API 5DP

يُعدّ معيار API 5DP معيارًا أساسيًا في صناعة النفط والغاز، إذ يُحدد المتطلبات الفنية لأنابيب الحفر الفولاذية المُستخدمة في عمليات الحفر. ويغطي متطلبات النهايات المُضطربة، ولحام وصلات الأدوات، وجوانب الأداء المُختلفة، مما يضمن جودة أنابيب الحفر ومتانتها لتحمل الظروف القاسية لبيئات الحفر. ويُحدد معيار API 5DP الشروط الفنية لتسليم ثلاثة مستويات من مواصفات المنتج (PSL-1، وPSL-2، وPSL-3) لأنابيب الحفر الفولاذية المُزوّدة بنهايات مُضطربة ولحام وصلات الأدوات التناكبي لعمليات الحفر في صناعة النفط والغاز الطبيعي. وتُشكّل متطلبات PSL-1 أساس هذا المعيار الدولي. ويُقدّم الملحق G متطلبات فنية إضافية للمستويين PSL-2 وPSL-3.

ينطبق معيار API 5DP على أنابيب الحفر الفولاذية المُستخدمة في عمليات حفر النفط والغاز، وينقسم إلى ثلاثة مستويات من مواصفات المنتج (PSL):

PSL-1: المستوى الأساسي، الذي يُشكّل أساس معيار API 5DP.

PSL-2 وPSL-3: لهما متطلبات فنية أكثر صرامة من PSL-1، كما هو محدد في الملحق G من المعيار.

يغطي هذا المعيار درجات مختلفة من أنابيب الحفر، بما في ذلك:

أنابيب حفر من الدرجة E (قوة عادية)؛

أنابيب حفر عالية القوة، مصنفة إلى درجات X وG وS.

يوفر المعيار هياكل أنابيب حفر نموذجية، مع ذكر العناصر والأطوال الرئيسية، مع تحديد الأبعاد والأوزان الرئيسية بوحدات النظام الدولي للوحدات (SI) (الجدول A.1) ووحدات USC (الجدول C.1). بالإضافة إلى ذلك، يمكن تطبيق معيار API 5DP على وصلات أدوات أنابيب الحفر غير المحددة في معايير API أو ISO الأخرى. يسمح هذا المعيار باتفاقيات بين المشترين والمصنعين لتخصيص أبعاد جسم أنبوب الحفر و/أو وصلة الأداة. كما يحدد المعيار متطلبات إضافية للاختبار، والتحقق من الأداء، والاختبار غير الإتلافي (NDT) يمكن الاتفاق عليها بشكل متبادل (انظر الملحق E).

الخصائص الرئيسية هي كما يلي:

1. المادة: تُستخدم عادةً أنابيب فولاذ سبائك عالي القوة مثل AISI 4130 أو 4140.

2. نطاق الحجم: القطر الخارجي من 60.32 مم إلى 168.28 مم، وسمك الجدار من 6.45 مم إلى 12.7 مم.

3. الطول: R1 (من 18 إلى 22 قدمًا)، R2 (من 27 إلى 31 قدمًا)، وR3 (من 38 إلى 45 قدمًا).

4. نوع التوصيل: يشمل التوصيل الداخلي (IF)، والتوصيل الكامل (FH)، والتوصيل العادي (REG)، والتوصيل الرقمي (NC).

٥. درجة الفولاذ: تشمل E75، X95، G105، S135، إلخ.

١. جسم أنبوب الحفر: الجزء الرئيسي الذي يتحمل أحمال الشد والالتواء والضغط الداخلي.

٢. وصلة الأداة: الأجزاء الطرفية السميكة المزودة بخيوط لتوصيل مكونات سلسلة الحفر.

٣. أطراف الانحناء: لتحسين مقاومة التعب، تُثخن أطراف أنابيب الحفر بإحدى الطرق التالية:

الانحناء الخارجي (EU)

الانحناء الداخلي (IU)

الانحناء الداخلي-الخارجي (IEU)

لضمان جودة وأداء أنابيب الحفر، يفرض معيار API 5DP متطلبات تصنيع وفحص صارمة، تشمل:

مراقبة التركيب الكيميائي: ضمان استيفاء مادة الفولاذ لمتطلبات الدرجة المحددة.

اختبار الخواص الميكانيكية: يشمل اختبارات قوة الشد، وقوة الخضوع، ومتانة الصدمات.

الاختبار غير الإتلافي (NDT): مثل فحص الجسيمات المغناطيسية (MPI) والاختبار بالموجات فوق الصوتية (UT) للكشف عن الشقوق أو العيوب.

اختبار الصلابة: التحقق من مستويات صلابة كل من جسم الأنبوب ووصلة الأداة لضمان مقاومة التآكل والقوة.

فحص الأبعاد: ضمان توافق القطر الخارجي، وسمك الجدار، وأبعاد السن مع تحمّلات API 5DP.

بالنسبة لأنابيب الحفر PSL-2 وPSL-3، يتطلب معيار API 5DP عمليات فحص جودة إضافية، تشمل اختبار التعب والتقييمات غير الإتلافية الموسعة، لتعزيز الموثوقية في بيئات الحفر القاسية.

مع أن معيار API 5DP لا يتناول الأداء مباشرةً في تطبيقات محددة، يُمكن للمستخدمين الرجوع إلى معيار API RP 7G، الذي يُقدم إرشادات مُفصلة حول تحسين أداء أنابيب الحفر. ومن أهم جوانبه مقاومة التعب، التي تُركز على إطالة عمر أنابيب الحفر وتقليل خطر الأعطال في ظل ظروف التحميل المُتكررة. كما تُعدّ مقاومة التآكل أساسية، لا سيما في البيئات ذات التركيزات العالية من غاز H₂S (الغاز الحامض) أو ثاني أكسيد الكربون، حيث يلزم اختيار المواد المناسبة واتخاذ تدابير وقائية لمنع التدهور. ومن العوامل الرئيسية الأخرى مقاومة عزم الدوران، لا سيما في الآبار العميقة وعمليات الحفر المُعقدة حيث تتعرض أنابيب الحفر لأحمال عزم دوران عالية قد تؤثر على سلامتها الهيكلية. وفي الظروف القاسية مثل الآبار ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي (HPHT)، بالإضافة إلى الحفر الأفقي والاتجاهي، يُعد استخدام أنابيب حفر عالية القوة تُلبي مواصفات API 5DP أمرًا بالغ الأهمية لضمان السلامة التشغيلية والكفاءة والموثوقية على المدى الطويل.

يُعد معيار API 5DP أداة قيّمة لتحسين جودة أنابيب الحفر وتجنب مخاطر عدم التطابق (NPT). فهو يوفر طريقة متسقة لقياس القطر الداخلي والسمك، مما يُجنّب التباين؛ كما يتطلب إجراء جميع القياسات في كل مستوى فحص قياسي. عند اختيار أنابيب الحفر، يجب مراعاة عوامل مثل ظروف البئر، وعمق الحفر، وخصائص التكوين، لضمان الامتثال لمعيار API 5DP وتحقيق الأداء الأمثل في عمليات الحفر.

معايير API الأخرى لأنابيب الحفر

لتحديد متطلبات التسليم لإنتاج أنابيب الحفر، هناك العديد من معايير API المعمول بها. ستوضح لك وثائق API هذه الشكل الجديد لمكونات جذع الحفر:

مواصفات API 7-1: مواصفة عناصر جذع الحفر الدوار

API RP 7-2: مواصفة لربط وقياس وصلات الخيوط الدوارة الكتفية

مواصفات API 5B: ربط وقياس وفحص خيوط أنابيب التغليف والأنابيب وخطوط الأنابيب

API RP 5B1: قياس وفحص خيوط أنابيب التغليف والأنابيب وخطوط الأنابيب

يضمن معيار API 5DP، باعتباره معيارًا رئيسيًا في صناعة النفط والغاز، جودة وأداء وسلامة أنابيب الحفر. يغطي هذا المعيار أنابيب الحفر من الفئة E والأنابيب عالية القوة (X، G، S)، ويوفر مستويات مختلفة من مقاومة الضغط (PSL) لتناسب ظروف الحفر المختلفة. يضع معيار API 5DP متطلبات صارمة لتركيب المواد والتصنيع والفحص لضمان قدرة أنابيب الحفر على تحمل بيئات الحفر القاسية وظروف الإجهاد العالي.

عند اختيار أنابيب الحفر، بالإضافة إلى اتباع API 5DP، يجب على المستخدمين الرجوع إلى المعايير ذات الصلة مثل API RP 7G لتحسين أداء أنابيب الحفر، وإطالة عمر الخدمة، وتحسين كفاءة الحفر.