Boîtier et tube API 5CT
Boîtier et tube API 5CT
Introduction
API 5CT est une spécification développée par l'American Petroleum Institute (API) pour les matériaux de tubage et de tubage utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière. Il couvre une gamme de nuances d'acier conçues pour répondre à divers défis opérationnels et environnementaux. Ces matériaux sont essentiels aux opérations de forage et de production, assurer l'intégrité structurelle et les voies de transport dans le puits de forage.
Composants clés
Enveloppe
Le tubage est un tuyau de grand diamètre inséré dans un puits foré et cimenté en place pour assurer l'intégrité structurelle et isoler différentes zones souterraines..
- Boîtier de conducteur: Le premier tubage pour protéger le puits des eaux de surface.
- Boîtier de surface: Empêche la spéléologie et isole les zones d'eau peu profondes.
- Boîtier intermédiaire: Isole les formations et stabilise le puits.
- Boîtier de production: Assure l’intégrité du puits pendant la phase de production.
Tubes
Le tubage est un tuyau de plus petit diamètre placé à l’intérieur du tubage pour transporter les hydrocarbures du réservoir jusqu’à la surface..
- Tubes de production: Transporte le pétrole et le gaz vers la surface.
- Tube d'injection: Utilisé pour injecter des fluides dans le puits.
Normes et notes
API 5CT spécifie différentes qualités de boîtiers et de tubes, chacun étant adapté à différentes conditions environnementales et opérationnelles. Les notes clés comprennent:
- H40, J55, K55: Nuances de base pour les opérations de perçage standard.
- N80, L80, C90: Qualités de résistance plus élevées pour les puits plus profonds et plus difficiles.
- T95, P110, Q125: Nuances à haute résistance pour les environnements ultra-profonds et à haute pression.
- V150: Le grade de résistance le plus élevé pour les conditions les plus extrêmes.
O.D.: 4 1/2″-20″
Longueur: R1, R2, R3
Connexion: ITS, SLD, BTC, Connexion Premium (HAUT VAM, NOUVEAU POUR VOUS, PH-6)
Tableau de données sur les tuyaux de tubage
Étiquettes un | DE mm |
Nominal Linéaire Masse b,c T&C kg/m |
POIDS t mm |
Type de finition d | ||||||||
H40 | J55 K55 |
M65 | L80 R95 |
Modèle N80 1, Q |
C90 T95 |
P110 | Q125 | |||||
1 | 2 | |||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
4-1/2 4-1/2 4-1/2 4-1/2 4-1/2 |
9.50 10.50 11.60 13.50 15.10 |
114.30 114.30 114.30 114.30 114.30 |
14.14 15.63 17.26 20.09 22.47 |
5.21 5.69 6.35 7.37 8.56 |
PS – – – – |
PS PSB PSLB – – |
PS PSB PLB PLB – |
– – PLB PLB – |
– – PLB PLB – |
– – PLB PLB – |
– – PLB PLB PLB |
– – – – PLB |
5 5 5 5 5 5 5 |
11.50 13.00 15.00 18.00 21.40 23.20 24.10 |
127.00 127.00 127.00 127.00 127.00 127.00 127.00 |
17.11 19.35 22.32 26.79 31.85 34.53 35.86 |
5.59 6.43 7.52 9.19 11.10 12.14 12.70 |
– – – – – – – |
PS PSLB PSLB – – – – |
PS PSLB PLB PLB PLB – – |
– – PLB PLB PLB PLB PLB |
– – PLB PLB PLB PLB PLB |
– – PLB PLB PLB PLB PLB |
– – PLB PLB PLB PLB PLB |
– – – PLB PLB PLB PLB |
5-1/2 5-1/2 5-1/2 5-1/2 5-1/2 5-1/2 5-1/2 5-1/2 5-1/2 5-1/2 5-1/2 5-1/2 |
14.00 15.50 17.00 20.00 23.00 26.80 29.70 32.60 35.30 38.00 40.50 43.10 |
139.70 139.70 139.70 139.70 139.70 139.70 139.70 139.70 139.70 139.70 139.70 139.70 |
20.83 23.07 25.30 29.76 34.23 39.88 44.20 48.51 52.53 56.55 60.27 61.14 |
6.20 6.98 7.72 9.17 10.54 12.70 14.27 15.88 17.45 19.05 20.62 22.22 |
PS – – – – – – – – – – – |
PS PSLB PSLB – – – – – – – – – |
PS PSLB PLB PLB PLB – – – – – – – |
– – PLBE PLBE PLBE – – – – – – – |
– – PLBE PLBE PLBE – – – – – – – |
– – PLBE PLBE PLBE P. P. P. P. P. P. P. |
– – PLBE PLBE PLBE – – – – – – – |
– – – – PLBE – – – – – – – |
6-5/8 6-5/8 6-5/8 6-5/8 |
20.00 24.00 28.00 32.00 |
168.28 168.28 168.28 168.28 |
29.76 35.72 41.67 47.62 |
7.32 8.94 10.59 12.06 |
PS – – – |
PSLB PSLB – – |
PSLB PLB PLB – |
– PLBE PLBE PLBE |
– PLBE PLBE PLBE |
– PLBE PLBE PLBE |
– PLBE PLBE PLBE |
– – – PLBE |
7 7 7 7 7 7 7 |
17.00 20.00 23.00 26.00 29.00 32.00 35.00 |
177.80 177.80 177.80 177.80 177.80 177.80 177.80 |
25.30 29.76 34.23 38.69 43.16 47.62 52.09 |
5.87 6.91 8.05 9.19 10.36 11.51 12.65 |
PS PS – – – – – |
– PS PSLB PSLB – – – |
– PS PLB PLB PLB PLB – |
– – PLB PLB PLB PLB PLB |
– – PLB PLB PLB PLB PLB |
– – PLB PLB PLB PLB PLB |
– – – PLB PLB PLB PLBE |
– – – – – – PLB |
7 7 7 7 7 7 |
38.00 42.70 46.40 50.10 53.60 57.10 |
177.80 177.80 177.80 177.80 177.80 177.80 |
56.55 63.54 69.05 74.56 79.77 84.97 |
13.72 15.88 17.45 19.05 20.62 22.22 |
– – – – – – |
– – – – – – |
– – – – – – |
PLB – – – – – |
PLB – – – – – |
PLB P. P. P. P. P. |
PLB – – – – – |
PLB – – – – – |
7-5/8 7-5/8 7-5/8 7-5/8 7-5/8 7-5/8 7-5/8 7-5/8 7-5/8 7-5/8 |
24.00 26.40 29.70 33.70 39.00 42.80 45.30 47.10 51.20 55.30 |
193.68 193.68 193.68 193.68 193.68 193.68 193.68 193.68 193.68 193.68 |
35.72 39.29 44.20 50.15 58.04 63.69 67.41 70.09 76.19 82.30 |
7.62 8.33 9.52 10.92 12.70 14.27 15.11 15.88 17.45 19.05 |
PS – – – – – – – – – |
– PSLB – – – – – – – – |
– PSLB PLB PLB – – – – – – |
– PLB PLB PLB PLB PLB PLB PLB – – |
– PLB PLB PLB PLB PLB PLB PLB – – |
– PLB PLB PLB PLB PLB PLB PLB P. P. |
– – PLB PLB PLB PLB PLB PLB – – |
– – – – PLB PLB PLB PLB – – |
7-3/4 | 46.10 | 196.85 | 68.60 | 15.11 | – | – | – | P. | P. | P. | P. | P. |
8-5/8 8-5/8 8-5/8 8-5/8 8-5/8 8-5/8 8-5/8 |
24.00 28.00 32.00 36.00 40.00 44.00 49.00 |
219.08 219.08 219.08 219.08 219.08 219.08 219.08 |
35.72 41.67 47.62 53.57 59.53 65.48 72.92 |
6.71 7.72 8.94 10.16 11.43 12.70 14.15 |
– PS PS – – – – |
PS PS – PSLB PSLB PLB – |
PS PS PSLB PSLB PLB – – |
– – – PLB PLB PLB PLB |
– – – PLB PLB PLB PLBE |
– – – PLBE PLBE PLBE PLBE |
– – – PLB PLB PLB |
– – – – – PLB |
9-5/8 9-5/8 9-5/8 9-5/8 9-5/8 9-5/8 9-5/8 9-5/8 9-5/8 9-5/8 9-5/8 |
32.30 36.00 40.00 43.50 47.00 53.50 58.40 59.40 64.90 70.30 75.60 |
244.48 244.48 244.48 244.48 244.48 244.48 244.48 244.48 244.48 244.48 244.48 |
48.07 53.57 59.53 64.73 69.94 79.62 86.91 88.40 96.58 104.62 112.50 |
7.92 8.94 10.03 11.05 11.99 13.84 15.11 15.47 17.07 18.64 20.24 |
PS PS – – – – – – – – – |
– PSLB PSLB – – – – – |
– PSLB PSLB PLB PLB – – – – – |
– – PLB PLB PLB PLB PLB – – – – |
– – PLB PLB PLB PLB PLB – – – |
– – PLB PLB PLB PLB PLB P. P. P. P. |
– – – PLB PLB PLB PLB – – – – |
– – – – PLB PLB PLB – – – – |
10-3/4 10-3/4 10-3/4 10-3/4 10-3/4 10-3/4 10-3/4 10-3/4 10-3/4 10-3/4 |
32.75 40.50 45.50 51.00 55.50 60.70 65.70 73.20 79.20 85.30 |
273.05 273.05 273.05 273.05 273.05 273.05 273.05 273.05 273.05 273.05 |
48.74 60.27 67.71 75.90 82.59 90.33 97.77 108.93 117.86 126.94 |
7.09 8.89 10.16 11.43 12.57 13.84 15.11 17.07 18.64 20.24 |
PS PS – – – – – – – – |
– PSB PSB PSB – – – – – – |
– PSB PSB PSB PSB – – – – – |
– – – PSB PSB – – – – – |
– – – PSB PSB – – – – – |
– – – PSB PSB PSB PSB P. P. P. |
– – – PSB PSB PSB PSB – – – |
– – – – – PSB PSB – – – |
11-3/4 11-3/4 11-3/4 11-3/4 11-3/4 11-3/4 |
42.00 47.00 54.00 60.00 65.00 71.00 |
298.45 298.45 298.45 298.45 298.45 298.45 |
62.50 69.94 80.36 89.29 96.73 105.66 |
8.46 9.53 11.05 12.42 13.56 14.78 |
PS – – – – – |
– PSB PSB PSB – – |
– PSB PSB PSB – – |
– – – PSB P. P. |
– – – PSB P. P. |
– – – PSB P. P. |
– – – PSB P. P. |
– – – PSB P. P. |
13-3/8 13-3/8 13-3/8 13-3/8 13-3/8 |
48.00 54.50 61.00 68.00 72.00 |
339.72 339.72 339.72 339.72 339.72 |
71.43 81.10 90.78 101.19 107.15 |
8.38 9.65 10.92 12.19 13.06 |
PS – – – – |
– PSB PSB PSB – |
– PSB PSB PSB – |
– – – PSB PSB |
– – – PSB PSB |
– – – PSB PSB |
– – – PSB PSB |
– – – – PSB |
16 16 16 16 |
65.00 75.00 84.00 109.00 |
406.40 406.40 406.40 406.40 |
96.73 111.61 125.01 162.21 |
9.53 11.13 12.57 16.66 |
PS – – – |
– PSB PSB P. |
– PSB PSB – |
– – – P. |
– – – P. |
– – – – |
– – – P. |
– – – P. |
18-5/8 | 87.50 | 473.08 | 130.21 | 11.05 | PS | PSB | PSB | – | – | – | – | – |
20 20 20 |
94.00 106.50 133.00 |
508.00 508.00 508.00 |
139.89 158.49 197.93 |
11.13 12.70 16.13 |
PSL – – |
PSLB PSLB PSLB |
PSLB PSLB – |
– – – |
– – – |
– – – |
– – – |
– – – |
P=Extrémité simple; S = fil rond court; L = fil rond long; B–Fil de contrefort; | ||||||||||||
un: Les étiquettes sont à titre informatif et d'aide à la commande.
b: Masses linéaires nominales (col. 4) sont présentés à titre indicatif uniquement.
c: Les densités des aciers au chrome martensitique (L80 Types 9Cr et 13Cr) sont différents des aciers au carbone. Les masses indiquées ne sont donc pas exactes pour les aciers au chrome martensitique. Un facteur de correction de masse de 0.989 peut être utilisé.
d: Le boîtier de contrefort est disponible avec regualr, accouplements à dégagement spécial ou accouplements à dégagement spécial avec biseau spécial.
|
Composition chimique et propriétés mécaniques API 5CT
Groupe | Grade | Taper | C | Mn | Mo | Cr | Dans
maximum |
Cu
maximum |
P.
maximum |
S
maximum |
Et
maximum |
||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
min | maximum | min | maximum | min | maximum | min | maximum | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
1
|
H40
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
0.03
|
0.03
|
–
|
J55
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
0.03
|
0.03
|
–
|
|
K55
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
0.03
|
0.03
|
–
|
|
N80
|
1
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
0.03
|
0.03
|
–
|
|
N80
|
Q
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
0.03
|
0.03
|
–
|
|
R95
|
–
|
–
|
0.45 c
|
–
|
1.9
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
0.03
|
0.03
|
0.45
|
|
2
|
M65
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
0.03
|
0.03
|
–
|
L80
|
1
|
–
|
0.43 un
|
–
|
1.9
|
–
|
–
|
–
|
–
|
0.25
|
0.35
|
0.03
|
0.03
|
0.45
|
|
L80
|
9Cr
|
–
|
0.15
|
0.3
|
0.6
|
0.9
|
1.1
|
8
|
10
|
0.5
|
0.25
|
0.02
|
0.01
|
1
|
|
L80
|
13Cr
|
0.15
|
0.22
|
0.25
|
1
|
–
|
–
|
12
|
14
|
0.5
|
0.25
|
0.02
|
0.01
|
1
|
|
C90
|
1
|
–
|
0.35
|
–
|
1.2
|
0.25 b
|
0.85
|
–
|
1.5
|
0.99
|
–
|
0.02
|
0.01
|
–
|
|
T95
|
1
|
–
|
0.35
|
–
|
1.2
|
0.25 d
|
0.85
|
0.4
|
1.5
|
0.99
|
–
|
0.02
|
0.01
|
–
|
|
C110
|
–
|
–
|
0.35
|
–
|
1.2
|
0.25
|
1
|
0.4
|
1.5
|
0.99
|
–
|
0.02
|
0.005
|
–
|
|
3
|
P110
|
e
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
–
|
0.030 e
|
0.030 e
|
–
|
4
|
Q125
|
1
|
–
|
0.35
|
1.35
|
–
|
0.85
|
–
|
1.5
|
0.99
|
–
|
0.02
|
0.01
|
–
|
|
a La teneur en carbone du L80 peut être augmentée jusqu'à 0.50 % maximum si le produit est trempé à l'huile. b La teneur en molybdène pour le type C90 1 n'a pas de tolérance minimale si l'épaisseur de la paroi est inférieure à 17.78 mm. c La teneur en carbone du R95 peut être augmentée jusqu'à 0.55 % maximum si le produit est trempé à l'huile. d La teneur en molybdène pour le type T95 1 peut être diminué à 0.15 % minimum si l'épaisseur de la paroi est inférieure à 17.78 mm. e Pour la qualité EW P110, la teneur en phosphore doit être 0.020 % maximum et la teneur en soufre 0.010 % maximum. NL = pas de limite. Les éléments indiqués doivent être rapportés dans l'analyse du produit. |
MATÉRIAUX DES TUYAUX DE TUBE – PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES
Groupe | Grade | Taper | Total
élongation sous charger % |
Rendement
force MPa |
Traction
force min. MPa |
Dureté un
maximum. |
Spécifié
mur épaisseur mm |
Admissible
dureté variante b CRH |
||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
min | maximum | CRH | HBW | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
1 |
H40
|
–
|
0.5
|
276
|
552
|
414
|
–
|
–
|
–
|
–
|
J55
|
–
|
0.5
|
379
|
552
|
517
|
–
|
–
|
–
|
–
|
|
K55
|
–
|
0.5
|
379
|
552
|
655
|
–
|
–
|
–
|
–
|
|
N80
|
1
|
0.5
|
552
|
758
|
689
|
–
|
–
|
–
|
–
|
|
N80
|
Q
|
0.5
|
552
|
758
|
689
|
–
|
–
|
–
|
–
|
|
R95
|
–
|
0.5
|
655
|
758
|
724
|
–
|
–
|
–
|
–
|
|
2 |
M65
|
–
|
0.5
|
448
|
586
|
586
|
22
|
235
|
–
|
–
|
L80
|
1
|
0.5
|
552
|
655
|
655
|
23
|
241
|
–
|
–
|
|
L80
|
9Cr
|
0.5
|
552
|
655
|
655
|
23
|
241
|
–
|
–
|
|
L80
|
13Cr
|
0.5
|
552
|
655
|
655
|
23
|
241
|
–
|
–
|
|
C90
|
1
|
0.5
|
621
|
724
|
689
|
25.4
|
255
|
≤ 12.70
12.71 à 19.04 19.05 à 25.39 ≥ 25.40 |
3.0 4.0 5.0 6.0
|
|
T95
|
1
|
0.5
|
655
|
758
|
724
|
25.4
|
255
|
≤ 12.70
12.71 à 19.04 19.05 à 25.39 ≥ 25.40 |
3.0 4.0 5.0 6.0
|
|
C110
|
–
|
0.7
|
758
|
828
|
793
|
30
|
286
|
≤ 12.70
12.71 à 19.0 19.05 à 25.39 ≥ 25.40 |
3.0 4.0 5.0 6.0
|
|
3 |
P110
|
–
|
0.6
|
758
|
965
|
862
|
–
|
–
|
–
|
–
|
4 |
Q125
|
1
|
0.65
|
862
|
1034
|
931
|
b
|
–
|
≤ 12.70
12.71 à 19.04 ≥ 19.05 |
3.0 4.0 5.0
|
a En cas de litige, Les essais de dureté Rockwell C en laboratoire doivent être utilisés comme méthode de référence.. b Aucune limite de dureté n'est spécifiée, mais la variation maximale est limitée à titre de contrôle de fabrication conformément aux 7.8 et 7.9 de la spécification API. 5CT. |
Processus de fabrication
Tubes sans soudure et soudés
Les boîtiers et tubes API 5CT peuvent être fabriqués à l'aide de procédés sans soudure ou soudés..
Processus transparent
- Préparation des billettes: Une billette d'acier solide est chauffée et percée pour créer une coque creuse.
- Laminage à chaud: La coque creuse est roulée pour réduire son diamètre et son épaisseur de paroi.
- Dessin à froid (Facultatif): Le tube est étiré à froid pour obtenir des dimensions et une finition de surface précises.
- Traitement thermique: Le tube subit un traitement thermique pour obtenir les propriétés mécaniques requises.
- Lissage et coupe: Le tube est redressé et coupé à la longueur désirée.
Processus soudé
- Préparation des bandes: Les bandes d'acier sont fendues à la largeur requise.
- Formation: Les bandes ont une forme cylindrique.
- Soudage: Les bords de la bande formée sont soudés ensemble.
- Traitement thermique: Le tube soudé subit un traitement thermique pour obtenir les propriétés mécaniques requises.
- Dimensionnement et découpe: Le tube est dimensionné et coupé à la longueur requise.
Traitement thermique
Les processus de traitement thermique tels que la trempe et le revenu sont cruciaux pour obtenir les propriétés mécaniques souhaitées..
- Trempe et revenu: Chauffer le tube à haute température, refroidissement rapide (trempe), et réchauffer à une température plus basse (trempe) pour obtenir la résistance et la ténacité souhaitées.
Exigences de test
API 5CT spécifie des exigences de tests rigoureuses pour garantir la qualité et les performances des boîtiers et des tubes.:
- Essai de traction: Mesure la résistance à la traction, limite d'élasticité, et allongement.
- Essai de dureté: Garantit que le matériau répond aux niveaux de dureté spécifiés.
- Essai d'impact: Évalue la ténacité du matériau à différentes températures.
- Essai hydrostatique: Garantit que le tube peut résister à la pression interne sans fuite.
- Contrôles non destructifs: Comprend des ultrasons, particule magnétique, et des tests radiographiques pour détecter d'éventuels défauts.
- Test de service acide: Assure la résistance à la fissuration sous contrainte des sulfures (CSS) pour utilisation dans des environnements acides.
Applications
Le boîtier et les tubes API 5CT sont utilisés dans divers environnements de forage et de production, y compris:
- Puits de pétrole et de gaz standards: Qualités de base pour puits conventionnels.
- Puits de pétrole et de gaz profonds: Qualités de résistance plus élevées pour les puits plus profonds.
- À haute pression, Haute température (HPHT) Réservoirs: Nuances à très haute résistance pour les conditions extrêmes.
- Puits géothermiques: Tubes pour applications géothermiques à haute température et haute pression.
- Forage offshore: Caissons et tubes à haute résistance pour les opérations de forage en eau profonde.
Avantages et limites
Avantages
- Versatilité: Large gamme de qualités pour s'adapter à différents environnements.
- Force: Des propriétés mécaniques élevées garantissent la fiabilité dans les applications exigeantes.
- Durabilité: La robustesse garantit des performances à long terme dans des conditions difficiles.
- Disponibilité: Disponible sous forme sans soudure et soudée.
Limites
- Coût: Les qualités supérieures peuvent être plus chères en raison des éléments d'alliage et des processus de traitement thermique..
- Complexité de fabrication: Nécessite un contrôle précis de la composition chimique et du traitement thermique.
- Délai de mise en œuvre: Des qualités et tailles spécifiques peuvent avoir des délais de livraison plus longs.
Conclusion
Le boîtier et les tubes API 5CT sont des composants essentiels dans l'industrie pétrolière et gazière, assurer l'intégrité structurelle et les voies de transport dans le puits de forage. Comprendre les spécifications détaillées, notes, et les applications des boîtiers et tubes API 5CT aident les ingénieurs et les concepteurs à sélectionner les bons matériaux pour leurs projets, garantir la sécurité et l’efficacité dans les opérations difficiles de forage et de production.
En examinant la composition chimique, propriétés mécaniques, procédés de fabrication, et applications, cette analyse fournit un aperçu complet du boîtier et des tubes API 5CT, soulignant leur importance dans les applications industrielles de haute performance.