ข้อมูลที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับท่อส่งน้ำมันทั่วไปสำหรับการขุดเจาะ

ท่อเหล็กสำหรับงานอุตสาหกรรมน้ำมัน (OCTG) และท่อส่ง (Line Pipe) เรียกรวมกันว่า OCTG OCTG เป็นผลิตภัณฑ์ท่อเหล็กแปรรูปขั้นสูง ซึ่งรวมถึง OCTG และ Line Pipe ท่อเจาะ ท่อปลอก ท่อส่ง ท่อเจาะแบบเหลี่ยม ฯลฯ เรียกรวมกันว่า OCTG

1. มาตรฐานการผลิตและการตรวจสอบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในและต่างประเทศสำหรับท่อเหล็กสำหรับงานอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ (OCTG) มีอะไรบ้าง?
สภาพการใช้งานของท่อเหล็กสำหรับงานขุดเจาะน้ำมันและก๊าซ (OCTG) ค่อนข้างรุนแรง และข้อกำหนดด้านคุณภาพก็เข้มงวดกว่าท่อไร้รอยต่อทั่วไปมาก ต้องผลิตและตรวจสอบตามมาตรฐานหรือเงื่อนไขทางเทคนิคพิเศษ ปัจจุบัน มาตรฐานการผลิตและการตรวจสอบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในและต่างประเทศสำหรับ OCTG ส่วนใหญ่จะอิงตามสถาบันปิโตรเลียมแห่งอเมริกา หรือ API มาตรฐานสำหรับท่อปลอกและท่อส่งคือ API SPEC5 CT ท่อเจาะคือ API SPEC5 และข้อต่อท่อเจาะคือ API SPEC7

2. เพื่อให้สอดคล้องกับสภาพทางธรณีวิทยาที่เฉพาะเจาะจงของแหล่งน้ำมัน ปัจจุบันมีการใช้ท่อและปลอกท่อชนิดใดบ้างที่ไม่ใช่มาตรฐาน API ทั้งในและต่างประเทศ?
นอกจากท่อกรุมาตรฐาน API แล้ว ยังมีการวิจัยและพัฒนาท่อกรุที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน API ทั้งในและต่างประเทศ ที่เหมาะสมกับสภาพทางธรณีวิทยาพิเศษของแหล่งน้ำมัน รวมถึงท่อและปลอกที่มีความแข็งแรงสูงพิเศษสำหรับบ่อลึก ท่อกรุที่ป้องกันการยุบตัวสูง ท่อและปลอกที่ทนต่อการกัดกร่อนจากความเค้นของไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ใช้ในบ่อน้ำมันและก๊าซที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ ท่อและปลอกที่มีความแข็งแรงสูงสำหรับบ่อน้ำมันและก๊าซอุณหภูมิต่ำ ท่อและปลอกที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนโดยมีเพียงคาร์บอนไดออกไซด์และไอออนคลอไรด์และแทบไม่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ และท่อและปลอกที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนสูงที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ คาร์บอนไดออกไซด์ และไอออนคลอไรด์

3. บทบาทของท่อและปลอกในบ่อน้ำมันคืออะไร? และในจำนวนนี้ ปลอกสามารถแบ่งประเภทตามหน้าที่การใช้งานได้อย่างไรบ้าง?
ในงานขุดเจาะและผลิตน้ำมัน “ท่อกรุ” หมายถึงท่อที่ใช้บุผนังหลุมเจาะ มีหน้าที่ป้องกันไม่ให้ผนังหลุมเจาะไหลหรือพังทลาย ท่อกรุเป็นส่วนประกอบถาวรที่อยู่ใต้ดิน และส่วนล่างของท่อกรุจะถูกยึดด้วยซีเมนต์ ซึ่งบางครั้งซีเมนต์จะไหลกลับขึ้นมาบนผิวดิน ท่อกรุส่วนใหญ่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 114.3 มม. หรือใหญ่กว่า ท่อที่อยู่ด้านในสุดของหลุมเจาะเรียกว่า ท่อส่งน้ำมัน (tubing) ของเหลวใต้ดินจะถูกส่งขึ้นสู่ผิวดินผ่านทางท่อส่งน้ำมัน ท่อส่งน้ำมันสามารถแยกออกจากท่อกรุได้โดยใช้เครื่องแยกน้ำมัน ท่อส่งน้ำมันมักจะถูกดึงออกจากหลุมเจาะ และบางครั้งก็จำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ ท่อส่งน้ำมันส่วนใหญ่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 114.3 มม. หรือเล็กกว่า

สภาพแวดล้อมในการขุดเจาะมักต้องการท่อกรุหลายชั้นเพื่อให้ได้ความลึกรวมที่คาดหวังไว้ แต่ละชั้นของท่อกรุสามารถแบ่งออกได้ตามหน้าที่ดังต่อไปนี้:
(1) ท่อส่งน้ำ ชั้นนอกสุดของบ่อน้ำ หน้าที่หลักคือเสริมความแข็งแรงให้กับผนังบ่อน้ำและป้องกันไม่ให้ชั้นกรวดผิวดินและหินที่ไม่ยึดติดกันตกลงไปในบ่อน้ำ
(2) ท่อโครงสร้าง ตั้งอยู่ระหว่างท่อส่งและท่อผิวดิน วัตถุประสงค์ของชั้นปลอกนี้คือการแก้ปัญหาการรั่วไหลซ้ำหรือการยุบตัวของบ่อ และหลีกเลี่ยงปัญหาการพุ่งขึ้นของก๊าซตื้นให้ได้มากที่สุด
(3) ท่อผิวดิน วัตถุประสงค์ของท่อผิวดินด้านล่างมีหลายประการ ได้แก่ การแยกชั้นน้ำจืด การป้องกันการยุบตัวและการรั่วไหล การแยกชั้นที่อ่อนแอซึ่งไม่สามารถทนต่อแรงดันย้อนกลับที่เกิดจากการควบคุมแรงดันน้ำในบ่อ การจัดเตรียมเงื่อนไขสำหรับการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันการระเบิด และการรองรับน้ำหนักของท่อทุกชั้นที่มีขนาดเล็กกว่าท่อผิวดิน
(4) ท่อกรุกลาง วัตถุประสงค์หลักคือเมื่อต้องเจาะชั้นที่มีแรงดันสูง และจำเป็นต้องใช้ของเหลวเจาะที่มีความหนาแน่นสูงเพื่อควบคุมแรงดันสูงผิดปกติ ต้องป้องกันชั้นหินตื้นและอ่อนแอเพื่อป้องกันการรั่วไหลหรือการเจาะติด ในบางกรณีพิเศษ ท่อกรุกลางยังใช้เพื่อแยกชั้นเกลือหรือชั้นหินดินดานที่ขยายตัวและยุบตัวได้ง่าย
(5) ท่อไลเนอร์ ท่อไลเนอร์มีหน้าที่เหมือนกับท่อปลอกกลาง ท่อไลเนอร์จะยื่นจากก้นบ่อขึ้นไปในท่อปลอกกลาง แต่จะไม่ยื่นลงไปถึงพื้นดิน เพื่อประหยัดค่าใช้จ่าย ท่อไลเนอร์ไม่จำเป็นต้องยื่นลงไปถึงพื้นดิน แต่ยังคงสามารถบรรลุวัตถุประสงค์ในการควบคุมแรงดันและระดับความชันของการแตกได้
(6) ท่อผลิต (Production casing) หรือเรียกว่าท่อกักเก็บ (reservoir casing) หน้าที่ของท่อชุดนี้คือการแยกชั้นการผลิตออกจากชั้นหินอื่นๆ สร้างหลุมเจาะทำงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนดซึ่งสามารถเข้าถึงชั้นการผลิตได้ และปกป้องท่อน้ำมันและอุปกรณ์การผลิต
(7) ท่อสำรอง ท่อบุผนังมักใช้เป็นส่วนหนึ่งของท่อผลิตแทนการวางท่ออีกชุดจากพื้นดินไปยังชั้นการผลิต ท่อบุผนังสามารถกลับลงสู่พื้นดินจากด้านบนของท่อบุผนังโดยใช้ท่อในปริมาณที่เหมาะสม

4. เหล็กเกรดใดที่ใช้ทำท่อและปลอกท่อน้ำมัน และมีความหมายอย่างไร?
ในมาตรฐาน API SPEC5CT เกรดเหล็กของท่อปลอกและท่อน้ำมันบ่งบอกถึงความแข็งแรงคราคและคุณลักษณะพิเศษบางประการ โดยปกติเกรดเหล็กจะระบุด้วยตัวอักษร 1 ตัวและตัวเลข 2 หรือ 3 ตัว เช่น N80 ในกรณีส่วนใหญ่ ตามลำดับของตัวอักษร ตัวอักษรที่อยู่ท้ายๆ จะแสดงถึงความแข็งแรงคราคของท่อที่มากกว่า ตัวอย่างเช่น ความแข็งแรงคราคของเหล็กเกรด N80 จะมากกว่าเหล็กเกรด J55

สัญลักษณ์ตัวเลขถูกกำหนดโดยความแข็งแรงครากขั้นต่ำของท่อ ซึ่งแสดงเป็นพันปอนด์ต่อตารางนิ้ว ตัวอย่างเช่น ความแข็งแรงครากขั้นต่ำของเหล็กเกรด N80 คือ 550 MPa เกรดเหล็กปลอกที่ระบุไว้ในมาตรฐาน API SPEC5 CT ได้แก่: H40, J55, K55, N80, M65, L80, C90, C95, T59, P110, Q125; เกรดเหล็กปลอก ได้แก่: H40, J55, N80, L80, C90, T59, P110