Slajd 1

RURY

OKŁADZINOWE

CHARAKTERYSTYKA RUR OKŁADZINOWYCH

W zależności od sposobu wytwarzania rur

okładzinowych rozróżnia się rury:



walcowane

(

bez szwu

)



spawane

Rury walcowane

stanowią większość rur

przeznaczonych do wierceń prowadzonych w
poszukiwania złóż ropy naftowej i gazu. Wykonuje się
je techniką obróbki plastycznej na gorąco. W celu
uzyskania dużych dokładności kształtów i wymiarów
oraz odpowiednich właściwości mechanicznych, rury te
poddawane są dodatkowo obróbce na zimno.

RURY

OKŁADZINOWE

CHARAKTERYSTYKA RUR OKŁADZINOWYCH –
c.d.

Rury spawane

(

w zasadzie tylko rury o dużych

średnicach

) wykonuje się stosując:



spawanie przez prasowanie na gorąco brzegów
wzdłuż rury. Tak wykonane rury przechodzą przez
odpowiednie walce, gdzie wraz z przemieszczaniem
trzpienia wewnętrznego wygładzona zostaje ich
powierzchnia wewnętrzna i zewnętrzna;



spawanie elektryczne, tj. kontaktowe, pod dociskiem
lub przez zgrzewanie bez użycia obcego materiału
łączącego. Wykonane w ten sposób rury mogą być
poddawane obciążeniom porównywalnym z
dopuszczalnymi obciążeniami rur walcowanych.

RURY

OKŁADZINOWE

CHARAKTERYSTYKA RUR OKŁADZINOWYCH –
c.d.

Normy

API

obejmujące stale do produkcji rur

okładzinowych, szczególnie stale o wyższej
jakości (

granicy plastyczności wyższa niż 568

MPa

), podają jedynie wymagania co do

właściwości mechanicznych

materiału.

Oznaczenia stali (

marki stali

) stosowane w tych

normach nie są więc symbolami gatunków stali,
lecz tylko ich

odmian wytrzymałościowych

Rury używane w tych wierceniach powinny

odznaczać się wysoką wytrzymałością na
rozciąganie, co zależy od twardości stali i granicy
jej plastyczności.

RURY

OKŁADZINOWE

STALE DO PRODUKCJI RUR OKŁADZINOWYCH

Odmian

wytrzy

m. stali

Kod paskowy

Granica

plastyczności

Granica

wytrzymałoś

rozciąganie

Specyfikacj

API

min

max

MPa/PSI

MPa/PSI

J-55

zielony

380/55000

550/80000

520/75000

5CT

K-55

zielony/zielony

380/55000

550/80000

660/95000

C-75

niebieski

515/75000

620/90000

660/95000

L-80

czerwony/brązowy/czer

wony

550/80000

655/95000

660/95000

N-80

czerwony

550/80000

760/110000

690/100000

MW-C-90

liliowy

620/90000

725/105000

690/100000

C-95

brązowy

655/95000

760/110000

720/105000

MW-C-95

brązowy/czerwony/brąz

owy

655/95000

760/110000

P-110

biały

760/110000

965/140000

860/125000

MW-125

biały/zielony/biały

860/125000

1030/15000

930/135000

MW-140

biały/niebieski/biały

965/140000

1140/16500

1030/150000

V-150

biały/biały

1035/15000

1240/18000

1100/160000

MW-155

biały/czerwony/biały

1070/15500

1240/18500

1140/165000

RURY

OKŁADZINOWE

STALE DO PRODUKCJI RUR OKŁADZINOWYCH –
c.d.

Rury okładzinowe ze stali odmiany

H-40 i J-55

wykonuje się ze

stali węglowych

. Ich właściwości

mechaniczne wynikają głównie ze składu chemicznego,
a nie obróbki cieplnej.

Do produkcji rur ze stali

C, N i P

można stosować:

Stale stopowe

oraz obróbkę cieplną (

normalizowanie

lub normalizowanie z odpuszczaniem

)

Stale węglowe

lub niskostopowe oraz ulepszane

cieplnie (

hartowane i odpuszczane

)

Wymagane właściwości

fizyczno-mechaniczne

omawianych odmian wytrzymałościowych stali osiąga
się więc, przez:



zastosowanie odpowiedniego składu chemicznego,



obróbkę cieplną

RURY

OKŁADZINOWE

STALE DO PRODUKCJI RUR OKŁADZINOWYCH –
c.d.

Zakres zmian temperatury, [

[

]

100

150

200

K-55

C-75

N-80

C-95

P-110

MW-125

Zależność ta, różna dla różnych stali, występuje już w

zakresie temperatur panujących w otworach wiertniczych

RURY

OKŁADZINOWE

STALE DO PRODUKCJI RUR OKŁADZINOWYCH –
c.d.

POLSKA NORMA

PN-93/H74233

Według PN-93/H74233 wyróżnia się następujące grupy

rur okładzinowych normalnośrednicowych bez szwu:

1. W zależności od

obróbki cieplnej i wytrzymałości

Grupa

Odmiana

wytrzymałościowa

Obróbka cieplna

H-40

J-55

K-55

N-80

bez obróbki cieplnej
bez obróbki cieplnej
bez obróbki cieplnej
bez obróbki cieplnej

L-80-1

hartowanie i odpuszczanie

III

P110

hartowanie i odpuszczanie

lub normalizowanie i

odpuszczanie

Q-125-1

hartowanie i odpuszczanie

RURY

OKŁADZINOWE

STALE DO PRODUKCJI RUR OKŁADZINOWYCH –
c.d.

POLSKA NORMA

PN-93/H74233

Według PN-93/H74233 wyróżnia się następujące grupy

rur okładzinowych normalnośrednicowych bez szwu:

2. W zależności od

długości

Rury I zakresu stosowane są zwykle w otworach powyżej

400 mm. Rury okładzinowe produkowane są z różnych
gatunków stali, charakteryzujących się różnymi własnościami
mechanicznymi.

Zakres długości

[m]

Oznaczenie zakresu długości

4.9-7.6

7.6-10.4

RII

10.4-14.6

RIII

RURY

OKŁADZINOWE

STALE DO PRODUKCJI RUR OKŁADZINOWYCH –
c.d.

POLSKA NORMA

PN-93/H74233

Według PN-93/H74233 wyróżnia się następujące grupy

rur okładzinowych normalnośrednicowych bez szwu:

3. W zależności od

rodzaju połączenia gwintowanego



rury z gładkimi końcówkami
- P



rury z gwintami krótkimi
- S



rury z gwintami długimi
- L



rury z gwintami trapezowymi
- B



rury z gwintami krótkimi
- L



rury z gwintami krótkimi i złączkami
- Sz



rury z gwintami długimi i złączkami
- Lz



rury ze spęczonymi końcami z gwintami
gazoszczelnymi - Bz

RURY

OKŁADZINOWE

STALE DO PRODUKCJI RUR OKŁADZINOWYCH –
c.d.

POLSKA NORMA

PN-93/H74233

Podstawowe właściwości stali oraz oznaczenia kodem

paskowym według

PN-93/H74233

zestawiono w tabeli:

Odmiana

wytrzymało

ściowa stali

Kod paskowy

Granica

plastyczności

Granica

wytrzymałości

na rozciąganie

min

max

MPa

H-40

bez znakowania

276

552

414

J-55

zielony

379

552

517

K-55

zielony/zielony

379

552

655

N-80

czerwony

552

758

689

L-80-1

czerwony/brązo

552

655

P-110

biały

758

965

862

Q-125-1

pomarańczowy

860

1035

960

RURY

OKŁADZINOWE

TYPY POŁĄCZEŃ RUR OKŁADZINOWYCH – c.d.

Połączenia rur okładzinowych można podzielić na:

1. Uwzględniając

kryterium normalizacji



objęte normami API i PN;



nie objęte normami API i PN;

2. Uwzględniając

budowę konstrukcyjną złącza



z połączeniem złączkowym;



z połączeniem kielichowym.

RURY

OKŁADZINOWE

TYPY POŁĄCZEŃ RUR OKŁADZINOWYCH – c.d.

Połączenia gwintowe objęte normami API:

złączkowe:



z gwintem

krótkim

trójkątnym zaokrąglonym

Short

API-8 Rd;



z gwintem

długim

trójkątnym zaokrąglonym

Long API-

8 Rd;



z gwintem

trapezowym

niesymetrycznym

Buttress;

kielichowe:



symetrycznym Extreme - Line

RURY

OKŁADZINOWE

TYPY POŁĄCZEŃ RUR OKŁADZINOWYCH

Połączenia złączkowe API z gwintem stożkowym

zaokrąglonym;

Rury okładzinowe z połączeniami
złączkowymi z gwintem stożkowym
zaokrąglonym charakteryzują się:

• niską wytrzymałością na rozciąganie
połączenia gwintowego wynoszącą w
przypadku gwintu krótkiego 54-85 %, a
gwintu długiego 60-96 % wytrzymałości
rury gładkiej,

• małą szczelność połączenia,

• nagłą zmianą i powiększeniem o około
20 mm średnicy zewnętrznej kolumny rur
na połączeniach,

• trudnością we współosiowym ustawieniu
rur w czasie skręcania połączeń,

• możliwością zacierania się gwintów przy
kilkukrotnym rozkręcaniu i skręcaniu

RURY

OKŁADZINOWE

TYPY POŁĄCZEŃ RUR OKŁADZINOWYCH

Połączenia złączkowe

Buttress

Połączenie rur okładzinowych typu
Buttress jest połączeniem złączkowym i
posiada następujące zalety:

• rury z tym połączeniem używa się w
przypadku dużych obciążeń osiowych,

• wytrzymałość na rozciąganie połączeń
tego typu w stosunku do wytrzymałości
rury gładkiej wynosi 85-99 % i zwiększa się
w połączeniach o mniejszych średnicach,

• połączenie to odznacza się dużą
szczelnością ze względu na minimalne
(

rzędu 0,03 mm

) luzy konstrukcyjne między

gwintem czopa i mufy, które można
wypełniać smarem uszczelniającym,

• połączenie to jest gazoszczelne w
zakresie ciśnień do 40 MPa, natomiast jest
w pełni szczelne dla wody.

RURY

OKŁADZINOWE

TYPY POŁĄCZEŃ RUR OKŁADZINOWYCH

Połączenia Extreme - Line

Rury okładzinowe z połączeniem kielichowym
Extreme-Line (bezzłączkowe) stosuje się w
przypadku:

• wiercenia otworów gazowych,

• konieczności zapuszczania rur i cementowania
ich przy bardzo małym prześwicie,

• konieczności zapuszczania rur pod ciśnieniem
przez głowice przeciwwybuchowe,

• przewiercania niestabilnych skał, skłonnych
do obwałów (rury te traktowane są jako przewód
wiertniczy)

Do zalet połączenia E-L zalicza się:

• gazoszczelność, nawet po kilkukrotnym
rozkręcaniu złącza,

• prawie gładki z zewnątrz obrys kolumny,

• mniejsze niż w połączeniach złączkowych
średnice zewnętrzne połączenia,

• duża wytrzymałość połączenia na obciążenia
wynoszące blisko 100% wytrzymałości rury
gładkiej.

RURY

OKŁADZINOWE

TYPY POŁĄCZEŃ RUR OKŁADZINOWYCH – c.d.

Połączenia nie objęte normami API:

złączkowe:



Hydril -

CTS,CTS-4



Mannesmann -

BDS, BIG Omega,



NL Atlas Bradford -

Modified, TC-4S



Vallourec -

VAM ATAC



Armco -

Armco Seal-Lock



inne...

kielichowe:



Hydril -

NCT,Super EU,Tripelseal, Super FJ, Super FJ-P,FJ,40 FJ-WP,

521, 511,MAC



Mannesmann -

BDS-IJ, Omega, MUST



NL Atlas Bradford -

FL-4S, IJ-4S, TC-4S



Vallourec -

VAM FJL



inne..

RURY

OKŁADZINOWE

TYPY POŁĄCZEŃ RUR OKŁADZINOWYCH – c.d.

Najważniejszymi cechami charakterystycznymi rur

okładzinowych, które decydują o ich własnościach
użytkowych są:



wytrzymałość połączeń gwintowych na rozluźnienie;



szczelność połączeń gwintowych;



średnice zewnętrzne i wewnętrzne połączeń;



łatwość eksploatacji połączeń;



cena jednostkowa rur z połączeniami danego typu.

RURY

OKŁADZINOWE

TYPY POŁĄCZEŃ RUR OKŁADZINOWYCH – c.d.

Rury okładzinowe łączone przez spawanie:

Normy obowiązujące w zakresie produkcji rur

okładzinowych i ich połączeń nie obejmują konstrukcji
rur do

łączenia przez spawanie

Istnieją natomiast

tego rodzaju konstrukcje opracowane przez
użytkowników rur.

W zależności od wymagań co do wytrzymałości rur

okładzinowych opracowano kilka zasadniczych odmian
konstrukcyjnych połączeń

spawanych

RURY

OKŁADZINOWE

TYPY POŁĄCZEŃ RUR OKŁADZINOWYCH – c.d.

Rury okładzinowe łączone przez spawanie – c.d.

Połączenia dwukielichowe

spawane:

a) z pierścieniem

centrującym

b) bez pierścienia

centrującego

Połączenia kielichowe spawane:

Połączenia

złączkowe
spawane

a) ze spawem pachwinowym lub
miseczkowym

b) Sposób i miejsce wykonania na kielichu
wyżłobień w celu dokonania
wzmacniającego spawania punktowego

Document Outline