American Petroleum Institute (API) 5CT høystyrke stål brukes mye til foringsrør i brønner utsatt for høye sykliske hydrauliske bruddbelastninger. Mens ikke-surkarakterer med API-stål som P110 foringsrørstrenger har blitt brukt tilfredsstillende for brønnkonstruksjon, har standard API P110-tilkoblinger sett høyere grad av feil enn rørkroppssvikt i skiferbrønner som krever hydraulisk brudd. P110 Rørlegeme og tilkoblingsfeil har også blitt opplevd i tilfeller der det har blitt brukt dårlig produksjonspraksis for å produsere P110 stålforingsrør og tilkoblinger brukt i brønner utsatt for disse høye hydrauliske bruddbelastninger.
Viktige materielle egenskaper
Følgende materialegenskaper er viktige når du forstår begrensningene til API 5CT høy styrke stål: avkastningsstyrke (YS), Charpy V-Notch (CVN) påvirker energi, hardhet og temperering.
API-spesifikasjon 5ct/ISO 1196 0 definerer YS ved å tegne en vertikal linje ved en forlengelse av 0. 5% til 0 YS. ASTM-metoden trekker en linje parallelt med den lineære delen av stressstrekkkurven som starter ved 0,2% forlengelse og hvor den krysser stress-belastningskurven på spenningsaksen er definert som 0,2% utlignet YS. Begge metodene genererer veldig like resultater. Denne verdien oppnådd fra strekkprøving brukes for å bestemme om et materiale oppfyller API -spesifiserte krav til minimum av avkastningsstyrke (SMY), som er avgjørende for belastningssakshensyn og bestemmelse av designsikkerhetsfaktorer.
CVN -påvirkningsenergi eller "seighet" er energien som kreves for å sette i gang og forplante en sprekk i materialet. Tøffhet er en verdifull eiendom da det gjør det mulig for et materiale å arrestere en sprekk i stedet for å la sprekken vokse til rørfeil. Tøffhet har en sterk sammenheng med temperaturen og kan være veldig høy ved temperaturer på bunnhull; Imidlertid vil noen stålmaterialer med høy styrke bli mer sprø ved kjøligere overflatetemperaturer.
Hardhetstesting måler evnen til et materiale til å motstå deformasjon fra en kjent trykkraft som brukes på et indenter. Jo høyere styrke på stålet, jo mindre deformasjon vil oppstå; Derfor, desto høyere er hardhetsverdien som er oppnådd. Siden det er en sammenheng mellom hardhet og strekkfasthet, kan hardhetstesten brukes som en ikke-destruktiv småskala kvalitetssikringstest for å bestemme det omtrentlige styrkenivået til stålet. En annen viktig tilknyttet vurdering er at materialer med høyere hardhet og avkastningsstyrke er mer sårbare for miljøhjelpende sprekker.
Tempering er en termisk prosess der stål varmes opp til en forhåndsbestemt temperatur i en viss periode etter å ha blitt herdet ved å slukke fra en relativt høy temperatur. Som slukket, er karbonstål veldig hardt og oppfører seg på en sprø måte; Imidlertid senker tempereringsprosessen hardheten/avkastningsstyrken andrestores seigheten av stålet tilbake til et mer akseptabelt nivå, basert på tid og temperatur som ble brukt under denne prosessen.
Gjeldende P110 API 5CT -spesifikasjoner
API -spesifikasjon 5CT krever P110 -stål for å ha et avkastningsstyrkeområde mellom 110 KSI og 140 KSI. På grunn av den høye styrken til dette materialet, vil det iboende ha en veldig høy hardhet, noe som gjør det sårbart for miljøhjelpende sprekker, spesielt når det kommer nærmere 140 KSI. Mange stålmaterialer med høy styrke har et maksimalt hardhetskrav for å løse dette problemet; P110 stål mangler imidlertid dette kravet.
Videre har alle høystyrke surrede oljer med oljer med oljer (OCTG) stål et minimum temperaturbehov for temperatur for å sikre at hardheten reduseres, og motstand mot sulfidspenning (SSC) økte sammen med seighet. Imidlertid er p110 pålagt å bli slukket og temperert, men mangler et minimumskrav til temperaturstemperatur. Noen grunnleggende P110 -spesifikasjonskrav er vist i tabell1.
Fremskritt av dagens standarder innen stålproduksjon og prosesseringsteknologier gjør det mulig for stålindustrien å produsere renere og tøffere stål; Dette gjenspeiles imidlertid ikke i den nåværende utgaven av API 5CT -spesifikasjonen. I tillegg har P110 Pipe Body Material ikke et definert tøffhetstestingskrav med mindre det er spesifikt påkalt av sluttbrukeren. Selv når det er nødvendig med seighetstesting, er minimumskravene til CVN -påvirkningsverdi i API 5CT (for rørkropp og koblingsbestand) for lave.
På grunn av disse kravene til lavt CVN-seighet og/eller mangelen på krav til seighetstesting, må sluttbrukeren erkjenne om det er behov for at høye tøffhetsmateriale som skal brukes i deres brønndesign.
Typiske feil i landsbrønner
Mens P110 stål -rørformater fungerer tilstrekkelig i mange brønner, er det mer utsatt for svikt i brønner som krever høye sykliske bruddbelastninger. De fleste av de dokumenterte feilene oppstår ved forbindelsene der brudd på sykliske stressnivåer er de høyeste på grunn av sminkespenninger som er lagt på det høye påførte indre trykk. I tillegg kan til og med tilstedeværelsen av svært lave konsentrasjoner av H2 -er som ikke anses som sur av NACE og/eller frackvæsker, generere nok hydrogen til å omfavne høye styrke -stål som P110 og føre til at den mislykkes når de blir utsatt for disse høye frac belastningene. I andre tilfeller har det også skjedd feil på grunn av produksjonsdefekter i sømsveisene for elektrisk motstandssveising (ERW) og/eller på grunn av sømløse rørfeil som sømmer, runder, skorper og/eller sprekker.
Feilbegrensning
Ved evaluering av en brønndesign på land som krever høye sykliske frackingbelastninger, må tre viktige parametere vurderes: (1) stressnivå, (2) miljø og (3) materialmottakelse for sprekker på grunn av miljøet og/eller høy sykliske belastninger.
Siden de høyeste påkjenningene alltid forventes å være ved forbindelsene, kan stressnivået reduseres ved å bruke en forbindelse med lave sminkespenninger. Avhengig av økonomien til brønnen (e), kan en standard API-tilkobling med høye sminkespenninger erstattes med en forbindelse med lavere sminkespenninger som en lav tråd interferensforbindelse med en metallforsegling nær enden av pinnen (dvs. metall til metallforsegling proprietær tilkobling) og/eller annen type tilkobling som har lavere belastninger på sminke (ie modifiserte API-tilkoblinger).
Siden ikke-produserende miljøer under fracking på noen av disse offshore-brønnene kan være uforutsigbare, har det blitt standardpraksis av noen operatører å spesifisere P110 foringsrør med noen begrensninger på den maksimale tillatte avkastningsstyrken. Avhengig av produsenten, kan begrenset P110 -materiale ha forskjellige betegnelser som begrenset utbytte (RY), eller mild sur (MS), bare for å nevne noen. Det typiske maksimale tillatte avkastningsstyrken for dette RY P110 -materialet er 125 ksi. Å redusere den maksimale tillatte avkastningsstyrken reduserer mottakeligheten for miljøsprekker, og øker samtidig seigheten av materialet siden temperaturen og temperaturene som brukes gir et mykere, tøffere materiale.
Et annet viktig aspekt ved å avbøte foringsrørfeil i brønner på land er å ha et robust QA/QC -program og innkjøpsprosess for rør. Tilpassede QA/QC -programmer kan deretter utvikles avhengig av operatørens behov.
Som det definitive bransjens referanseindeks for olje- og gasshus, styrer API 5CT Vigors urokkelige engasjement for presisjonsteknikk. Vårt team tolker strengt og implementerer denne standarden, og legger inn kravene til strenge produksjonsprotokoller og ende-til-ende kvalitetssikringsrammer. I dag er Vigors API 5CT-kompatible slangerløsninger distribuert på tvers av ledende globale oljefelt, konsekvent møte-og ofte overskrider den strenge granskningen av multinasjonale operatører og tredjeparts sertifiseringsorganer.
Denne nådeløse dedikasjonen til dyktighet har styrket Vigors rykte som en pålitelig partner for energibedrifter i verdensklasse, og fremmer omfattende, døgnet rundt samarbeidende partnerskap forankret i pålitelighet. For å oppdage hvordan Vigors API 5CT -kompetanse kan forbedre din operasjonelle motstandskraft, kontakt oss i dag. La oss diskutere skreddersydde løsninger konstruert for å heve boreytelsen og langsiktig avkastning. For mer informasjon, kan du skrive til postkassen vårinfo@vigorpetroleum.com & mail@vigorpetroleum.com
