در عملیات حفاری نفت و گاز، دو نوع لوله اصلی به‌کار می‌روند: Casing (لوله جداری) و Tubing (لوله مغزی). این لوله‌ها علاوه بر نقش مکانیکی در تثبیت دیواره چاه، وظیفه انتقال سیالات حفاری و تولیدی را نیز بر عهده دارند. اما اتصال این لوله‌ها بدون استفاده از رزوه‌ها (Threads) امکان‌پذیر نیست. رزوه‌ها، چه از نوع API باشند و چه Premium، عامل کلیدی در ایمنی، کاهش نشتی و دوام تجهیزات هستند.
در این مقاله ابتدا به تعریف و تفاوت Casing و Tubing می‌پردازیم، سپس رزوه‌های API و Premium را بررسی می‌کنیم و در نهایت تولیدکنندگان معتبر این تجهیزات را معرفی خواهیم کرد.
تعریف Casing و Tubing
۱٫ Casing (لوله جداری)
- تعریف: لوله‌ای فولادی که دیواره چاه را نگه می‌دارد و از ریزش یا نفوذ لایه‌های زمین جلوگیری می‌کند.
- کاربرد: تثبیت دیواره چاه، جداسازی لایه‌ها و جلوگیری از آلودگی آب‌های زیرزمینی.
- استاندارد: تولید بر اساس API 5CT.
۲٫ Tubing (لوله مغزی)
- تعریف: لوله‌ای فولادی با قطر کمتر که نفت و گاز تولیدی را از مخزن به سطح منتقل می‌کند.
- کاربرد: جریان‌دهی بهینه سیالات تولیدی.
- استاندارد: تولید بر اساس API 5CT و رزوه‌زنی طبق API 5B یا استانداردهای Premium.
جدول تفاوت Casing و Tubing
| ویژگی | Casing (جداری) | Tubing (مغزی) |
|---|---|---|
| وظیفه اصلی | تثبیت دیواره چاه | انتقال نفت و گاز |
| استاندارد | API 5CT | API 5CT / API 5B |
| قطر | بزرگ‌تر (۴.۵ تا ۲۰ اینچ) | کوچک‌تر (۱.۹ تا ۴.۵ اینچ) |
| محل نصب | در طول دیواره چاه | داخل Casing |
| فشار کاری | مقاومت در برابر ریزش و سیالات حفاری | طراحی برای فشار تولیدی سیال |
| طول عمر | طولانی‌تر | کوتاه‌تر و قابل تعویض |
انواع Casing و کاربرد آن‌ها
| نوع Casing | ویژگی | محل استفاده |
|---|---|---|
| Conductor Casing | اولین رشته جداری، قطر بزرگ | بخش سطحی چاه، جلوگیری از ریزش خاک |
| Surface Casing | جداری سطحی | جلوگیری از آلودگی آب‌های زیرزمینی |
| Intermediate Casing | جداری میانی | جداسازی لایه‌های پر فشار یا مشکل‌دار |
| Production Casing | جداری تولید | نگهداری بخش تولیدی چاه |
| Liner | جداری ناقص (Partial) | کاهش هزینه و زمان حفاری |
انواع Tubing و کاربرد آن‌ها
| نوع Tubing | ویژگی | کاربرد |
|---|---|---|
| Round Thread Tubing (EUE, NUE) | رزوه گرد (External Upset, Non-Upset) | انتقال سیال تولیدی، پرکاربردترین نوع |
| Integral Joint Tubing | اتصال مستقیم بدون کوپلینگ | چاه‌های کم‌عمق یا موقت |
| Premium Tubing | رزوه‌های خاص با آب‌بندی بهتر | حفاری‌های HPHT یا Offshore |
| Coiled Tubing | لوله پیوسته بدون اتصال رزوه‌ای | عملیات تعمیراتی و Stimulation |
رزوه‌های API در Casing و Tubing
رزوه‌های API بر اساس API Spec 5B طراحی و ماشین‌کاری می‌شوند. این رزوه‌ها ساده‌تر، ارزان‌تر و در سطح جهانی استاندارد هستند.
انواع رزوه API برای Casing & Tubing:
- STC (Short Threaded Casing) → برای لوله‌های جداری کوتاه.
- LTC (Long Threaded Casing) → رزوه طولانی‌تر با آب‌بندی بهتر نسبت به STC.
- BTC (Buttress Threaded Casing) → پرکاربردترین نوع برای Casing، با تحمل فشار بالا.
- EUE (External Upset End Tubing) → برای Tubing، مقاومت مکانیکی بالاتر.
- NUE (Non-Upset End Tubing) → Tubing سبک‌تر با هزینه کمتر.
جدول انواع رزوه API برای Casing و Tubing
| نوع رزوه | نوع لوله | ویژگی | کاربرد |
|---|---|---|---|
| STC | Casing | رزوه کوتاه | چاه‌های کم‌عمق |
| LTC | Casing | رزوه بلندتر | مقاومت بیشتر در آب‌بندی |
| BTC | Casing | رزوه باترس (Buttress) | پرکاربردترین نوع در چاه‌های عمیق |
| EUE | Tubing | Upset شده | مقاومت مکانیکی بیشتر |
| NUE | Tubing | بدون Upset | وزن و هزینه کمتر |
رزوه‌های Premium در Casing و Tubing
رزوه‌های Premium به دلیل طراحی ویژه و سیستم‌های آب‌بندی پیشرفته، در شرایط خاص مانند حفاری‌های HPHT (فشار و دمای بالا)، چاه‌های عمیق و Offshore استفاده می‌شوند.
ویژگی‌های رزوه Premium:
- مقاومت مکانیکی و خستگی بالا
- آب‌بندی کامل حتی در فشارهای بالا
- کاهش نشتی گاز و سیالات ترش (H₂S, CO₂)
- عمر بیشتر در شرایط سخت عملیاتی
نمونه برندهای Premium:
- TenarisHydril® (Tenaris)
- VAM® Series (Vallourec)
- TMK UP® (TMK)
- TSX, TSD (TOCO)
جدول مقایسه رزوه API و Premium
| ویژگی | رزوه API | رزوه Premium |
|---|---|---|
| استاندارد | API 5B | طراحی اختصاصی برندها |
| هزینه | کمتر | بیشتر |
| آب‌بندی | محدود | بسیار عالی |
| مقاومت مکانیکی | استاندارد | بالاتر |
| کاربرد | چاه‌های معمولی | چاه‌های عمیق، HPHT، Offshore |
| تولیدکنندگان | همه تولیدکنندگان (Tenaris, Vallourec, TMK, Baosteel, TOCO) | برخی برندها (TenarisHydril, VAM, TMK UP, TOCO) |
تولیدکنندگان جهانی Casing, Tubing و رزوه‌ها
- Tenaris → تولید Casing & Tubing API 5CT و Premium Connections (TenarisHydril®).
- Vallourec → تولید لوله‌های فولادی با برند Premium VAM®.
- TMK → عرضه Casing & Tubing با API و TMK UP®.
- Baosteel → تولیدکننده چینی با تمرکز بر محصولات API.
- TOCO → تولیدکننده چینی اتصالات و رزوه‌های API و Premium.
مشکلات رایج در Casing و Tubing
- نشتی رزوه‌ها به دلیل سایش یا رزوه‌زنی ضعیف
- خوردگی داخلی در تماس با H₂S و CO₂
- شکست مکانیکی در فشار یا دمای بالا
- Scaling و رسوب در Tubing
راهکارها: انتخاب صحیح گرید فولاد (H40, J55, N80, P110)، استفاده از پوشش‌های ضد خوردگی، گریس‌کاری و بازرسی منظم.
جمع‌بندی
Casing و Tubing ستون‌های اصلی یک چاه نفت و گاز هستند. اتصال این لوله‌ها از طریق رزوه‌ها انجام می‌شود. رزوه‌های API به دلیل استاندارد بودن و هزینه پایین‌تر، همچنان پرمصرف‌ترین نوع رزوه در جهان‌اند؛ در حالی که رزوه‌های Premium برای شرایط خاص مانند HPHT و Offshore انتخاب می‌شوند. شناخت دقیق انواع رزوه و انتخاب تولیدکننده معتبر (Tenaris، Vallourec، TMK، Baosteel، TOCO) می‌تواند از مشکلات عملیاتی جلوگیری کرده و عمر چاه را افزایش دهد.
منابع خارجی برای مطالعه بیشتر
- API Specification 5CT & 5B
- TenarisHydril Connections
- Vallourec VAM Tubular Connections
- TMK UP Premium Connections
برای دیدن سایر مقالات اینجا کلیک کنید.
