油井建設：ケーシングとチューブ

ケーシングとは、掘削された油井に敷設される一連の鋼管のことで、油井を安定させ、油流への汚染物質や水分の混入を防ぎ、地下水への油の浸出を防ぎます。ケーシングは層状に敷設され、直径が小さくなるにつれて複数のセクションが連結されてケーシングストリングを形成します。ケーシングストリングには、導管ケーシング、表面ケーシング、中間ケーシング、ケーシングライナー、生産ケーシングの5種類があります。

ケーシングは通常、炭素鋼で作られていますが、井戸の主要構造部品として、ケーシングの製造に使用される鋼のグレードと完成材料の仕様は非常に重要です。

ほとんどの国では、水圧破砕される油井・ガス井で使用されるケーシングの設計、製造、試験、輸送に関して、米国石油協会（API）規格に準拠しています。APIの「水圧破砕作業 - 油井建設および健全性ガイドライン」によると、ケーシングは圧縮、引張、圧潰、破裂に対する耐性、品質、および一貫性に関する厳格な要件を満たす必要があります。油井ケーシングは、水圧破砕圧力、生産圧力、および腐食条件に耐える必要があります。中古または再生ケーシングは、新品ケーシングと同じAPIの性能要件を満たす必要があります。

ケーシングが設置されると、石油やガスを輸送するためにケーシング内に配管が敷設されます。ケーシングとチューブ特定の直径と壁の厚さに合わせて製造されます。

APIは、チューブ製造におけるシームレスまたは電気溶接プロセスを規定しています。シームレスパイプとは、溶接継ぎ目のない鍛造鋼管製品と定義されます。これは、鋼材を熱間加工するか、必要に応じてその後冷間仕上げすることで、所望の形状、寸法、および特性に仕上げることによって製造されます。製造方法の特性上、チューブ壁面の断面はわずかに偏芯し、チューブは完全に直線ではなく、わずかに楕円形になる場合があります。

電気溶接管は、溶加材を使用せずに電気抵抗溶接または電気誘導溶接によって形成された1つの縦方向の溶接継目を有する。溶接される端部は機械的に押し付けられ、電流の流れに対する抵抗によって溶接熱が発生する。電気溶接管の溶接継目は、溶接後に最低1,000°F（約537℃）まで熱処理されるか、または焼戻しされていないマルテンサイトが残留しないように処理される。

石油輸送に使用される螺旋管や縦方向溶接管は、熱間加工によって製造され、鋼材を薄い帯鋼または板材に圧延することで作られます。熱間圧延は、材料の再結晶温度を超える非常に高温で行われ、様々な形状に成形できる可鍛性のある鋼材が生産されます。冷間成形鋼は、ロール成形という金属成形工程によって製造されます。ロール成形とは、金属板を一対のロールに通してプレスすることで、板厚を減らし、強度を高め、表面仕上げを向上させる金属成形工程です。

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