API Spec 5CT — це міжнародний стандарт, опублікований Американським інститутом нафти для обсадних труб і труб, що використовуються в нафтових і газових свердловинах. К55 є одним із найбільш поширених марок, оскільки він поєднує в собі міцність, пластичність та економічність для свердловин середньої глибини та тиску. У цій статті пояснюється призначення, механічні вимоги, типова хімія млина, доступні розміри та з’єднання, а також застосування, для яких вибирається безшовна оболонка K55.
Що означає позначення
В API 5CT літера K позначає клас обсадної труби, а число 55 означає мінімальну межу текучості 55 000 psi, що дорівнює 379 МПа. Той самий сорт обмежений максимальною межею текучості 80 000 psi, або 552 МПа. Контрольоване вікно текучості, а не одне значення, зберігає трубу достатньо пластичною для робочих навантажень, а також для вигину та натягу, які виникають під час опускання обсадної труби в свердловину.
Виробництво та форми продукції
Корпус К55 найчастіше виготовляється безшовним способом. Суцільну круглу заготовку нагрівають і проколюють, потім згортають і формують у трубу, що забезпечує рівномірну міцність по всьому колу і не залишає поздовжнього зварювального шва. API 5CT також дозволяє виробництво електрозварних швів для цього класу, але безшовні труби домінують у постачанні обсадних труб через їх міцність під тиском. Труба може постачатися з гладким кінцем, різьбленням і муфтою або з інтегральним з’єднанням, залежно від конструкції свердловини та програми з’єднання.
Механічні властивості згідно API 5CT
| Власність | Вимоги API 5CT |
|---|---|
| Мінімальна межа текучості | 55 000 psi (379 МПа) |
| Максимальна межа текучості | 80 000 psi (552 МПа) |
| Мінімальна міцність на розрив | 95 000 psi (655 МПа) |
| Твердість | Максимум 22 HRC |
Обмеження твердості 22 HRC є значним. Він обмежує твердість корпусу труби та заготовки муфти, щоб матеріал залишався в межах, визнаних для помірно кислих умов експлуатації, зменшуючи ризик сульфідного розтріскування під напругою, де сірководень присутній при низькому парціальному тиску. Випробування на міцність і міцність на розтяг, сплющування, а також гідростатичне або електромагнітне випробування виконуються відповідно до API 5CT і зазначаються в сертифікаті випробувань на стані.
Типовий хімічний склад
API 5CT не фіксує хімічний склад K55. Млин вибирає тепловий аналіз, необхідний для задоволення вимог до механічних властивостей і твердості, тому наведені нижче значення є типовими рекомендаціями, а не обов’язковими обмеженнями. Остаточний аналіз нагріву для кожного нагрівання вказано в сертифікаті випробування млина.
| елемент | Типовий діапазон, % |
|---|---|
| Карбон С | 0.34-0.39 |
| Марганець Mn | 1.25-1.50 |
| Фосфор П | 0,020 макс |
| Сірка С | 0,015 макс |
| Кремній Si | 0.20-0.35 |
По суті, композиція являє собою вуглецеву-марганцеву сталь із суворим контролем вмісту фосфору та сірки, що забезпечує зварюваність у польових умовах для з’єднань, виготовлених за допомогою зварювання, а не різьблення.
Діапазон розмірів, ваги та довжини
Корпус К55 випускається стандартної серії типорозмірів API. Звичайні зовнішні діаметри коливаються від 4-1/2 дюйма (114,3 мм) до 13-3/8 дюйма (339,7 мм), більші розміри до 20 дюймів (508 мм) доступні за запитом. Товщина стінки вибирається відповідно до розрахункових навантажень на руйнування, розрив і розтяг і зазвичай виражається через номінальну вагу на фут, наприклад 9,5, 11,6, 15,5, 17,0 і 23,0 фунтів/фут.
| Діапазон довжин | Розміри API 5CT |
|---|---|
| R1 | 6,10-7,32 м (20-24 футів) |
| R2 | 8,53-9,75 м (28-32 футів) |
| R3 | 11,58-12,80 м (38-42 футів) |
R2 є найпоширенішою довжиною постачання для програм обсадки, оскільки вона зменшує кількість з’єднань на рядок, тоді як R3 використовується там, де довші з’єднання ще більше скорочують час роботи. За домовленістю можлива поставка іншої довжини.
Потоки та підключення
Кінці корпусу K55 підготовлені до різьбових форм API 5B. Сімейство круглої різьби включає коротку круглу різьбу (STC) і довгу круглу різьбу (LTC), а опорна різьба (BTC) забезпечує більшу міцність з’єднання та краще ущільнення для більш глибоких струн. Муфти поставляються в відповідних класах і підпадають під однакові межі твердості. Якщо потрібна газонепроникність, за запитом можна надати фірмові з’єднання преміум-класу; Перед замовленням вибір підключення слід підтвердити залежно від тиску в свердловині та навантаження.
Загальні програми
Безшовна обсадна труба K55 є найкращим типом для свердловин невеликої та середньої-глибини, де тиск помірний. Типові області застосування включають поверхневу обсадну трубу, яка є першою колоною для захисту прісноводних водоносних горизонтів; проміжна обсадна труба, яка ізолює нестійкі пласти і різні зони тиску; обсадна труба свердловини, де міцність і економічність мають значення; а також використання в конструкціях, таких як закладання паль і земляна опора за межами нафтової промисловості.
K55 Порівняно з J55 і N80-1
| Оцінка | Мін. YS, psi | Макс. YS, psi | Мін. TS, psi | Твердість | Типове використання |
|---|---|---|---|---|---|
| K55 | 55,000 | 80,000 | 95,000 | 22 HRC макс | Злегка кисла та не{0}}кисла оболонка |
| J55 | 55,000 | 80,000 | 75,000 | Не вказано | Трубки та обсадна труба з не{0}}кислим вмістом |
| N80-1 | 80,000 | 110,000 | 100,000 | 23 HRC макс | Чим глибші свердловини, тим вищий тиск |
J55 і K55 мають однакове вікно текучості, але K55 має більш високу мінімальну міцність на розрив 95 000 фунтів на кв. N80-1 переходить на мінімальну продуктивність 80 000 фунтів на кв. де вказано кислу службу, L80, C90 і T95 є спеціальними марками з вікнами твердості та текучості відповідно до ISO 15156-2.
Міркування про кисле обслуговування
K55 з максимальною твердістю 22 HRC визнано в таблицях марок вуглецевої сталі ISO 15156-2, також опублікованому як NACE MR0175, для кислих середовищ у визначених межах парціального тиску сірководню, pH і температури. Це не найвищий кислий службовий сорт, і його придатність має бути підтверджена для кожного застосування щодо проектних умов. Якщо навколишнє середовище явно кисле, безпечнішим є вибір марки з таблиць ISO 15156-2 для конкретного парціального тиску сірководню та вмісту хлоридів.
Гарантія якості та документація
Кожен нагрів корпусу K55 випускається разом із сертифікатом прокатного випробування, у якому повідомляється число нагрівання, хімічний аналіз, результати розтягування, значення твердості та результати гідростатичного або електромагнітного дослідження. Покупці також можуть вимагати перевірки третьою-сторіною та взяття позитивних зразків матеріалу перед відправленням. Сертифікат є зв’язком простежуваності між трубою в свердловині та механічними властивостями, передбаченими в конструкції обсадної труби.
FAQ
Що означає K у K55?
K ідентифікує сімейство марок як обсадну трубу, а 55 означає мінімальну межу текучості 55 000 psi. Повне позначення в API 5CT також визначає максимальну межу текучості 80 000 psi.
Яка різниця між K55 і J55?
Обидва сорти мають вікно текучості від 55 000 до 80 000 фунтів на кв. Контроль твердості робить K55 кращим вибором там, де можливі помірно кислі умови.
Чи підходить К55 для кислого подачі?
K55 фігурує в таблицях вуглецевої сталі ISO 15156-2, опублікованому як NACE MR0175, з твердістю, обмеженою 22 HRC. Придатність залежить від парціального тиску сірководню, pH і температури конкретної свердловини; дизайн повинен бути перевірений на стандарт, а не на припущення.
Корпус K55 безшовний або зварний?
Корпус K55 найчастіше безшовний, і саме про нього йдеться в цій статті. API 5CT також дозволяє виробництво електричного зварного шва для цього класу, якщо специфікація проекту це дозволяє.
У яких розмірах доступний K55?
Стандартні розміри API від 4-1/2 дюйма до 13-3/8 дюйма зовнішнього діаметру є звичайним діапазоном постачання, більші розміри до 20 дюймів доступні за запитом. Товщина стіни вибирається відповідно до необхідної ваги на фут для розрахункових навантажень.
Що включає сертифікат випробування млина?
Сертифікат містить дані про число нагріву, результати хімічного аналізу, результати розтягування та твердості, а також результати гідростатичного або електромагнітного обстеження на нагрівання, а також перевірки розмірів і різьби, які вимагаються API 5CT.
