Tube de boîtier API 5CT P110
Tube de boîtier API 5CT P110
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 comprend différentes qualités avec différentes propriétés mécaniques et compositions chimiques. L'une des qualités à haute résistance spécifiées sous API 5CT est P110., qui est couramment utilisé dans les environnements à haute pression et à haute température.
Principales caractéristiques et qualités
API 5CT P110 est conçu pour être utilisé dans des environnements exigeants où une résistance et une durabilité élevées sont cruciales. Le tubage et les tubes P110 sont généralement utilisés dans les opérations de forage de puits profonds en raison de leur capacité à résister à des pressions élevées..
Composition chimique
La composition chimique de l'API 5CT P110 est conçue pour offrir d'excellentes propriétés mécaniques et une excellente ténacité..
- Carbone (C): 0.22%
- Manganèse (Mn): 1.40%
- Phosphore (P.): ≤ 0.025%
- Soufre (S): ≤ 0.010%
- Silicium (Et): 0.20 – 0.45%
- Chrome (Cr): 0.30%
- Molybdène (Mo): 0.25%
Propriétés mécaniques
Le boîtier et les tubes API 5CT P110 offrent une résistance et une ténacité élevées, ce qui les rend adaptés aux environnements difficiles.
- Résistance à la traction: 758 – 965 MPa (110,000 – 140,000 psi)
- Limite d'élasticité: 758 MPa (110,000 psi) minimum
- Élongation: ≥ 15%
Processus de fabrication
Tubes sans soudure et soudés
Les boîtiers et tubes API 5CT P110 peuvent être fabriqués à l'aide de procédés sans soudure ou soudés., chacun offrant des avantages spécifiques en fonction de l'application.
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
Le traitement thermique est crucial pour obtenir les propriétés mécaniques souhaitées. Pour la qualité P110, les traitements thermiques typiques comprennent:
- Trempe et revenu: Chauffer le tube à haute température, puis 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 tubes P110.:
- 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.
Tube de boîtier API 5CT P110 Type de boîtier:
- boîtier à filetage rond court(CS)
- boîtier à filetage rond long(LC)
- boîtier de filetage de contrefort(Colombie-Britannique)
Tube de boîtier API 5CT P110 Composition chimique:
Composition chimique, Fraction de masse (%) | ||||||||||||||
Grade | C | Mn | Mo | Cr | Dans | Cu | P. | S | Et | |||||
Taper | min | maximum | min | maximum | min | maximum | min | maximum | maximum | maximum | maximum | maximum | maximum | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
H40 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 0.03 | — |
J55 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 0.03 | — |
K55 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 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 |
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 | 0.03 | 1 |
L80 | 13Cr | 0.15 | 0.22 | 0.25 | 1 | — | — | 12 | 14 | 0.5 | 0.25 | 0.02 | 0.03 | 1 |
C90 | 1 | — | 0.35 | — | 1.2 | 0.25 b | 0.85 | — | 1.5 | 0.99 | — | 0.02 | 0.03 | — |
T95 | 1 | — | 0.35 | — | 1.2 | 0.25 b | 0.85 | 0.4 | 1.5 | 0.99 | — | 0.02 | 0.03 | — |
C110 | — | — | 0.35 | — | 1.2 | 0.25 | 1 | 0.4 | 1.5 | 0.99 | — | 0.02 | 0.03 | — |
P110 | e | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 0.030 e | 0.030 e | — |
Q125 | 1 | — | 0.35 | 1.35 | — | 0.85 | — | 1.5 | 0.99 | — | 0.02 | 0.01 | — | |
NOTE Les éléments indiqués doivent être rapportés dans l'analyse du produit. | ||||||||||||||
a La teneur en carbone du L80 peut être augmentée jusqu'à 0.50 % maximum si le produit est trempé à l'huile ou au polymère. | ||||||||||||||
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. |
Tube de boîtier API 5CT P110 Propriétés mécaniques:
Exigences de traction et de dureté | |||||||||
Grade | Limite d'élasticité MPa | Traction Force | Dureté un,c | Épaisseur de paroi spécifiée | Dureté admissible Variation b | ||||
Taper | Allongement total sous charge | min.MPa | maximum | ||||||
min | maximum | CRH | HBW | mm | CRH | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
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 | — | — | — | — |
L80L80 | 1 | 0.5 | 552 | 655 | 655 | 23 | 241 | — | — |
L80 | 9Cr13Cr | 0.5 | 552 | 655 | 655 | 23 | 241 | — | — |
0.5 | 552 | 655 | 655 | 23 | 241 | — | — | ||
C90 | 1 | 0.5 | 621 | 724 | 689 | 25.4 | 255 | 12,70 £ | 3 |
12.71 à 19.04 | 4 | ||||||||
19.05 à 25.39 | 5 | ||||||||
³ 25.40 | 6 | ||||||||
T95 | 1 | 0.5 | 655 | 758 | 724 | 25.4 | 255 | 12,70 £ | 3 |
12.71 à 19.04 | 4 | ||||||||
19.05 à 25.39 | 5 | ||||||||
³ 25.40 | 6 | ||||||||
C110 | — | 0.7 | 758 | 828 | 793 | 30 | 286 | 12,70 £ | 3 |
12.71 à 19.04 | 4 | ||||||||
19.05 à 25.39 | 5 | ||||||||
³ 25.40 | 6 | ||||||||
P110 | — | 0.6 | 758 | 965 | 862 | — | — | — | — |
Q125 | 1 | 0.65 | 862 | 1034 | 931 | b | — | 12,70 £ | 3 |
12.71 à 19.04 19.05 | 4 | ||||||||
5 | |||||||||
un Dans 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. | |||||||||
c Pour les essais de dureté à travers les parois des grades L80 (tous types), C90, T95 et C110, les exigences indiquées dans l'échelle HRC concernent l'indice de dureté moyen maximum. |
Tube de boîtier API 5CT P110 Longueurs de plage | |||
Gamme 1 | Gamme 2 | Gamme 3 | |
ENVELOPPE (PE/T et C/SF) | |||
Longueur totale de la portée, inclus Variation admissible, maximum un | 4.88 à 7.62 1.83 | 7.62 à 10.36 | 10.36 à 14.63 1.83 |
1.52 | |||
TUBES ET BOÎTIER UTILISÉS COMME TUBES | |||
(PE/T et C/SF) | |||
Longueur totale de la portée, inclus Variation admissible, maximum un | 6.10 à 7.32 b | 8.53 à 9.75 c | 11.58 à 12.80 d |
0.61 | 0.61 | 0.61 | |
CONNEXIONS DE TUBES INTÉGRÉES (y compris IJ/PE | |||
et IJ/SF) | |||
Longueur totale de la portée, inclus Variation admissible, maximum un | 6.10 à 7.92 e | 8.53 à 10.36 | 11.58 à 13.72 0.61 |
0.61 | 0.61 | ||
ARTICULATIONS DE CHIOT | Longueurs: 0.61; 0.91; 1.22; 1.83; 2.44; 3.05 et 3.66 e | ||
Tolérance: ±0,076 | |||
a La variation de longueur s'applique à l'expédition par wagon jusqu'au point d'utilisation et ne s'applique pas aux articles commandés de moins de 18,144 kg de Tuyau. | |||
b Par accord entre l'acheteur et le fabricant, la longueur maximale peut être augmentée à 8.57 m. | |||
c Par accord entre l'acheteur et le fabricant, la longueur maximale peut être augmentée à 10.76 m. | |||
d Par accord entre l'acheteur et le fabricant, la longueur maximale peut être augmentée à 17.72 m.0.61 m les articulations des chiots peuvent être fournies jusqu'à 0.91 m de longueur par accord entre l'acheteur et le fabricant, et des longueurs autres que celles indiquées peuvent être fournies par accord entre l'acheteur et le fabricant. |
Applications
Le boîtier et les tubes API 5CT P110 sont utilisés dans divers environnements à haute pression et haute température, y compris:
- Puits de pétrole et de gaz: Tubage pour protéger le puits de forage et tubing pour transporter les hydrocarbures.
- Forage de puits profonds: Boîtier et tubes à haute résistance pour les opérations de forage profond.
- 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
- Haute résistance: Convient aux environnements à haute pression et à haute température.
- Durabilité: Une ténacité élevée garantit la durabilité dans des conditions difficiles.
- Versatilité: Disponible sous forme sans soudure et soudée.
- Fiabilité: Des propriétés mécaniques élevées garantissent la fiabilité dans les applications exigeantes.
Limites
- Coût: Coût plus élevé par rapport aux matériaux de qualité inférieure 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.
- Disponibilité: Des qualités et tailles spécifiques peuvent avoir des délais de livraison plus longs.
Conclusion
Le boîtier et les tubes API 5CT P110 sont essentiels pour les applications haute pression et haute température dans l'industrie pétrolière et gazière.. Leurs propriétés mécaniques supérieures, combiné à des processus de fabrication et de test rigoureux, s'assurer qu'ils répondent aux exigences exigeantes de divers environnements. Comprendre les spécifications détaillées, notes, et les applications de l'API 5CT P110 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 P110, soulignant leur importance dans les applications industrielles de haute performance.