تفرض آبار النفط والغاز متطلبات على الأنابيب لا يضاهيها سوى القليل من الصناعات الأخرى: الضغط الداخلي، وحمل الشد الناتج عن وزن السلسلة، وفي العديد من المجالات بيئة كبريتيد الهيدروجين الرطبة التي تهاجم الفولاذ عالي القوة-. تم تطوير الأنابيب الفولاذية غير الملحومة API Spec 5CT L80 خصيصًا لهذه المجموعة، وتظل واحدة من أكثر درجات التغليف والأنابيب طلبًا على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم.
ما الذي تحدده مواصفات API 5CT والصف L80؟
API Spec 5CT، التي نشرها معهد البترول الأمريكي، هي مواصفات الغلاف والأنابيب المستخدمة في آبار النفط والغاز الطبيعي. وهي تحدد شروط التسليم الفنية: الأبعاد، وسمك الجدار، والتشطيب النهائي، وكيمياء الفولاذ، والمعالجة الحرارية، والخواص الميكانيكية والفحص.
تعد الدرجة L80 إحدى درجات-الإنتاجية الخاضعة للرقابة ضمن تلك المواصفات. يشير الحرف L إلى درجة ذات قوة إنتاجية لا تقل عن 80000 رطل لكل بوصة مربعة، ويحمل التعيين حدودًا صارمة على التركيب الكيميائي والمعالجة الحرارية والصلابة. يشير السلس إلى مسار التصنيع: يتم تسخين كتلة الصلب الصلبة وثقبها لتشكيل غلاف مجوف، وبالتالي فإن الأنبوب النهائي لا يحتوي على وصلة لحام طولية ويوفر سلامة ضغط أعلى من البدائل الملحومة.
حدود التركيب الكيميائي
يتم التحكم في الكيمياء بإحكام لأنها تدفع القوة والمقاومة للتكسير الناتج عن إجهاد الكبريتيد. يسرد الجدول القيم القصوى حسب الوزن لتحليل L80 القياسي.
| عنصر | الحد الأقصى، في المئة | وظيفة |
|---|---|---|
| الكربون (ج) | 0.43 | يتحكم في الصلابة والقوة |
| المنغنيز (من) | 1.90 | يرفع القوة والصلابة |
| الفوسفور (ف) | 0.030 | النجاسة، أبقى منخفضة للصلابة |
| الكبريت (S) | 0.030 | النجاسة، تبقى منخفضة لمنع التشقق |
| السيليكون (سي) | 0.45 | مزيل الأكسدة ومحسن القوة |
| النيكل (ني) | 0.25 | المتانة في أنواع محددة |
| الكروم (الكروم) | 1.50 | مقاومة التآكل والقوة |
| الموليبدينوم (مو) | 0.35 | القوة ومقاومة تكسير الإجهاد كبريتيد |
| النحاس (النحاس) | 0.35 | العنصر المتبقي، تسيطر عليها |
| النيوبيوم (ملحوظة) | 0.05 | صقل الحبوب في بعض الإصدارات |
| الفاناديوم (الخامس) | 0.080 | صقل الحبوب في بعض الإصدارات |
| التيتانيوم (تي) | 0.05 | صقل الحبوب في بعض الإصدارات |
| البورون (ب) | 0.0015 | يزيد من الصلابة |
يتعرف API 5CT على عدة أنواع تحت علامة L80. L80 النوع 1 هو فولاذ الموليبدنيوم -الكروم القياسي المغطى بالحدود المذكورة أعلاه. يحتوي L80 Type 9Cr وL80 Type 13Cr على ما يقرب من 9 بالمائة و13 بالمائة من الكروم لمقاومة أفضل بشكل ملحوظ للتآكل بثاني أكسيد الكربون، كما أنهما يحملان متطلباتهما الكيميائية الخاصة.
الخواص الميكانيكية والصلابة
| ملكية | متطلبات | المعادل المتري |
|---|---|---|
| قوة الخضوع، الحد الأدنى | 80,000 رطل لكل بوصة مربعة | 551 ميجا باسكال |
| قوة الخضوع، الحد الأقصى | 95,000 رطل لكل بوصة مربعة | 655 ميجا باسكال |
| قوة الشد، الحد الأدنى | 95,000 رطل لكل بوصة مربعة | 655 ميجا باسكال |
| استطالة | يتم تحديده حسب حجم الأنبوب | يتم تحديده حسب حجم الأنبوب |
| صلابة، الحد الأقصى | 23 لجنة حقوق الإنسان | 241 اتش بي دبليو |
إن سقف الصلابة 23 HRC هو المعامل الذي يجعل L80 درجة خدمة حامضة. تزيد الصلابة فوق هذا المستوى من خطر تشقق إجهاد الكبريتيد في كبريتيد الهيدروجين الرطب، ولهذا السبب يتم التحقق من السقف على كل طول وليس على عينة. تتطلب المشاريع التي تحدد L80 للآبار الحامضة عادةً أيضًا الامتثال لمعيار NACE MR0175 / ISO 15156، الذي يحدد حدود الصلابة والإجهاد المقبولة لبيئة الخدمة.
المعالجة الحرارية وسبب التبريد والتلطيف
يتم دائمًا إخماد الأنابيب L80 وتلطيفها. بعد الدرفلة على الساخن، يتم الأوستنيت للأنبوب، ثم يتم تسقيه في الماء أو البوليمر لتكوين المارتينسيت أو الباينيت، ثم يتم تلطيفه عند درجة حرارة يتم التحكم فيها للوصول إلى نافذة إنتاجية تتراوح بين 80 إلى 95 كيلو لكل بوصة مربعة. والنتيجة هي بنية مجهرية دقيقة وموحدة تجمع بين القوة العالية والمتانة الكافية لتحمل التعامل والجري ودورات الضغط.
لا يمكن لبديل التطبيع ببساطة تقديم نفس المجموعة، كما أن درجات القوة الأعلى-مثل P110 تصل إلى قوتها على حساب الصلابة وبالتالي قدرة الخدمة الضعيفة. يقع L80 في المنتصف: قوي بما يكفي للأوتار العميقة، وناعم بما يكفي لمقاومة التشقق عند وجود كبريتيد الهيدروجين.
تطبيقات الأنابيب غير الملحومة API 5CT L80
أنابيب الإنتاج: الخيط الأعمق الذي يحمل النفط والغاز إلى السطح، حيث تكون سلامة الضغط ومقاومة التآكل أمرًا ضروريًا.
الغلاف: الغلاف المتوسط والإنتاجي الذي يبطن حفرة البئر ويمنع الانهيار ويعزل التكوينات الجيولوجية.
ملحقات قاع البئر: الوصلات الصغيرة والتقاطعات وتجميعات الأدوات التي يجب أن تتوافق مع قوة الخيط الذي يتم تشغيلها به.
أجهزة إكمال البئر: أوعية التجويف المصقولة والمكونات المماثلة المصنعة من نفس الدرجة.
يضيف المسار السلس أربع مزايا عملية: عدم وجود وصلة لحام للعمل كموقع لبدء الضغط أو التآكل، وخصائص موحدة حول المحيط، وتناسق الأبعاد الذي يساعد في تكوين أدوات التوصيل-، وتوزيع الصلابة الذي يظل داخل حدود الخدمة الحامضة.
التعليمات
س: ماذا يعني حرف L في L80؟
وهي تحدد درجة إنتاجية -محكومة بحد أدنى لقوة إنتاج تبلغ 80000 رطل لكل بوصة مربعة. تحدد المواصفات أيضًا الحد الأقصى لقوة الإنتاج، وهو ما يحافظ على الدرجة داخل نافذة الخدمة الحامضة.
س: لماذا تقتصر الصلابة على 23 HRC؟
إن تكسير إجهاد الكبريتيد في خدمة كبريتيد الهيدروجين الرطب يكون مدفوعًا بالصلابة. يؤدي الحفاظ على كل طول عند 23 HRC أو أقل إلى إزالة المناطق الصلبة التي تبدأ فيها الشقوق.
س: هل L80 هو نفس N80؟
رقم N80 هو درجة قوة أعلى-لا يتم التحكم في صلابتها للخدمة الحامضة. تم تقييد L80 عمدًا بحيث يمكن استخدامه في حالة وجود كبريتيد الهيدروجين.
س: هل يمكن لحام الأنابيب L80 في الميدان؟
يمكن إجراء اللحام من خلال الإجراءات المؤهلة والمعالجة الحرارية بعد اللحام، ولكن مشاريع الخدمة الحامضة تفضل عادةً الوصلات الملولبة والمزدوجة لأن منطقة اللحام تثير مخاوف بشأن الصلابة.
س: كيف يختلف L80 عن النوع 13Cr؟
المعيار L80 النوع 1 عبارة عن فولاذ موليبدينوم - كروميوم مناسب للغاز الحامض. يضيف L80 Type 13Cr حوالي 13 بالمائة من الكروم لمقاومة التآكل بثاني أكسيد الكربون ويتبع قواعد كيميائية مختلفة.
س: ما هي وثائق التفتيش المطبقة؟
توقع الحصول على شهادة اختبار المطحنة التي توضح تحليل الحرارة ونتائج الشد والإنتاج ومسح الصلابة على طول الطول وسجل الاختبار الهيدروستاتيكي وفحص الأبعاد لكل حرارة.
