غلاف أنابيب البئر هو أنبوب ذو قطر كبير يستخدم في المقام الأول لتأمين جدران أو آبار النفط والغاز الطبيعي. بمجرد إدخاله في البئر، يتم تثبيت الغلاف في مكانه لمنع انهيار جدار البئر، وعزل التكوينات الصخرية، وضمان دوران طين الحفر، وبالتالي ضمان عمليات الحفر والاستخراج السلسة. نظرًا لأهميته وعمليته، يتم استخدام غلاف أنابيب البئر بشكل شائع، حيث تتراوح الأقطار الخارجية عادةً من ملليمتر إلى 508 ملليمتر. الأهمية الحاسمة لغلاف أنابيب البئر في عمليات الحفر واضحة، حيث تؤثر جودته بشكل مباشر على سلامة وكفاءة عمليات الحفر. أحد العوامل الرئيسية التي تحدد أداء وموثوقية غلاف أنابيب البئر هو مادته. فيما يلي، سنقدم مقدمة مفصلة للمواد الرئيسية المستخدمة في غلاف أنابيب البئر.
تشمل مواد غلاف أنابيب البئر بشكل أساسي الفولاذ الكربوني والفولاذ السبائكي والفولاذ المقاوم للصدأ والبلاستيك.
الفولاذ الكربوني:
يعد الفولاذ الكربوني أحد أكثر المواد شيوعًا لغلاف أنابيب البئر. تتميز أنابيب الآبار المصنوعة من الفولاذ الكربوني بخصائص ميكانيكية جيدة ومقاومة للتآكل، وهي مناسبة لمعظم آبار النفط والغاز. تستخدم أنابيب الآبار المصنوعة من الفولاذ الكربوني عادةً درجات مثل J55 وN80 وL80 وفقًا لمواصفات API 5CT. توفر هذه المواد قوة عالية ومقاومة للتآكل، وتلبي متطلبات آبار النفط والغاز العامة. تُستخدم درجات أقل مثل J55 وN80 للأنابيب الملحومة. تنقل أنابيب النفط البترول من الخزانات إلى السطح من خلال وصلات أو اتصالات متكاملة.
الفولاذ السبائكي:
يوفر الفولاذ السبائكي قوة أعلى ومقاومة ممتازة للتآكل، وهو مناسب للظروف القاسية مثل درجات الحرارة والضغط المرتفعة. تستخدم أنابيب الآبار المصنوعة من الفولاذ السبائكي عادةً درجات مثل C95 وP110 وفقًا لمواصفات API. توفر هذه المواد قوة أعلى ومقاومة أفضل للتآكل، وهي مناسبة لعمليات الحفر في أنواع الآبار العميقة والمعقدة.
الفولاذ المقاوم للصدأ:
يوفر غلاف أنابيب الآبار المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة ممتازة للتآكل وأداءً في درجات الحرارة العالية، وهو مناسب لعمليات الحفر في البيئات الحمضية أو القلوية. تستخدم أنابيب الآبار المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ عادةً مواد مثل 316 و316L، المعروفة بمقاومتها العالية للتآكل وأدائها في درجات الحرارة العالية، مما يمنع بشكل فعال التآكل وتشوه الغلاف.
أغلفة أنابيب الآبار البلاستيكية:
أغلفة أنابيب الآبار البلاستيكية هي نوع جديد من مواد التغليف، والمعروفة بخفة وزنها ومقاومتها للتآكل وخصائص العزل الجيدة، وهي مناسبة لظروف تشغيلية محددة. عادةً ما يتم تصنيع أنابيب الآبار البلاستيكية من مواد مثل كلوريد البولي فينيل (PVC) أو البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)، مما يوفر مقاومة ممتازة للتآكل وأداءً في درجات الحرارة العالية لتلبية متطلبات أنواع معينة من الآبار.
بالإضافة إلى المواد المستخدمة بشكل شائع المذكورة أعلاه لأغلفة أنابيب الآبار، توجد أيضًا مواد أخرى مثل سبائك التيتانيوم وسبائك النيكل وما إلى ذلك. تمتلك هذه المواد خصائص خاصة مناسبة لظروف التشغيل القاسية مثل تطوير النفط والغاز البحري.
إنتاج وفحص غلاف أنابيب الآبار
يجب أن يلتزم إنتاج وفحص غلاف أنابيب الآبار بمعايير ومواصفات صارمة لضمان جودته وموثوقيته.
اختبار التركيب الكيميائي:
وفقًا لـ SY/T6194-96، يجب أن يستخدم الغلاف ووصلاته نفس درجة الفولاذ، مع محتوى كبريت وفوسفور أقل من 0.045%. يتم أخذ عينات التحليل الكيميائي وفقًا لـ GB222-84 وتحليلها وفقًا للأقسام ذات الصلة من GB223. يتم استخدام ASTM E59 وASTM E350 لأخذ العينات الكيميائية والتحليل، على التوالي، وفقًا لـ API SPEC 5CT1988 من معهد البترول الأمريكي.
اختبار الخصائص الفيزيائية:
يتطلب SY/T6194-96 اختبارات التسطيح (GB246-97)، واختبارات الشد (GB228-87)، واختبارات الضغط الهيدروستاتيكي. تتضمن مواصفات API SPEC 5CT1988 اختبارات الضغط الهيدروستاتيكي واختبارات التسطيح واختبارات التشقق الناتج عن إجهاد الكبريتيد واختبارات الصلابة (ASTM E18 أو E10) واختبارات الشد واختبارات التأثير العرضي (ASTM A370 وASTM E23) وتحديد حجم الحبيبات (ASTM E112).
تحدد API ثلاثة أطوال: R-1 (4.88-7.62 متر)، وR-2 (7.62-10.36 متر)، وR-3 (10.36 متر وأكثر).
يتم تمييز بعض السلع المستوردة بعلامة "LTC" للغلاف ذي الخيوط الطويلة. قد تلتزم الواردات اليابانية بمعايير API أو معايير الشركات المصنعة اليابانية المحددة (على سبيل المثال، Nippon Steel وSumitomo وKawasaki) مع درجات فولاذية مثل NC-55E وNC-80E وNC-L80 وNC-80HE.
في حالات المطالبة، تم ملاحظة عيوب خارجية مثل الخيوط السوداء، وتلف الخيوط، وطي الأنابيب، وانكسار الخيوط، وتباعد الخيوط الضيق، واختلافات حجم الوصلات. تشمل مشكلات الجودة الداخلية هشاشة الغلاف وانخفاض قوة الخضوع.
تطبيقات ومواصفات غلاف الآبار
يعد تطبيق غلاف أنابيب الآبار في صناعة البترول أمرًا بالغ الأهمية لحفر ونقل النفط والغاز من الآبار. ويشمل ذلك أنابيب الحفر، وغلاف أنابيب الآبار، وأنابيب الإنتاج. تربط أنابيب الحفر بين لقمة الحفر ومنصة الحفر، وتنقل طاقة الحفر. يدعم غلاف أنابيب الآبار حفرة البئر أثناء الحفر وبعد الانتهاء، مما يضمن التشغيل السلس والأداء الطبيعي للبئر بالكامل. ينقل أنبوب الإنتاج النفط والغاز من قاع البئر إلى السطح.
يعمل غلاف أنابيب الآبار كشريان حياة لعمليات آبار النفط. نظرًا للظروف الجيولوجية المتغيرة وحالات الإجهاد المعقدة في قاع البئر والتي تنطوي على الشد والضغط والانحناء والالتواء، يتم فرض متطلبات جودة صارمة على الغلاف. إن تلف أنابيب التغليف لأي سبب من الأسباب قد يؤدي إلى انخفاض الإنتاج أو حتى التخلي عن البئر بالكامل.
يتم تصنيف أنابيب التغليف إلى درجات مختلفة من الفولاذ مثل J55 وK55 وN80 وL80 وC90 وT95 وP110 وQ125 وV150، بناءً على قوة الفولاذ نفسه. يعتمد اختيار درجة الفولاذ على ظروف البئر وأعماقها. كما أن مقاومة التآكل مطلوبة أيضًا في البيئات المسببة للتآكل، في حين أن مقاومة الانهيار ضرورية في المناطق المعقدة جيولوجيًا.
27MnCrV هو نوع جديد من الفولاذ يستخدم لإنتاج أنابيب التغليف من الدرجة TP110T. تشمل أنواع الفولاذ التقليدية المستخدمة في أنابيب التغليف من الدرجة TP110T 29CrMo44 و26CrMo4. وبالمقارنة مع الأخيرين، يحتوي 27MnCrV على عدد أقل من العناصر النادرة، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف الإنتاج. ومع ذلك، قد تؤدي عمليات الأوستنيت والإخماد العادية لـ 27MnCrV إلى هشاشة التلطيف عند درجات الحرارة العالية، مما يؤدي إلى انخفاض وعدم استقرار صلابة التأثير.
عادةً، يتم استخدام طريقتين لمعالجة مثل هذه المشكلات: أولاً، طريقة التبريد السريع بعد التلطيف لتجنب هشاشة درجات الحرارة العالية وتعزيز الصلابة؛ ثانيًا، الإخماد دون الحرج، والذي ينطوي على الأوستنيت غير الكامل لدرجة الفولاذ لتحسين العناصر الضارة والشوائب بشكل فعال، وبالتالي تعزيز الصلابة. يتطلب النهج الأول متطلبات صارمة نسبيًا لمعدات المعالجة الحرارية، مما يؤدي إلى تكاليف إضافية.
بالنسبة لفولاذ 27MnCrV، AC1 = 736 درجة مئوية، AC3 = 810 درجة مئوية. يتضمن الإخماد دون الحرج التسخين بين 740-810 درجة مئوية، مع درجة حرارة تسخين مختارة تبلغ 780 درجة مئوية ووقت نقع 15 دقيقة؛ يتم إجراء التلطيف اللاحق عند 630 درجة مئوية لمدة 50 دقيقة. تسخن عملية الإخماد دون الحرج في منطقة الطور α+γ، مما يحافظ على بعض الفريت غير المذاب أثناء عملية الإخماد للحفاظ على قوة أعلى مع تحسين الصلابة. بالإضافة إلى ذلك، تعمل درجات حرارة الإخماد المنخفضة على تقليل إجهاد الإخماد مقارنة بالطرق التقليدية، مما يقلل التشوه. وهذا يضمن التشغيل السلس للمعالجة الحرارية ويوفر مادة خام ممتازة لتصنيع الخيوط اللاحقة وغيرها من العمليات.
ما هي تصنيفات غلاف أنابيب الآبار؟
بناءً على سيناريوهات تطبيقها ووظائفها، يمكن تصنيف غلاف أنابيب الآبار إلى غلاف سطحي، وغلاف متوسط، وغلاف إنتاجي.
غلاف أنابيب الآبار السطحية:
يستخدم غلاف أنابيب الآبار السطحية في المقام الأول لحماية عمليات الحفر، ومنع التلوث من المياه الضحلة ومناطق الغاز. وهو يدعم معدات رأس البئر ويتحمل وزن طبقات الغلاف اللاحقة، مما يضمن سلامة عمليات الحفر.
غلاف أنابيب الآبار المتوسطة:
يستخدم غلاف أنابيب الآبار المتوسطة لعزل مناطق الضغط المختلفة، مما يسمح بالتداول السليم لسوائل الحفر وحماية غلاف الإنتاج. كما يستخدم الغلاف المتوسط لتثبيت مانعات الانفجار، ومانعات التسرب، وأنابيب العادم لحماية عمليات الحفر.
غلاف أنابيب الآبار الإنتاجية:
يستخدم غلاف أنابيب الآبار الإنتاجية لاستخراج النفط والغاز من الخزانات تحت السطحية. فهو يحمي البئر ويسهل تقسيم طين الحفر.
تضمن هذه التصنيفات عمليات حفر فعّالة وآمنة عبر مختلف الظروف الجيولوجية.
لقد تحسنت معايير الجودة لأنابيب التغليف في الصين باستمرار، حيث تجاوز بعضها معايير الاستيراد. وتصنف العديد من المنتجات المصممة محليًا ضمن الأفضل عالميًا. تشمل المواصفات الفنية لأنابيب التغليف المحلية:
المعايير والمواصفات الخاصة بأنابيب التغليف لآبار النفط
يجب أن يكون سطح الأنابيب والوصلات الملولبة أملسًا، دون نتوءات أو تمزقات أو عيوب يمكن أن تقطع الخيوط أو تعرض القوة والوصلات المحكمة للخطر.
وفقًا لـ SY/T6194-96، يمكن أن تتراوح أطوال الأنابيب المحلية من 8 إلى 13 مترًا. يمكن توفير أطوال أنابيب أقصر من 6 أمتار، ولكن لا ينبغي أن تتجاوز 20٪ من إجمالي الأنابيب.
يجب أن تكون الأسطح الداخلية والخارجية للأنابيب خالية من الطيات والخطوط والتقشير والشقوق والتدحرج والندوب. يجب إزالة هذه العيوب تمامًا، مع عدم تجاوز الأعماق 12.5٪ من سمك الجدار الاسمي.
يجب أن يكون السطح الخارجي للوصلات خاليًا من الطيات والخطوط والتقشير والشقوق والتدحرج والندوب وغيرها من العيوب.
باختصار، تلعب أنابيب التغليف دورًا حاسمًا في صناعة البترول. وتشير التقديرات إلى أن حفر متر واحد من البئر يتطلب 62 كيلوغرامًا من التغليف، بما في ذلك 48 كيلوغرامًا من التغليف، و10 كيلوغرامات من خطوط الأنابيب، و3 كيلوغرامات من قضبان الحفر، و0.5 كيلوغرام من رؤوس الحفر. ونظرًا للطلب المرتفع والتكلفة المرتفعة، توجد إمكانات كبيرة لتوفير النفقات وخفض التكاليف. وقد أدى التحسين المستمر في عمليات التصنيع وجودة المواد إلى تعزيز أداء أنابيب التغليف وموثوقيتها بشكل كبير، مما يوفر ضمانًا قويًا لعمليات حفر البترول.
English
Español
بالعربية
تلفون .:
واتساب:
البريد الإلكتروني:
