API 5DP Bohrgestänge

API 5DP Bohrgestänge

Bohrrohre sind hohle, dickwandige Rohrleitungen, die Bohrflüssigkeit und Drehmoment durch das Bohrloch auf den Bohrer einer Bohranlage übertragen. Es ist so konstruiert, dass es starkem Innen- und Außendruck, Verformung, Biegung und Vibration standhält, während es die Bohrlochsohlenbaugruppe (BHA) dreht und anhebt. Das Bohrgestänge wird an beiden Enden in einen Rohrabschnitt eingeschraubt, der als Werkzeugverbindung bezeichnet wird. Es wird gemäß Standardspezifikationen wie dem American Petroleum Institute (API) hergestellt, beprobt, getestet und geprüft.

Typen

Standard-Bohrgestängesind lange Rohrabschnitte, die den Großteil des Bohrstrangs ausmachen. Typischerweise handelt es sich dabei um 31 Fuß lange Rohrabschnitte, die jedoch zwischen 18 und 45 Fuß lang sein können.

Schweres Bohrgestänge (HWDP)ist ein Rohrrohr, das das Gewicht erhöht oder als Übergangsstück im Bohrstrang fungiert. Als Übergangsabschnitt des Bohrstrangs wird er zwischen der Schwerstange und dem Standardbohrgestänge platziert, um Ermüdungsausfälle zu reduzieren. In anderen Anwendungen wird das HWDP als zusätzliches Gewicht zur Beschwerung des Bohrstrangs verwendet.

Bohrkragensind ein Bestandteil des Bohrstrangs, der Teil der BHA ist. Sie sind dicker-wandig, schwerer und steifer als Bohrrohre und dienen in erster Linie dazu, die Bohrkrone zu beschweren und gleichzeitig Vibrationen und Stoßkräfte zu dämpfen.

Bohrrohrqualitäten

Zu den Bohrrohrqualitäten gehören Standard-API-Qualitäten (E-75, X-95, G-105 und S-135) sowie proprietäre Qualitäten.

Bohrgestänge in API-Qualität

API SPEC 5DP spezifiziert die technischen Lieferbedingungen für Bohrrohre aus Stahl mit gestauchten Rohrkörperenden und angeschweißten -Werkzeugverbindungen für den Einsatz in Bohr- und Produktionsbetrieben in der Erdöl- und Erdgasindustrie für drei Produktspezifikationsstufen (PSL-1, PSL-2 und PSL-3). PS-1 spezifiziert Anforderungen an Wandstärke, Schlagzähigkeit und Streckgrenze, die für die jeweilige Materialsorte spezifisch sind. Für die Spezifikationsstufen PL-2 / PL-3 gelten zusätzliche zwingende Anforderungen.

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Bohrgestänge der Güteklasse E, auch als „weicher“ Stahl bezeichnet, weisen mit einer Streckgrenze von weniger als 80.000 psi die niedrigste Streckgrenze pro Flächeneinheit auf. Es ist in der Lage, einem größeren Prozentsatz an Dehnung oder „Dehnung“ vor dem Bruch standzuhalten als Bohrgestänge mit höherer Festigkeit. Es ist außerdem widerstandsfähiger gegen Korrosion und Rissbildung. Klasse E wird in Bohrlöchern mittlerer Tiefe von 10.000 bis 15.000 Fuß verwendet.

Die Sorten X-95, G-105 und S-135 gelten als hochfeste Sorten. Sie weisen eine erhöhte Streckgrenze auf, die für die Versorgung tieferer Bohrlöcher erforderlich ist.

Proprietäre Sorten

Proprietäre Qualitäten übertreffen häufig die in API SPEC 5DP festgelegten Spezifikationen. Ihre verbesserten Leistungseigenschaften wurden für anspruchsvolle, kritische und andere benutzerdefinierte Anforderungen entwickelt.

Saure Einsatzqualitäten sind beständig gegen Sulfid-Spannungskorrosion (SSC). SSC kann auftreten, wenn Schwefelwasserstoff vorhanden ist. Das Eindringen von Wasserstoff in Verbindung mit höheren Spannungen, niedrigen Temperaturen, niedrigem pH-Wert und hohem Chloridgehalt verringert die Duktilität von Stahlsorten und macht sie anfällig für Rissausbreitung und Versagen.

Kritische Einsatzqualitäten sind korrosionsbeständig, wenn Süßgas oder hohe Kohlendioxidkonzentrationen vorhanden sind. Sie sind eine kostengünstige Alternative für den Einsatz bei Wassereinspritzanwendungen.

Größenbestimmung

Bohrgestänge werden nach Standardspezifikationen hergestellt und in Nenngrößen angeboten. Die beiden wichtigsten Maßangaben sind Länge und Durchmesser.

Länge

Der Bohrstrang besteht aus mehreren Bohrrohrabschnitten. Der Begriff „Ständer“ bezieht sich auf zwei oder drei Bohrgestängeabschnitte, die in das Bohrloch eingeführt werden, um eine Bohrung von 60 bis 90 Fuß durchzuführen. Jedes Rohrsegment, das als „einzeln“ bezeichnet wird, wird von der API in drei verschiedene Längenbereiche eingeteilt; R1, R2 und R3.

Bereich 1 (R1) ist die kürzeste Länge, wird häufiger für die Dimensionierung von Produktionsrohren oder Futterrohren verwendet und reicht von 18 bis 22 Fuß.

Bereich 2 (R2) gilt als Standardlänge für Bohrgestänge und reicht von 27 bis 31 Fuß.

Bereich 3 (R3) ist bei Gehäusen üblich und wird auch bei Tiefwasserbohranwendungen eingesetzt. Durch die größere Länge verringert sich die Anzahl der Werkzeugverbindungen in jedem Bohrgestänge. Der Nachteil besteht darin, dass die auf jede Werkzeugverbindung ausgeübte Belastung größer ist, was den Verschleiß erhöht und die erwartete Lebensdauer des Bohrgestänges verringert. R3 reicht von 38 bis 45 Fuß.

Durchmesser

Der Außendurchmesser (OD) des Bohrrohrs wird in Nenngrößen von 2 3/8" bis 6 5/8" angeboten. Der Rohrdurchmesser wird anhand des Bohrlochdurchmessers ausgewählt. Um den Bohrschlamm effektiv umzuwälzen und Druckverluste zu minimieren, sollte das Verhältnis von Bohrgestänge-Außendurchmesser zu Bohrlochdurchmesser etwa 0,6 betragen.

Werkzeuggelenk

Jedes Rohrende verfügt über eine Werkzeugverbindung und unterscheidet sich durch die als „Stift“ bezeichnete Außengewindeverbindung und die als „Box“ bezeichnete Innengewindeverbindung. Sie werden vor-vorgefertigt und auf das Rohr geschweißt. Die Werkzeugverbindungen sorgen für hoch-feste Gewindeverbindungen. Sie werden auf eine höhere Festigkeit wärmebehandelt als der Stahl des Rohrkörpers, um den Strapazen des Bohrens und zahlreichen Zyklen des Anziehens und Lösens von Gewinden standzuhalten. Werkzeugverbindungen werden nach Stauchung und Gewindetyp spezifiziert.

Verärgern

Die Stauchung (Gewindeende) bezieht sich auf die Wand der Werkzeugverbindung an der Gewindeverbindung. Bohrgestänge werden mit einer internen Stauchung (IU), einer externen Stauchung (EU) oder einer internen -externen Stauchung (IEU) angeboten.

IU - Bei einer inneren Stauchung gleicht die erhöhte Dicke entlang der Innenwände das beim Gewindeschneiden entfernte Metall durch eine gleichmäßige, gerade Außenwand aus.

EU - Bei einer äußeren Stauchung gleicht die erhöhte Dicke entlang des Außendurchmessers des Rohrs den Metallabtrag beim Gewindeschneiden mit einer geraden Bohrung aus.

IEU - Bei einer internen-externen Stauchung wird die Dicke sowohl entlang der Innen- als auch der Außenwand des Rohrs erhöht, um das beim Gewindeschneiden entfernte Metall auszugleichen.

Gewindeverbindung

Werkzeugverbindungen verfügen über Gewindeverbindungen. Dazu gehören sowohl Standard-API-Threads als auch proprietäre Threads. Jede Art von Gewindeverbindung wird durch Gewindegänge pro Zoll (TPI) und ihre Konizität spezifiziert. Zu den gängigen API-Werkzeugverbindungen gehören reguläre (REG), Vollloch- (FH) und innenbündige (IF) Verbindungen.

Merkmale

Nicht-magnetische Bohrgestänge werden verwendet, um die Werkzeuge für die Messung während des Bohrens (MWD) und die Protokollierung während des Bohrens (LWD) vom Bohrstrang zu isolieren. Dies minimiert die damit verbundenen elektromagnetischen Störungen und erhöht die Genauigkeit der Richtungsmessungen.

Zur Erhöhung der Abriebfestigkeit sind an den Werkzeugverbindungen und der mittleren Verschleißplatte des Bohrgestänges Hardbanding-Elemente angebracht.

Spiralnuten auf der Außenfläche des Bohrrohrs reduzieren das unterschiedliche Anhaften und verbessern die Fließeigenschaften des Bohrschlamms.

Standards

API RP 5A5 - Diese internationale Norm spezifiziert Anforderungen und gibt Empfehlungen für die Feldinspektion und Prüfung von Öllandrohrprodukten (OCTG). Diese Internationale Norm deckt die üblicherweise bei Feldinspektionen verwendeten Praktiken und Technologien ab; Bestimmte Praktiken können jedoch auch für Mühleninspektionen geeignet sein.

Bohrgestänge-Spezifikationen:

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