API Spec 5CT je mednarodni standard, ki ga je objavil Ameriški inštitut za nafto za zaščitne cevi in cevi, ki se uporabljajo v naftnih in plinskih vrtinah. K55 je eden od njegovih najpogosteje opredeljenih razredov, ker uravnoteži moč, duktilnost in ekonomičnost za vrtine zmerne globine in tlaka. Ta članek pojasnjuje oznako, mehanske zahteve, značilno kemijo mlina, razpoložljive velikosti in priključke ter aplikacije, za katere je izbrano brezšivno ohišje K55.
Kaj pomeni oznaka
V API 5CT črka K označuje razred ohišja, številka 55 pa se nanaša na najmanjšo mejo tečenja 55.000 psi, kar je enako 379 MPa. Isti razred je omejen na največjo mejo tečenja 80.000 psi ali 552 MPa. Nadzorovano okno izkoristka namesto ene same vrednosti ohranja cev dovolj duktilno za tekoče obremenitve ter za upogibanje in napetost, ki nastanejo, ko se zaščitno korito spusti v vrtino.
Izdelava in obrazci izdelkov
Ohišje K55 se najpogosteje proizvaja po brezšivni poti. Trdno okroglo gredico se segreje in preluknja, nato zvalja in oblikuje v cev, ki daje enakomerno trdnost po obodu in ne pušča vzdolžnega zvara. API 5CT dovoljuje tudi električno uporovno varjeno proizvodnjo za ta razred, vendar brezšivne cevi prevladujejo pri dobavi ohišja zaradi svoje tlačne celovitosti. Cev je lahko dobavljena z ravnim koncem, z navojem in spojko ali z integralnim spojem, odvisno od izvedbe vrtine in programa povezovanja.
Mehanske lastnosti po API 5CT
| Lastnina | Zahteva API 5CT |
|---|---|
| Najmanjša meja tečenja | 55.000 psi (379 MPa) |
| Največja meja tečenja | 80.000 psi (552 MPa) |
| Najmanjša natezna trdnost | 95.000 psi (655 MPa) |
| Trdota | Največ 22 HRC |
Zgornja meja trdote 22 HRC je pomembna. Omejuje trdoto telesa cevi in spojke, tako da material ostane znotraj ovojnice, ki je priznana za blago kislo uporabo, kar zmanjša tveganje za sulfidne napetostne razpoke, kjer je vodikov sulfid prisoten pri nizkih parcialnih tlakih. Preskus tečenja in natezne trdnosti, sploščenje ter hidrostatično ali elektromagnetno testiranje se izvajajo v skladu z API 5CT in so navedeni v potrdilu o preskusu mlina.
Tipična kemična sestava
API 5CT ne določa kemične sestave za K55. Mlin izbere toplotno analizo, potrebno za izpolnitev mehanskih zahtev in zahtev glede trdote, zato so spodnje vrednosti tipične smernice in ne obvezne meje. Končna toplotna analiza za vsako toploto je navedena na potrdilu o preskusu mlina.
| Element | Tipični razpon, % |
|---|---|
| Ogljik C | 0.34-0.39 |
| Mangan Mn | 1.25-1.50 |
| Fosfor P | 0,020 maks |
| Žveplo S | 0,015 maks |
| Silicij Si | 0.20-0.35 |
Sestava je v bistvu ogljikovo-manganovo jeklo s strogim nadzorom fosforja in žvepla, ki podpira varljivost na terenu za povezave, ki so izdelane z varjenjem in ne z navojem.
Razponi velikosti, teže in dolžine
Ohišje K55 je izdelano v standardni seriji velikosti API. Običajni zunanji premeri so od 4-1/2 in (114,3 mm) do 13-3/8 in (339,7 mm), z večjimi velikostmi do 20 in (508 mm) na voljo na zahtevo. Debelina stene je izbrana tako, da zadosti načrtovanim obremenitvam zrušitve, razpoke in napetosti in je običajno izražena z nazivno težo na čevelj, na primer 9,5, 11,6, 15,5, 17,0 in 23,0 lb/ft.
| Razpon dolžine | Dimenzija API 5CT |
|---|---|
| R1 | 6,10–7,32 m (20–24 čevljev) |
| R2 | 8,53–9,75 m (28–32 čevljev) |
| R3 | 11,58–12,80 m (38–42 čevljev) |
R2 je najpogostejša dobavna dolžina za programe za ohišje, ker zmanjša število povezav na niz, medtem ko se R3 uporablja, kjer daljši spoji dodatno skrajšajo čas delovanja. Po dogovoru možna dobava drugih dolžin.
Navoji in povezave
Konci ohišja K55 so pripravljeni na oblike navojev API 5B. Družina okroglih navojev vključuje kratke okrogle navoje (STC) in dolge okrogle navoje (LTC), oporni navoj (BTC) pa zagotavlja večjo trdnost spoja in boljše tesnjenje za globlje vrvice. Spojke so dobavljene v enakih razredih in zanje veljajo enake omejitve trdote. Kjer se zahteva-neprepustnost za plin, je na zahtevo mogoče dobaviti lastniške premium priključke; izbiro priključka je treba pred naročilom potrditi s tlakom v vrtini in obremenitvijo.
Pogoste aplikacije
Brezšivno ohišje K55 je najboljši razred za plitve do srednje{1}}globoke vrtine, kjer so pritiski zmerni. Tipične aplikacije vključujejo površinsko ohišje, ki je prvi niz za zaščito sladkovodnih vodonosnikov; vmesno ohišje, ki izolira nestabilne formacije in različne tlačne cone; ohišje vodnega vodnjaka, kjer sta moč in gospodarnost pomembni; in strukturne uporabe, kot so piloti in podpora tal zunaj naftne industrije.
K55 V primerjavi z J55 in N80-1
| Ocena | Min YS, psi | Max YS, psi | Min. TS, psi | Trdota | Tipična uporaba |
|---|---|---|---|---|---|
| K55 | 55,000 | 80,000 | 95,000 | 22 HRC maks | Rahlo kislo in ne{0}}kislo črevo |
| J55 | 55,000 | 80,000 | 75,000 | Ni določeno | Ne{0}}kisle cevi in ohišje |
| N80-1 | 80,000 | 110,000 | 100,000 | 23 HRC maks | Globlje vrtine, višji pritisk |
J55 in K55 imata isto okno izkoristka, vendar ima K55 višjo minimalno natezno trdnost 95.000 psi in zgornjo mejo trdote 22 HRC, zato je K55 prednosten, kjer so možni rahlo kisli pogoji. N80-1 preide na najmanjši izkoristek 80.000 psi za globlje in višjetlačne storitve; kjer je določena uporaba v kislem okolju, so L80, C90 in T95 namenski razredi s trdoto in okni tečenja, usklajenimi z ISO 15156-2.
Premisleki o kislih storitvah
K55 z največjo trdoto 22 HRC je priznan v tabelah razredov ogljikovega jekla iz standarda ISO 15156-2, objavljenega tudi kot NACE MR0175, za kisla okolja v določenih mejah parcialnega tlaka vodikovega sulfida, pH in temperature. Ni vrhunske kakovosti za kislo uporabo in njeno ustreznost je treba potrditi za vsako uporabo glede na konstrukcijske pogoje. Če je okolje očitno kislo, je varnejša izbira stopnje iz tabel ISO 15156-2 za specifični parcialni tlak vodikovega sulfida in vsebnost klorida.
Zagotavljanje kakovosti in dokumentacija
Vsaka toplota ohišja K55 se sprosti s potrdilom o preskusu mlina, ki poroča o toplotnem številu, kemijski analizi, nateznih rezultatih, vrednostih trdote in rezultatih hidrostatične ali elektromagnetne preiskave. Kupci lahko zahtevajo tudi pregled tretje-stranke in vzorčenje pozitivne identifikacije materiala pred pošiljanjem. Certifikat je sledljiva povezava med cevjo v vrtini in mehanskimi lastnostmi, predpostavljenimi v zasnovi zaščitne cevi.
pogosta vprašanja
Kaj pomeni K v K55?
K označuje družino kakovosti kot ohišje, 55 pa se nanaša na najmanjšo mejo tečenja 55.000 psi. Polna oznaka v API 5CT prav tako določa največjo mejo tečenja 80.000 psi.
Kakšna je razlika med K55 in J55?
Oba razreda si delita okno tečenja od 55.000 do 80.000 psi, vendar K55 zahteva najmanjšo natezno trdnost 95.000 psi in največjo trdoto 22 HRC, medtem ko ima J55 minimalno natezno trdnost 75.000 psi in ni določene omejitve trdote. Zaradi nadzora trdote je K55 boljša izbira, kjer so možni rahlo kisli pogoji.
Ali je K55 primeren za kislo postrežbo?
K55 se pojavlja v tabelah ogljikovega jekla v standardu ISO 15156-2, objavljenem kot NACE MR0175, s trdoto, omejeno na 22 HRC. Primernost je odvisna od parcialnega tlaka vodikovega sulfida, pH in temperature posamezne vrtine; zasnovo je treba preveriti glede na standard in ne predpostavljati.
Je ohišje K55 brezšivno ali varjeno?
Ohišje K55 je najpogosteje brezšivno in ta oblika je obravnavana v tem članku. API 5CT dovoljuje tudi električno uporovno varjeno proizvodnjo za ta razred, kjer to dovoljuje specifikacija projekta.
V katerih velikostih je na voljo K55?
Standardne velikosti API od 4-1/2 do 13-3/8 zunanjega premera so običajni razpon dobave, večje velikosti do 20 palcev pa so na voljo na zahtevo. Debelina stene je izbrana glede na zahtevano težo na nogo za projektne obremenitve.
Kaj vključuje potrdilo o preskusu mlina?
Certifikat poroča o toplotnem številu, kemijski analizi, rezultatih natezne trdnosti in trdote ter rezultatih hidrostatičnega ali elektromagnetnega pregleda za toploto, skupaj s preverjanji dimenzij in navojev, ki jih zahteva API 5CT.
