Qu'est-ce qu'un tube spiralé ?
Tube spiralé (CT en abrégé)
Il s'agit d'un tuyau continu sans joint soudé par plusieurs tronçons de tuyau flexible d'une longueur de plus de 100 mètres par soudage bout à bout ou soudage oblique. La longueur est généralement de plusieurs centaines de mètres à plusieurs milliers de mètres ; Également connu sous le nom de tube flexible, de serpentin ou de tube enroulé.
Les tubes enroulés sont largement utilisés dans le reconditionnement des puits, la diagraphie des puits, le forage, l'achèvement des puits, ainsi que les pipelines de collecte et de transport sur les sites de puits, les pipelines marins, etc.
Quel est le processus de fonctionnement des tubes enroulés ?
Le tube enroulé est une méthode d'exploitation et d'entretien d'un puits de pétrole qui permet des opérations sans avoir à soulever la tige de forage ou à fermer complètement la tête de puits. Voici le processus général de fonctionnement des tubes enroulés :
Préparation : Tout d'abord, vous devez préparer l'équipement et les outils nécessaires. Cela peut inclure des tubes enroulés, des unités d'entraînement hydrauliques, des systèmes tandem d'outils, des lignes de commande et d'autres outils et accessoires connexes.
Installation : Installez les tubes enroulés et l'équipement connexe à la tête de puits. Un injecteur d'eau spécial est généralement utilisé pour introduire le tube enroulé dans le puits et s'assurer qu'il est correctement positionné et sécurisé.
Connecter le dispositif d'étanchéité mécanique (packers) : selon les exigences de fonctionnement, installer le dispositif d'étanchéité mécanique (packers) à la position appropriée dans le puits de forage. Les obturateurs sont capables d'isoler différentes formations de puits et d'empêcher les fuites de fluide.
Commande hydraulique : Le tube enroulé est commandé par une unité d'entraînement hydraulique. Le système de commande hydraulique peut réaliser des fonctions telles que l'expansion, la rotation et la propulsion du tube enroulé.
Exécution de l'opération : Grâce au coiled tubing, diverses opérations peuvent être effectuées, telles que le reconditionnement, la réparation de fractures, l'injection d'agents chimiques, l'échantillonnage, la mesure de la pression et de la température dans le puits, etc. Ces opérations peuvent être effectuées en fonction de besoins spécifiques.
Achèvement du travail : Une fois les travaux requis terminés, l'équipement de tubage enroulé peut être évacué et retiré du puits.
Il convient de noter que les étapes spécifiques du processus de fonctionnement du tube enroulé peuvent varier en raison des différentes exigences de fonctionnement et des conditions géologiques. Chaque opération doit être planifiée et exécutée en fonction de la situation réelle et respecter les règles de sécurité et les directives d'exploitation applicables.
Exigences de performance des tubes enroulés
Lorsque le tube enroulé est utilisé, il est soumis à des déformations de flexion répétées, et chaque fois qu'il est tiré vers le haut, envoyé dans le trou et utilisé, il supportera 6 fois de flexion.
Lorsque le tuyau d'huile enroulé est en service, il est soumis à des déformations de flexion répétées et doit supporter une grande quantité de déformation plastique.
Faible taux d'élasticité : plus le taux d'élasticité est faible, plus la déformation requise pour le matériau depuis le début de la déformation plastique jusqu'à la rupture est importante, ce qui améliore la capacité de déformation plastique et peut soulager efficacement la concentration de contraintes causée par la surcharge.
Haute performance de fatigue à faible cycle : la contrainte des tubes enroulés atteint la limite d'élasticité du matériau en un cycle, et sous l'action répétée de cette contrainte (ou déformation) alternée, il est facile d'initier des fissures, de se dilater et de provoquer des fractures, et le moyen de rupture par fatigue oligocyclique.
Haute résistance à la corrosion : la durée de vie des tubes enroulés est également liée aux facteurs de corrosion.
Indice de performance de l'acier pour tubes enroulés CT90
CT90 signifie tube enroulé avec une limite d'élasticité minimale de 80 000 psi en unités de résistance américaines (80 000 psi équivaut à 555 MPa). L'acier fondu et les inclusions contrôlent la pureté
Le matériau a une résistance élevée à la fissuration par fatigue, de sorte que la pureté de l'acier fondu doit être élevée et que les niveaux d'inclusion de A, B, C et D ne doivent pas être supérieurs à 0,5.
Contrôle de la composition chimique
Classe
| CT90 | ||||||||
Composition chimique | 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 | |
Contenu de l'élément Mo augmenté
√La trempabilité de l'acier expérimental est améliorée, ce qui est propice à l'obtention de la structure en îlot M/A
√Il est avantageux d'obtenir une courbe de traction de type rendement continu
√ En tant que phase dure dans l'acier expérimental pour augmenter sa résistance à la traction
√ Un rapport rendement/résistance inférieur peut être obtenu
√L'élément Mo favorise la transformation aciculaire de la ferrite
√Il est avantageux d'obtenir l'organisation cible de la ferrite aciculaire
Nb élément contenu
Le renforcement des grains fins et le renforcement par précipitation contribuent principalement à la limite d'élasticité du matériau
Dans la production d'essai sur site, la limite d'élasticité de la plaque d'acier peut atteindre son indice de performance
Grâce à la comparaison, on peut voir que l'influence des éléments Mo et Nb sur la microstructure et les propriétés de l'acier pour tubes enroulés CT90 fournit une base pour l'ajustement ultérieur de la composition chimique de la production sur site de l'acier pour tubes enroulés de différentes qualités et spécifications.
Index des propriétés mécaniques
Limite d'élasticité | Résistance à la traction | Élongation | Rapport de limite d'élasticité |
≥550MPa | ≥621MPa | ≥24.5% | ≤0,88 |
Contrôle des paramètres de processus
Température de finition
Vitesse de refroidissement : contrôlez la forme de ferrite dans la structure du produit fini et assurez-vous que la ferrite aciculaire est entièrement transformée pour garantir que le produit fini obtient une limite d'élasticité plus élevée.
Température d'enroulement : contrôlez la morphologie de la phase de durcissement dans la structure du produit fini, et la transformation martensitique se produit à basse température pour garantir que le produit fini obtient des exigences de résistance qualifiées. Une température d'enroulement raisonnable doit être choisie pour assurer une transformation bainitique suffisante et éviter la perlite ou l'enroulement à une température d'enroulement trop élevée.
Sur la base d'une composition chimique raisonnable, en ajustant et en contrôlant le processus de refroidissement, c'est-à-dire en ajustant la vitesse de refroidissement et la température d'enroulement, une structure à deux phases de ferrite aciculaire et de bainite peut être obtenue, assurant ainsi la haute résistance et la faible rendement de l'acier pour les tubes enroulés que les exigences de performance.
technologie de contrôle des clés
(1) Conception optimisée de la composition chimique ;
(2) Production d'acier de pureté et technologie de contrôle d'inclusion qui répondent aux exigences de qualité ;
(3) Technologies clés pour la conception et le contrôle des microstructures qui répondent à des performances à haute résistance et à faible rendement;
(4) Optimisation des paramètres du processus de production de laminage contrôlé, de refroidissement contrôlé et de non-trempe et revenu ; comprenant principalement : la température de chauffage, la température de laminage finale, la vitesse de refroidissement après laminage, la quantité de déformation et le taux de déformation, etc. ;
Application du tube spiralé CT90
Les machines à tubes enroulés sont principalement utilisées dans les aspects suivants : rinçage au sable, bouchons de pont de forage, vérin à gaz, injection d'azote liquide, élimination de la cire, drainage liquide, compression de l'acide et test de coordination. Parmi elles, le colmatage par lavage du sable, le drainage par vérin à gaz et l'élimination de la cire sont les applications les plus courantes, et ces trois applications représentent plus de 95% du total. Les opérations de tubes enroulés gagnent en popularité dans les champs pétrolifères.
Avantages de la technologie CT90
Par rapport aux tubes de puits de pétrole ordinaires, les avantages des tubes enroulés :
◆ Sans connexion filetée, la fiabilité et la sécurité de fonctionnement sont élevées ;
◆ La relocalisation et l'installation sont rapides, améliorant considérablement l'efficacité du travail ;
◆Il peut fonctionner sous pression sans arrêter la production ;
◆ Le site d'exploitation occupe moins de terrain, est flexible et pratique
◆Le coût de fonctionnement est considérablement réduit, ce qui peut économiser 50%-70% du coût.
Statut de développement des tubes enroulés
● La technologie des tubes enroulés a été rapidement développée et largement utilisée en Amérique du Nord et dans les régions développées. En 2010, il y avait plus de 1 778 UTC dans le monde et 49 en Chine.
● En Amérique du Nord, les tubes enroulés sont les plus utilisés, représentant plus de 60% de la consommation annuelle mondiale, avec un taux de croissance annuel de 10%-15%.
Développement rapide et large application dans les pays étrangers ; développement intérieur lent, mais un grand espace de marché, avec le développement de la technologie des tubes enroulés, la demande d'acier pour les tubes enroulés domestiques est appelée à augmenter progressivement.
Tendance de développement des tubes enroulés et de son acier
Tube spiralé haute résistance | ||||
Classe | Limite d'élasticité, MPa | Résistance à la traction, MPa | Allongement, % | Dureté, 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 |
Situation de l'acier des tubes enroulés Baosteel
À l'heure actuelle, trois qualités d'acier pour tubes enroulés à haute résistance, CT80, CT90 et CT100, ont été développées et exportées par lots à l'étranger, mais elles ne sont pas entièrement fournies aux fabricants nationaux de tubes en acier.
Composition chimique de l'acier pour tubes enroulés Baosteel CT90
C | Si | Mn | Nb | Ti | Cu | Ni | Cr | mois | |
Min | 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 |
Paramètres de traitement de l'acier pour tubes enroulés Baosteel CT90
Température de finition, ℃ | Taux de refroidissement, ℃/s | Température d'enroulement, ℃ | |
1# | 800 | 8–14 | 450-500 |
2＃ | 840 | 12–18 | 500-550 |
Propriétés mécaniques de l'acier Baosteel CT90 pour les tubes enroulés
Limite d'élasticité, MPa | Résistance à la traction, MPa | Allongement, % | |
1# | 650 | 710 | 23.4 |
2＃ | 625 | 681 | 25 |
Situation de l'acier des tubes enroulés WISCO
◆WISCO a commencé à développer de l'acier pour tubes enroulés en 2006 et a successivement effectué 6 ou 7 cycles de production d'essais sur site, chaque cycle de fusion dans deux fours, et il n'a été développé avec succès qu'à la fin de 2009 ;
◆ Les nuances d'acier CT70 et CT80 pour tubes enroulés peuvent être produites de manière stable ;
◆ Les spécifications d'acier pour les tubes enroulés CT80 fournis par WISCO sont toutes inférieures à 4 mm, et les spécifications de diamètre des tubes enroulés produits sont pour la plupart inférieures à φ31,75 mm ;
◆ À l'heure actuelle, l'acier CT90 pour les tubes enroulés est en cours de développement.
Acier de canalisation Shangang CT90
Afin de mieux répondre aux besoins des clients, Shandong Iron and Steel Group Rizhao Co., Ltd. a réagi rapidement et le Centre de qualité scientifique et technologique a dirigé l'unité de production pour former une équipe afin de promouvoir le développement de produits. Les membres de l'équipe ont collaboré activement pour résoudre une série de problèmes de contrôle tels que la composition du produit, les performances, la forme et la surface des plaques grâce à l'adoption de schémas métallurgiques et de technologies de traitement innovants, et ont produit avec succès des essais en acier pour tubes enroulés à haute résistance CT90 en un court laps de temps. période de temps. Après inspection, la composition du produit est qualifiée, les propriétés mécaniques sont stables, la forme et la qualité de surface sont bonnes et tous les indicateurs répondent aux exigences de l'accord technique de l'utilisateur. Le premier lot de commandes a été envoyé aux ménages les uns après les autres.
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