Описание
В современных операциях по бурению нефтяных и газовых скважин выбор оборудования играет решающую роль в эффективности, безопасности и общей стоимости проекта. Хотя традиционные бурильные трубы API 5DP из высокопрочной стали остаются отраслевым стандартом, многие буровые компании переходят на бурильные трубы из алюминиевого сплава в качестве стратегической альтернативы.
Эти трубы специально спроектированы для снижения веса, повышения эффективности бурения и решения задач в сложных условиях бурения, таких как глубоководное бурение и бурение с большим отходом от вертикали.
What Is Aluminum Alloy Drill Pipe?
Бурильные трубы из алюминиевого сплава ELITE (AADP) — это тип бурильных труб, изготавливаемых из высокопрочных алюминиевых сплавов, а не из стали. Хотя они реже встречаются на наземных буровых установках, они всё чаще применяются в морском и наклонно-направленном бурении, где критически важны снижение веса и эффективность крутящего момента.| Characteristicsa | Unit | Material group | |||
| I | II | Ⅲ | IV | ||
| Alloy nameb | 一 | D16T | 1953T1 | AK4-1T1 | 1980T1 |
| Minimum yield strength (0,2%offset method) | ksi | 47.14 | 69.62 | 49.31 | 50.76 |
| Minimum tensile strength | ksi | 66.72 | 76.87 | 59.47 | 58.02 |
| Minimum elongation | % | 12 | 7 | 8 | 9 |
| Maximum operational temperature | °F | 320 | 248 | 428 | 320 |
| Maximum corrosion rate in 3,5% sodium chloride solution | oz/(t²h) | 一 | 一 | 一 | 2.62×10-5 |
| Допускается использование альтернативного алюминиевого сплава при условии согласия покупателя и соответствия этого сплава требованиям одной из четырёх групп материалов. Механические испытания должны проводиться в соответствии со стандартом ISO 6892. Максимальная рабочая температура — это температура материала, при которой минимальный предел текучести при комнатной температуре снижается не более чем на 30% за время воздействия 500 часов. Информация о снижении предела текучести материала при других рабочих температурах представлена в стандарте ISO 20312. |
|||||
| а Механические свойства сплавов, приведенные в этой таблице, действительны при температуре испытания (68±5)°F. б Химический состав и свойства сплавов см. в источниках [9] и [11]. | |||||
Конструктивно бурильные трубы из алюминиевого сплава ELITE состоят из:
- 1.Корпус из алюминиевого сплава – легкий, но прочный.
- 2.Стальные замки – сварные или сваренные трением для обеспечения прочности соединения.
- 3.Внутренние и внешние покрытия – для защиты от коррозии и продления срока службы.
| Dimensions of pipe body mm | Approximate calculated mass kg | Dimensions of upsetends mm | ||||||||
| Внешний диаметр, | Толщина стенки, | Внутренний диаметр | 1м гладкого трубчатого корпуса | Расстройка обоих концов (приращение) | толщина стен | Внешний диаметр | Upset end length | Transition zone length (both ends) L₁ | ||
| Box end | Pin end | |||||||||
| Tol. ±1% | Tol. ±10 % | Tol. ±10 % | Tol. | Tol. +150 -100 | Tol. ±50 | Tol. +300 -450 | ||||
| 90 | 8 | 74 | 577 | 400 | 130 | 100 | +25 -1,0 | 350 | 350 | 500 |
| 114 | 10 | 94 | 915 | 777 | 190 | 132 | +25 -1,0 | 350 | 350 | 500 |
| 129 | 9 | 111 | 950 | 2,197 | 180 | 147 | ±35 | 1300 | 350 | 500 |
| 131 | 13 | 105 | 1,349 | 2,232 | 215 | 147 | +40 | 1300 | 350 | 500 |
| 133 | 11 | 111 | 1,180 | 1,710 | 180 | 147 | +3,5 -20 | 1300 | 350 | 500 |
| 140 | 13 | 114 | 1,452 | 972 | 165 | 147 | +3,5 -2.0 | 1300 | 350 | 500 |
| 147 | 11 | 125 | 1,316 | 2,926 | 215 | 168 | +3,5 -2,0 | 1300 | 350 | 500 |
| 151 | 13 | 125 | 1,578 | 2,369 | 215 | 168 | +3,5 -2,0 | 1300 | 350 | 500 |
| 155 | 15 | 125 | 1,847 | 1,802 | 215 | 168 | +3,5 -2,0 | 1300 | 350 | 500 |
| 164 | 9 | 146 | 1,227 | 3,169 | 195 | 185 | +3,5 -20 | 1300 | 350 | 500 |
| 168 | 11 | 146 | 1,519 | 2,551 | 195 | 185 | +3,5 -20 | 1300 | 350 | 500 |
| Справочные размеры. | ||||||||||
| При расчете массы плотность алюминиевого сплава принимается равной 2800 кг/м³. При использовании сплавов другой плотности следует применять поправочный коэффициент. | ||||||||||
Производитель бурильных труб из алюминиевого сплава против обычных стальных бурильных труб
| Feature | Aluminum Alloy Drill Pipe | Conventional Steel Drill Pipe |
|---|---|---|
| Density | About 1/3 of steel | High density, heavier |
| Weight Reduction | 35–40% lighter | Standard weight |
| Strength-to-Weight Ratio | Higher | Lower |
| Torque & Rotation | Reduced torque requirement | Higher torque needed |
| Fatigue Resistance | Excellent | Good but heavier fatigue load |
| Corrosion Resistance | Better with coatings | More prone to corrosion |
| Application | Deepwater, ERD, directional drilling | Widely used in all drilling |
Основные преимущества производителя бурильных труб из алюминиевого сплава RIGRS
- 1. Облегченная конструкция Главным преимуществом является снижение веса. Буровые трубы из алюминиевого сплава на 40% легче стальных бурильных труб, что значительно снижает нагрузку на крюк, позволяя буровым установкам работать с более длинными бурильными колоннами без увеличения грузоподъемности.
- 2. Возможность бурения с большим отходом от вертикали (ERD) Для сверхдлинных горизонтальных скважин и сложного наклонно-направленного бурения уменьшенный вес трубы минимизирует сопротивление и крутящий момент, повышая эффективность бурения и снижая риск прихвата трубы.
- 3. Более высокое соотношение прочности к массе Алюминиевые сплавы обеспечивают отличную прочность на разрыв при низком общем весе. Это делает их идеальными для морских платформ, где грузоподъемность является ограничивающим фактором.
- 4. Повышенная усталостная прочность Бурильные трубы из алюминиевого сплава выдерживают циклические нагрузки лучше, чем стальные, в определенных условиях, продлевая срок службы при повторяющихся циклах нагрузки.
- 5. Повышенная коррозионная стойкость При правильном покрытии или анодировании бурильные трубы из алюминиевого сплава более эффективно противостоят коррозии, чем обычные стальные бурильные трубы, особенно в условиях соленой воды или высокой влажности на море.
