ドリルパイプが運ぶもの
ドリルパイプはドリルストリングの管状部材です。回転とトルクを表面からビットに伝達し、中立点より下でストリングの重量を支え、掘削液の内部通路を提供します。稼働中は、ドッグレッグを通過する際の張力、ねじれ、曲がり、泥柱からの内圧、坑井からの外圧、および振動が発生します。静的な過負荷ではなく疲労が故障の一般的な原因です。そのため、機械的特性の要件は、ストリングの検査および取り扱い規則とともに常に読み取られます。
ドリルパイプ本体の機械的特性は API 5D で指定され、端に溶接されたツールジョイントは API 仕様 7-1 で指定されます。 API RP 7G は、ねじり降伏値や引張耐力の表など、ストリングの設計に使用される寸法および性能データを提供します。
ボディグレードと機械的性質
| 学年 | 降伏強度範囲、psi | 降伏強度範囲、MPa | 最小引張強さ、psi | 最小引張強さ、MPa |
|---|---|---|---|---|
| E75 | 75,000 ～ 105,000 | 517 ～ 724 | 100,000 | 689 |
| X95 | 95,000～125,000 | 655から862まで | 105,000 | 724 |
| G105 | 105,000～135,000 | 724年から931年 | 115,000 | 793 |
| S135 | 135,000 ～ 165,000 | 931 ～ 1,138 | 145,000 | 1,000 |
各グレードは、材料を制御された強度帯内に維持する最小降伏強さと最大降伏強さに加えて、最小引張強さによって定義されます。バンドは最小値と同じくらい重要です。動作範囲が狭いと、ある弦から次の弦への構成トルク、伸び、疲労の挙動がより予測しやすくなります。 2 インチ単位で測定される最小伸びと硬度要件も各グレードの仕様に記載されています。
壁の厚さ、アプセット構成、およびパイプのサイズも容量を決定します。内部アプセットパイプは、各ツールジョイントの後ろの制御された長さにわたってより厚い壁を持ち、溶接のために金属が除去された部分や回転中に曲げ応力が集中する部分の断面を復元します。
ツールジョイントの機械的要件
ツールジョイントは鍛造、熱処理され、パイプ本体に摩擦溶接されます。これらは 120,000 psi、つまり 827 MPa の最小降伏強度グレードで提供され、ねじ山がかじりにくく、ショルダーが繰り返しのメイクアップとブレークアウトの際の変形に耐えられるように硬度が制御されています。引張強度、硬度、靭性の要件とねじゲージは API 仕様 7-1 に規定されており、設計に使用されるトルクと引張容量の値は API RP 7G に基づいています。
サービスの数字を変えるもの
摩耗: ケーシングに対する回転による外径の減少により、断面が減少し、引張容量とねじり容量の両方が低下します。
腐食: 内部および外部の孔食は応力を高める働きをし、静的強度を低下させるよりもはるかに疲労寿命を低下させます。
サービス: 硫化物応力亀裂がグレードの選択を決定し、硬度が実際の現場管理となります。
温度: 温度が上昇すると降伏強度が低下し、一方、温度が低いと脆性挙動のリスクが高まります。
機械的損傷: スリップ マーク、トング マーク、へこみ、および局所的な座屈は応力状態を変化させ、ジョイントのグレードを下げるか不合格にする理由となります。
検証と検査
各熱処理ロットは、ASTM A370 に準拠した引張試験、硬度試験、および指定されている場合は衝撃試験によって検証されます。新品および使用済みのパイプの全長検査は、横方向および縦方向の欠陥の電磁検査、超音波肉厚測定、ツール継手の磁粉検査、および内径測定によって実行されます。結果は熱価まで追跡可能であり、材料証明書が発行されます。
よくある質問
Q: 最小降伏強度だけでなく最大降伏強度も指定されているのはなぜですか?
制御された上限によって材料が強度帯域内に維持されるため、トルク、伸び、疲労挙動を予測でき、ツールの接合部により多くの曲げ応力が伝わるような過度に強い本体を回避できます。
Q: 深く、大きく偏向した井戸にはどのグレードを選択する必要がありますか?
G105 や S135 などのより高強度のグレードは、引張荷重とトルクが支配するところで選択されますが、最終的な選択は掘削液、硫化水素の存在、ストリングの検査プログラムにも依存します。
Q: 肉厚によってグレードの機械的特性は変わりますか?
グレードは材料の強度レベルを設定し、肉厚とアプセット設計はジョイントの耐荷重能力を設定します。同じグレードで壁やアプセットが異なる 2 つのパイプは、引張耐力とねじり耐力が異なります。
Q: 使用中にドリルパイプをどのくらいの頻度で検査する必要がありますか?
検査間隔は、オペレーターの掘削プログラムとサービスの厳しさによって設定されます。高角度の坑井、サワーサービス、および高トルクの作業では、通常、より短い間隔とより完全な検査範囲が必要になります。
Q：パイプ本体とツールジョイントのグレードの違いは何ですか？
パイプ本体は API 5D のドリル パイプ グレードの 1 つに供給されますが、ツール ジョイントは独自の最小降伏強さと硬度制限を含む API 仕様 7-1 の要件に合わせて供給される別個の鍛造品です。
Q: ドリルパイプの発送にはどの書類を同梱する必要がありますか?
熱番号、グレード、サイズ、肉厚、引張、硬度の結果を示す材料証明書と、検査記録、および該当する場合は第三者のリリース証明書。
