ข้อบกพร่องด้านคุณภาพและการป้องกันท่อบ่อน้ำมัน

ข้อบกพร่องด้านคุณภาพของท่อบ่อน้ำมันส่วนใหญ่มาจากสามด้าน:
ประการแรก ข้อบกพร่องด้านคุณภาพของตัวท่อบ่อน้ำมัน เช่น คุณสมบัติทางกล การเชื่อมต่อภายใน และการชั่งน้ำหนักของตัวท่อไม่เป็นไปตามข้อกำหนด
ประการที่สอง ข้อบกพร่องด้านคุณภาพที่เกิดจากท่อบ่อน้ำมันในระหว่างกระบวนการแปรรูป เช่น พารามิเตอร์ของเกลียว (เรียว ระยะพิทช์ ความสูงของฟัน รูปร่างเคน และศูนย์กลางและระยะห่างใกล้ของเกลียวที่ปลายทั้งสองของข้อต่อ) เกินมาตรฐาน หัวเข็มขัดเกลียวสีดำ, หัวเข็มขัดหัก, ส่วนเบี่ยงเบนของเกลียว, แรงบิดของสกรูเกินมาตรฐาน, การรั่วไหล, ความเสียหายของเกลียว (รอยขีดข่วน, การกระแทก), คุณภาพการเชื่อมท่อเจาะไม่เป็นไปตามข้อกำหนด ฯลฯ
ประการที่สาม ประสิทธิภาพของท่อบ่อน้ำมัน รวมถึงประสิทธิภาพการป้องกันการบีบ ประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อน ประสิทธิภาพการเจาะ และประสิทธิภาพการป้องกันการเกาะติด ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด

1. ข้อบกพร่องด้านคุณภาพและการป้องกันการประมวลผลด้ายท่อบ่อน้ำมัน
ในระหว่างการประมวลผลเกลียวของท่อบ่อน้ำมัน ด้ายอาจมีข้อบกพร่องด้านคุณภาพ เช่น หัวเข็มขัดสีดำ การเบี่ยงเบนของเกลียว หัวเข็มขัดหัก รอยขีดข่วนของด้าย (ชน) และพารามิเตอร์ของเกลียวที่เกินมาตรฐาน

(1) หัวเข็มขัดเกลียวสีดำ: หัวเข็มขัดเกลียวสีดำเกิดจากปริมาณการประมวลผลในท้องถิ่นของเกลียวมีขนาดเล็กเกินไป ส่งผลให้เกิด "ความไม่เรียบ" ซึ่งสัมพันธ์กับความแม่นยำของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความหนาของผนัง การตกไข่ และความตรงของปลายท่อ . หัวเข็มขัดสีดำบนตัวท่อมักเกิดจากเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของตัวท่อเล็กเกินไป ปลายท่อไม่ตรงเพียงพอ หรือรูปไข่ใหญ่เกินไป หัวเข็มขัดสีดำบนข้อต่อมักเกิดจากเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อเหล็กเกินความทนทานเชิงบวกของผนังเกินความอดทนเชิงลบหรือรูปไข่มีขนาดใหญ่เกินไป

(2) ส่วนเบี่ยงเบนของผนังเกลียว: ส่วนเบี่ยงเบนของผนังเกลียวคือความหนาของผนังที่ไม่สม่ำเสมอของท่อเหล็กหลังจากทำเกลียว โดยด้านหนึ่งบางและอีกด้านหนึ่งหนา สาเหตุของการเบี่ยงเบนผนังเกลียวคล้ายกับหัวเข็มขัดเกลียวสีดำ ซึ่งเกิดจากความหนาของผนังไม่เท่ากัน การโค้งงอ หรือการตกไข่มากเกินไปที่ปลายท่อเหล็ก บางครั้ง เมื่อเกิดการเบี่ยงเบนของผนังเกลียวหรือปริมาณการประมวลผลไม่ได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม ความหนาของผนังด้านล่างของเกลียวอาจเกินค่าเผื่อติดลบ ซึ่งจะส่งผลร้ายแรงต่อความแข็งแรงในการเชื่อมต่อของท่อบ่อน้ำมัน

(3) ด้ายขาด: เมื่อเครื่องตัดหวีด้ายตัดด้ายด้วยความเร็วสูงและแรง เมื่อด้ายขาดหรือด้าย "หลุด" จะทำให้ด้ายขาด โดยทั่วไปแล้ว การแตกของเกลียวส่วนใหญ่เกิดจากการรวมตัวของอโลหะขนาดใหญ่ในเหล็ก และยังเกี่ยวข้องกับคุณภาพของเครื่องตัดเกลียวและความเสถียรของกระบวนการทำเกลียวอีกด้วย

(4) ความเสียหายของเกลียว: ความเสียหายของเกลียวของท่อบ่อน้ำมันรวมถึงรอยฟกช้ำและรอยถลอกซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการผลิต การขนส่ง และการจัดเก็บผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป เพื่อป้องกันไม่ให้เกลียวที่โผล่ออกมาของท่อบ่อน้ำมันไม่ให้ช้ำ ถูกบดขยี้ หรือเป็นสนิม นอกจากนี้เพื่อให้แน่ใจว่าเกลียวจะไม่ชนกับวัตถุแข็ง (เช่น ลูกกลิ้งขนย้าย ตะแกรงเอียง ฯลฯ) ในระหว่างการผลิต ต้องมีอุปกรณ์ป้องกันภายนอก ควรขันแหวนที่มีเกลียวภายในบนเกลียวของตัวท่อบ่อน้ำมันและควรขันแหวนป้องกันภายในที่มีเกลียวภายนอกบนเกลียวของข้อต่อ

มาตรฐาน API Spec 5CT กำหนด:
1 โรงงานแปรรูปเกลียวควรขันสกรูบนวงแหวนป้องกันเกลียวภายในและภายนอก การออกแบบ วัสดุ และความแข็งแรงทางกลของวงแหวนป้องกันเกลียวจำเป็นต่อการปกป้องเกลียวและปลายท่อ เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายระหว่างการขนถ่ายตามปกติ และการขนส่ง
2 ในระหว่างการขนส่งและการจัดเก็บน้ำมันและเคสตามปกติ การออกแบบและวัสดุของวงแหวนป้องกันเกลียวจำเป็นต้องแยกเกลียวออกจากสิ่งสกปรกและน้ำ ระยะเวลาการเก็บรักษาปกติคือประมาณ 1 ปี
3 การเลือกวัสดุของวงแหวนป้องกันเกลียวไม่ควรมีส่วนประกอบของวัสดุที่อาจทำให้เกลียวสึกกร่อนหรือทำให้วงแหวนป้องกันเกลียวยึดติดกับเกลียว และเหมาะสมกับอุณหภูมิการใช้งานที่ -46°C ถึง +66°C:
④ ห้ามใช้วงแหวนป้องกันเกลียวเหล็กเปลือยกับตัวท่อเหล็กเกรด 9Cr และ 13Cr ของ L80

(5) พารามิเตอร์ของเกลียวเกินมาตรฐาน: การประมวลผลเกลียวเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุดในการผลิตท่อบ่อน้ำมันและยังเป็นกระบวนการสำคัญที่กำหนดคุณภาพเกลียวของท่อบ่อน้ำมัน ปัจจุบันท่อบ่อน้ำมันส่วนใหญ่ได้รับการประมวลผลด้วยเครื่องมือเครื่อง CNC แบบพิเศษ เมื่อประมวลผลเกลียว ชิ้นงานจะถูกจัดกึ่งกลางและยึดให้ลอยโดยอัตโนมัติ เครื่องมือสำหรับการประมวลผลเธรดใช้เครื่องมือคาร์ไบด์ และการหมุนสปินเดิลนั้นไม่มีขั้นตอน มีสองวิธีในการประมวลผลเกลียว วิธีแรกคือชิ้นงานจะหมุน และเครื่องมือจะเคลื่อนที่ป้อนระนาบ; อีกประการหนึ่งคือชิ้นงานไม่เคลื่อนที่ เครื่องมือจะหมุนและป้อนการเคลื่อนที่ เครื่องมือกลทั้งสองประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง อดีตมีความยืดหยุ่นในการใช้งาน ไม่เพียงแต่ให้ผลผลิตสูงเมื่อแปรรูปเกลียวแบบเรียวทั่วไป แต่ยังสามารถแปรรูปเกลียวแบบเชื่อมต่อโดยตรงและแบบพิเศษที่มีการกันลมได้ดี (หัวล็อคแบบพิเศษ) แบบหลังมีประสิทธิผลสูงกว่าในการประมวลผลเกลียวเรียวทั่วไปมากกว่าแบบก่อน แต่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือเครื่องจักรก่อนการประมวลผลเพื่อประมวลผลหัวเข็มขัดแบบพิเศษ พารามิเตอร์ต่างๆ ของเกลียว (เส้นผ่านศูนย์กลางกลาง ความสูงของฟัน ความเรียว ระยะพิทช์ มุมโปรไฟล์ของฟัน ระยะใกล้ ฯลฯ) จะส่งผลต่อความแข็งแรงในการเชื่อมต่อและประสิทธิภาพการปิดผนึกของเกลียว ระยะห่างของเกลียวคือค่าที่ครอบคลุมของความผันผวนของพารามิเตอร์แต่ละตัวของเกลียว แม้ว่าพารามิเตอร์แต่ละตัวของเธรดจะผ่านการรับรองแล้ว แต่ระยะห่างที่ใกล้อาจไม่ผ่านการรับรอง ความถูกต้องของพารามิเตอร์ต่างๆ ของเกลียว นอกจากจะสัมพันธ์กับคุณภาพของช่องว่างของท่อแล้ว ยังเกี่ยวข้องกับวิธีการประมวลผลเกลียว ประเภทของเครื่องมือกล และความเสถียรของกระบวนการแปรรูป ตลอดจนความแม่นยำของมิติและ ความต้านทานการสึกหรอของหวีด้าย เมื่อเงื่อนไขอื่นๆ เหมือนกัน ความแม่นยำของมิติของหวีเกลียวจะกำหนดความแม่นยำของขนาดเกลียว โดยทั่วไป ค่าเผื่อมิติของหวีเกลียวจะต้องอยู่ที่ 1/3 ถึง 1/4 ของพิกัดความเผื่อของผลิตภัณฑ์ หรือสูงกว่านั้นด้วยซ้ำ

(6) ค่าแรงบิดและ J เกินมาตรฐาน: แรงบิดของน้ำมันและท่อหมายถึงแรงบิดแต่งหน้าที่เกิดขึ้นเมื่อข้อต่อและตัวท่อถูกขันเข้าด้วยกัน วัตถุประสงค์ของการควบคุมแรงบิดคือเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแข็งแรงในการเชื่อมต่อระหว่างข้อต่อและตัวท่อและแรงกดสัมผัสที่ด้านเกลียว และเพื่อให้ความร่วมมือกับจาระบีซีลเกลียวที่สอดคล้องกันเพื่อป้องกันการรั่วไหลของน้ำมันและท่อ สำหรับเกลียวมาตรฐาน API ค่า J แสดงถึงระยะห่างจากปลายท่อถึงจุดศูนย์กลางของข้อต่อหลังจากที่ข้อต่อและตัวท่อแน่นขึ้น ซึ่งเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์สำคัญที่กำหนดคุณภาพของการเชื่อมต่อแบบเกลียว

(7) การรั่วไหล: เพื่อหลีกเลี่ยงการรั่วไหลของน้ำมันและท่อที่เกิดจากแรงดันสัมผัสไม่เพียงพอระหว่างตัวท่อน้ำมันและท่อท่อและเกลียวข้อต่อ น้ำมันและท่อที่มีข้อต่อจะต้องผ่านการทดสอบแรงดันไฮโดรสแตติกตามมาตรฐาน การรั่วของเกลียวที่เชื่อมต่อตัวท่อและข้อต่อสัมพันธ์กับชนิดและคุณภาพของเกลียว การขันเกลียวของน้ำมันและตัวเรือน และคุณภาพของจาระบีซีลเกลียว ในแง่ของประเภทเกลียว ประสิทธิภาพการปิดผนึกของเกลียวกลมนั้นดีกว่าเกลียวสี่เหลี่ยมคางหมู และเกลียวแบบพิเศษยังดีกว่าอีกด้วย รูปทรงเกลียวที่มีความแม่นยำสูงและแรงบิดในการขันสกรูของน้ำมันและปลอกที่เหมาะสมเอื้อต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพการซีลของเกลียว จาระบีซีลเกลียวสามารถมีบทบาทในการหล่อลื่น อุดช่องว่างของเกลียว (การซีล) และป้องกันการกัดกร่อนในระหว่างการขันสกรูของข้อต่อและการใช้น้ำมันและปลอก

2. ประสิทธิภาพของท่อบ่อน้ำมัน
ประสิทธิภาพของท่อบ่อน้ำมันรวมถึงประสิทธิภาพในการป้องกันการเกาะติด ประสิทธิภาพการป้องกันการยุบตัว ประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อน และประสิทธิภาพการเจาะ

(1) ประสิทธิภาพการป้องกันการเกาะติด: ตามข้อกำหนดมาตรฐาน ต้องทำและไม่ทำข้อต่อเกลียวของน้ำมันและปลอก กำหนดไว้ว่าแต่ละข้อต้องทำและเลิกทำ 6 ครั้ง สร้างแรงบิดสูงสุดตามคำแนะนำของผู้ผลิต จากนั้นจึงถอดออก และตรวจสอบการเกาะติดของเกลียวภายในและภายนอกของน้ำมันและปลอก การเกาะติดของเกลียวน้ำมันและเกลียวในมีความสัมพันธ์กับปัจจัยต่างๆ เช่น คุณภาพของเกลียว ความแข็งของพื้นผิวเกลียว ความเร็วการแต่งหน้า ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีที่พื้นผิว และความเค้นสัมผัส (แรงบิดของสกรูข้อต่อ) เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันการยึดติดของเกลียวน้ำมันและปลอก ควรปรับปรุงความสมบูรณ์ ความแข็ง และความสม่ำเสมอของเกลียว ลดความเร็วของเกลียว และควรควบคุมแรงบิดในการขันสกรู ในเวลาเดียวกัน ควรชุบชั้นฟิล์มโลหะที่นิ่มกว่าหรือไม่ใช่โลหะบนพื้นผิวเกลียวด้านในของข้อต่อเพื่อแยกตัวท่อของน้ำมันและปลอกออกจากข้อต่อเพื่อป้องกันไม่ให้พื้นผิวโลหะระหว่างเกลียวทั้งสองติดกันและ เพื่อไม่ให้ด้ายขาดหรือขาด ก่อนที่จะขันข้อต่อ จะต้องเคลือบพื้นผิวเกลียวด้วยจาระบีเกลียวเพื่อป้องกันไม่ให้เกลียวติดหลังจากขันข้อต่อ และเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการซีลของเกลียว มีวิธีการเคลือบพื้นผิวของเกลียวข้อต่อหลายวิธี เช่น กระบวนการชุบสังกะสีและกระบวนการฟอสเฟต สำหรับวัสดุพิเศษบางชนิดและเกลียวเชื่อมต่อพิเศษ มักจำเป็นต้องชุบทองแดง ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการทำเกลียวที่เกี่ยวข้องกับโรงงาน: พารามิเตอร์ของเกลียว (ระยะพิทช์ ความสูงของฟัน ความเรียว แรงบิดที่แน่น มุมครึ่งของโปรไฟล์ฟัน ฯลฯ) การจับคู่เกลียวภายในและภายนอก (การรักษาพื้นผิว การตกแต่งพื้นผิว ฟอสเฟต การชุบสังกะสี การชุบทองแดง ฯลฯ), สารประกอบเกลียว (ฟังก์ชัน: การหล่อลื่น, การบรรจุและการปิดผนึก ฯลฯ ประกอบด้วยผงโลหะและจาระบี), การควบคุมการแต่งหน้า (แรงบิดการแต่งหน้า, ความเร็วการแต่งหน้า ฯลฯ), ปัจจัยด้านวัสดุ ฯลฯ ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการทำเกลียวที่เกี่ยวข้องกับการปฏิบัติงานในบ่อน้ำมัน: การยกโดยไม่มีตัวป้องกันเกลียว ข้อต่อที่บิดเบี้ยว (ท่อแกว่งในอากาศและไม่มีศูนย์กลางกับข้อต่อของบ่อ) ข้อต่อไม่มีหรือน้อย ส่วนประกอบของเกลียว (ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐาน ทราย และอื่นๆ เศษซาก) ความเร็วการแต่งหน้าและแรงบิดการแต่งหน้า และแรงจับยึดของแหนบขนาดใหญ่ ฯลฯ

(2) ประสิทธิภาพการป้องกันการบีบ (บด): ด้วยการเพิ่มความลึกของการเจาะ ความดันต่อน้ำมันและท่อในบ่อน้ำมันและก๊าซจะเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหลุมลึก หลุมลึกพิเศษ หรือหลุมน้ำมันและก๊าซในรูปแบบที่ซับซ้อนเช่น เช่น เกลือสินเธาว์ เกลือเพสต์ หินดินดาน และการก่อตัวของหินอ่อนที่ต้องแยกการไหลของพลาสติก เมื่อแรงดันภายนอกเกินขีดจำกัด ตัวท่อบ่อน้ำมันจะทำให้เกิดการเสียรูปที่มีรูปทรงร่องหรือเป็นวงรี ซึ่งเรียกว่าการยุบตัวของท่อบ่อน้ำมัน

(3) ประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อน: แหล่งน้ำมันและก๊าซบางแห่งมีสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจำนวนมาก เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ คาร์บอนไดออกไซด์ หรือคลอไรด์ไอออน ซึ่งทำให้เกิดข้อกำหนดด้านความต้านทานการกัดกร่อนสำหรับน้ำมันและท่อ ซึ่งรวมถึงความต้านทานต่อการกัดกร่อนจากความเค้นซัลไฟด์ ความต้านทานต่อการกัดกร่อนของ CO2 และการกัดกร่อน ฯลฯ ความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำมันและท่อส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับปัจจัยต่างๆ เช่น องค์ประกอบทางเคมีของเหล็ก และค่าความเค้นตกค้างของท่อเหล็ก การลดปริมาณการรวมตัวของอโลหะและองค์ประกอบที่เป็นอันตรายในเหล็ก เพิ่มเนื้อหาขององค์ประกอบป้องกันการกัดกร่อน เช่น Cr และ Ni ลดความเค้นตกค้างในท่อเหล็ก และการปรับปรุงอัตราส่วนความแข็งแรงของผลผลิตของท่อเหล็กล้วนเอื้ออำนวย เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำมันและท่อ

(4) ประสิทธิภาพการเจาะ: ส่วนการผลิตน้ำมันของท่อชั้นน้ำมัน (การผลิตน้ำมันหลายชั้นในบ่อน้ำมันหลายชั้น) ต้องมีการเจาะเพื่อให้น้ำมันดิบไหลเข้าสู่ท่อจากชั้นทรายน้ำมันที่มีแบริ่งน้ำมันที่กำหนด ด้วยเหตุนี้ ปลอกชั้นน้ำมันจึงต้องมีประสิทธิภาพการเจาะที่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้การเจาะแบบไม่ใช้ปืน ประสิทธิภาพการเจาะของปลอกจึงต้องสูงขึ้น ประสิทธิภาพการเจาะของท่อได้มาจากการทดสอบการเจาะ นั่นคือปลอกที่จะทดสอบถูกแขวนไว้ในบ่อจำลองและกระสุนเจาะรูปร่างจำนวนหนึ่งที่มีระยะห่างและทิศทางที่แตกต่างกันจะถูกแขวนไว้ในปลอก จากนั้นจึงทำการเจาะ หลังจากการเจาะรู หากไม่มีรอยแตกรอบๆ รูของกล่องทดสอบ ประสิทธิภาพการเจาะจะถูกประเมินว่าดี หากมีรอยแตกเล็ก ๆ จำนวนเล็กน้อยรอบ ๆ รู แต่จำนวนและความยาวไม่เกินข้อกำหนดของเงื่อนไขทางเทคนิคประสิทธิภาพการเจาะจะได้รับการประเมินว่ามีคุณสมบัติเหมาะสม และหากจำนวนหรือความยาวของรอยแตกร้าวรอบ ๆ รูเกินข้อกำหนด โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีการเชื่อมต่อรอยแตกร้าวระหว่างสองรูที่อยู่ติดกัน ประสิทธิภาพการเจาะจะถูกประเมินว่าไม่มีเงื่อนไข แหล่งน้ำมันยังมีข้อกำหนดที่ชัดเจนสำหรับปริมาณการขยายตัวของท่อหลังการเจาะและความสูงของเสี้ยนด้านในและด้านนอกรอบๆ รู