جنس لوله‌های Casing و Tubing یکی از مهم‌ترین موضوعات در طراحی و اجرای عملیات حفاری نفت و گاز است. انتخاب درست جنس و سایز این لوله‌ها نه تنها عمر چاه را افزایش می‌دهد، بلکه از بروز مشکلاتی مانند نشتی، خوردگی و شکست مکانیکی جلوگیری می‌کند. در این مقاله، انواع جنس‌ها، استانداردها، سایزها و کاربردهای هر یک را بررسی می‌کنیم.
جنس لوله‌های Casing و Tubing
۱٫ فولاد کربنی (Carbon Steel)
- ویژگی‌ها: پرکاربردترین جنس در حفاری. قیمت مناسب و دسترسی آسان.
- مزایا: مقاومت مکانیکی کافی برای چاه‌های کم‌عمق و معمولی.
- معایب: مقاومت پایین در برابر خوردگی H₂S و CO₂.
- کاربرد: بیشتر در چاه‌های Onshore با شرایط ساده.
۲٫ فولاد آلیاژی (Alloy Steel)
- ویژگی‌ها: حاوی عناصر آلیاژی مثل کروم، مولیبدن و نیکل.
- مزایا: افزایش مقاومت در برابر فشار و دمای بالا.
- معایب: هزینه بالاتر نسبت به فولاد کربنی.
- کاربرد: چاه‌های HPHT (فشار و دمای بالا) و محیط‌های عمیق‌تر.
۳٫ فولاد ضدزنگ (Stainless Steel)
- ویژگی‌ها: حاوی کروم بالا، مقاومت عالی در برابر خوردگی.
- مزایا: دوام طولانی در محیط‌های ترش و دریایی.
- معایب: هزینه بسیار بالا.
- کاربرد: چاه‌های گاز ترش، پروژه‌های Offshore.
۴٫ آلیاژهای مقاوم به خوردگی (CRA – Corrosion Resistant Alloy)
- ویژگی‌ها: شامل آلیاژهای نیکل-کروم مانند Inconel، Duplex، Super Duplex.
- مزایا: مقاومت بی‌نظیر در شرایط فوق ترش و فشار بالا.
- معایب: قیمت بسیار بالا و نیازمند ماشین‌کاری دقیق.
- کاربرد: چاه‌های Ultra Deepwater و پروژه‌های خاص.
استانداردهای گرید فولادی در API 5CT
| گرید | مقاومت کششی (ksi) | کاربرد |
|---|---|---|
| H40 | ۵۵ | چاه‌های کم‌عمق و کم‌فشار |
| J55 | ۷۵ | متداول‌ترین برای Casing سطحی |
| K55 | ۹۵ | مشابه J55 اما با مقاومت بالاتر |
| N80-Q / N80-Type1 | ۹۵ | مناسب برای چاه‌های عمیق‌تر |
| L80 | ۹۵ | مقاوم در برابر H₂S (محیط ترش) |
| C90 | ۱۰۰ | چاه‌های ترش با فشار بالاتر |
| T95 | ۱۱۰ | شرایط ترش و فشار بالا |
| P110 | ۱۲۵ | چاه‌های عمیق و HPHT |
| Q125 | ۱۳۵ | چاه‌های فوق‌العاده عمیق و Ultra HPHT |
ابعاد و ضخامت لوله‌های Casing و Tubing
۱٫ سایز Casing
- قطر: از ۴٫۵ تا ۲۰ اینچ
- ضخامت: بر اساس Weight per Foot (lb/ft) و Drift Diameter مشخص می‌شود.
۲٫ سایز Tubing
- قطر: از ۱٫۹ تا ۴٫۵ اینچ
- ضخامت: سبک، متوسط، سنگین (مطابق جداول API).
جدول نمونه:
| نوع لوله | سایز (اینچ) | ضخامت (in/mm) | وزن (lb/ft) | کاربرد |
|---|---|---|---|---|
| Casing | ۷ | ۰.۳۱۷ in (8.1 mm) | ۲۶ lb/ft | جداری میانی |
| Casing | ۹ ۵/۸ | ۰.۵۴۵ in (13.8 mm) | ۵۳.۵ lb/ft | جداری تولید |
| Tubing | ۲ ۳/۸ | ۰.۱۹۰ in (4.8 mm) | ۴.۷ lb/ft | تولید نفت سبک |
| Tubing | ۳ ۱/۲ | ۰.۲۵۴ in (6.5 mm) | ۹.۳ lb/ft | تولید گاز ترش |
انتخاب جنس و سایز بر اساس شرایط چاه
- چاه‌های کم‌عمق: J55, K55 با Tubing سبک
- چاه‌های عمیق: N80, P110 با Casing سنگین
- محیط‌های ترش (H₂S, CO₂): L80, C90, T95
- HPHT یا Ultra Deepwater: Q125 یا CRA
تولیدکنندگان معتبر جهانی
- Tenaris → طیف کامل لوله‌های Casing & Tubing، گریدهای API و Premium (TenarisHydril®).
- Vallourec → متخصص لوله‌های CRA و برندهای Premium (VAM®).
- TMK → تولیدکننده روسی با API و TMK UP®.
- Baosteel → تولیدکننده چینی با محصولات API و Premium.
- TPCO → عرضه‌کننده اتصالات و Tubing با API و برندهای اختصاصی.
مشکلات رایج و راهکارها
- خوردگی داخلی: استفاده از CRA یا پوشش‌های اپوکسی.
- نشتی رزوه‌ها: انتخاب صحیح رزوه (API یا Premium) + گریس‌کاری.
- شکست مکانیکی: انتخاب گرید مناسب مانند P110 یا Q125.
- Scaling و رسوب: شستشو و استفاده از Inhibitor.
جمع‌بندی
انتخاب جنس لوله‌های Casing و Tubing باید بر اساس شرایط مخزن، فشار، دما و ترکیب سیال انجام شود. فولاد کربنی اقتصادی‌ترین گزینه است، در حالی که آلیاژهای CRA بالاترین سطح مقاومت را دارند. توجه به گریدهای API (از H40 تا Q125) و انتخاب برند معتبر مانند Tenaris، Vallourec یا TMK می‌تواند عمر چاه و بهره‌وری پروژه را افزایش دهد.
منابع:
برای دیدن سایر مقالات اینجا کلیک کنید.
