Qualitätsmängel bei Ölbohrrohren sind vor allem auf drei Aspekte zurückzuführen:
Erstens erfüllen die Qualitätsmängel des Ölbohrrohrkörpers selbst, wie z. B. die mechanischen Eigenschaften, die interne Verbindung und das Gewicht des Rohrkörpers, nicht die Anforderungen;
Zweitens die Qualitätsmängel, die durch das Ölbohrrohr während des Verarbeitungsprozesses verursacht werden, wie z. B. Gewindeparameter (Kegel, Steigung, Zahnhöhe, Ken-Form sowie Konzentrizität und enger Abstand der Gewinde an beiden Enden der Kupplung), die über den Standard hinausgehen. schwarze Gewindeschnalle, gebrochene Schnalle, Gewindeabweichung, Schraubendrehmoment über dem Standard, Undichtigkeiten, Gewindeschäden (Kratzer, Beulen), Bohrrohrschweißqualität entspricht nicht den Anforderungen usw.;
Drittens entsprach die Leistung des Ölbohrrohrs, einschließlich Quetschschutz, Korrosionsschutz, Perforationsleistung und Antihaftleistung, nicht den Anforderungen.
1. Qualitätsmängel und Verhinderung der Verarbeitung von Ölbohrrohrgewinden
Bei der Gewindeverarbeitung von Ölbohrrohren kann das Gewinde Qualitätsmängel aufweisen, wie z. B. schwarze Knickung, Fadenabweichung, gebrochene Knickung, Fadenkratzer (Beulen) und Fadenparameter, die über dem Standard liegen.
(1) Schwarzer Fadenknick: Schwarzer Fadenknick wird dadurch verursacht, dass die lokale Verarbeitungsmenge des Fadens zu klein ist, was zu „Unglätte“ führt, die mit der Genauigkeit des Außendurchmessers und der Wandstärke, der Ovalität und der Geradheit des Rohrendes zusammenhängt . Eine schwarze Wölbung am Pfeifenkörper wird oft dadurch verursacht, dass der Außendurchmesser des Pfeifenkörpers zu klein ist, das Rohrende nicht gerade genug ist oder die Ovalität zu groß ist. Eine schwarze Wölbung an der Kupplung wird im Allgemeinen dadurch verursacht, dass der Außendurchmesser des Stahlrohrs die positive Toleranz überschreitet, die Wand die negative Toleranz überschreitet oder die Ovalität zu groß ist.
(2) Gewindewandabweichung: Die Gewindewandabweichung ist die ungleichmäßige Wandstärke des Stahlrohrs nach dem Gewindeschneiden, wobei eine Seite dünn und die andere Seite dick ist. Der Grund für die Abweichung der Gewindewand ist ähnlich wie bei der schwarzen Gewindewölbung, die durch ungleichmäßige Wandstärke, Biegung oder übermäßige Ovalität am Ende des Stahlrohrs verursacht wird. Manchmal, wenn eine Abweichung der Gewindewand auftritt oder die Verarbeitungsmenge nicht richtig kontrolliert wird, kann die Wandstärke des Gewindebodens die negative Toleranz überschreiten, was die Verbindungsfestigkeit des Ölbohrlochrohrs ernsthaft beeinträchtigt.
(3) Fadenbruch: Wenn der Fadenkammschneider den Faden mit hoher Geschwindigkeit und Kraft schneidet, kommt es zu einem Fadenbruch, sobald der Faden gerissen ist oder der Faden „verloren“ ist. Im Allgemeinen wird ein Fadenbruch hauptsächlich durch große nichtmetallische Einschlüsse im Stahl verursacht und hängt auch mit der Qualität des Fadenkammschneiders und der Stabilität des Einfädelprozesses zusammen.
(4) Gewindeschäden: Zu den Gewindeschäden an Ölbohrrohren zählen Druckstellen und Abschürfungen, die bei der Produktion, beim Transport und bei der Lagerung der fertigen Produkte entstehen. Um zu verhindern, dass die freiliegenden Gewinde von Ölbohrrohren gequetscht, gequetscht oder verrostet werden, und um sicherzustellen, dass die Gewinde während der Produktion nicht mit harten Gegenständen (wie Transportrollen, geneigten Roststäben usw.) kollidieren, wird ein externer Schutz angebracht Ein Ring mit Innengewinde sollte auf die Gewinde des Ölbohrrohrkörpers geschraubt werden, und ein innerer Schutzring mit Außengewinde sollte auf die Gewinde der Kupplung geschraubt werden.
Der API Spec 5CT-Standard schreibt Folgendes vor:
① Die Gewindebearbeitungsanlage soll Innen- und Außengewindeschutzringe aufschrauben. Das Design, das Material und die mechanische Festigkeit des Gewindeschutzrings sind erforderlich, um die Gewinde und Rohrenden zu schützen und Schäden beim normalen Be- und Entladen sowie beim Transport zu vermeiden.
② Während des Transports und der normalen Lagerung von Öl und Gehäuse sind Design und Material des Gewindeschutzrings erforderlich, um die Gewinde vor Schmutz und Wasser zu schützen. Die normale Lagerdauer beträgt ca. 1 Jahr;
③ Die Materialauswahl des Gewindeschutzrings sollte keine Materialbestandteile enthalten, die Gewindekorrosion verursachen oder dazu führen können, dass der Gewindeschutzring am Gewinde haftet, und kann für eine Betriebstemperatur von -46℃ bis +66℃ geeignet sein:
④ Bei Rohrkörpern aus L80-Stahl der Güteklasse 9Cr und 13Cr dürfen keine Gewindeschutzringe aus blankem Stahl verwendet werden.
(5) Gewindeparameter übertreffen den Standard: Die Gewindeverarbeitung ist der wichtigste Prozess bei der Herstellung von Ölbohrrohren und auch der Schlüsselprozess, der die Gewindequalität von Ölbohrrohren bestimmt. Derzeit werden die meisten Ölbohrrohre mit speziellen CNC-Werkzeugmaschinen bearbeitet. Bei der Bearbeitung von Gewinden wird das Werkstück automatisch zentriert und schwimmend gespannt. Das Werkzeug zur Gewindebearbeitung verwendet ein Hartmetallwerkzeug und die Spindeldrehung ist stufenlos. Es gibt zwei Möglichkeiten, Gewinde zu bearbeiten: Zum einen dreht sich das Werkstück und das Werkzeug führt eine ebene Vorschubbewegung aus. Das andere ist, dass sich das Werkstück nicht bewegt und das Werkzeug rotiert und eine Vorschubbewegung ausführt. Diese beiden Arten von Werkzeugmaschinen haben ihre Eigenschaften. Ersteres ist flexibel einsetzbar. Es bietet nicht nur eine hohe Produktivität bei der Verarbeitung allgemeiner konischer Gewinde, sondern kann auch direkt verbundene und speziell verbundene Gewinde mit guter Luftdichtheit (spezielle Schnallen) verarbeiten. Letzteres hat eine höhere Produktivität bei der Verarbeitung allgemeiner konischer Gewinde als Ersteres, für die Verarbeitung spezieller Schnallen ist jedoch eine Vorbearbeitungsmaschine erforderlich. Die verschiedenen Parameter des Gewindes (Mitteldurchmesser, Zahnhöhe, Konizität, Steigung, Zahnprofilwinkel, enger Abstand usw.) wirken sich auf die Verbindungsstärke und die Dichtleistung des Gewindes aus. Der Nahabstand des Fadens ist der Gesamtwert der Schwankung jedes einzelnen Parameters des Fadens. Selbst wenn die einzelnen Parameter des Threads qualifiziert sind, ist sein enger Abstand möglicherweise nicht qualifiziert. Die Genauigkeit der verschiedenen Parameter des Gewindes hängt nicht nur von der Qualität des Rohrrohlings ab, sondern auch von der Gewindebearbeitungsmethode, dem Maschinentyp und der Stabilität des Bearbeitungsprozesses sowie der Maßgenauigkeit und Verschleißfestigkeit des Fadenkamms. Bei sonst gleichen Bedingungen bestimmt die Maßhaltigkeit des Fadenkamms die Genauigkeit der Fadengröße. Im Allgemeinen darf die Maßtoleranz des Fadenkamms nur 1/3 bis 1/4 der Produkttoleranz oder sogar mehr betragen.
(6) Drehmoment- und J-Werte übertreffen den Standard: Das Drehmoment des Öls und des Gehäuses bezieht sich auf das Ausgleichsdrehmoment, das entsteht, wenn die Kupplung und der Rohrkörper zusammengeschraubt werden. Der Zweck der Kontrolle des Drehmoments besteht darin, die Verbindungsfestigkeit zwischen der Kupplung und dem Rohrkörper sowie die Kontaktdruckspannung auf der Gewindeseite sicherzustellen und mit dem entsprechenden Gewindedichtfett zusammenzuarbeiten, um ein Auslaufen von Öl und Gehäuse zu verhindern. Bei API-Standardgewinden stellt der J-Wert den Abstand vom Rohrende zur Mitte der Kupplung dar, nachdem die Kupplung und der Rohrkörper festgezogen wurden. Dies ist einer der wichtigen Parameter, die die Qualität der Gewindeverbindung bestimmen.
(7) Leckage: Um Öl- und Gehäuselecks zu vermeiden, die durch unzureichenden Kontaktdruck zwischen Öl- und Gehäuserohrkörper und Kupplungsgewinde verursacht werden, werden Öl und Gehäuse mit Kupplung gemäß der Norm einer hydrostatischen Druckprüfung unterzogen. Die Undichtigkeit des Gewindes, das Rohrkörper und Kupplung verbindet, hängt von der Art und Qualität des Gewindes, der Verschraubung von Öl und Gehäuse sowie der Qualität des Gewindedichtfetts ab. Bezüglich der Gewindeart ist die Dichtleistung von Rundgewinden besser als die von Trapezgewinden, Spezialgewinde sogar noch besser. Eine hochpräzise Gewindeform und ein angemessenes Öl- und Gehäuseschraubdrehmoment tragen zur Verbesserung der Dichtleistung des Gewindes bei. Gewindedichtfett kann beim Verschrauben von Kupplungen sowie beim Einsatz von Öl und Gehäuse eine Rolle bei der Schmierung, dem Füllen von Gewindespalten (Abdichten) und dem Korrosionsschutz spielen.
2. Leistung von Ölquellenrohren
Die Leistung von Ölbohrrohren umfasst die Antihaft-, Kollaps-, Korrosionsschutz- und Perforationsleistung.
(1) Antihaftwirkung: Gemäß den Standardanforderungen müssen die Gewindeverbindungen von Öl und Gehäuse hergestellt und gelöst werden. Es ist vorgeschrieben, dass jede Verbindung jeweils 6 Mal hergestellt und gelöst werden muss. Füllen Sie das Öl mit dem vom Hersteller empfohlenen maximalen Drehmoment auf, lösen Sie es dann und prüfen Sie, ob das Innen- und Außengewinde des Öls und des Gehäuses festsitzt. Das Festkleben von Öl- und Gehäusegewinden hängt von Faktoren wie der Gewindequalität, der Gewindeoberflächenhärte, der Aufziehgeschwindigkeit, dem Oberflächenreibungskoeffizienten und der Kontaktspannung (Kupplungsschraubmoment) ab. Um die Anti-Seizing-Leistung von Öl- und Gehäusegewinden zu verbessern, sollten die Oberflächenbeschaffenheit, Härte und Gleichmäßigkeit der Gewinde verbessert, die Gewindegeschwindigkeit reduziert und das Einschraubdrehmoment kontrolliert werden. Gleichzeitig sollte eine weichere Metall- oder Nichtmetallfilmschicht auf die Innengewindeoberfläche der Kupplung plattiert werden, um den Rohrkörper des Öls und das Gehäuse von der Kupplung zu trennen und ein Anhaften der Metalloberfläche zwischen den beiden Gewinden zu verhindern um ein Reißen oder gar Reißen der Fäden zu vermeiden. Vor dem Verschrauben der Kupplung muss die Gewindeoberfläche mit Gewindefett bestrichen werden, um ein Festkleben des Gewindes nach dem Verschrauben der Kupplung zu verhindern und die Dichtleistung des Gewindes zu verbessern. Es gibt viele Beschichtungsverfahren für die Oberfläche des Kupplungsgewindes: etwa das Verzinkungsverfahren und das Phosphatierungsverfahren; Für einige Sondermaterialien und spezielle Anschlussgewinde ist häufig eine Verkupferung erforderlich. Faktoren im Zusammenhang mit dem werksbezogenen Gewindeschneiden: Gewindeparameter (Steigung, Zahnhöhe, Kegel, Anzugsdrehmoment, Halbwinkel des Zahnprofils usw.), Abstimmung von Innen- und Außengewinden (Oberflächenbehandlung, Oberflächenbeschaffenheit, Phosphatierung, Verzinkung, Verkupferung, usw.), Gewindeverbindung (Funktion: Schmierung, Füllen und Abdichten usw., bestehend aus Metallpulver und Fett), Make-up-Steuerung (Make-up-Drehmoment, Make-up-Geschwindigkeit usw.), Materialfaktoren usw. Faktoren im Zusammenhang mit dem Einfädeln im Zusammenhang mit dem Ölfeldbetrieb: Heben ohne Fadenschutz, schiefe Verbindung (das Rohr schwingt in der Luft und ist nicht konzentrisch mit der Bohrlochverbindung), keine oder wenige Verbindungen, Gewindemischung (entspricht nicht den Standardanforderungen, Sand und andere). Schmutz), Nachstellgeschwindigkeit und Nachstelldrehmoment sowie Klemmkraft großer Zangen usw.
(2) Anti-Squeeze-(Crush-)Leistung: Mit zunehmender Bohrtiefe steigt der Druck auf Öl und Gehäuse in Öl- und Gasbohrlöchern, insbesondere in Tiefbohrlöchern, Ultratiefbohrlöchern oder Öl- und Gasbohrlöchern in komplexen Formationen wie z B. Steinsalz, Salzpaste, Schiefer und weiche Gesteinsformationen, die den plastischen Fluss isolieren müssen. Wenn der Außendruck einen bestimmten Grenzwert überschreitet, führt der Körper des Ölbohrrohrs zu einer rillenförmigen oder elliptischen Verformung, die als Kollaps des Ölbohrrohrs bezeichnet wird.
(3) Korrosionsschutzleistung: Einige Öl- und Gasfelder enthalten große Mengen korrosiver Medien wie Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid oder Chloridionen, was Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit von Öl und Gehäusen stellt, einschließlich der Beständigkeit gegen Sulfidspannungskorrosion. Beständigkeit gegen CO2- und Cl-Korrosion usw. Die Korrosionsbeständigkeit von Öl und Gehäuse hängt hauptsächlich von Faktoren wie der chemischen Zusammensetzung von Stahl und dem Restspannungswert von Stahlrohren ab. Die Reduzierung des Gehalts an nichtmetallischen Einschlüssen und schädlichen Elementen im Stahl, die Erhöhung des Gehalts an Korrosionsschutzelementen wie Cr und Ni, die Reduzierung der Eigenspannung im Stahlrohr und die Verbesserung des Streckgrenzenverhältnisses des Stahlrohrs sind alle förderlich zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Öl und Gehäuse.
(4) Perforationsleistung: Der Ölproduktionsteil der Ölschichtverrohrung (geschichtete Ölförderung in einer mehrschichtigen Ölquelle) erfordert eine Perforation, damit Rohöl aus der vorgesehenen ölhaltigen Ölsandschicht in die Verrohrung fließen kann. Aus diesem Grund muss die Ölschichthülle eine gute Perforationsleistung aufweisen, insbesondere bei pistolenlosen Perforationsvorgängen muss die Perforationsleistung der Hülle höher sein. Die Perforationsleistung der Hülle wird durch Perforationstests ermittelt. Das heißt, die zu testende Hülse wird in einem simulierten Schacht aufgehängt und eine bestimmte Anzahl geformter Perforationsgeschosse mit einem bestimmten Abstand und unterschiedlichen Richtungen werden in die Hülse gehängt. Anschließend erfolgt die Perforation. Wenn nach dem Perforieren keine Risse um die Löcher des Testgehäuses herum vorhanden sind, wird die Perforationsleistung als gut bewertet; Wenn um die Löcher herum eine geringe Anzahl kleiner Risse vorhanden ist, deren Anzahl und Länge jedoch die Anforderungen der technischen Bedingungen nicht überschreiten, wird die Perforationsleistung als qualifiziert bewertet; und wenn die Anzahl oder Länge der Risse um die Löcher herum die Anforderungen überschreitet, insbesondere wenn die Risse zwischen zwei benachbarten Löchern verbunden sind, wird die Perforationsleistung als uneingeschränkt bewertet. Das Ölfeld stellt auch klare Anforderungen an das Ausmaß der Gehäuseausdehnung nach der Perforation und die Höhe der inneren und äußeren Grate um die Löcher herum.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 11. Juni 2024