Vrtné trubky - Drill pipe

Vrtná trubka je duté tenkostěnné potrubí z oceli nebo slitiny hliníku, které se používá na vrtných soupravách . Je dutý, aby umožňoval čerpání vrtné kapaliny do otvoru skrz vrták a zpět do mezikruží . Dodává se v různých velikostech, silách a tloušťkách stěn, ale obvykle má délku 27 až 32 stop (rozsah 2). Existují delší délky, až 45 stop (rozsah 3).

Pozadí

Vrtné tyče musí být navrženy tak, aby přenášely vrtný moment pro kombinované délky, které často přesahují několik mil dolů do zemské kůry , a také musí být schopné odolat tlakovým rozdílům mezi vnitřkem a vnějškem (nebo naopak) a musí mít dostatečnou sílu k pozastavení celkového hmotnost hlubších komponent. U hlubokých studní to vyžaduje tvrzené ocelové trubky, které jsou drahé a majitelé vynakládají značné úsilí na jejich opětovné použití po dokončení studny.

Použitý dřík vrtáku je zkontrolován na místě nebo mimo místo. Ultrazvukové testování a upravené nástroje podobné sférometru se používají na inspekčních místech k identifikaci defektů způsobených únavou kovu , aby se během budoucího vrtání zabránilo zlomení dříku vrtáku. Vrtná trubka je nejčastěji považována za prémiovou třídu, což je 80% zbývající stěny těla (RBW). Poté, co kontrola zjistí, že RBW je pod 80%, je potrubí považováno za potrubí třídy 2 nebo „žluté pásmo“. Nakonec bude vrtací trubka klasifikována jako šrot a označena červeným pruhem.

Vrtná trubka je část celkového vrtného řetězu. Vrtná struna se skládá jak z vrtné trubky, tak ze sestavy spodního otvoru (BHA), což je trubková část nejblíže k vrtáku. BHA bude vyroben ze silnostěnných těžkých vrtných trubek (HWDP) a vrtacích objímek, které mají větší vnější průměr a zajišťují váhu vrtáku a tuhost vrtné sestavy. Mezi další komponenty BHA patří motor na kal, zařízení pro měření při vrtání (MWD), stabilizátory a různé speciální vrtací nástroje. Vrtná stopka zahrnuje celou vrtací strunu plus kelly, která vrtací trubce nahoře dodává rotaci a točivý moment.

Viz vrtná souprava (ropná), kde je schéma vrtné soupravy.

Výrobní proces

Moderní vrtací trubka je vyrobena ze svařování nejméně tří samostatných kusů: spojka krabicového nástroje, čepový spoj nástroje a trubka. Zelené trubky přijímá výrobce vrtných trubek z ocelárny. Konce trubek se poté naruší, aby se zvětšila plocha průřezu konců. Konec trubice může být externě rozrušený (EU), interně rozrušený (IU) nebo interně a externě rozrušený (IEU). Standardní maximální rozrušené rozměry jsou specifikovány v API 5DP, ale přesné rozměry rozrušení jsou vlastnictvím výrobce. Po rozrušení trubice poté prochází procesem tepelného zpracování. Ocel pro vrtání trubek se běžně kalí a temperuje, aby se dosáhlo vysoké meze kluzu (135 ksi je běžná mez kluzu trubky).

Klouby nástroje (konektory) jsou výrobcem také přijímány jako zelené trubky. Po kalení a temperování se spoje nástrojů nařezají na závity krabicové (vnitřní) a čepové (vnější). Klouby nástroje jsou obvykle 120 ksi SMYS, spíše než 135 ksi trubky. Obecně jsou tužší než trubice, což zvyšuje pravděpodobnost únavového selhání na křižovatce. Nižší hodnota SMYS na připojení zvyšuje odolnost proti únavě. Oceli s vyšší pevností jsou obvykle tvrdší a křehčí, což je činí náchylnějšími k praskání a následnému šíření trhlin napětím.

Trubky a spoje nástrojů jsou svařovány rotační setrvačností nebo přímým třecím svařováním . Trubka je držena nehybně, zatímco kloub nástroje se otáčí při vysokých otáčkách. Kloub nástroje je poté pevně přitlačen na rozrušený konec trubky, když se kloub nástroje otáčí. Teplo a síla během této interakce oba svaří dohromady. Jakmile jsou odstraněny „beranicí rohy“ nebo přebytečný materiál, lze linii svaru vidět pouze pod mikroskopem. Setrvačné třecí svařování je tradiční osvědčená metoda. Třecí svařování s přímým pohonem je kontrolováno a monitorováno až 1 000krát za sekundu, což vede k jemně kvalitnímu svaru, který nutně nevyžaduje režim úplného tepelného zpracování a temperování.

Reference

Anderson, Robert O. (1984). Základy ropného průmyslu . Norman, Oklahoma: University of Oklahoma Press . ISBN   0-585-19475-0 . Doporučený postup pro konstrukci dříku vrtáku a provozní limity . Norman, Oklahoma: American Petroleum Institute . 1998.