Was ist ein Spiralschlauch?
Coiled Tubing (kurz CT)
Es handelt sich um ein fugenloses durchgehendes Rohr, das aus mehreren flexiblen Rohrabschnitten mit einer Länge von mehr als 100 Metern durch Stumpfschweißen oder Schrägschweißen verschweißt ist. Die Länge beträgt im Allgemeinen mehrere hundert Meter bis mehrere tausend Meter; Auch bekannt als flexibler Schlauch, Serpentinenschlauch oder Spiralschlauch.
Spiralrohre werden häufig bei der Sanierung von Bohrlöchern, bei der Protokollierung von Bohrlöchern, beim Bohren, bei der Komplettierung von Bohrlöchern sowie bei Sammel- und Transportleitungen für Bohrlöcher, Schiffspipelines usw. verwendet.
Wie läuft der Spiralrohrbetrieb ab?
Spiralrohre sind eine Methode zum Betreiben und Warten einer Ölquelle, die den Betrieb ermöglicht, ohne dass das Bohrgestänge angehoben oder der Bohrlochkopf vollständig abgeschaltet werden muss. Das Folgende ist der allgemeine Prozess für den Betrieb von Spiralrohren:
Vorbereitung: Zunächst müssen Sie die benötigten Geräte und Werkzeuge vorbereiten. Dazu können Spiralrohre, hydraulische Antriebseinheiten, Werkzeug-Tandemsysteme, Steuerleitungen und andere zugehörige Werkzeuge und Zubehörteile gehören.
Installation: Installieren Sie Spiralrohre und zugehörige Ausrüstung am Bohrlochkopf. Normalerweise wird ein spezieller Wasserinjektor verwendet, um die Rohrwendel in das Bohrloch einzuführen und sicherzustellen, dass sie richtig positioniert und befestigt ist.
Schließen Sie die mechanische Dichtungsvorrichtung (Packer) an: Installieren Sie die mechanische Dichtungsvorrichtung (Packer) entsprechend den Betriebsanforderungen an der entsprechenden Position im Bohrloch. Packer sind in der Lage, verschiedene Bohrlochformationen zu isolieren und Flüssigkeitslecks zu verhindern.
Hydraulische Steuerung: Die Rohrwendel wird durch eine hydraulische Antriebseinheit gesteuert. Das hydraulische Steuersystem kann Funktionen wie Ausdehnung, Drehung und Vortrieb der Rohrwendel realisieren.
Durchführung von Operationen: Mithilfe von Spiralrohren können verschiedene Operationen durchgeführt werden, wie z. B. Aufarbeitung, Reparatur von Brüchen, Injektion chemischer Mittel, Probenahme, Messung von Druck und Temperatur im Bohrloch usw. Diese Operationen können je nach spezifischem Bedarf durchgeführt werden.
Abschluss der Arbeiten: Sobald die erforderlichen Arbeiten abgeschlossen sind, kann die Spiralrohrausrüstung evakuiert und aus dem Bohrloch entfernt werden.
Es ist zu beachten, dass die spezifischen Schritte des Coiled-Tuning-Betriebsprozesses aufgrund unterschiedlicher Betriebsanforderungen und geologischer Bedingungen variieren können. Jeder Einsatz muss entsprechend der tatsächlichen Situation geplant und durchgeführt werden und die einschlägigen Sicherheitsvorschriften und Betriebsrichtlinien einhalten.
Leistungsanforderungen für Spiralschläuche
Wenn die Rohrwendel im Einsatz ist, unterliegt sie einer wiederholten Biegeverformung, und jedes Mal, wenn sie hochgezogen, ins Bohrloch geschickt und verwendet wird, hält sie einer sechsfachen Biegung stand.
Wenn die Ölwendel in Betrieb ist, ist sie wiederholten Biegeverformungen ausgesetzt und muss einer großen plastischen Verformung standhalten.
Niedriges Streckgrenzenverhältnis: Je niedriger das Streckgrenzenverhältnis, desto größer ist die erforderliche Verformung des Materials vom Beginn der plastischen Verformung bis zum Bruch, was die Fähigkeit zur plastischen Verformung verbessert und die durch Überlastung verursachte Spannungskonzentration wirksam abbauen kann.
Hohe Ermüdungsleistung bei niedrigen Zyklen: Die Spannung von Spiralrohren erreicht in einem Zyklus die Streckgrenze des Materials, und unter der wiederholten Einwirkung dieser wechselnden Spannung (oder Dehnung) kann es leicht zu Rissen kommen, sich ausdehnen und Brüche verursachen usw Der Weg zum Bruch bei Ermüdungsversagen bei niedriger Lastspielzahl.
Hohe Korrosionsbeständigkeit: Die Lebensdauer von Spiralrohren hängt auch von Korrosionsfaktoren ab.
CT90-Leistungsindex für Spiralrohrstahl
CT90 bedeutet Spiralrohr mit einer Mindeststreckgrenze von 80.000 psi in amerikanischen Festigkeitseinheiten (80.000 psi entspricht 555 MPa). Geschmolzener Stahl und Einschlüsse kontrollieren die Reinheit
Das Material weist eine hohe Beständigkeit gegen Ermüdungsrisse auf, daher muss die Reinheit des geschmolzenen Stahls hoch sein und die Einschlussgrade von A, B, C und D dürfen alle nicht mehr als 0,5 betragen.
Kontrolle der chemischen Zusammensetzung
Grad
| CT90 | ||||||||
Chemische Zusammensetzung | C% | Si% | Mn% | Nb% | Ti% | Cu% | Ni% | Cr% | Mo% |
0.04 | 0.24 | 1.38 | 0.11 | 0.012 | 0.24 | 0.15 | 0.58 | 0.33 | |
Der Gehalt an Mo-Elementen wurde erhöht
√Die Härtbarkeit des Versuchsstahls wird verbessert, was zur Erzielung der M/A-Inselstruktur beiträgt
√Es ist vorteilhaft, eine Zugkurve mit kontinuierlicher Streckgrenze zu erhalten
√ Als Hartphase in Versuchsstahl zur Erhöhung seiner Zugfestigkeit
√ Es kann ein geringeres Streckgrenzen-Festigkeits-Verhältnis erzielt werden
Das √Mo-Element fördert die nadelförmige Ferritumwandlung
√Es ist vorteilhaft, die Zielorganisation von nadelförmigem Ferrit zu erreichen
Nb-Elementinhalt
Die Feinkornverfestigung und die Ausscheidungsverfestigung tragen hauptsächlich zur Streckgrenze des Materials bei
In der Probeproduktion vor Ort kann die Streckgrenze der Stahlplatte ihren Leistungsindex erreichen
Durch den Vergleich lässt sich erkennen, dass der Einfluss der Mo- und Nb-Elemente auf die Mikrostruktur und die Eigenschaften von CT90-Rohrwendelstahl eine Grundlage für die anschließende Anpassung der chemischen Zusammensetzung von Rohrwendelstahl verschiedener Qualitäten und Spezifikationen vor Ort in der Produktion darstellt.
Index der mechanischen Eigenschaften
Ertragsstärke | Zerreißfestigkeit | Verlängerung | Streckgrenzenverhältnis |
≥550 MPa | ≥621 MPa | ≥24,5% | ≤0,88 |
Prozessparametersteuerung
Endtemperatur
Abkühlgeschwindigkeit: Kontrollieren Sie die Ferritform in der Struktur des fertigen Produkts und stellen Sie sicher, dass das nadelförmige Ferrit vollständig umgewandelt wird, um sicherzustellen, dass das fertige Produkt eine höhere Streckgrenze erhält.
Wickeltemperatur: Kontrollieren Sie die Morphologie der Härtungsphase in der Struktur des Endprodukts, und die martensitische Umwandlung findet bei einer niedrigen Temperatur statt, um sicherzustellen, dass das Endprodukt qualifizierte Festigkeitsanforderungen erhält. Es sollte eine angemessene Wickeltemperatur gewählt werden, um eine ausreichende Bainit-Umwandlung sicherzustellen und Perlit oder Wickeln bei übermäßig hoher Wickeltemperatur zu vermeiden.
Auf der Grundlage einer angemessenen chemischen Zusammensetzung kann durch Anpassen und Steuern des Abkühlprozesses, d. Die Stahlausbeute für Spiralrohre ist höher als die Leistungsanforderungen.
Schlüsseltechnologie der Steuerung
(1) Optimiertes Design der chemischen Zusammensetzung;
(2) Reinheitsstahlproduktion und Einschlusskontrolltechnologie, die den Qualitätsanforderungen entspricht;
(3) Schlüsseltechnologien für die Gestaltung und Steuerung von Mikrostrukturen, die eine hohe Festigkeit und ein niedriges Ertragsverhältnis ermöglichen;
(4) Kontrolliertes Walzen, kontrolliertes Abkühlen und Optimierung der Produktionsprozessparameter ohne Abschrecken und Anlassen; Hauptsächlich einschließlich: Erwärmungstemperatur, Endwalztemperatur, Abkühlgeschwindigkeit nach dem Walzen, Verformungsbetrag und Verformungsrate usw.;
Anwendung von CT90-Spiralschläuchen
Spiralrohrmaschinen werden hauptsächlich in den folgenden Bereichen eingesetzt: Sandspülung, Bohren von Brückenstopfen, Gaslift, Injektion von flüssigem Stickstoff, Entfernung von Wachs, Flüssigkeitsableitung, Säureauspressung und Koordinationstests. Unter ihnen sind Sandwaschstopfen, Gasliftdrainage und Wachsentfernung die häufigsten Anwendungen, und diese drei Anwendungen machen mehr als 951 TP3T der Gesamtmenge aus. Coiled-Tubing-Operationen erfreuen sich im Ölfeld immer größerer Beliebtheit.
Vorteile der CT90-Technologie
Im Vergleich zu gewöhnlichen Ölbohrrohren bieten Spiralrohre folgende Vorteile:
◆Ohne Gewindeanschluss sind die Betriebszuverlässigkeit und Sicherheit hoch;
◆Umzug und Installation erfolgen schnell und verbessern die Arbeitseffizienz erheblich.
◆Es kann unter Druck arbeiten, ohne die Produktion zu stoppen;
◆Der Einsatzort nimmt weniger Land ein, ist flexibel und bequem
◆Die Betriebskosten werden erheblich reduziert, wodurch 50%-70% Kosten eingespart werden können.
Entwicklungsstand von Spiralrohren
● Die Spiralrohrtechnologie wurde in Nordamerika und entwickelten Regionen schnell entwickelt und weit verbreitet eingesetzt. Im Jahr 2010 gab es weltweit mehr als 1.778 CTUs und 49 in China.
● In Nordamerika sind Spiralrohre am weitesten verbreitet und machen mehr als 601 TP3T des weltweiten Jahresverbrauchs aus, mit einer jährlichen Wachstumsrate von 10%-15%.
Schnelle Entwicklung und breite Anwendung im Ausland; Langsame inländische Entwicklung, aber ein großer Marktraum. Mit der Entwicklung der Spiralrohrtechnologie wird die Nachfrage nach Stahl für inländische Spiralrohre zwangsläufig allmählich zunehmen.
Entwicklungstrend von Spiralrohren und ihrem Stahl
Hochfester Spiralschlauch | ||||
Grad | Streckgrenze, MPa | Zugfestigkeit, MPa | Dehnung, % | Härte, HRC |
CT55 | ≥379 | ≥483 | ≥30 | ≤22 |
CT70 | ≥483 | ≥552 | ≥30 | ≤22 |
CT80 | ≥551 | ≥621 | ≥27 | ≤22 |
CT90 | ≥620 | ≥669 | ≥22 | ≤22 |
CT100 | ≥689 | ≥758 | ≥22 | ≤28 |
CT110 | ≥758 | ≥793 | ≥20 | ≤30 |
Baosteel Coiled Tubing Steel Situation
Derzeit wurden drei Sorten hochfester Rohrwendelstähle, CT80, CT90 und CT100, entwickelt und in Chargen nach Übersee exportiert, sie werden jedoch nicht vollständig an inländische Stahlrohrhersteller geliefert.
Chemische Zusammensetzung von Baosteel CT90 Spiralrohrstahl
C | Si | Mn | Nb | Ti | Cu | Ni | Kr | Mo | |
Mindest | 0.04 | 0.24 | 1.38 | 0.11 | 0.012 | 0.24 | 0.15 | 0.58 | 0.33 |
Max | 0.05 | 0.56 | 1.13 | 0.09 | 0.015 | 0.45 | 0.25 | 0.63 | 0.16 |
Baosteel CT90 Coiled Tubing Steel Prozessparameter
Endtemperatur, ℃ | Abkühlrate, ℃/s | Wickeltemperatur, ℃ | |
1＃ | 800 | 8–14 | 450-500 |
2＃ | 840 | 12–18 | 500-550 |
Mechanische Eigenschaften von Baosteel CT90-Stahl für Spiralrohre
Streckgrenze, MPa | Zugfestigkeit, MPa | Dehnung, % | |
1＃ | 650 | 710 | 23.4 |
2＃ | 625 | 681 | 25 |
WISCO Coiled Tubing Steel-Situation
◆WISCO begann 2006 mit der Entwicklung von Stahl für Spiralrohre und führte nacheinander sechs oder sieben Runden Testproduktion vor Ort durch, wobei jede Runde in zwei Öfen geschmolzen wurde. Die erfolgreiche Entwicklung erfolgte erst Ende 2009;
◆ Die Stahlsorten CT70 und CT80 für Spiralrohre können stabil hergestellt werden.
◆ Die Stahlspezifikationen für CT80-Spiralrohre, die von WISCO geliefert werden, liegen alle unter 4 mm, und die Durchmesserspezifikationen der hergestellten Spiralrohre liegen meist unter φ31,75 mm;
◆Derzeit wird CT90-Stahl für Spiralrohre entwickelt.
Shangang CT90 Pipeline-Stahl
Um den Kundenbedürfnissen besser gerecht zu werden, reagierte die Shandong Iron and Steel Group Rizhao Co., Ltd. schnell und das Qualitätszentrum für Wissenschaft und Technologie leitete die Produktionseinheit dazu, ein Team zur Förderung der Produktentwicklung zu bilden. Die Teammitglieder arbeiteten aktiv zusammen, um eine Reihe von Kontrollproblemen wie Produktzusammensetzung, Leistung, Plattenform und -oberfläche durch die Einführung innovativer metallurgischer Schemata und Prozesstechnologien zu lösen, und stellten in kurzer Zeit erfolgreich Versuche mit hochfestem Spiralrohrstahl CT90 her Zeitspanne. Nach der Inspektion ist die Produktzusammensetzung qualifiziert, die mechanischen Eigenschaften sind stabil, die Form und Oberflächenqualität sind gut und alle Indikatoren erfüllen die Anforderungen der technischen Vereinbarung des Benutzers. Die ersten Bestellungen wurden nach und nach an die Haushalte verschickt.
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