API 5CT Z140عبارة عن درجة عالية-من الغلاف والأنابيب الفولاذية المحددة في مواصفات API (معهد البترول الأمريكي) 5CT. تحكم هذه المواصفة القياسية تصنيع الغلاف والأنابيب الملولبة المستخدمة في آبار النفط والغاز.
الخصائص الرئيسية:
قوة فائقة{{0}عالية:تعد Z140 واحدة من أعلى درجات القوة في معيار API 5CT، مع حد أدنى محدد لقوة الإنتاج يبلغ 140,000 رطل لكل بوصة مربعة (965 ميجا باسكال). وهذا يجعلها مناسبة لآبار-عميقة للغاية, آبار -الضغط العالي/الحرارة العالية-(HPHT).وغيرها من بيئات قاع البئر الصعبة حيث تكون أحمال الانهيار والانفجار والشد شديدة.
مروي وخفف (سؤال وجواب):لتحقيق هذه القوة العالية والحفاظ على المتانة الجيدة، يتم تصنيع الأنابيب Z140 باستخدام عملية المعالجة الحرارية المسقية والمخففة.
التطبيق المحدود في الخدمة الحامضة:نظرًا لقوتها وصلابتها العالية جدًا، فإن Z140 القياسي هو بشكل عاملا ينصح به للخدمة الحامضة(البيئات التي تحتوي على كبريتيد الهيدروجين، H₂S) بسبب قابليتها العالية للتكسير الناتج عن إجهاد الكبريتيد (SSC). إذا تم استخدامه في مثل هذه البيئات، فإنه يتطلب اختيارًا دقيقًا للغاية للمواد، وعمليات تصنيع خاصة، ومراقبة صارمة للصلابة، والتي غالبًا ما يحددها المستخدم النهائي.
من المهم ملاحظة أنه على الرغم من تضمين Z140 في الإصدارات السابقة من API 5CT، فقد تم تضمينهتم حذفه من أحدث إصدارات المعيار (على سبيل المثال، API 5CT 9th Edition). ومع ذلك، لا يزال من الممكن تصنيعها على شكلدرجة "غير-واجهة برمجة التطبيقات" أو درجة "ملكية".بواسطة مصانع الصلب بناءً على مواصفات العميل التي غالبًا ما تشير إلى متطلبات واجهة برمجة التطبيقات (API) القديمة.
معلمات المنتج والجداول
الجدول 1: الخواص الميكانيكية لـ API 5CT Z140
| ملكية | قيمة | وحدة | ملحوظات | |
|---|---|---|---|---|
| درجة | Z140 | - | تشير البادئة "Z" إلى درجة قوة-عالية. | |
| الحد الأدنى المحدد لقوة الخضوع (SMYS) | 140,000 | رطل لكل بوصة مربعة | 965 ميجا باسكال | |
| الحد الأدنى من قوة الشد | 150,000 | رطل لكل بوصة مربعة | 1035 ميجا باسكال | يجب أن يتحمل الأنبوب على الأقل هذا القدر من إجهاد الشد. |
| أقصى قوة الشد | غير متاح (انظر الملاحظة 1) | رطل لكل بوصة مربعة | بالنسبة لدرجات القوة العالية-مثل هذه، غالبًا ما يتم الاتفاق على الحد الأقصى بين الشركة المصنعة والمشتري لضمان المتانة الكافية. | |
| نطاق قوة العائد | 140,000 - 175,000 | رطل لكل بوصة مربعة | 965 - 1207 ميجا باسكال | يجب أن تقع قوة الخضوع الفعلية ضمن هذا النطاق. |
| الصلابة (الحد الأقصى النموذجي) | 42.0 | لجنة حقوق الإنسان | روكويل جحجم. هذه معلمة حاسمة للتحكم في مخاطر SSC. | |
| استطالة (الحد الأدنى) | الرجوع إلى الصيغة | % | يحدد API 5CT الحد الأدنى من الاستطالة بناءً على عينة اختبار الشد. |
ملاحظة 1:لم يتم تحديد الحد الأقصى لقوة الشد في API 5CT لجميع الدرجات، ولكن يتم التحكم فيه عادةً من خلال الحد الأقصى لقوة الخضوع ونسبة قوة الخضوع - إلى - نسبة قوة الشد (نسبة Y/T). بالنسبة لدرجات القوة الفائقة-العالية-، غالبًا ما يتم تحديد الحد الأقصى لنسبة Y/T (على سبيل المثال، 0.95) لضمان قدرة الإجهاد.
الجدول 2: التركيب الكيميائي النموذجي (الوزن٪)
لا يتطلب API 5CT تركيبًا كيميائيًا محددًا ولكنه يحدد متطلبات الخواص الميكانيكية والأداء. تم تطوير الكيمياء من قبل الشركات المصنعة لتلبية تلك المتطلبات. ستكون الكيمياء النموذجية للصف Z140 عبارة عن سبائك فولاذية منخفضة-.
| عنصر | النطاق النموذجي | غاية |
|---|---|---|
| الكربون (ج) | 0.25 - 0.35 | عنصر التعزيز الأساسي. |
| المنغنيز (من) | 0.80 - 1.20 | يزيد من القوة والصلابة. |
| السيليكون (سي) | 0.15 - 0.35 | مزيل الأكسدة ويقوي الفريت. |
| الكروم (الكروم) | 0.80 - 1.50 | يزيد من الصلابة والقوة ومقاومة التآكل. |
| الموليبدينوم (مو) | 0.15 - 0.30 | يعزز الصلابة والقوة، خاصة في درجات الحرارة المرتفعة. |
| النيوبيوم (ملحوظة) / الفاناديوم (الخامس) | كميات ضئيلة | مصافي الحبوب ومقويات الترسيب. |
| الفوسفور (ف) | أقل من أو يساوي 0.015 | الشوائب، أبقى منخفضة للغاية لتحسين المتانة. |
| الكبريت (S) | أقل من أو يساوي 0.005 | تبقى الشوائب منخفضة للغاية لتحسين المتانة وتقليل مخاطر SSC. |
ملحوظة:هذه كيمياء تمثيلية. التركيبة الدقيقة مملوكة لكل مصنع.
الجدول 3: بيانات الأبعاد والكتلة (مثال للأحجام الشائعة)
القطر الخارجي، سمك الجدار، والوزن محدد في API 5CT. فيما يلي أمثلة لأحجام الغلاف الشائعة.
| الحجم الاسمي والوزن (رطل/قدم) | القطر الخارجي (في) | القطر الداخلي (في) | سمك الجدار (بوصة) | عادي-الكتلة النهائية (رطل/قدم) | قوة إنتاجية جسم الأنبوب (مليون رطل) |
|---|---|---|---|---|---|
| 7 بوصة، 29.00 رطل/قدم | 7.000 | 6.184 | 0.408 | 29.00 | 1.33 |
| 7 بوصة، 32.00 رطل/قدم | 7.000 | 6.094 | 0.453 | 32.00 | 1.46 |
| 9-5/8 بوصة، 40.00 رطل/قدم | 9.625 | 8.835 | 0.395 | 40.00 | 1.87 |
| 9-5/8 بوصة، 47.00 رطل/قدم | 9.625 | 8.681 | 0.472 | 47.00 | 2.21 |
| 10-3/4 بوصة، 51.00 رطل/قدم | 10.750 | 9.850 | 0.450 | 51.00 | 2.39 |
شرح قوة إنتاجية جسم الأنبوب:هذا هو الحمل المحوري النظري المطلوب لإنتاج جسم الأنبوب، ويتم حسابه على النحو التالي: SMYS x Cross -مساحة المقطع. توضح القيم الموجودة في الجدول قدرة التحمل الهائلة-لـ Z140.
الاعتبارات والتطبيقات الرئيسية
التطبيقات:
آبار عمودية واتجاهية-عميقة للغاية
سلاسل الغلاف في المياه العميقة وآبار HPHT
أنظمة الخطوط الملاحية المنتظمة في المناطق ذات فروق الضغط العالي
المناطق التي تتطلب مقاومة عالية للانهيار والانفجار
التحديات والقيود:
تكسير إجهاد الكبريتيد (SSC):حساسية عالية. ليس للخدمة الحامضة القياسية.
صلابة:يتطلب صلابة ممتازة في درجات الحرارة المنخفضة-لمنع الكسر الهش.
اللحام والمناولة:يلزم اتخاذ إجراءات خاصة لملحقات اللحام نظرًا لارتفاع مكافئ الكربون وقوته. يجب توخي الحذر أثناء التعامل لتجنب تلف السطح الذي يمكن أن يكون بمثابة مركزات الإجهاد.
التوفر:وباعتباره درجة API محذوفة، فهو منتج متخصص ذو فترات زمنية أطول وتكلفة أعلى.
في ملخص،API 5CT Z140عبارة عن غلاف وأنابيب متخصصة وفائقة-عالية القوة-مصممة لظروف الآبار الأكثر تطلبًا حيث يكون الأداء الميكانيكي هو الاهتمام الأهم. ويتطلب استخدامه مراجعة هندسية شاملة لظروف البئر وقيود المواد.
