Прорези -экраны моста и трубы корпуса
Введение в прорези -экраны и трубки
Экраны мостового прорези и трубы корпуса являются критическими компонентами в системах завершения скважины и фильтрации, широко используется в водных скважинах, нефтяные и газовые скважины, Геотермальные проекты, и промышленные применения, такие как муниципальное водоснабжение и нефтехимическая обработка. Эти экраны оснащены уникальным дизайном слота в форме моста, ударили в плоские листы углеродистой стали, оцинкованная сталь, или нержавеющая сталь (например, 304, 316л), которые затем свернуты и сварены в цилиндрические трубы. Мостовые слоты, обычно 0,5–5 мм шириной, ошеломлены, чтобы повысить механическую прочность и предотвратить засорение песка и гравия, обеспечение эффективного потока жидкости и контроль песка. Трубы корпуса, Часто не затрачен, обеспечить структурную поддержку Wellbore, В то время как прорезированные экраны отфильтровали мусор, позволяя проход жидкости.
Эти компоненты предлагают высокую прочность, коррозионная стойкость с соответствующими покрытиями, и экономическая эффективность по сравнению с высокопроизводительными сплавами, такими как Inconel® 718. Их дизайн уравновешивает гидравлическую эффективность и структурную целостность, сделать их подходящими для суровой среды, в том числе условия обслуживания в соответствии с NACE MR0175. Эта статья исследует их химический состав, механические свойства, устойчивость к коррозии, производственные процессы, Приложения, и размерные допуски, С сравнением с insonel 718, Непревзойденное 901, ASTM A671 CC60 CL22, и API 5L PSL2 BNS. Подробные таблицы суммируют ключевые параметры, Предоставление ценного ресурса для инженеров и специалистов отрасли.
Химический состав и анализ материала
Сэкраны для прорезов мостового моста и корпус изготавливаются из таких материалов, как низкоуглеродистый сталь (например, Q235, СТ37-2), оцинкованная сталь, или нержавеющая сталь (304, 304л, 316, 316л, 430), Выбран на основе требований применения. Низкоуглеродистая сталь обычно содержит углерод (≤0,20%), марганец (≤1,40%), фосфор (≤0,045%), сера (≤0,045%), и кремний (≤0,35%), offering good weldability and moderate strength. Stainless steel grades (например, 304: 18–20% chromium, 8–10.5% nickel) provide superior corrosion resistance for aggressive environments. Galvanized coatings or anti-corrosive paints enhance durability, particularly for carbon steel in water wells. For sour service, materials are selected to meet NACE MR0175 hardness limits (≤22 HRC).
Compared to Inconel 718 (50–55% nickel, 4.75–5.50% niobium), bridge slotted screens use less alloyed materials, prioritizing cost over extreme corrosion resistance. Непревзойденное 901 (40–45% никель) offers better corrosion resistance than carbon steel but is less suited for sour service without processing. ASTM A671 CC60 CL22 (0.04–0.27% carbon, 0.85–1.20% manganese) и API 5L PSL2 BNS (≤0.12% carbon, CEpcm ≤0.25%) are closer in composition to carbon steel screens but optimized for pipeline strength and sour service, соответственно. Низкое содержание углерода и оцинкование экранов мостового прорезов уменьшает сенсибилизацию и ржавчину, Обеспечение долголетия в водных и масляных скважинах. Выбор материала зависит от условий окружающей среды, С ненормативной сталью, предпочтительной для коррозийных настроек и оцинкованной стали для чувствительных к стоимости проектов.
Механические свойства
Сэкраны для прорезов мостового моста и трубы корпуса предназначены для высокой механической прочности, чтобы противостоять скручиванию, сжатие, и растягивающие силы в среде скважины. Стальные экраны с низким содержанием углерода (например, Q235) иметь силу доходности приблизительно 235 МПа и прочность на растяжение 375–500 МПа, с удлинением 20–26%, Обеспечение гибкости во время установки. Экраны из нержавеющей стали (например, 304) предложить более высокую прочность на растяжение (515–690 МПа) и лучшая коррозионная стойкость, Подходит для глубоких скважин. Дизайн слота моста, с ошеломленными отверстиями, повышает структурную целостность за счет снижения концентраций стресса, Достижение сильной стороны коллапса, сравнимого с корпусом API J55 (379 Уход MPA). Размеры слотов (0.5–5 мм) адаптированы к уравновешению силы и открытой площадке (10–20%).
Compared to Inconel 718 (предел текучести 1035 МПа, предел прочности 1275 МПа), Экраны с прорезями мостовой. Непревзойденное 901 (Сила урожая ~ 900 МПа) сильнее, но не оптимизирован для контроля песка. ASTM A671 CC60 CL22 (предел текучести 220 МПа) и API 5L PSL2 BNS (245 МПа) предназначены для применения трубопровода, С CC60, предлагающим низкотемпературную выносливость (-46° C.) и BNS, обеспечивающие соблюдение кислого обслуживания. Уникальная структура слота мостового слота сводит к минимуму засорение, Поддержание гидравлической эффективности при высоких нагрузках. Механическое тестирование, включая тесты на напряжение и коллапс, обеспечивает надежность в таких требовательных условиях, как геотермальные и нефтяные скважины.
Коррозионная сопротивление и соблюдение кислого обслуживания
Коррозионная стойкость на экранах с прорезоми мостами и корпусными трубами зависит от материала и покрытия. Углеродистая стальная экраны (например, Q235) Полагаться на оцинкование или покрытия, такие как краска для воды, Эпоксидная смола (ФБЕ), или полиэтилен (ЧП) Чтобы сопротивляться ржавчине и химической атаке в водных скважинах. Экраны из нержавеющей стали (304, 316л) Предложение присутствующей устойчивости к ячеек и расщелинам коррозии из -за их хрома (18–20%) и никель (8–12%) содержание, сделать их пригодными для соленой или кислой среды. For sour service, Материалы выбраны для встречи с NACE MR0175, с твердостью, контролируемой до ≤22 HRC, для предотвращения растрескивания сульфидного напряжения (SSC) В богатых H2S условия. Дизайн слота моста уменьшает захват частиц, Минимизация локализованной коррозии.
Инконель 718 (50–55% nickel, 2.8–3,3% молибденам) обеспечивает превосходную коррозионную стойкость в высокой температуре, Обогащенные хлоридом среды, В отличие от экранов из углеродной стали, которые требуют покрытий. Непревзойденное 901 менее устойчивый 718 Но превосходит углеродистую сталь. ASTM A671 CC60 CL22 и API 5L PSL2 BNS, Оба NACE-совместимых, Полагаться на покрытия для защиты от внешней коррозии, Подобно экранам углеродной стали. Процессы моста из нержавеющей стали предпочтительны в коррозионных скважинах, В то время как оцинкованные экраны предлагают экономически эффективную альтернативу для менее агрессивных условий. Правильное применение покрытия и техническое обслуживание имеет решающее значение для продления срока службы в суровых условиях, таких как нефтяные и газовые скважины.
Производство и обработка
Экраны с прорезом мостового моста изготавливаются путем пробивания точных мостовых слотов в плоские листы углеродистой стали, оцинкованная сталь, или нержавеющая сталь (например, 304, 316л), которые затем перекатываются в цилиндры и сварки с помощью сварки электрического сопротивления (АКРЕ) или спиральная погруженная дуговая сварка (ССАВ). Размеры слотов (0.5–5 мм) контролируются для обеспечения равномерной фильтрации, с ошеломленными узорами, уменьшая потерю силы. Трубы корпуса, Обычно не затрачен, производятся аналогичным образом, но расставляют приоритеты в структурной целостности, Часто используя оценки API J55 или N80. Процесс включает в себя фрезерование, формирование, сварка, Удаление шлака, и неразрушающее тестирование (ультразвуковой, рентгенографический) Для обеспечения качества сварки. Гальванизация или покрытие (например, ФБЕ, ЧП) применяется к углеродистой стали для повышения коррозионной стойкости.
Compared to Inconel 718, который требует вакуумного индукционного плавления и сложных тепловых обработок, Экраны с прорезями мостового моста проще производить, Использование стандартных процессов изготовления стали и перемешивания. Непревзойденное 901 включает в себя аналогичную обработку с элайсом, В то время как ASTM A671 CC60 CL22 и API 5L PSL2 BNS используют процессы LSAW с нормализующим или контролируемым прокатом для определенных свойств. Частичная конструкция прогона мостового слота увеличивает механическую прочность, и точный контроль слота обеспечивает высокую эффективность фильтрации. Установка требует тщательной обработки, чтобы избежать деформации, с подключениями, такими как резьбовые муфты, фланцы, или сварные концы, облегчающие сборку. Эти процессы обеспечивают надежность в водных скважинах, масляные скважины, и промышленные применения.
Приложения
Прорези -экраны и трубы для оболочки универсальны, используется в водных скважинах, нефтяные и газовые скважины, Геотермальные проекты, добыча, муниципальное водоснабжение, нефтехимическая переработка, и строительство. В водных скважинах, экраны фильтруют песок и гравий, Обеспечение извлечения чистой воды, в то время как оболочки обеспечивают структурную поддержку. В нефти и газе, мостовые вырезки экранов контролируют производство песка в заполнениях с ласками, предотвращение повреждения оборудования и повышение производительности скважины. Геотермальные скважины извлекают выгоду из их высокой прочности и коррозионной стойкости, В то время как добыча полезных ископаемых и строительство используют их для обезвоживания и стабилизации фундамента. Высокая открытая площадь дизайна игрового автомата мостового игрока (10–20%) и низкий риск засорения делает его идеальным для приложений с высоким потоком.
В отличие от нечто 718, используется в высокотемпературных аэрокосмических и кислых газовых компонентах, Экраны мостового прорезов приоритет в контроле песка и экономической эффективности. Непревзойденное 901 ограничен аэрокосмическими приложениями, не хватает возможностей фильтрации. ASTM A671 CC60 CL22 подходит для низкотемпературных трубопроводов, и API 5L PSL2 BNS для кислых трубопроводов, Но ни один из них не предлагает контроль песка, как прорези -прорези. Приложения, такие как испанский транспортный трубопровод, демонстрируют их адаптивность в специализированных проектах. С настраиваемыми размерами слотов и материалами, Эти экраны и оболочки удовлетворяют разнообразные отраслевые потребности, От извлечения из питьевой воды до добычи нефти в суровых условиях.
Размерные допуски
Размерные допуски на экраны с прорезями моста и корпус имеют решающее значение для обеспечения соответствия и производительности. Экранные трубы варьируются от 4 к 80 дюймы внешнего диаметра (ОТ), с толщиной стен 3–10 мм и длиной до 6 m. Ширина слота 0,5–5 мм (± 0,1 мм), в зависимости от толщины стены, с открытыми площадками 10–20%. Допуски на OD обычно ± 1% (например, ± 2,19 мм для 219 мм от), и допуски толщины стенки составляют ± 10% (например, ± 0,5 мм для 5 мм). Трубы корпуса, часто API J55 или N80, Следите за допусками API 5L: ± 0,75% для OD и ± 10% для толщины стенки. Высота шва сварного шва составляет ≤3,2 мм, и прямолинейность составляет ≤0,2% длины.
Compared to Inconel 718 (ASTM B637: ± 0,25 мм для небольших диаметров), Экраны с прорезом мостового моста имеют более широкие допуски из -за их больших размеров и фокусировки фильтрации. Непревзойденное 901 следует аналогичным стандартам точности, В то время как ASTM A671 CC60 CL22 (± 0,5%) и API 5L PSL2 BNS (± 0,75%) иметь сопоставимые допуски на трубы большого диаметтра. Точность слота имеет решающее значение для эффективности фильтрации, и конечные соединения (например, резьба, фланцевый) соответствовать таким стандартам, как API STC или ASME B16.25. Эти допуски обеспечивают надежную установку в скважинах и трубопроводах, Минимизация эксплуатационных проблем.
Технические характеристики и таблица параметров
В следующей таблице суммируются ключевые параметры экранов мостового моста и корпусных труб, Предоставление ссылки для инженеров.
Параметр | Спецификация |
---|---|
Типы | Мост экран с прорезями, Неоттранимая корпусная труба |
Материалы | Углеродистая сталь (Q235, СТ37-2), оцинкованная сталь, нержавеющая сталь (304, 304л, 316, 316л, 430) |
Химический состав (Углеродистая сталь) | С: ≤0,20%, Мин.: ≤1,40%, п: ≤0,045%, С: ≤0,045%, И: ≤0,35% |
Наружный диаметр | 4–80 дюймов (101.6–2032 мм) |
Толщина стен | 3–10 мм |
Размер слота (Экраны) | 0.5–5 мм, ± 0,1 мм |
Открытая площадка (Экраны) | 10–20% |
Предел текучести (Q235) | ≥235 МПа |
Предел прочности (Q235) | 375–500 МПа |
Удлинение (Q235) | 20–26% |
Устойчивость к коррозии | оцинкованный, покрытый (ФБЕ, ЧП), или нержавеющая сталь для повышенной сопротивления |
Кислый сервис | NACE MR0175 (Твердость ≤22 HRC) с правильным выбором материала |
Сварка | АКРЕ, ССАВ, продольный сварка |
Соединения | Резьба (API STC, БТД), фланцевый, сварной, муфты |
Тестирование | Ультразвуковой, рентгенографический, гидростатический, крах, растяжение |
Приложения | Водяные скважины, нефтяные/газовые скважины, геотермальный, добыча, Муниципальная вода, нефтехимический, строительство |
Эта таблица содержит краткий обзор спецификаций, помощь в выборе и дизайне материала.
Сравнение с Inconel 718, Непревзойденное 901, ASTM A671 CC60, и API 5L PSL2 BNS
Экраны мостового прорези и труб 718, Непревзойденное 901, ASTM A671 CC60 CL22, и API 5L PSL2 BNS. Инконель 718 (предел текучести 1035 МПа, 50–55% nickel) превосходно в высокой температуре, коррозионные среды, такие как аэрокосмическая промышленность, предлагая превосходную коррозионную стойкость, но при высокой цене. Экраны моста (Сила доходности ~ 235 МПа для Q235) расставить приоритеты в контроле песка и доступности. Непревзойденное 901 (Сила урожая ~ 900 МПа, 40–45% никель) подходит для аэрокосмической промышленности, но не хватает возможностей фильтрации. ASTM A671 CC60 CL22 (предел текучести 220 МПа) предназначен для низкотемпературного (-46° C.) трубопроводы, В то время как API 5L PSL2 BNS (245 МПа) Целевые конвейеры с кислыми услугами, Оба отсутствуют фокусировку контроля с песком на экранах прорези мостового моста.
Экраны с прорезом мостового моста предлагают высокую открыту, В отличие от структурного фокуса CC60 и BNS. Их углеродная сталь или конструкция из нержавеющей стали дешевле, чем неоснова 718 и Incoloy 901, Сделайте их идеальными для приложений для скважины, где фильтрация имеет решающее значение. Выбор материалов и покрытий позволяет настраивать конкретные среды, баланс производительности и стоимости.
Проблемы и ограничения
Прорези -прорези и трубы для оболочки сталкиваются с проблемами, связанными с их основой из углеродной стали и условиями эксплуатации. Экраны из углеродистой стали требуют гальванизации или покрытия для сопротивления коррозии, в отличие от неотъемлемого сопротивления 718. В кислом обслуживании, Строгое соответствие NACE MR0175 необходимо для предотвращения SSC, требует контролируемой твердости и микроструктуры. Конструкция слота мостового слота уменьшает засорение, но может деформироваться под высоким давлением или ненадлежащей установкой, Особенно в очень отклоненных скважинах, Требует тщательного управления и контроля зажигания (плотность <1.2 Т/м³). Установка в разделах с изогнутыми скважинами рискует деформация слота, снижение эффективности контроля песка.
По сравнению с API 5L PSL2 BNS и ASTM A671 CC60 CL22, Экраны с прорезом мостового моста имеют более низкую прочность, Ограничение их использования в трубопроводах высокого давления. Непревзойденное 901 и insonel 718 являются затратными для крупномасштабных скважин. Точность слота и качество сварки требует строгого тестирования (ультразвуковой, рентгенографический), Увеличение производственных затрат. Эти проблемы смягчаются за счет правильного выбора материала, Усовершенствованные покрытия, и тщательная практика установки, Обеспечение надежных производительности в водных и нефтяных скважинах.
Будущие тенденции и инновации
Будущее экранов для прорезок моста и корпусных труб формируется в результате достижений в материалах, производство, и устойчивость. Инновации в пробирке и сварке слота (например, лазерный SSAW) повышают точность и силу, уменьшение дефектов. Усовершенствованные покрытия, такие как FBE на основе нанотехнологий и 3LPE, Увеличить коррозионную стойкость, продление срока службы в суровых условиях. Спиральные сварные экраны (ССАВ) набирают популярность для их равномерного распределения слотов и силы, потенциально заменить ERW в некоторых приложениях. Цифровые инструменты, как мониторинг хорошо времени в реальном времени, оптимизируют производительность и техническое обслуживание экрана.
Растущий спрос на водоснабжение и энергетические ресурсы способствует использованию экранов мостовых вырезков в геотермальных, вода, и нефтяные скважины. Устойчивые практики, такие как переработанная сталь и производство с низким уровнем углерода, соответствовать экологическим целям. Compared to Inconel 718 и Incoloy 901, которые сосредоточены на аддитивном производстве для нишевых применений, экраны мостового прорезов приоритет масштабируемости и экономической эффективности. Поскольку отрасли подчеркивают эффективность и долговечность, Эти экраны и оболочки останутся необходимыми, поддержка надежной фильтрации и завершения скважины в сложных условиях.
Заключение
Экраны с прорезом мостового моста и трубы корпуса жизненно важны для контроля песка и завершения скважины в воде, масло, и газовые скважины, Геотермальные проекты, и промышленные применения. Их мостовые слоты (0.5–5 мм), построенный из углеродистой стали, оцинкованная сталь, или нержавеющая сталь (304, 316л), предложить высокую силу, Низкий риск засорения, и экономическая эффективность. С сильной стороной урожайности ~ 235 МПа (Q235) и открытые площадки 10–20%, Они уравновешивают эффективность фильтрации и структурной целостности. Compared to Inconel 718 и Incoloy 901, Они определяют приоритеты доступности по сравнению с экстремальной коррозионной стойкостью, Опережая ASTM A671 CC60 CL22 и API 5L PSL2 BNS в контроле песка. Приведенная таблица параметров и допусков помощи в области инженерных решений.