API 5CT Z140je vysokopevnostný oceľový plášť a rúrky špecifikované v špecifikácii API (American Petroleum Institute) 5CT. Táto norma upravuje výrobu závitových plášťov a rúr používaných v ropných a plynových vrtoch.
Kľúčové vlastnosti:
Ultra{0}}vysoká pevnosť:Z140 je jednou z najvyšších pevnostných tried v štandarde API 5CT so špecifikovanou minimálnou medzou klzu 140 000 psi (965 MPa). Vďaka tomu je vhodný preultra{0}}hlboké studne, vysoko-tlakové/vysoko{1}}teplotné (HPHT) studnea iných náročných dolných prostrediach, kde sú extrémne zaťaženia zrútením, roztrhnutím a ťahom.
Kalené a temperované (Q&T):Na dosiahnutie tejto vysokej pevnosti a udržanie dobrej húževnatosti sa rúry Z140 vyrábajú procesom tepelného spracovania kalením a temperovaním.
Obmedzená aplikácia v kyslej službe:Vďaka svojej veľmi vysokej pevnosti a tvrdosti je štandard Z140 všeobecneneodporúča sa pre kyslú obsluhu(prostredia obsahujúce sírovodík, H₂S) kvôli svojej vysokej náchylnosti na praskanie sulfidovým stresom (SSC). Ak sa používa v takýchto prostrediach, vyžaduje si mimoriadne starostlivý výber materiálu, špeciálne výrobné procesy a prísnu kontrolu tvrdosti, často špecifikovanú koncovým používateľom.
Je dôležité poznamenať, že zatiaľ čo Z140 bol zahrnutý v predchádzajúcich vydaniach API 5CT, bolvymazané z najnovších vydaní štandardu (napr. API 5CT 9th Edition). Stále sa však môže vyrábať ako aStupeň „Ne-API“ alebo „Proprietárne“.oceliarňami na základe špecifikácií zákazníka, ktoré často odkazujú na staré požiadavky API.
Parametre a tabuľky produktu
Tabuľka 1: Mechanické vlastnosti API 5CT Z140
| Nehnuteľnosť | Hodnota | Jednotka | Poznámky | |
|---|---|---|---|---|
| stupňa | Z140 | - | Predpona „Z“ označuje vysokú-triedu sily. | |
| Špecifikovaná minimálna medza klzu (SMYS) | 140,000 | psi | 965 MPa | |
| Minimálna pevnosť v ťahu | 150,000 | psi | 1035 MPa | Rúra musí vydržať aspoň toto veľké namáhanie v ťahu. |
| Maximálna pevnosť v ťahu | N/A (Pozri poznámku 1) | psi | Pri vysoko{0}}pevnostných triedach, ako je táto, sa medzi výrobcom a kupujúcim často dohodne maximum, aby sa zabezpečila primeraná húževnatosť. | |
| Rozsah medze klzu | 140,000 - 175,000 | psi | 965 - 1207 MPa | Skutočná medza klzu musí spadať do tohto rozsahu. |
| Tvrdosť (typické maximum) | 42.0 | HRC | Rockwell Cstupnica. Toto je kritický parameter na kontrolu rizika SSC. | |
| Predĺženie (minimálne) | Pozri Formula | % | API 5CT špecifikuje minimálne predĺženie na základe skúšobnej vzorky v ťahu. |
Poznámka 1:Maximálna pevnosť v ťahu nie je špecifikovaná v API 5CT pre všetky druhy, ale zvyčajne sa riadi pomocou maximálnej medze klzu a pomeru -k{2}} pevnosti v ťahu (pomer Y/T). Pre ultra-vysoké-triedy pevnosti sa často uvádza maximálny pomer Y/T (napr. 0,95), aby sa zabezpečila deformačná kapacita.
Tabuľka 2: Typické chemické zloženie (% hmotnosti)
API 5CT nenariaďuje špecifické chemické zloženie, ale stanovuje požiadavky na mechanické vlastnosti a výkon. Chémia je vyvinutá výrobcami tak, aby spĺňala tieto požiadavky. Typickou chémiou pre triedu Z140 by bola nízkolegovaná-oceľ.
| Prvok | Typický rozsah | Účel |
|---|---|---|
| uhlík (C) | 0.25 - 0.35 | Primárny posilňovací prvok. |
| mangán (Mn) | 0.80 - 1.20 | Zvyšuje pevnosť a vytvrditeľnosť. |
| kremík (Si) | 0.15 - 0.35 | Deoxiduje a posilňuje ferit. |
| chróm (Cr) | 0.80 - 1.50 | Zvyšuje vytvrditeľnosť, pevnosť a odolnosť proti korózii. |
| molybdén (Mo) | 0.15 - 0.30 | Zvyšuje vytvrditeľnosť a pevnosť, najmä pri vysokých teplotách. |
| niób (Nb) / Vanád (V) | Stopové množstvá | Rafinéry obilia a posilňovače zrážok. |
| fosfor (P) | Menšie alebo rovné 0,015 | Nečistoty udržiavané na veľmi nízkej úrovni, aby sa zlepšila húževnatosť. |
| síra (S) | Menšie alebo rovné 0,005 | Nečistoty udržiavané na veľmi nízkej úrovni, aby sa zlepšila húževnatosť a znížilo riziko SSC. |
Poznámka:Toto je reprezentatívna chémia. Presné zloženie je vlastníctvom každého výrobcu.
Tabuľka 3: Údaje o rozmeroch a hmotnosti (príklad pre bežné veľkosti)
Vonkajší priemer, hrúbka steny a hmotnosť sú špecifikované v API 5CT. Nižšie sú uvedené príklady bežných veľkostí puzdier.
| Nominálna veľkosť a hmotnosť (lb/ft) | Vonkajší priemer (in) | Vnútorný priemer (in) | Hrúbka steny (in) | Obyčajná{0}}koncová hmotnosť (lb/ft) | Medza klzu telesa potrubia (milión lbf) |
|---|---|---|---|---|---|
| 7", 29,00 lb/ft | 7.000 | 6.184 | 0.408 | 29.00 | 1.33 |
| 7", 32,00 lb/ft | 7.000 | 6.094 | 0.453 | 32.00 | 1.46 |
| 9-5/8", 40,00 lb/ft | 9.625 | 8.835 | 0.395 | 40.00 | 1.87 |
| 9-5/8", 47,00 lb/ft | 9.625 | 8.681 | 0.472 | 47.00 | 2.21 |
| 10-3/4", 51,00 lb/ft | 10.750 | 9.850 | 0.450 | 51.00 | 2.39 |
Vysvetlenie medze klzu telesa potrubia:Toto je teoretické axiálne zaťaženie potrebné na utiahnutie telesa potrubia, vypočítané ako: SMYS x prierezová-plocha. Hodnoty v tabuľke ukazujú nesmiernu nosnosť-Z140.
Kľúčové úvahy a aplikácie
Aplikácie:
Mimoriadne-hlboké vertikálne a smerové jamky
Plášťové struny v hlbokomorských a HPHT vrtoch
Vložkové systémy v zónach s vysokými tlakovými rozdielmi
Oblasti vyžadujúce vysokú odolnosť proti zrúteniu a roztrhnutiu
Výzvy a obmedzenia:
Sulfidové praskanie stresu (SSC):Vysoká náchylnosť. Nie pre štandardnú kyslú obsluhu.
Húževnatosť:Vyžaduje vynikajúcu húževnatosť pri nízkych{0}}teplotách, aby sa zabránilo krehkému lomu.
Zváranie a manipulácia:Pre zváracie príslušenstvo sú potrebné špeciálne postupy kvôli vysokému uhlíkovému ekvivalentu a pevnosti. Pri manipulácii je potrebné dávať pozor, aby nedošlo k poškodeniu povrchu, ktoré môže pôsobiť ako koncentrátory napätia.
Dostupnosť:Ako vymazaná trieda API je to špeciálny produkt s dlhšími dodacími lehotami a vyššími nákladmi.
v súhrneAPI 5CT Z140je špecializovaný, ultra{0}}vysoko{1}}pevný typ plášťa a hadíc navrhnutý pre najnáročnejšie podmienky vrtov, kde je mechanická výkonnosť prvoradá. Jeho použitie si vyžaduje dôkladné technické preskúmanie podmienok vrtu a materiálových obmedzení.
