¿Qué es la tubería flexible?
Tubería flexible (CT para abreviar)
Es un tubo continuo sin juntas soldado por varios tramos de tubo flexible de más de 100 metros de longitud mediante soldadura a tope o soldadura oblicua. La longitud es generalmente de varios cientos de metros a varios miles de metros; También conocido como tubería flexible, tubería serpentina o bobinada.
La tubería flexible se usa ampliamente en reacondicionamiento de pozos, registro de pozos, perforación, terminación de pozos, así como en tuberías de recolección y transporte de pozos, tuberías marinas, etc.
¿Cuál es el proceso de operación de la tubería flexible?
La tubería flexible es un método de operación y mantenimiento de un pozo de petróleo que permite operaciones sin tener que levantar la tubería de perforación o cerrar completamente la cabeza del pozo. El siguiente es el proceso general de operación de tubería flexible:
Preparación: Primero, debe preparar el equipo y las herramientas necesarias. Esto puede incluir tubería flexible, unidades de accionamiento hidráulico, sistemas de herramientas en tándem, líneas de control y otras herramientas y accesorios relacionados.
Instalación: instale la tubería flexible y el equipo relacionado en la cabeza del pozo. Por lo general, se utiliza un inyector de agua especial para introducir la tubería flexible en el pozo y asegurarse de que esté colocada y asegurada correctamente.
Conecte el dispositivo de sellado mecánico (empacadores): de acuerdo con los requisitos de operación, instale el dispositivo de sellado mecánico (empacadores) en la posición adecuada en el pozo. Los empacadores pueden aislar diferentes formaciones de pozos y evitar fugas de fluidos.
Control hidráulico: La tubería flexible está controlada por una unidad de accionamiento hidráulico. El sistema de control hidráulico puede realizar funciones como expansión, rotación y propulsión de la tubería flexible.
Ejecución de operaciones: A través de coiled tubing se pueden realizar diversas operaciones, tales como workover, reparación de fracturas, inyección de agentes químicos, muestreo, medición de presión y temperatura en el pozo, etc. Estas operaciones se pueden realizar de acuerdo a necesidades específicas.
Terminación del trabajo: Una vez que se hayan completado los trabajos requeridos, el equipo de tubería flexible se puede evacuar y retirar del pozo.
Cabe señalar que los pasos específicos del proceso de operación de tubería flexible pueden variar debido a los diferentes requisitos de operación y condiciones geológicas. Cada operación debe planificarse y ejecutarse de acuerdo con la situación real y cumplir con las normas de seguridad y las pautas operativas pertinentes.
Requisitos de rendimiento de la tubería flexible
Cuando la tubería flexible está en uso, está sujeta a deformaciones por flexión repetidas, y cada vez que se extrae, se envía al fondo del pozo y se usa, soportará 6 veces la flexión.
Cuando la tubería de aceite en espiral está en servicio, está sujeta a deformación por flexión repetida y debe soportar una gran cantidad de deformación plástica.
Relación de rendimiento bajo: cuanto menor sea la relación de rendimiento, mayor será la deformación requerida para el material desde el comienzo de la deformación plástica hasta la fractura, lo que mejora la capacidad de deformación plástica y puede aliviar efectivamente la concentración de tensión causada por la sobrecarga.
Alto rendimiento de fatiga de ciclo bajo: la tensión de la tubería flexible alcanza el punto de fluencia del material en un ciclo, y bajo la acción repetida de esta tensión (o deformación) alterna, es fácil iniciar grietas, expandirse y causar fracturas, y la forma de falla por fatiga de ciclo bajo para romperse.
Alta resistencia a la corrosión: la vida útil de la tubería flexible también está relacionada con los factores de corrosión.
Índice de rendimiento de acero de tubería flexible CT90
CT90 significa tubería flexible con un límite elástico mínimo de 80 000 psi en unidades de resistencia estadounidenses (80 000 psi equivalen a 555 MPa). El acero fundido y las inclusiones controlan la pureza.
El material tiene una alta resistencia al agrietamiento por fatiga, por lo que se requiere que la pureza del acero fundido sea alta y que los niveles de inclusión de A, B, C y D no superen el 0,5.
Control de composición química
Calificación
| CT90 | ||||||||
Composición química | 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 | |
Aumento del contenido del elemento Mo
√Se mejora la templabilidad del acero experimental, lo que favorece la obtención de la estructura de isla M/A
√Es beneficioso obtener una curva de tracción de tipo de rendimiento continuo
√ Como fase dura en acero experimental para aumentar su resistencia a la tracción
√ Se puede obtener una relación rendimiento-resistencia más baja
√El elemento Mo promueve la transformación de ferrita acicular
√Es beneficioso obtener la organización objetivo de la ferrita acicular
Contenido del elemento Nb
El fortalecimiento de grano fino y el fortalecimiento por precipitación contribuyen principalmente al límite elástico del material.
En la producción de prueba in situ, el límite elástico de la placa de acero puede alcanzar su índice de rendimiento
A través de la comparación, se puede ver que la influencia de los elementos Mo y Nb en la microestructura y las propiedades del acero para tubería flexible CT90 proporciona una base para el posterior ajuste de la composición química de producción in situ del acero para tubería flexible de diferentes grados y especificaciones.
Índice de propiedades mecánicas
Límite elástico | Fuerza de Tensión | Alargamiento | Relación de límite elástico |
≥550MPa | ≥621MPa | ≥24.5% | ≤0.88 |
Control de parámetros de proceso
Temperatura de acabado
Velocidad de enfriamiento: controle la forma de ferrita en la estructura del producto terminado y asegúrese de que la ferrita acicular se transforme por completo para garantizar que el producto terminado obtenga un mayor límite elástico.
Temperatura de bobinado: controle la morfología de la fase de endurecimiento en la estructura del producto terminado, y la transformación martensítica ocurre a baja temperatura para garantizar que el producto terminado obtenga requisitos de resistencia calificados. Se debe seleccionar una temperatura de bobinado razonable para garantizar una transformación de bainita suficiente y evitar la perlita o el bobinado a una temperatura de bobinado excesivamente alta.
Sobre la base de una composición química razonable, ajustando y controlando el proceso de enfriamiento, es decir, ajustando la velocidad de enfriamiento y la temperatura de bobinado, se puede obtener una estructura de doble fase de ferrita acicular y bainita, lo que garantiza la alta resistencia y la baja resistencia. rendimiento de acero para tubería flexible que los requisitos de rendimiento.
tecnología de control clave
(1) Diseño optimizado de la composición química;
(2) Tecnología de control de inclusión y producción de acero de pureza que cumpla con los requisitos de calidad;
(3) Tecnologías clave para el diseño y control de microestructuras que cumplan con el desempeño de alta resistencia y bajo índice de rendimiento;
(4) Optimización de los parámetros del proceso de producción de laminado controlado, enfriamiento controlado y no templado y revenido; incluyendo principalmente: temperatura de calentamiento, temperatura de laminación final, velocidad de enfriamiento posterior a la laminación, cantidad de deformación y tasa de deformación, etc.;
Aplicación de tubería flexible CT90
Las máquinas de tubería flexible se utilizan principalmente en los siguientes aspectos: lavado de arena, tapones de puente de perforación, levantamiento artificial por gas, inyección de nitrógeno líquido, eliminación de cera, drenaje de líquidos, exprimido de ácido y pruebas de coordinación. Entre ellas, el taponamiento por lavado de arena, el drenaje por gas lift y la eliminación de cera son las aplicaciones más comunes, y estas tres aplicaciones representan más del 95% del total. Las operaciones con tubería flexible están ganando popularidad en el campo petrolero.
Ventajas de la tecnología CT90
En comparación con la tubería ordinaria para pozos de petróleo, las ventajas de la tubería flexible:
◆Sin conexión roscada, la confiabilidad y seguridad de la operación son altas;
◆La reubicación y la instalación son rápidas, lo que mejora en gran medida la eficiencia del trabajo;
◆Puede trabajar bajo presión sin parar la producción;
◆El sitio de operación ocupa menos terreno, es flexible y conveniente
◆El costo de operación se reduce considerablemente, lo que puede ahorrar 50%-70% del costo.
Estado de desarrollo de la tubería flexible
● La tecnología de tubería flexible se ha desarrollado rápidamente y se ha utilizado ampliamente en América del Norte y regiones desarrolladas. Para 2010, había más de 1.778 CTU en el mundo y 49 en China.
● En América del Norte, la tubería flexible es la más utilizada y representa más de 60% del consumo mundial anual, con una tasa de crecimiento anual de 10%-15%.
Rápido desarrollo y amplia aplicación en países extranjeros; lento desarrollo nacional, pero un gran espacio de mercado, con el desarrollo de la tecnología de tubería flexible, la demanda de acero para tubería flexible doméstica está destinada a aumentar gradualmente.
Tendencia de desarrollo de la tubería flexible y su acero.
Tubería en espiral de alta resistencia | ||||
Calificación | Límite elástico, MPa | Resistencia a la tracción, MPa | Elongación, % | Dureza, 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 |
Situación del acero de la tubería flexible de Baosteel
En la actualidad, se han desarrollado y exportado al extranjero en lotes tres grados de acero para tubería flexible de alta resistencia, CT80, CT90 y CT100, pero no se suministran por completo a los fabricantes nacionales de tubos de acero.
Composición química del acero para tubería flexible Baosteel CT90
C | Si | Minnesota | Nótese bien | ti | cobre | Ni | cr | Mes | |
mínimo | 0.04 | 0.24 | 1.38 | 0.11 | 0.012 | 0.24 | 0.15 | 0.58 | 0.33 |
máx. | 0.05 | 0.56 | 1.13 | 0.09 | 0.015 | 0.45 | 0.25 | 0.63 | 0.16 |
Parámetros del proceso de acero para tubería flexible Baosteel CT90
Temperatura de acabado, ℃ | Tasa de enfriamiento, ℃/s | Temperatura de bobinado, ℃ | |
1＃ | 800 | 8–14 | 450-500 |
2＃ | 840 | 12–18 | 500-550 |
Propiedades mecánicas del acero Baosteel CT90 para tubería flexible
Límite elástico, MPa | Resistencia a la tracción, MPa | Elongación, % | |
1＃ | 650 | 710 | 23.4 |
2＃ | 625 | 681 | 25 |
Situación de la tubería flexible de acero de WISCO
◆WISCO comenzó a desarrollar acero para tubería flexible en 2006 y realizó sucesivamente 6 o 7 rondas de producción de prueba en el sitio, cada ronda de fundición en dos hornos, y no se desarrolló con éxito hasta finales de 2009;
◆ Los grados de acero CT70 y CT80 para tubería flexible se pueden producir de manera estable;
◆ Las especificaciones de acero para la tubería flexible CT80 suministrada por WISCO son todas inferiores a 4 mm, y las especificaciones de diámetro de la tubería flexible producida son en su mayoría inferiores a φ31,75 mm;
◆Actualmente se está desarrollando el acero CT90 para tubería flexible.
Tubería de acero Shangang CT90
Para satisfacer mejor las necesidades de los clientes, Shandong Iron and Steel Group Rizhao Co., Ltd. respondió rápidamente, y el Centro de Calidad de Ciencia y Tecnología dirigió la unidad de producción para formar un equipo para promover el desarrollo de productos. Los miembros del equipo colaboraron activamente para superar una serie de problemas de control, como la composición del producto, el rendimiento, la forma y la superficie de la placa mediante la adopción de esquemas metalúrgicos innovadores y tecnologías de proceso, y probaron con éxito la tubería flexible de acero de alta resistencia CT90 en un corto período de tiempo. período de tiempo. Después de la inspección, la composición del producto está calificada, las propiedades mecánicas son estables, la forma y la calidad de la superficie son buenas y todos los indicadores cumplen con los requisitos del acuerdo técnico del usuario. El primer lote de pedidos se ha enviado a los hogares uno tras otro.
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