Tuyau de cuvelage sans soudure pour gisement de pétrole

Un tube de tubage sans soudure pour champ pétrolifère est installé dans le puits foré puis cimenté en place. Contrairement aux tubes, qui sont normalement placés à l'intérieur du tubage pour transporter les fluides produits, le tubage fait partie de la structure du puits et doit résister aux charges liées à la pression de formation, à la cimentation, au forage et aux opérations de production.

Pour les commandes de champs pétrolifères, la qualité, le diamètre extérieur, l’épaisseur de paroi, la connexion, la longueur et les exigences d’inspection doivent être spécifiés ensemble. Les performances du boîtier ne peuvent pas être jugées uniquement à partir de la qualité de l’acier.

Normes et spécifications

API 5CT est la principale spécification internationale pour les tubages et les tubes utilisés dans les puits de pétrole et de gaz. La dernière édition de l'API 5CT est la 11e édition, avec un addendum publié en 2025.

Pour les projets chinois, GB/T 19830-2023 est la norme nationale actuelle pour les tuyaux en acier utilisés comme tubage ou tube pour les puits de pétrole et de gaz. Il est entré en vigueur le 1er mars 2024 et a remplacé le GB/T 19830-2017.

La taille réelle du tubage et la performance nominale doivent être sélectionnées à partir du programme de puits, de la conception du tubage et de la norme applicable plutôt qu'à partir de la seule profondeur du puits.

Sélection de la nuance d'acier

J55 et K55 sont couramment utilisés pour les applications de tubage conventionnelles où les conditions du puits ne nécessitent pas de qualités de résistance plus élevée. K55 offre un niveau de limite d'élasticité spécifié plus élevé que J55 et peut être sélectionné lorsque la conception l'exige.

Le N80 est utilisé là où une résistance plus élevée est requise pour les puits conventionnels à service sucré. N80 ne doit pas être considéré comme automatiquement adapté aux conditions de service acides.

Le L80 est largement utilisé lorsque des exigences contrôlées de dureté et de service acide sont spécifiées. Les exigences exactes de qualité et de qualification L80 doivent être confirmées à partir des spécifications d'achat.

Le P110 offre une résistance plus élevée pour les conceptions de tubage exigeantes, y compris les puits plus profonds ou à charge plus élevée où la conception nécessite une qualité de résistance plus élevée.

Le Q125 est utilisé pour les applications de boîtiers à haute résistance. Ce n’est pas simplement un substitut au P110 dans chaque puits ; l'effondrement, l'éclatement, la charge axiale, la température et les performances de connexion doivent encore être vérifiés.

La sélection des tubes de cuvelage sans soudure pour champs pétrolifères commence par la conception du puits

Une séquence pratique de sélection des boyaux est la suivante :

Profondeur et charge du puits → pression de formation → conditions de corrosion → taille du tubage → épaisseur de paroi → qualité d'acier → type de connexion → exigences de longueur et d'inspection.

Un puits plus profond ne nécessite pas automatiquement la qualité d’acier la plus élevée. Le train de tubage doit être vérifié pour détecter les charges d'effondrement, d'éclatement et axiales dans les conditions réelles de forage, de cimentation et de production.

Sélection de corrosion et de service acide

Pour les puits contenant du H₂S, la sélection des matériaux nécessite une attention particulière à la résistance à la fissuration sous contrainte des sulfures et au contrôle de la dureté. Une qualité standard à haute résistance ne doit pas être améliorée ou remplacée sans vérifier son adéquation à l'environnement de service acide spécifié.

Pour le CO₂, le chlorure et d'autres conditions corrosives, la sélection peut nécessiter des alliages résistants à la corrosion ou d'autres mesures en plus des qualités de boîtier conventionnelles. La température, la pression, la composition du fluide et la chimie de l'eau réelles doivent être incluses dans les spécifications techniques.

Connexions de fil

La connexion fait partie du système de tuyaux de tubage sans soudure pour champs pétrolifères, et pas seulement une option de finition finale.

Le STC est généralement associé aux applications à filetage court et à couplage où les conditions et la conception du puits permettent une connexion conventionnelle.

LTC offre un engagement fileté plus long et est utilisé dans une gamme plus large d'applications de boîtiers conventionnels.

BTC utilise un profil de filetage de contrefort et est largement utilisé là où une capacité de charge de connexion plus élevée est requise.

Pour les puits horizontaux, les puits de gaz à haute pression, les puits à grand déplacement et autres applications exigeantes, des connexions haut de gamme peuvent être spécifiées pour une étanchéité et des performances mécaniques améliorées. VAM, FOX et autres connexions propriétaires ne doivent être fournies que conformément à la conception de connexion spécifiée par le client ou aux exigences de licence.

Sélection de la longueur

Le boîtier est généralement fourni dans les longueurs de la gamme API :

Les exigences exactes en matière de portée et de longueur doivent suivre les tableaux API 5CT applicables et les spécifications d'achat. Les joints longs peuvent réduire le nombre de connexions dans une colonne de cuvelage, mais les exigences de transport et de manutention doivent également être prises en compte.

Applications typiques des champs pétrolifères

Boîtier de surface et intermédiaire

Utilisé pour soutenir le puits de forage supérieur, isoler les formations et fournir une base pour les sections de forage ultérieures.

Boîtier de production

Installé pendant l'intervalle de production et utilisé dans le cadre de la structure finale du puits de forage.

Puits profonds et à haute pression

Des qualités à plus haute résistance et des épaisseurs de paroi appropriées peuvent être sélectionnées là où les charges d'effondrement, d'éclatement et axiales sont plus exigeantes.

Puits horizontaux et de schiste

La sélection du boîtier doit prendre en compte la flexion, le couple, la traînée, les performances de connexion et les charges de fracturation hydraulique en plus de la conception conventionnelle du boîtier.

Fabrication et inspection

Le boîtier sans soudure est produit à partir de billettes d'acier par des processus de laminage à chaud ou de perçage, suivis d'une finition, d'un contrôle dimensionnel et d'un usinage de filetage selon la norme spécifiée.

L'inspection peut inclure la composition chimique, les propriétés de traction, la dureté, le cas échéant, les contrôles dimensionnels, l'inspection des dérives, les essais hydrostatiques et l'examen non destructif, comme l'exigent les spécifications applicables et le bon de commande.

Les dimensions et les calibres des filetages sont également importants car les performances des connexions dépendent d'un usinage, d'un calibrage et d'un ajustement précis de l'accouplement.

Approvisionnement et transformation

Nous pouvons fournir un boîtier en fonction de la qualité d'acier requise, du diamètre extérieur, de l'épaisseur de paroi, du type de filetage et de la longueur. Les produits filetés et couplés peuvent être préparés selon la connexion spécifiée.

Pour les commandes à l'exportation, le boîtier peut être regroupé et emballé pour le transport en conteneur ou en vrac, avec des protecteurs de filetage et une protection d'extrémité utilisés si nécessaire.

Les commandes de projet peuvent également inclure des documents d'inspection et des accords d'inspection tiers tels que SGS, BV ou TÜV, selon les exigences du client.

FAQ

Q1 : Tous les boîtiers de champs pétrolifères sont-ils transparents ?

Non. API 5CT comprend des produits de boîtier sans soudure et électrosoudés. Lorsque le projet nécessite spécifiquement un caisson sans soudure, les spécifications d’achat doivent clairement indiquer le type de fabrication.

Q2 : Quelle norme dois-je utiliser pour les tuyaux de tubage sans soudure pour champs pétrolifères ?

L'API 5CT est largement utilisée pour les projets pétroliers et gaziers internationaux. Pour les projets conformes aux normes nationales chinoises, GB/T 19830-2023 est la norme actuelle couvrant les tuyaux en acier pour caissons ou tubes.

Q3 : Comment choisir J55, N80, L80, P110 ou Q125 ?

Le choix dépend des charges de conception du boîtier et de l'environnement de service. J55 et K55 sont courants pour les applications conventionnelles ; N80 et P110 offrent une résistance supérieure ; L80 est généralement spécifié lorsque les exigences de service acide s'appliquent ; Q125 est utilisé pour les applications à plus haute résistance. La sélection finale doit être basée sur la conception du puits et les spécifications applicables.

Q4 : Le N80 ou le P110 peuvent-ils être utilisés dans les puits acides ?

Ne sélectionnez pas le boîtier pour le service H₂S en fonction uniquement de sa résistance. L'adéquation au service acide dépend de la qualité, de la dureté, de l'état du matériau et des exigences environnementales. Le boyau doit être spécifié conformément aux exigences applicables en matière de service acide.

Q5 : Quelle est la différence entre le tubage, les tubes et les tiges de forage ?

Le tubage est installé et cimenté pour soutenir et isoler le puits de forage. Des tubes sont placés à l’intérieur du boîtier pour transporter les fluides produits. La tige de forage est utilisée pendant le forage et est retirée après l'opération de forage.

Q6 : Pouvez-vous fournir un boîtier avec des filetages et des accouplements ?

Oui. Le boîtier peut être fourni avec des types de filetage API spécifiés ou des connexions premium spécifiées par le projet, ainsi que des accouplements, des protecteurs de filetage et la documentation d'inspection requise.