Les nuances de tiges de forage comprennent les nuances API standard (E-75, X-95, G-105 et S-135), ainsi que des nuances exclusives.
Tige de forage de qualité API
La norme API SPEC 5DP spécifie les conditions techniques de livraison des tiges de forage en acier avec extrémités de corps de tige refoulées et joints d'outils soudés destinés à être utilisés dans les opérations de forage et de production dans les industries du pétrole et du gaz naturel pour trois niveaux de spécification de produit (PSL-1, PSL-2 et PSL-3). PS-1 spécifie les exigences d'épaisseur de paroi, de résistance aux chocs et de limite d'élasticité spécifiques à la nuance de matériau. Les niveaux de spécification PL-2 / PL-3 comportent des exigences obligatoires supplémentaires.
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Qualité de tige de forage API |
Limite d'élasticité minimale (psi) |
Résistance minimale à la traction (psi) |
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E-75 |
75,000 |
100,000 |
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X-95 |
95,000 |
105,000 |
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G-105 |
105,000 |
115,000 |
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S-135 |
135,000 |
145,000 |
Catégorie ELes tiges de forage, appelées acier « doux », présentent la limite d'élasticité par unité de surface la plus faible, avec une limite d'élasticité inférieure à 80 100 psi. Elles sont capables de supporter un pourcentage plus élevé d'étirement ou de « déformation » avant la fracture que les tiges de forage de qualité supérieure. Elles sont également plus résistantes à la corrosion et aux fissures. La catégorie E est utilisée dans les puits de profondeur moyenne, de 10 300 à 15 500 pieds.
Notes X-95, G-105 et S-135sont considérés comme des grades à haute résistance. Ils présentent une limite d'élasticité accrue, nécessaire pour entretenir des puits plus profonds.
Grades exclusifs
Les grades exclusifs dépassent souvent les spécifications définies par API SPEC 5DP. Leurs propriétés de performance améliorées sont développées pour les services acides, les services critiques et d'autres exigences définies par l'utilisateur.
Service aigreLes nuances résistent à la corrosion sous contrainte par sulfure (SSC). La SSC peut se produire en présence de sulfure d'hydrogène. La pénétration d'hydrogène associée à des contraintes plus élevées, à de basses températures, à un pH faible et à une teneur élevée en chlorure diminue la ductilité des nuances d'acier, les rendant ainsi vulnérables à la propagation des fissures et à la rupture.
Service critiqueLes grades résistent à la corrosion en présence de gaz doux ou de concentrations élevées de dioxyde de carbone. Ils constituent une alternative économique utilisée dans les applications d'injection d'eau.
Dimensionnement
Les tiges de forage sont fabriquées selon des spécifications standard et sont proposées en dimensions nominales. Les deux spécifications dimensionnelles les plus importantes sont la longueur et le diamètre.
Longueur
La colonne de forage est constituée de plusieurs sections de tiges de forage. Le terme « support » désigne deux ou trois sections de tiges de forage qui sont introduites dans le puits de forage pour effectuer un forage de 60 à 90 pieds. Chaque segment de tige, appelé « simple », est classé par l'API en trois plages de longueurs distinctes : R1, R2 et R3.
La gamme 1 (R1) est la plus courte en longueur, plus courante pour le dimensionnement des tubes ou des tubages de production, et varie de 18 à 22 pieds.
La gamme 2 (R2) est considérée comme la longueur standard pour les tiges de forage et varie de 27 à 31 pieds.
La gamme 3 (R3) est courante dans le tubage et également déployée dans les applications de forage en eau profonde. La longueur accrue diminue le nombre de joints d'outils dans chaque support de tige de forage. L'inconvénient est que la charge exercée sur chaque joint d'outil est plus importante, ce qui augmente l'usure et réduit la durée de vie prévue de la tige de forage. La gamme R3 s'étend de 38 à 45 pieds.
Diamètre
Le diamètre extérieur (OD) du tube de forage est proposé dans des tailles nominales allant de {{0}}/8" à 6 5/8". Le diamètre du tube est sélectionné en fonction du diamètre du trou de forage. Afin de faire circuler efficacement la boue de forage et de minimiser les pertes de pression, le rapport entre le diamètre extérieur du tube de forage et le diamètre du trou de forage doit être d'environ 0,6.
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