RU2225560C2 - Boring or casing pipe for oil and gas extracting wells - Google Patents
Boring or casing pipe for oil and gas extracting wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2225560C2 RU2225560C2 RU2002106707/02A RU2002106707A RU2225560C2 RU 2225560 C2 RU2225560 C2 RU 2225560C2 RU 2002106707/02 A RU2002106707/02 A RU 2002106707/02A RU 2002106707 A RU2002106707 A RU 2002106707A RU 2225560 C2 RU2225560 C2 RU 2225560C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- pipe
- scandium
- aluminum
- pipes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и касается конструкции бурильных или обсадных труб, изготовленных из сплавов на основе алюминия с добавкой скандия и используемых при разработке месторождений нефти и газа, особенно при бурении с морских платформ, а также при капитальном ремонте нефтегазовых скважин, в том числе для ликвидации отложений парафина, гидратных и песчаных пробок, для подачи технологических растворов, специальных жидкостей для обработки призабойной зоны, для спуска в скважину оборудования, предназначенного для проведения геофизических исследований и т.п.FIELD OF THE INVENTION
The invention relates to the oil and gas industry and for the construction of drill or casing pipes made of aluminum alloys with the addition of scandium and used in the development of oil and gas fields, especially when drilling from offshore platforms, as well as during the overhaul of oil and gas wells, including for liquidation of sediments of paraffin, hydrate and sand plugs, for supplying technological solutions, special fluids for processing the bottom-hole zone, for lowering equipment into the well, on for geophysical studies, etc.
Уровень техники
Известна нефтегазопроводная труба, включающая несущую стальную трубу, на которой размещен защитный слой (RU 98102317, F 16 L 9/02, 27.10.1999). Защитный слой выполнен из цинкжелезоалюминийникелевого сплава, в котором отношение алюминия к никелю выбрано в интервале от 0,8 до 2,0. Толщина защитного слоя составляет от 40 мкм до 100 мкм, а его твердость - от 4500 МПа до 5500 МПа. Наличие защитного слоя повышает коррозионную стойкость трубы. Однако наличие несущей трубы, выполненной из стали, существенно увеличивает удельную массу изделия. Кроме того, наличие на стальных трубах поперечных и продольных электросварных швов снижает качество труб, поскольку в местах сварки снижаются физико-химические свойства материала.State of the art
Known oil and gas pipe, comprising a bearing steel pipe, on which is placed a protective layer (RU 98102317, F 16 L 9/02, 10.27.1999). The protective layer is made of zinc-iron-aluminum-nickel alloy, in which the ratio of aluminum to nickel is selected in the range from 0.8 to 2.0. The thickness of the protective layer is from 40 μm to 100 μm, and its hardness is from 4500 MPa to 5500 MPa. The presence of a protective layer increases the corrosion resistance of the pipe. However, the presence of a carrier pipe made of steel significantly increases the specific gravity of the product. In addition, the presence of transverse and longitudinal electric-welded seams on steel pipes reduces the quality of the pipes, since the physical and chemical properties of the material are reduced at the places of welding.
Известно также использование алюминиевого сплава с добавкой скандия для производства труб, прутков, поковок и пр. (RU 94041234, С 22 С 21/06, 10.09.1996). Сплав содержит незначительное количество скандия - от 0,1 мас.% до 0,19 мас. %. Практически сплав является алюминиймагниевым сплавом (содержание магния составляет от 1,8 мас.% до 2,6 мас.%) и используется только в авиационной технике. It is also known to use an aluminum alloy with the addition of scandium for the production of pipes, rods, forgings, etc. (RU 94041234, C 22 C 21/06, 09/10/1996). The alloy contains a small amount of scandium - from 0.1 wt.% To 0.19 wt. % In practice, the alloy is an aluminum-magnesium alloy (the magnesium content is from 1.8 wt.% To 2.6 wt.%) And is used only in aircraft.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является труба для бурения или обсадки нефтегазовых скважин, выполненная из алюминиевого сплава с добавкой скандия (RU 98116653, С 22 С 21/00, 20.06.2000). Известная труба выполнена из алюминиевого сплава с добавкой скандия от 0,01 мас.% до 0,4 мас.%. The closest in technical essence and the achieved result to the present invention is a pipe for drilling or casing of oil and gas wells made of aluminum alloy with the addition of scandium (RU 98116653, C 22 C 21/00, 06/20/2000). The known pipe is made of aluminum alloy with the addition of scandium from 0.01 wt.% To 0.4 wt.%.
Алюминиевые сплавы с добавкой скандия обладают, как известно (Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин, 2 изд., М., 1967 г.) обладают повышенной коррозионной стойкостью в морской воде и других агрессивных средах, способны работать при низких температурах до -100oС и ниже.Aluminum alloys with the addition of scandium possess, as is well known (Vadetsky Yu.V. Oil and gas well drilling, 2nd ed., Moscow, 1967), have increased corrosion resistance in sea water and other aggressive environments, are capable of operating at low temperatures up to -100 o C and below.
Использование алюминиевых сплавов с добавкой скандия для производства труб для бурения или обсадки нефтегазовых скважин позволяет значительно уменьшить разрушающий эффект на пласт, сократить риск сопряженных затрат, характерных для традиционного бурения, гарантировать высокое качество контроля за всеми техническими параметрами в процессе бурения, что снижает вероятность разлива нефти и значительно сократить время бурения, что положительно сказывается на экономии затрат и понижении стоимости работ. Тем не менее известная труба не в полной мере удовлетворяет современным требованиям, предъявляемым к трубам, используемым в нефтегазовой отрасли. Действительно, при увеличении длины трубы, необходимо повысить ее прочность, и одновременно повысить физико-химические свойства, в частности жаропрочность. The use of aluminum alloys with the addition of scandium for the production of pipes for drilling or casing of oil and gas wells can significantly reduce the destructive effect on the formation, reduce the risk of associated costs typical of traditional drilling, guarantee high quality control of all technical parameters during drilling, which reduces the likelihood of an oil spill and significantly reduce drilling time, which has a positive effect on cost savings and lower cost of work. However, the well-known pipe does not fully satisfy the modern requirements for pipes used in the oil and gas industry. Indeed, with an increase in the length of the pipe, it is necessary to increase its strength, and at the same time increase the physicochemical properties, in particular heat resistance.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка и создание трубы для бурения или обсадки нефтегазовых скважин, обладающей повышенными эксплуатационными качествами.SUMMARY OF THE INVENTION
The objective of the present invention is the development and creation of pipes for drilling or casing of oil and gas wells with improved performance.
В результате решения данной задачи возможно получение технических результатов, заключающихся в повышении прочности при одновременном обеспечении возможности увеличения длины трубы, повышении срока эксплуатации и жаропрочности трубы. As a result of solving this problem, it is possible to obtain technical results consisting in increasing strength while ensuring the possibility of increasing the length of the pipe, increasing the service life and heat resistance of the pipe.
Данные технические результаты достигаются тем, что в трубе для бурения или обсадки нефтегазовых скважин, выполненной из алюминиевого сплава с добавкой скандия, в алюминиевый сплав введены никель и марганец при следующем содержании компонентов, мас.%:
Скандий - 0,25-0,6
Никель - 0,3-0,8
Марганец - 0,3-0,7
Алюминий - Остальное
Кроме того, в алюминиевый сплав может быть дополнительно введен магний от 0,001 до 0,2 мас.%.These technical results are achieved by the fact that in the pipe for drilling or casing of oil and gas wells made of aluminum alloy with the addition of scandium, nickel and manganese are introduced into the aluminum alloy with the following components, wt.%:
Scandium - 0.25-0.6
Nickel - 0.3-0.8
Manganese - 0.3-0.7
Aluminum - Else
In addition, magnesium from 0.001 to 0.2 wt.% Can be added to the aluminum alloy.
Отличительная особенность настоящего изобретения заключается в том, что в алюминиевый сплав введены никель и марганец при следующем содержании компонентов, мас. %: скандий - (0,25-0,6), никель - (0,3-0,8), марганец - (0,3-0,7) и алюминий - остальное. A distinctive feature of the present invention is that nickel and manganese are introduced into the aluminum alloy in the following components, wt. %: scandium - (0.25-0.6), nickel - (0.3-0.8), manganese - (0.3-0.7) and aluminum - the rest.
Экспериментально установлено, что добавление в алюминиевый сплав никеля и марганца при вышеуказанном их содержании повышает жаропрочность и улучшает структуру сплава в условиях эксплуатации нефтегазовых скважин. При этом сохраняется способность функционирования при низких температурах (до -100oС). Одновременно увеличивается механическая прочность трубы, коррозионная стойкость и срок ее эксплуатации. Повышенная механическая прочность трубы позволяет изготовить трубы большей длины. Действительно, длина трубы ограничена ее собственной массой, которая определяется прочностными параметрами. Повышение механической прочности позволяет повысить массу трубы.It was experimentally established that the addition of nickel and manganese to an aluminum alloy at their abovementioned contents increases the heat resistance and improves the alloy structure under the conditions of oil and gas wells. This retains the ability to function at low temperatures (up to -100 o C). At the same time, the mechanical strength of the pipe, corrosion resistance and its life are increased. Increased mechanical strength of the pipe allows you to make pipes of greater length. Indeed, the length of the pipe is limited by its own weight, which is determined by the strength parameters. The increase in mechanical strength allows to increase the weight of the pipe.
Добавление в сплав магния также улучшает его свойства, в частности повышает однородность структуры. Adding magnesium to the alloy also improves its properties, in particular, increases the uniformity of the structure.
При изготовлении труб сваркой гарантируется коэффициент прочности сварного шва не менее 0,95. In the manufacture of pipes by welding, a weld strength factor of at least 0.95 is guaranteed.
Анализ известных решений, составляющих уровень техники относительно настоящего решения, не выявил труб для бурения или обсадки нефтегазовых скважин, выполненных из сплава с вышеуказанными компонентами и их содержанием в сплаве, что свидетельствует о соответствии настоящего изобретения условию патентоспособности "новизна". Analysis of the known solutions constituting the prior art with respect to the present solution did not reveal pipes for drilling or casing of oil and gas wells made of an alloy with the above components and their content in the alloy, which indicates the compliance of the present invention with the patentability condition of "novelty".
Из уровня техники не выявлены также решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками настоящего изобретения, что свидетельствует о соответствии описываемого изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень". Кроме того, указанные технические результаты характерны именно для труб, используемых при бурении или обсадке нефтегазовых скважин. The prior art also did not reveal solutions having features that match the distinguishing features of the present invention, which indicates the compliance of the described invention with the condition of patentability "inventive step". In addition, these technical results are characteristic of pipes used in drilling or casing of oil and gas wells.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Трубы для бурения или обсадки нефтегазовых скважин, выполненные из алюминиевого сплава, содержащего скандий, никель и марганец, изготавливаются по любой известной технологии и не требуют создания и разработки специальной оснастки и оборудования.Information confirming the possibility of carrying out the invention
Pipes for drilling or casing of oil and gas wells, made of aluminum alloy containing scandium, nickel and manganese, are made by any known technology and do not require the creation and development of special tools and equipment.
Сравнительные характеристики непрерывных стальных труб (НТ) и непрерывных труб (НТ) из алюминий скандиевого сплава приведены в таблице. Comparative characteristics of continuous steel pipes (NT) and continuous pipes (NT) of aluminum scandium alloy are given in the table.
Анализ данных, приведенных в таблице, показал, что непрерывные трубы (НТ) для "колтюбинговых" технологий, выполненные из стали, не позволяют увеличить длину трубы без уменьшения диаметра трубы и увеличения веса трубы на барабане. Непрерывные трубы (НТ), выполненные из алюминий скандиевых сплавов, позволяют при одинаковом весе со стальными трубами увеличить диаметр трубы и ее длину на барабане. Analysis of the data given in the table showed that continuous pipes (NT) for coiled tubing technologies made of steel do not allow increasing the pipe length without reducing the pipe diameter and increasing the weight of the pipe on the drum. Continuous pipes (NT) made of aluminum of scandium alloys allow, at the same weight as steel pipes, to increase the diameter of the pipe and its length on the drum.
Таким образом, настоящее изобретение позволяет существенно расширять сортамент непрерывных труб (НТ), обладающих улучшенными эксплуатационными характеристиками. Thus, the present invention can significantly expand the assortment of continuous pipes (NT) with improved performance.
В соответствии с настоящим изобретением возможно изготовление труб, в частности прессованием (т.е. бесшовных), диаметром от 38 мм до 120 мм, необходимой длины до 7000 м и более, имея при этом меньший вес, чем у стальных непрерывных труб (НТ) равного диаметра. In accordance with the present invention, it is possible to manufacture pipes, in particular by pressing (i.e. seamless), with a diameter of 38 mm to 120 mm, the required length of up to 7000 m or more, while having a lower weight than steel continuous pipes (NT) equal diameter.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002106707/02A RU2225560C2 (en) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | Boring or casing pipe for oil and gas extracting wells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002106707/02A RU2225560C2 (en) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | Boring or casing pipe for oil and gas extracting wells |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002106707A RU2002106707A (en) | 2003-09-27 |
| RU2225560C2 true RU2225560C2 (en) | 2004-03-10 |
Family
ID=32390274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002106707/02A RU2225560C2 (en) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | Boring or casing pipe for oil and gas extracting wells |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2225560C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468277C2 (en) * | 2007-04-27 | 2012-11-27 | Алкоа Инк. | Riser |
| EP3325185A4 (en) * | 2015-08-12 | 2019-03-13 | Alcoa Inc. | Apparatus, manufacture, composition and method for producing long length tubing and uses thereof |
-
2002
- 2002-03-15 RU RU2002106707/02A patent/RU2225560C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468277C2 (en) * | 2007-04-27 | 2012-11-27 | Алкоа Инк. | Riser |
| US8869900B2 (en) | 2007-04-27 | 2014-10-28 | Alcoa Inc. | Method and apparatus for connecting drilling riser strings and compositions thereof |
| EP3325185A4 (en) * | 2015-08-12 | 2019-03-13 | Alcoa Inc. | Apparatus, manufacture, composition and method for producing long length tubing and uses thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schutz et al. | Recent developments in titanium alloy application in the energy industry | |
| US10871256B2 (en) | Property enhancement of surfaces by electrolytic micro arc oxidation | |
| CN104334820B (en) | Decomposable asymmetric choice net pipe fitting anchor system | |
| US8286715B2 (en) | Coated sleeved oil and gas well production devices | |
| JP6204496B2 (en) | Go-ring resistant drill pipe tool joint and corresponding drill pipe | |
| NO870901L (en) | METHOD OF FRICTION REDUCTION BY DRILL OPERATIONS. | |
| RU2012138282A (en) | COATED COUPLING DEVICE FOR OPERATION IN GAS-OIL WELLS | |
| BR112015009709B1 (en) | LOW FRICTION COATING WITH IMPROVED ABRASION AND WEAR PROPERTIES AND PRODUCTION METHODS | |
| US20020054972A1 (en) | Hardbanding material and process | |
| GB2288835A (en) | Marine riser | |
| EP2398994A1 (en) | Coated oil and gas well production devices | |
| JP6750157B2 (en) | Titanium alloys, parts made therefrom and methods of use | |
| NO20024152L (en) | Thread connection and rock drill element | |
| JP2017517633A5 (en) | ||
| RU2225560C2 (en) | Boring or casing pipe for oil and gas extracting wells | |
| WO2017053282A2 (en) | Wellsite hardfacing with distributed hard phase and method of using same | |
| AU2009340498A1 (en) | Coated oil and gas well production devices | |
| CN106460129B (en) | Subterranean assembly with amorphous coating | |
| Collins | Corrosion resistance of non-magnetic drill collars | |
| CN201193486Y (en) | Torsion resistant ultrahigh strength anti-corrosive sucker rod | |
| RU70922U1 (en) | CASE OF INSTALLATION OF SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMP FOR OIL PRODUCTION | |
| Sharma et al. | Breakthrough in milling technology for sidetracking corrosion-resistant alloy casing/liner applications with 28% chrome content-a successful case study | |
| Schutz | Guidelines for successful integration of titanium alloy components into subsea production systems | |
| CN112901086A (en) | Erosion-resistant composite aluminum alloy drill rod and manufacturing process thereof | |
| Fakhreldin | Durability of Portland cement with and without metal oxide weighting material in a CO2/H2S Environment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050316 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070316 |