API 5CT C95 یک نوع پوشش با استحکام بالا است که توسط مؤسسه نفت آمریکا (API) مشخصات 5CT تعریف شده است. این در درجه اول برای استفاده در طراحی شده استمحیط های خدماتی ترشکه در آن مقاومت در برابر ترک استرس سولفیدی (SSC) مورد نیاز است.
مشخصه کلیدی:C95 یک استدرجه قدرت تسلیم محدودبه این معنی که محدوده قدرت تسلیم آن باریک تر است و سختی آن برای افزایش عملکرد آن در چاه های حاوی سولفید هیدروژن (H2S) کنترل می شود.
مقایسه:استحکام بالاتری نسبت به درجه معمولی L80 ارائه می‌کند و در عین حال مقاومت SSC بهتری نسبت به درجه P110 با استحکام بالا، که معمولاً برای سرویس‌های ترش توصیه نمی‌شود، ارائه می‌کند.
انواع:در مشخصات C95، انواع مختلفی وجود دارد (به عنوان مثال، نوع 1) که ممکن است در ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی برای دستیابی به خواص مورد نیاز تغییراتی داشته باشند.
1. جدول خواص مکانیکی
جدول زیر خواص مکانیکی کلیدی را طبق API 5CT نشان می دهد.
| اموال | ارزش و الزامات | یادداشت ها |
|---|---|---|
| تعیین درجه | C95 | - |
| حداقل قدرت تسلیم مشخص شده (SMYS) | 95000 psi (655 مگاپاسکال) | تنشی که در آن لوله شروع به تغییر شکل پلاستیکی می کند. |
| حداقل مقاومت کششی | 105000 psi (724 مگاپاسکال) | - |
| حداکثر قدرت تسلیم | 110000 psi (758 مگاپاسکال) برای OD کمتر یا مساوی 4.5 اینچ | اینمحدوده قدرت تسلیم محدود(95-110 ksi) برای مقاومت SSC حیاتی است. |
| 115000 psi (793 مگاپاسکال) برای OD > 4.5 اینچ | ||
| حداکثر سختی | HRC 25.4 | این یک کنترل کلیدی برای عملکرد خدمات ترش است. |
| ازدیاد طول | طبق فرمول API 5CT | حداقل طول به اندازه و درجه نمونه بستگی دارد. |
2. الزامات ترکیب شیمیایی
ترکیب شیمیایی به شدت کنترل می شود تا از خواص مکانیکی مورد نظر و مقاومت SSC اطمینان حاصل شود. موارد زیر حداکثر درصد معمولی هستند، با الزامات دقیق بسته به فرآیند و نوع تولید.
| عنصر | حداکثر % معمولی (وزن) | هدف و تاثیر |
|---|---|---|
| کربن (C) | 0.35 - 0.45 % | استحکام و سختی را افزایش می دهد. |
| منگنز (Mn) | 1.50 % | استحکام و سختی را افزایش می دهد. |
| مولیبدن (Mo) | 0.40 - 0.70 % | به طور قابل توجهی استحکام و مقاومت SSC را بهبود می بخشد. |
| کروم (کروم) | 0.90 - 1.30 % | مقاومت در برابر خوردگی و استحکام را بهبود می بخشد. |
| گوگرد (S) | 0.010 % | سطوح پایین برای به حداقل رساندن حساسیت به SSC الزامی است. |
| فسفر (P) | 0.020 % | سطوح پایین چقرمگی و مقاومت SSC را بهبود می بخشد. |
توجه:ترکیب C95 نوع 1 معمولاً یک فولاد کروم-Mo است، شبیه به AISI 4130/4140 که برای سرویس ترش اصلاح شده است.
3. داده های ابعادی و جرمی (مثالی برای اندازه های رایج)
در جدول زیر نمونه هایی برای اندازه های رایج ارائه شده است. طیف کامل اندازه ها در API 5CT مشخص شده است.
| قطر بیرونی (OD) | وزن (اسمی) | ضخامت دیوار (اسمی) | قطر دریفت (حداقل) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| در | میلی متر | پوند/فوت | کیلوگرم بر متر | در | میلی متر | در | میلی متر |
| 7 | 177.8 | 26.00 | 38.69 | 0.362 | 9.19 | 6.151 | 156.23 |
| 7 | 177.8 | 29.00 | 43.15 | 0.408 | 10.36 | 6.094 | 154.79 |
| 7 | 177.8 | 32.00 | 47.62 | 0.453 | 11.51 | 6.035 | 153.29 |
| 9 5/8 | 244.5 | 40.00 | 59.53 | 0.395 | 10.03 | 8.681 | 220.50 |
| 9 5/8 | 244.5 | 47.00 | 69.94 | 0.472 | 11.99 | 8.535 | 216.79 |
| 9 5/8 | 244.5 | 53.50 | 79.63 | 0.545 | 13.84 | 8.397 | 213.28 |
وزن:وزن خطی اسمی وزن واقعی تحمل دارد (معمولاً -3.5٪ تا +6.5%).
قطر دریفت:حداقل قطر سنبه استوانه ای که باید آزادانه از لوله عبور کند. سازگاری با ابزارهای سوراخ را تضمین می کند.
4. داده های عملکرد (محاسبات نمونه)
داده های عملکردی مانند فروپاشی و فشار ترکیدگی بر اساس ابعاد خاص و خواص مکانیکی محاسبه می شوند. موارد زیر هستندمقادیر تقریبیبرای یک پوشش 7 اینچی 29 پوند بر فوت C95.
| ویژگی عملکرد | مقدار تقریبی | شرایط / فرمول |
|---|---|---|
| فشار تسلیم داخلی (ترکیدگی) | ~ 10900 psi | با استفاده از فرمول بارلو محاسبه می شود: P=2 * SMYS * t / OD |
| مقاومت در برابر فروپاشی | ~8500 psi | با نسبت D/t بسیار متفاوت است. این برای کاهش قدرت عملکرد است. |
| قدرت تسلیم بدنه لوله | ~ 1.12 میلیون پوند | F=SMYS * متقاطع-منطقه مقطعی |
مهم:اینها مقادیر گویا هستند. برای طراحی مهندسی، همیشه از مقادیر دقیق ارائه شده در گواهی کارخانه تولید کننده لوله استفاده کنید یا با استفاده از فرمول‌های استاندارد{1}صنعت (API TR 5C3) محاسبه شده است.
برنامه های کاربردی کلیدی
چاه های گاز ترش:پوشش تولیدی و پوشش میانی در مخازن با H2S.
چاه های عمیق:جایی که برای تحمل بارهای فشاری و کششی به استحکام بالاتر از L80 نیاز است.
چاهک‌های-فشار/بالا-دما (HPHT):به عنوان یک گزینه استحکام متوسط با مقاومت در برابر ترک خوردگی محیطی خوب.
خلاصه
API 5CT C95 یک درجه محافظ مهم است که فاصله بین کاربردهای-مقاومت متوسط و بالا-در محیط‌های خورنده را پر می‌کند. ترکیب شیمیایی با دقت کنترل شده، عملیات حرارتی (کوئنچ و تمپر) و خواص مکانیکی محدود، آن را به انتخابی قابل اعتماد برای شرایط سخت حفاری و تولید تبدیل می کند که در آن استحکام و مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس سولفیدی بسیار مهم است.
