannya sangat tinggi, penggunaan jenis baja juga lebih tinggi, selain K55, lebih banyak menggunakan jenis N80 dan P110, beberapa sumur dalam juga menggunakan jenis Q125 atau bahkan jenis non-API yang lebih tinggi, seperti V150. Spesifikasi utama casing teknis adalah sebagai berikut: 339,73 mm (13-3/8 inci), 273,05 mm (10-3/4 inci), 244,48 mm (9-5/8 inci), 219,08 mm (8-5/8 inci), 193,68 mm (7-5/8 inci), 177,8 mm (7 inci), dan seterusnya.
4. Selubung minyak
Ketika sumur dibor hingga lapisan tujuan (lapisan yang mengandung minyak dan gas), perlu menggunakan selubung minyak untuk menyegel lapisan minyak dan gas serta lapisan batuan atas yang terpapar, dan bagian dalam selubung minyak adalah lapisan minyak. Selubung minyak pada semua jenis selubung di kedalaman sumur terdalam, memiliki persyaratan sifat mekanik dan kinerja penyegelan yang paling tinggi, menggunakan baja kelas K55, N80, P110, Q125, V150, dan sebagainya. Spesifikasi utama selubung formasi adalah: 177,8 mm (7 inci), 168,28 mm (6-5/8 inci), 139,7 mm (5-1/2 inci), 127 mm (5 inci), 114,3 mm (4-1/2 inci), dll. Selubung ini paling dalam di antara semua jenis sumur, dan kinerja mekanik serta kinerja penyegelannya paling tinggi.
V. Pipa bor
1. Klasifikasi dan peran pipa untuk alat pengeboran
Pipa bor persegi, pipa bor, pipa bor berbobot, dan kerah bor dalam peralatan pengeboran membentuk pipa bor. Pipa bor adalah alat pengeboran inti yang mendorong mata bor dari tanah ke dasar sumur, dan juga merupakan saluran dari tanah ke dasar sumur. Pipa bor memiliki tiga peran utama: ① mentransfer torsi untuk mendorong mata bor melakukan pengeboran; ② mengandalkan beratnya sendiri untuk memberikan tekanan pada mata bor untuk memecah batuan di dasar sumur; ③ mengangkut cairan pencuci sumur, yaitu lumpur pengeboran, melalui tanah menggunakan pompa lumpur bertekanan tinggi, ke dalam lubang bor kolom pengeboran untuk mengalir ke dasar sumur guna membersihkan puing-puing batuan dan mendinginkan mata bor, dan membawa puing-puing batuan melalui ruang annular antara permukaan luar kolom dan dinding sumur untuk kembali ke tanah, sehingga mencapai tujuan pengeboran sumur. Dalam proses pengeboran, pipa bor harus menahan berbagai beban bolak-balik yang kompleks, seperti tegangan tarik, tekan, puntir, tekuk, dan tegangan lainnya. Permukaan bagian dalamnya juga mengalami pengikisan lumpur bertekanan tinggi dan korosi.
(1) Pipa bor persegi: Pipa bor persegi memiliki dua jenis, yaitu tipe segi empat dan tipe segi enam. Setiap set kolom bor di Tiongkok biasanya menggunakan pipa bor tipe segi empat. Spesifikasinya adalah: 63,5 mm (2-1/2 inci), 88,9 mm (3-1/2 inci), 107,95 mm (4-1/4 inci), 133,35 mm (5-1/4 inci), 152,4 mm (6 inci) dan seterusnya. Biasanya panjang yang digunakan adalah 12~14,5 m.
(2) Pipa bor: Pipa bor adalah alat utama untuk pengeboran sumur, dihubungkan ke ujung bawah pipa bor persegi, dan seiring dengan semakin dalamnya pengeboran sumur, pipa bor terus memanjangkan kolom bor satu demi satu. Spesifikasi pipa bor adalah: 60,3 mm (2-3/8 inci), 73,03 mm (2-7/8 inci), 88,9 mm (3-1/2 inci), 114,3 mm (4-1/2 inci), 127 mm (5 inci), 139,7 mm (5-1/2 inci) dan seterusnya.
(3) Pipa Bor Berbobot: Pipa bor berbobot adalah alat transisi yang menghubungkan pipa bor dan kerah bor, yang dapat meningkatkan kondisi gaya pipa bor serta meningkatkan tekanan pada mata bor. Spesifikasi utama pipa bor berbobot adalah 88,9 mm (3-1/2 inci) dan 127 mm (5 inci).
(4) Kerah bor: kerah bor dihubungkan ke bagian bawah pipa bor, yang merupakan pipa berdinding tebal khusus dengan kekakuan tinggi, memberikan tekanan pada mata bor untuk memecah batuan, dan dapat berperan sebagai pemandu saat mengebor sumur lurus. Spesifikasi umum kerah bor adalah: 158,75 mm (6-1/4 inci), 177,85 mm (7 inci), 203,2 mm (8 inci), 228,6 mm (9 inci) dan seterusnya.
V. Pipa saluran
1. Klasifikasi pipa saluran
Pipa saluran digunakan dalam industri minyak dan gas untuk pengangkutan minyak, minyak olahan, gas alam, dan air, yang disingkat menjadi pipa baja. Pipa saluran pengangkutan minyak dan gas terutama dibagi menjadi tiga jenis: pipa utama, pipa cabang, dan jaringan pipa perkotaan. Pipa transmisi utama biasanya memiliki spesifikasi ∮ 406 ~ 1219mm, ketebalan dinding 10 ~ 25mm, dan mutu baja X42 ~ X80; pipa cabang dan jaringan pipa perkotaan biasanya memiliki spesifikasi 114 ~ 700mm, ketebalan dinding 6 ~ 20mm, dan mutu baja X42 ~ X80. Spesifikasi umum untuk pipa pengumpan dan pipa perkotaan adalah 114-700mm, ketebalan dinding 6-20mm, dan mutu baja X42-X80.
Pipa saluran ada yang berupa pipa baja las, ada juga yang berupa pipa baja tanpa sambungan, pipa baja las lebih banyak digunakan daripada pipa baja tanpa sambungan.
2. Standar pipa saluran
Standar pipa saluran adalah API 5L "spesifikasi pipa baja saluran", tetapi pada tahun 1997 Tiongkok mengeluarkan dua standar nasional untuk pipa saluran: GB/T9711.1-1997 "industri minyak dan gas, bagian pertama dari kondisi teknis pengiriman pipa baja: pipa baja kelas A" dan GB/T9711.2-1997 "industri minyak dan gas, bagian kedua dari kondisi teknis pengiriman pipa baja: pipa baja kelas B". Kedua standar ini setara dengan API 5L, banyak pengguna domestik membutuhkan pasokan kedua standar nasional ini.
3. Tentang PSL1 dan PSL2
PSL adalah singkatan dari product specification level (tingkat spesifikasi produk). Tingkat spesifikasi produk pipa saluran dibagi menjadi PSL1 dan PSL2, dapat juga dikatakan bahwa tingkat kualitas dibagi menjadi PSL1 dan PSL2. PSL1 lebih tinggi dari PSL2, kedua tingkat spesifikasi ini tidak hanya memiliki persyaratan pengujian yang berbeda, tetapi juga komposisi kimia dan persyaratan sifat mekanik yang berbeda, sehingga sesuai dengan pesanan API 5L, ketentuan kontrak selain menentukan spesifikasi, mutu baja, dan indikator umum lainnya, juga harus menunjukkan tingkat spesifikasi produk, yaitu PSL1 atau PSL2.
PSL2 memiliki standar yang lebih ketat dibandingkan PSL1 dalam hal komposisi kimia, sifat tarik, kekuatan benturan, pengujian tanpa merusak, dan indikator lainnya.
4. Jenis dan komposisi kimia baja pipa saluran
Klasifikasi baja pipa saluran dari yang terendah hingga tertinggi dibagi menjadi: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 dan X80.
5. Persyaratan tekanan air pipa saluran dan non-destruktif.
Pengujian hidrolik pada pipa saluran harus dilakukan per cabang, dan standar tersebut tidak mengizinkan pembangkitan tekanan hidrolik tanpa merusak, yang juga merupakan perbedaan besar antara standar API dan standar kami.
PSL1 tidak memerlukan pengujian non-destruktif, PSL2 harus berupa pengujian non-destruktif cabang demi cabang.
VI. Koneksi Premium
1. Pengenalan Koneksi Premium
Sambungan khusus berbeda dari ulir API dengan struktur ulir pipa khusus. Meskipun selubung minyak berulir API yang ada banyak digunakan dalam eksploitasi sumur minyak, kekurangannya terlihat jelas di lingkungan khusus beberapa ladang minyak: kolom pipa berulir bulat API, meskipun kinerja penyegelannya lebih baik, gaya tarik yang ditanggung oleh bagian berulir hanya setara dengan 60% hingga 80% dari kekuatan badan pipa, sehingga tidak dapat digunakan dalam eksploitasi sumur dalam; kolom pipa berulir trapesium miring API, kinerja tarik bagian berulir hanya setara dengan kekuatan badan pipa, sehingga tidak dapat digunakan di sumur dalam; kolom pipa berulir trapesium miring API, kinerja tariknya tidak baik. Meskipun kinerja tarik kolom jauh lebih tinggi daripada sambungan ulir bulat API, kinerja penyegelannya tidak terlalu baik, sehingga tidak dapat digunakan dalam eksploitasi sumur gas bertekanan tinggi; Selain itu, pelumas berulir hanya dapat berfungsi di lingkungan dengan suhu di bawah 95℃, sehingga tidak dapat digunakan dalam eksploitasi sumur bersuhu tinggi.
Dibandingkan dengan koneksi ulir bulat API dan ulir trapesium parsial, Premium Connection telah membuat terobosan dalam aspek-aspek berikut:
(1) penyegelan yang baik, melalui desain struktur penyegelan elastis dan logam, sehingga resistensi penyegelan gas sambungan mencapai batas tekanan luluh badan pipa;
(2) kekuatan sambungan yang tinggi, dengan sambungan Premium Connection pada selubung minyak, kekuatan sambungan mencapai atau melebihi kekuatan badan pipa, untuk memecahkan masalah selip secara mendasar;
(3) dengan peningkatan pemilihan material dan proses perlakuan permukaan, pada dasarnya memecahkan masalah benang yang menempel pada gesper;
(4) melalui optimasi struktur, sehingga distribusi tegangan sambungan lebih rasional, lebih kondusif untuk ketahanan terhadap korosi tegangan;
(5) melalui struktur bahu dengan desain yang masuk akal, sehingga pengoperasian gesper lebih mudah dilakukan.
Saat ini, dunia telah mengembangkan lebih dari 100 jenis Koneksi Premium dengan teknologi yang dipatenkan.
Waktu posting: 21 Februari 2024