Pourquoi c'est souvent le raccordement, et non le tuyau, qui fixe la limite
Une colonne de tubage est un empilement de joints de 9 à 12 m vissés ou soudés ensemble, et le joint est le maillon le plus faible de la colonne. En traction, l'efficacité de la connexion est généralement de 100 % pour les joints couplés API car le corps du raccord est plus épais que la paroi du tuyau, mais la racine du filetage de la goupille reste l'endroit sensible à la fatigue-. En cas d'éclatement, le nez de la broche et l'accouplement constituent à nouveau la section critique. C'est pourquoi l'API 5CT contrôle à la fois le corps du tuyau et la connexion, et pourquoi la pratique sur le terrain se concentre sur la composition correcte- plutôt que sur les seules propriétés du corps du tuyau.
API 5CT couvre les qualités normalement utilisées pour les caissons et les tubes - H40, J55, K55, N80 (type 1 et Q), L80, C90, T95, P110 et Q125 - ainsi que les exigences dimensionnelles et de filetage des joints standard fournis avec eux.
Connexions filetées et couplées
Les joints filetés dominent le travail de tubage car ils peuvent être confectionnés et rompus à plusieurs reprises avec des pinces de forage ou des pinces électriques, et ils tolèrent la flexion qui se produit dans les puits déviés.
| Type de joint | Formulaire de discussion | Cône | Utilisation typique |
|---|---|---|---|
| Filetage rond court (STC) | API rond, 8 filets par pouce pour 4-1/2 po de diamètre extérieur et plus | 1:16 (3/4 po par pied) | Puits peu profonds et à faible-tension |
| Fil rond long (LTC) | Rond API, longueur de filetage plus longue | 1:16 | Service général, résistance à la traction supérieure à STC |
| Contrefort (BTC) | Contrefort, 5 fils par pouce | 1:16 | Parois épaisses et cordes à haute-tension |
| Articulation intégrale | Corps de tuyau bouleversé, pas de raccord | 1:16 | Dégagement restreint |
| Premium / propriétaire | Profil modifié avec joint métal-sur-métal | Varie | Puits de gaz, HPHT, service thermique |
Le filetage rond API a une conicité 1:16 et une crête tronquée ; Le filetage de contrefort utilise une forme de 5 fils par pouce avec un flanc de charge raide et un flanc de frappe plat, ce qui lui confère une résistance à la traction beaucoup plus élevée que le filetage rond du même diamètre extérieur. Un raccord est normalement fourni dans la même qualité que le tuyau, et des raccords à jeu spécial - peuvent être commandés lorsque les jeux annulaires sont serrés.
Joints soudés et mécaniques
Le soudage est utilisé pour le revêtement de surface, les tuyaux conducteurs, les tuyaux d'entraînement et certaines chaînes d'arrimage où le joint n'a pas besoin d'être rompu. Une procédure typique est une passe de racine TIG manuelle ou automatisée suivie de passes de remplissage et de bouchage, avec préchauffage sur des qualités de carbone plus élevées - et qualification complète de la procédure de soudage. Les principaux inconvénients sont que le joint ne peut pas être dévissé, que la qualité de la soudure dépend des conditions sur le terrain et que le traitement thermique post-soudage est difficile sur site.
Les alternatives mécaniques incluent des brides boulonnées, des connecteurs-union de type pince-et à marteau-, ainsi que des connecteurs à enfiler-ou à souder-utilisés avec les colonnes montantes et le boîtier de forage pendant le forage. Ceux-ci sont choisis lorsque la vitesse d'appoint-compte plus que l'étanchéité au gaz-ou lorsque la rotation doit être transmise via la connexion.
Inspection-de la préparation, du couple et du terrain
Une configuration correcte-est définie par une valeur de couple et, pour les connexions premium, par une courbe de rotation-de couple. Les pinces mécaniques sont normalement équipées d'un système de surveillance et d'enregistrement du couple afin que chaque joint soit signé par rapport à la fiche de données de connexion fournie par le fabricant. Le composé de filetage est appliqué à la fois sur la goupille et sur la boîte ; la spécification du composé suit normalement la pratique API RP 5A3 pour la température de service.
Avant l'exécution, les filetages sont nettoyés et inspectés pour déceler tout grippage, et le tuyau est dérivé pour confirmer que le diamètre de dérive spécifié n'est pas obstrué. Un essai hydrostatique du corps du tuyau est requis par l'API 5CT pour la plupart des qualités de tubage et est normalement observé ou rapporté dans le cadre de la documentation des essais de l'usine. Le calibrage des filetages, à l'aide des jauges de travail et de référence appropriées, est une activité d'usine, mais les vérifications sur le terrain des broches endommagées ou à filetage croisé restent une pratique courante à chaque déplacement.
Choisir une connexion pour une chaîne donnée
Commencez par les résultats de conception : charge de traction maximale, exigences d'éclatement et d'effondrement, si le puits sera étanche au gaz-et gravité attendue du dogleg. Le fil rond convient aux puits peu profonds et à une tension modérée. Le contrefort est préféré pour les cordes lourdes et les murs épais en raison de son efficacité de traction plus élevée. Lorsqu'il s'agit d'étanchéité aux gaz-, de cycles thermiques ou de haute pression, une connexion haut de gamme avec un joint métal-sur-métal et un épaulement de couple est normalement spécifiée. L'épaisseur de la paroi, le diamètre extérieur et la dérive doivent ensuite être vérifiés par rapport au diamètre extérieur de l'accouplement pour confirmer que le jeu annulaire est acceptable.
Foire aux questions
Q:Quelle est la différence entre les filetages de boîtier STC et LTC ?
R : Les deux utilisent la forme de filetage rond API avec un cône 1:16 ; la version à filetage long a une longueur de filetage plus longue et donc une résistance à la traction plus élevée, tandis que la version à filetage court nécessite moins de temps de rattrapage-. Le fil rond court est normalement réservé aux cordes plus légères.
Q:Le boîtier peut-il être connecté par soudage au lieu de filetages ?
R : Oui, le soudage est utilisé pour les conducteurs, les surfaces et les tuyaux d'entraînement ainsi que pour certaines chaînes d'arrimage. Ce n’est pas courant pour les tubages de production car les joints ne peuvent pas être brisés et la qualité des soudures et le traitement thermique sont plus difficiles à contrôler sur le site de forage.
Q:Comment le couple de rattrapage-est-il déterminé ?
R : Le couple optimal est tiré de la fiche technique de connexion fournie avec le tuyau ou du composé de filetage et des recommandations de connexion. En pratique, la cible est vérifiée sur les premiers joints puis surveillée avec un système d'enregistrement de couple-tour pour le reste de la chaîne.
Q:Que spécifie l'API 5CT pour le boîtier ?
R : API 5CT spécifie les qualités d'acier, les dimensions, les tolérances d'épaisseur de paroi, les propriétés mécaniques et les exigences de test pour les boîtiers et les tubes, y compris les types de raccords et de filetages standard fournis avec eux.
Q:Quand une connexion premium est-elle justifiée par rapport à un joint à contrefort API ?
R : Lorsque l'étanchéité au gaz, une charge thermique cyclique ou une pression interne élevée sont requis, ou lorsque le puits est suffisamment dévié pour que la connexion puisse résister à la flexion sans perdre l'intégrité du joint. Les connexions Premium sont qualifiées par des tests physiques selon des protocoles reconnus plutôt que par la seule forme de thread.
Q:Quels documents doivent accompagner une ordonnance de dépôt ?
R : Certificats d'essais de matériaux indiquant l'indice thermique, la qualité, la composition chimique, les résultats de traction et d'élasticité et les valeurs d'impact, le cas échéant, ainsi que les enregistrements d'essais de dérive et hydrostatiques et les rapports d'inspection des filetages.