コイルドチューブとは何ですか?

部品 01644 879

コイルドチューブ（略してCT）
長さ100メートル以上のフレキシブルパイプを数箇所に突合せ溶接または斜め溶接で溶接した継手のない連続管です。長さは一般に数百メートルから数千メートルですが、フレキシブル チューブ、蛇行チューブ、またはコイル状チューブとも呼ばれます。
コイル状チューブは、坑井の改修、坑井の検材、掘削、坑井の完成のほか、坑井現場の収集および輸送パイプライン、海洋パイプラインなどで広く使用されています。

コイルドチューブの作業工程はどのようなものですか？

写真1

コイルドチューブは油井を操作および保守する方法であり、ドリルパイプを上昇させたり、坑口を完全に停止したりすることなく作業を行うことができます。一般的なコイルドチューブの操作プロセスは次のとおりです。

準備: まず、必要な機器とツールを準備する必要があります。これには、コイル状チューブ、油圧駆動ユニット、ツール タンデム システム、制御ライン、その他の関連ツールや付属品が含まれる場合があります。

設置: コイル状のチューブと関連機器を坑口に設置します。通常、特殊な注水器を使用して、コイル状のチューブを井戸に導入し、チューブが適切に配置され、固定されていることを確認します。

メカニカル シーリング装置 (パッカー) を接続します。操作要件に従って、坑井内の適切な位置にメカニカル シーリング装置 (パッカー) を取り付けます。パッカーはさまざまなウェル構造を隔離し、液体の漏れを防ぐことができます。

油圧制御: コイル状チューブは油圧駆動ユニットによって制御されます。油圧制御システムは、コイル状チューブの拡張、回転、推進などの機能を実現できます。

作業の実行：コイル状のチューブを介して、作業、亀裂の修復、化学薬品の注入、サンプリング、坑井内の圧力と温度の測定などのさまざまな作業を実行できます。これらの作業は、特定のニーズに応じて実行できます。

作業の完了: 必要な作業が完了したら、コイル状配管機器を真空にして坑井から取り外すことができます。

コイル状チューブの操作プロセスの具体的な手順は、操作要件や地質条件の違いによって異なる場合があることに注意してください。各操作は実際の状況に応じて計画および実行し、関連する安全規制と操作ガイドラインに準拠する必要があります。

コイルドチューブの性能要件

コイルチューブは使用中に繰り返しの曲げ変形を受け、引き上げ、掘削、使用のたびに6回の曲げに耐えます。
コイル状のオイルパイプは使用中に繰り返し曲げ変形を受けるため、大きな塑性変形に耐える必要があります。
低い降伏比: 降伏比が低いほど、塑性変形の開始から破断までに材料に必要な変形が大きくなり、塑性変形能力が向上し、過負荷による応力集中を効果的に緩和できます。
高い低サイクル疲労性能: コイル状チューブの応力は 1 サイクルで材料の降伏点に達し、この交互応力 (またはひずみ) が繰り返し作用すると、亀裂が発生しやすくなり、膨張して破壊が発生しやすくなります。低サイクル疲労破壊が壊れる方法です。
高い耐食性: コイル状チューブの寿命は腐食要因にも関係します。

CT90 コイルドチューブ鋼の性能指数

CT90 は、米国の強度単位で最小降伏強度が 80,000 psi であるコイル状チューブを意味します (80,000 psi は 555 MPa に相当します)。溶鋼と介在物が純度を制御
耐疲労亀裂性が高い材質であるため、溶鋼の純度が高いことが要求され、介在物A、B、C、Dがいずれも0.5以下であることが要求される。

化学組成の管理

学年

 

CT90

化学組成

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

Mo元素含有量増加
√実験鋼の焼入れ性が向上し、M/A島構造の取得に役立ちます
√連続降伏型引張曲線を得るのに有利
√ 引張強度を高めるための実験用鋼の硬質相として
√ より低い降伏強度比が得られます。
√Mo元素はアシキュラーフェライト変態を促進します
√アシキュラーフェライトの目的組織を得るのに有益です

Nb元素含有量
細粒強化と析出強化は主に材料の降伏強度に寄与します。
現場での試作では、鋼板の降伏強さはその性能指数に達することができます

比較を通じて、CT90 コイル管鋼の微細構造と特性に対する Mo および Nb 元素の影響が、その後のさまざまなグレードと仕様のコイル管鋼の現場生産化学組成調整の基礎となることがわかります。

機械的性質指数

耐力

抗張力

伸長

降伏強度比

≧550MPa

≧621MPa

≧24.5%

≤0.88

プロセスパラメータ制御

仕上げ温度
冷却速度: 最終製品の構造におけるフェライトの形状を制御し、アシキュラー フェライトが完全に変態するようにして、最終製品がより高い降伏強度を獲得できるようにします。
コイリング温度: 最終製品の構造における硬化相の形態を制御し、低温でマルテンサイト変態が発生して、最終製品が適切な強度要件を確実に満たすようにします。十分なベイナイト変態を確保し、パーライトや過度に高い巻き取り温度での巻き取りを避けるために、適切な巻き取り温度を選択する必要があります。
合理的な化学組成に基づいて、冷却プロセス、つまり冷却速度と巻き取り温度を調整および制御することにより、アシキュラーフェライトとベイナイトの二相組織が得られ、高強度と低強度を確保できます。コイルドチューブの降伏鋼は性能要件よりも優れています。

キーコントロール技術

(1) 化学組成の最適化設計。
(2) 品質要求を満たす純度鋼の製造と介在物管理技術。
(3) 高強度、低降伏比性能を満たす組織設計・制御のキーテクノロジー。
(4) 制御された圧延、制御された冷却、および非焼入れおよび焼戻しの製造プロセスパラメータの最適化。主に加熱温度、最終圧延温度、圧延後の冷却速度、変形量、変形率など。

CT90コイルチューブの応用

コイルドチュービングマシンは主に次の側面で使用されます：砂のフラッシング、ブリッジプラグの穴あけ、ガスリフト、液体窒素注入、ワックスの除去、液体の排水、酸の絞りおよび調整テスト。その中でも、砂洗浄目詰まり、ガスリフト排水、ワックス除去が最も一般的な用途であり、これら 3 つの用途が全体の 95% 以上を占めています。油田ではコイル状チューブの操作が人気を集めています。

CT90テクノロジーの利点

通常の油井管と比較して、コイルドチューブの利点は次のとおりです。

◆ねじ接続がないため、動作の信頼性と安全性が高くなります。
◆移設・設置が早く、作業効率が大幅に向上します。
◆生産を停止することなく、プレッシャーの下でも作業できます。
◆運用現場の占有面積が少なく、フレキシブルで利便性が高い
◆運用コストを大幅に削減し、50%～70%のコスト削減が可能です。

コイルドチューブの開発状況

● コイルドチューブ技術は急速に発展し、北米および先進地域で広く使用されています。 2010 年までに、世界中に 1,778 を超える CTU があり、中国には 49 の CTU がありました。
● 北米ではコイルドチューブが最も広く使用されており、世界の年間消費量の 60% 以上を占め、年間成長率は 10% ～ 15% となっています。
海外での急速な開発と幅広い応用。国内の発展は遅いが市場空間は大きく、コイルドチューブ技術の発展に伴い、国内コイルドチューブ用の鋼材の需要は徐々に増加するはずである。

コイルドチューブとその鋼材の開発動向

高強度コイルチューブ

学年

降伏強さ、MPa

引張強さ、MPa

伸び、%

硬さ、HRC

CT55

≥379

≥483

30以上

≤22

CT70

≥483

≥552

30以上

≤22

CT80

≥551

≥621

≧27

≤22

CT90

≥620

≥669

≧22

≤22

CT100

≥689

≥758

≧22

≤28

CT110

≥758

≥793

20以上

≤30

現在、国内外のコイルチューブは主にCT80グレードを採用しています。米国の QT カンパニーと Tenaris は CT110 スチールグレードのコイルドチューブを開発し、CT90 がバッチで適用されました。
CT90 以上のコイルドチューブの応用は、近い将来のコイルドチューブ技術の開発の焦点となるでしょう。コイルドチューブ鋼の場合、その後の開発目標は CT90 以上である必要があります。

宝鋼コイル管の鋼材状況

現在、高張力コイルチューブ用鋼材はCT80、CT90、CT100の3グレードが開発され、一括して海外に輸出されているが、国内鋼管メーカーへの供給は完全には完了していない。

Baosteel CT90 コイル管鋼の化学組成

 

ハ

シ

マン

注意

ティ

銅

ニ

クロム

モー

分

0.04

0.24

1.38

0.11

0.012

0.24

0.15

0.58

0.33

マックス

0.05

0.56

1.13

0.09

0.015

0.45

0.25

0.63

0.16

Baosteel CT90 コイルドチューブ鋼プロセスパラメータ

 

仕上がり温度、℃

冷却速度、℃/s

巻取温度、℃

1＃

800

8–14

450-500

2＃

840

12–18

500-550

コイルドチューブ用Baosteel CT90鋼の機械的特性

 

降伏強さ、MPa

引張強さ、MPa

伸び、%

1＃

650

710

23.4

2＃

625

681

25

WISCO コイルドチューブの鋼材状況

◆WISCO は 2006 年にコイルドチューブ用鋼の開発を開始し、2 つの炉で製錬する 6 ～ 7 回の現場試作を続けて実施しましたが、開発に成功したのは 2009 年末でした。
◆コイルチューブ用鋼材CT70、CT80を安定生産可能。
◆ WISCO が供給する CT80 コイルチューブの鋼材仕様はすべて 4mm 以下で、製造されるコイルチューブの直径仕様はほとんどが φ31.75mm 以下です。
◆現在、コイルチューブ用CT90鋼を開発中です。

上港CT90パイプライン鋼

顧客のニーズによりよく応えるため、山東鉄鋼集団日照有限公司は迅速に対応し、科学技術品質センターが生産部門を率いてチームを結成して製品開発を推進しました。チームメンバーは積極的に協力し、革新的な冶金スキームとプロセス技術の採用により、製品の組成、性能、板の形状、表面などの一連の制御問題を突破し、短期間で高強度コイルドチューブ鋼CT90の試作に成功しました。期間。検査後、製品構成は認定され、機械的特性は安定しており、形状と表面の品質は良好で、すべてのインジケーターはユーザーの技術協定の要件を満たしています。第1弾の注文分が続々と各家庭に発送されている。