Technische Spezifikation: API 5CT C90 API-Schlauch
1. Kernspezifikation und Produkttyp
| Spezifikation | Beschreibung |
|---|---|
| Maßgebender Standard | API-Spezifikation 5CT- Gehäuse und Schläuche |
| Produkttyp | Schläuche- Für Hochdruck--Tiefbrunnen |
| Notenbezeichnung | C90-Hochfeste-Qualität mit saurer Einsatzfähigkeit |
| Besonderheit | Speziell für den sauren Einsatz (H₂S-Umgebungen) entwickelt |
2. Materialeigenschaften und mechanische Anforderungen
| Eigentum | Anforderung/Spezifikation | Kritische Hinweise |
|---|---|---|
| Streckgrenze | 90.000 - 105.000 psi(621 - 724 MPa) | Enger Bereich von 15 ksi- kritische Kontrolle |
| Zugfestigkeit | Min.. 105.000 psi (724 MPa) | |
| Streckgrenze-zu-Zugverhältnis | Maximal 0,85(für alle Größen) | Unverzichtbar für die SSC-Resistenz |
| Härtegrenze | Maximal 25,4 HRC(Rockwell C) | Höher als L80 (23 HRC) |
| Verlängerung | Min. gemäß API-Formeln | Sorgt für Duktilität |
| Wärmebehandlung | Vergütet (Q&T) | Erforderlich für alle C90 |
3. Anforderungen an die chemische Zusammensetzung
API 5CT schreibt vorstrenge chemische Kontrollefür C90 zum Ausgleich von Festigkeit und SSC-Widerstand:
| Element | Maximal % | Begründung |
|---|---|---|
| Kohlenstoff (C) | 0.35% | Ausgewogen zwischen Stärke und SSC-Widerstand |
| Mangan (Mn) | 1.40% | Niedriger als viele Kohlenstoffstahlsorten |
| Phosphor (P) | 0.020% | Sehr niedrig für verbesserte Zähigkeit |
| Schwefel (S) | 0.010% | Extrem niedrig, um SSC-Initiierungsstellen zu minimieren |
| Optionales Legieren | Kontrolliertes Cr, Mo, Ni, V | Für Härtbarkeit und Anlassstabilität |
4. Klassifizierung und Einschränkungen des Sour-Service
C90 hat eine spezifische, kontrollierte Anwendung in sauren Umgebungen:
| Typ | Bezeichnung | H₂S-Partialdruckgrenze | Temperaturgrenze | Notizen |
|---|---|---|---|---|
| C90 Typ 1 | Saurer Service | Bis zu0,3 psi(2 kPa) | Kleiner oder gleich175 Grad F(80 Grad) | Standard-Sauer-Service-Qualität |
| C90 Typ 2 | Nicht-Sauer | Nicht erlaubt | N/A | Gleiche Chemie/Mechanik, keine SSC-Tests |
| Schlüsselbeschränkung | Ertrag: Weniger als oder gleich 95.000 psiim sauren Dienst | Oft auferlegt | Zusätzlicher Sicherheitsspielraum | Gemeinsame Betreiberspezifikation |
5. Vergleich mit ähnlichen hoch-Stärken
| Grad | Ertragsbereich (psi) | Maximale Härte | Saure Servicefähigkeit | Primärer Anwendungsfall |
|---|---|---|---|---|
| C90 Typ 1 | 90,000 - 105,000 | 25,4 HRC | Ja- mit Einschränkungen | Tiefe saure Brunnen benötigen 90 ksi |
| L80-1 | 80,000 - 95,000 | 23 HRC | Ausgezeichnet (kein pₕ₂ₛ-Grenzwert bei weniger als oder gleich 23 HRC) | Standard-Sauer-Service |
| T95 Typ 1 | 95,000 - 110,000 | 25,4 HRC | Ja - restriktiver als C90 | Ultra-tief, höhere Festigkeit erforderlich |
| N80 | Mindestens. 80.000 | 23 HRC | Bedingt (wenn kleiner oder gleich 23 HRC) | Nicht-kritischer saurer Dienst |
| P110 | Mindestens. 110.000 | Nicht angegeben | Nicht erlaubtim sauren Dienst | Nur tiefe, nicht-saure Brunnen |
6. Kontrolle des Herstellungsprozesses
Kritische Produktionsaspekte, die nur für C90 gelten:
Abschrecken und Anlassen:Obligatorisch mit strenger Temperaturkontrolle
Ertragsstärke-Targeting:Wird oft dazu produziert90–95 ksi-Bereichfür sauren Service, obwohl bis zu 105 ksi zulässig sind
Härtegleichmäßigkeit:Untersuchungen zur Ganzkörperhärte-erforderlich
Rückverfolgbarkeit:Vollständige Rückverfolgbarkeit der Charge/Charge mit Prüfdokumentation
7. Überlegungen zu Anwendungen und Design
| Anwendung | Warum C90 ausgewählt ist | Typische Bohrlochparameter |
|---|---|---|
| Tiefe Sauergasbrunnen | Höhere Festigkeit als L80 für Tiefe/Druck | 12.000–18.000 Fuß, H₂S vorhanden |
| Hochdruck-Sauerbrunnen | Das 90-ksi-Design ermöglicht dünnere Wände | >8.000 psi Bohrlochkopfdruck |
| Sauerservice mit CO₂ | Ausgewogene Korrosions-/SSC-Beständigkeit | H₂S + CO₂, moderate Temperaturen |
| Arbeitssaiten in Sour Wells | Hohe Festigkeit für Workover-Operationen | Vorübergehende Exposition gegenüber H₂S |
Designvorteile:
Höhere Festigkeitals L80 (mindestens 90 vs. . 80 ksi)
Kontrollierte Härtebis zu 25,4 HRC (im Vergleich zu . 23 für L80)
Validierte SSC-Resistenzwenn ordnungsgemäß spezifiziert/hergestellt
8. Einschränkungen und kritische Risiken
| Risikofaktor | Details und Schadensbegrenzung |
|---|---|
| Obergrenze der Streckgrenze | Risiko:Eine Ausbeute > 95 ksi erhöht die SSC-Anfälligkeit Schadensbegrenzung:Geben Sie für den sauren Betrieb „C90 mit einem Ertrag kleiner oder gleich 95.000 psi“ an |
| Temperatur in H₂S | Risiko:Das SSC-Risiko steigt über 175 Grad F (80 Grad) Schadensbegrenzung:Temperaturüberwachung, mögliches Downgrade auf L80 |
| Chloride mit H₂S | Risiko:Chloride verstärken SSC Schadensbegrenzung:Chloridgehalt kontrollieren, Hemmung |
| Schweißen/Reparatur | Risiko:HAZ-Härte > 25,4 HRC Schadensbegrenzung:PWHT, qualifizierte Schweißverfahren |
| Falsche Anwendung | Risiko:Verwendung von C90 Typ 2 im sauren Service Schadensbegrenzung:Klare Beschaffungsvorgaben |
9. Bestellung & Qualitätssicherung
Für den sauren Service unbedingt anzugeben:
Typ: C90 Typ 1(ausdrücklich für sauren Service)
Ergänzende Anforderung S:SSC-Prüfung gemäß NACE TM0177 Methode A
Streckgrenzenbeschränkung:Oftmals darf die Streckgrenze 95.000 psi nicht überschreiten.
Härteanforderung:„Maximal 25,4 HRC, typisches Ziel 23–24 HRC“
Zertifizierung:DE10204 3.2 mit vollständiger Rückverfolgbarkeit und Testberichten
Verbindung:Kompatibel mit SSC-Anforderungen (Premium-Verbindungen üblich)
Testanforderungen:
Vollständige SSC-Testsuite:Methode A (Zug), möglicherweise Methode D (DCB)
Härteuntersuchungen:Längs und quer
Charpy-Auswirkung:Wird oft für den Einsatz bei niedrigen-Temperaturen angegeben
Ganzkörper-ZfP:UT/MPI zur Fehlererkennung
10. Branchenpositionierung und Kostenanalyse
| Aspekt | C90 vs. L80 | C90 vs. T95/P110 |
|---|---|---|
| Stärkevorteil | +12.5 % höhere Mindestrendite | -10 % gegenüber T95, -18 % gegenüber P110 |
| Saurer Service | Restriktiver (0,3 psi H₂S max.) | Ähnliche Einschränkungen wie bei T95 |
| Kostenprämie | 15-25 % über L80 | 5–10 % weniger als T95 |
| Verfügbarkeit | Weit verbreitet | Seltener als L80 |
| Designflexibilität | Höhere Festigkeit ermöglicht dünnere Wände | Weniger als höhere Noten |
Wichtige technische Erkenntnisse:
C90 besetzt eine kritische Nische- es bietet10 ksi mehr Festigkeit als L80unter Beibehaltungsaure Servicefähigkeit, aber mitstrengere Umweltgrenzwerteals L80. Derhöhere zulässige Härte (25,4 vs. . 23 HRC)erkennt an, dass das Erreichen einer Ausbeute von 90 ksi in der Regel eine etwas höhere Härte erfordert, dies geht jedoch mit dem Nachteil einherreduzierte H₂S-Partialdrucktoleranz (max. 0,3 psi).
Das „Ertragsziel 90-95 ksi“ ist die Best Practice der Branchefür sauren Service C90, trotz der API-Zugabe bis zu 105 ksi. Dies bietet gegenüber L80 einen Festigkeitsvorteil bei gleichzeitiger Beibehaltung einer angemessenen SSC-Beständigkeit.
Wann ist C90 anzugeben:
Wenn gutes Design erforderlich ist>80 ksi Streckgrenzeaber weniger als oder gleich 95 ksi ist ausreichend
WannH₂S ist vorhanden, aber begrenzt(Kleiner oder gleich 0,3 psi Partialdruck)
Wenn die Temperaturen sindmäßig(Kleiner oder gleich 175 Grad F/80 Grad in H₂S)
WannLebenszykluskostenbevorzugt höher{0}festes Material gegenüber dickeren L80-Wänden
Besonders wertvoll intiefe Sauergasquellen mit hohem -Druckwo Gewichts-/Kosteneinsparungen durch dünnere Wände erheblich sind
Wichtige Erinnerung:C90 Typ 2 existiert - sicherstellenTyp 1ist für alle Anwendungen im sauren Bereich spezifiziert und erwägen Sie die Einführung zusätzlicher Beschränkungen der Streckgrenze (max. 95 ksi), um die Sicherheitsmargen zu erhöhen.
