Połączenia gwintowe rur okładzinowych i wydobywczych w aspekcie cech wytrzymałościowych i użytkowych wymaganych w przemyśle naftowym

• Autorzy: Witek Wiesław

Warianty tytułu

EN

Threaded connections of casing and tubing in terms of strength and utility characteristics required in the oil industry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono szereg aspektów technicznych z zakresu projektowania otworów poszukiwawczych za ropą i gazem, w tym głównie doboru poszczególnych kolumn rur okładzinowych i wydobywczych. Ponadto rozważono szereg kwestii ekonomicznych związanych z zakupem rur z połączeniami typu PREMIUM, co wynika z ilości asortymentu jaki pojawił się na rynku w ostatnich latach. Zagadnienia poruszane w artykule dotyczą w większości kwestii technicznych, ale również pewien akcent położono na interesy zamawiającego, czyli Operatora, na którym ciąży duża odpowiedzialność polegająca na transparentnym przeprowadzeniu procesu zakupowego, ale głównie odpowiedzialność polegająca na dokonaniu zakupu rur o odpowiedniej jakości za optymalną cenę. Istotą zagadnień poruszanych w artykule nie jest szczegółowe przestawienie kwestii technicznych z zakresu projektowania otworu i jego konstrukcji, czyli odpowiedniego doboru poszczególnych kolumn rur (na ten temat jest szereg publikacji i wdrożonych metod projektowania m.in. Program Stress Check), ale pokazanie jaki wpływ na proces projektowania i ekonomikę ma odpowiedni dobór rur z połączeniami typu PREMIUM, a w konsekwencji ograniczenie liczby stosowanych połączeń gwintowych, czyli wdrożenie racjonalnej UNIFIKACJI w tym zakresie - o czym jest mowa w podsumowaniu artykułu. Kwestie techniczne związane z optymalnym doborem rur okładzinowych i wydobywczych, w tym połączeń gwintowych tych rur dla danego projektu wiercenia, będą przedmiotem oddzielnego artykułu jaki jest planowany do publikacji. Wydaje się, że dyskusja przeprowadzona na łamach niniejszego artykułu ma szczególne znaczenie dzisiaj, kiedy proces przetargowy wyłaniania dostawców rur (producentów i dostawców) wywołuje tyle emocji i nieuzasadnionych skarg odwoławczych do KIO, nie biorąc pod uwagę głównego interesu jakim jest interes Operatora, czyli Zamawiającego, a więc w polskich warunkach interesu publicznego. Autor artykułu zdaje sobie sprawę, że niektóre z postawionych kwestii mogą wywołać dyskusje a może nawet niezadowolenie wśród pewnych producentów lub dostawców nie mniej jednak należy wyraźnie podkreślić, że w światowym obrocie rurami okładzinowymi i wydobywczymi istnieje jedna podstawowa zasada - ZERO AWARII W OTWORZE, awarii związanymi z utratą szczelności i wytrzymałością rur, tak w caliźnie jak i na połączeniu gwintowym, a więc BEZPIECZEŃSTWO - jako bezwzględny priorytet. Trzeba pamiętać, że każda awaria to są potencjalne koszty jej usunięcia, a niejednokrotnie nawet utrata otworu. Czynnik ten brany jest pod uwagę w procesie projektowania otworu i jego konstrukcji jako czynnik NUMER 1.Przestawiony w artykule materiał oparty jest m.in. na szeregu ogólnie dostępnych publikacjach z zakresu projektowanie i konstrukcji otworów, w tym wielu publikacji tak katalogowych jak i naukowych poszczególnych producentów rur oraz tzw. Manual Books. Oprócz powyższych źródeł, na przestrzeni ostatnich lat odbyło się w Polsce szereg seminariów, na których czołowi światowi producenci rur okładzinowych prezentowali szeroko zagadnienia związane z technologicznymi, technicznymi oraz jakościowymi kwestiami produkcji, testowania i odbiorami rur okładzinowych w tym głównie rur z połączeniami typu PREMIUM. Jednocześnie autor artykułu pragnie wskazać na swoje długoletnie doświadczenie w zakresie realizacji wielu projektów wiercenia otworów nie tylko w Polsce, ale i za granicą, w tym wskazać na wiele opracowań wykonanych na zlecenie głównych Operatorów tak krajowych jak zagranicznych oraz innych instytucji, w tym szeregu publikacji zamieszczonych m. in. w WNiG oraz na stronie internetowej https://www.fk-wes.pl Wykaz stosownej literatury wykorzystanej w napisaniu niniejszej pracy zamieszono na końcu artykułu Poz. 1 -24.

EN

The article has discussed a number of technical aspects from the scope of designing oil and gas exploration wells, mainly selecting particular columns of casing and tubings. In addition, a number of economic issues of purchase of pipes with PREMIUM connections has been also discussed, which results from the quantity of assortment that has appeared on the market in recent years. The issues discussed in the article mostly relate to technical issues, but also a certain emphasis has been placed on the interests of the Ordering Party, i. e. the Operator, that bears a great responsibility consisting in the transparent conduct of the purchasing process, but mainly the responsibility consisting in purchasing pipes of appropriate quality at an optimal price. The essence of the issues discussed in the article is not a detailed presentation of technical issues in the scope of well design and its construction, i. e. the appropriate selection of individual pipe columns (on this topic there is a number of publications and implemented design methods, including the Stress Check Program) but to show how the design process and economics is influenced by appropriate selection of pipes with PREMIUM connections and, as a consequence, limitation of the number of threaded connections used, that is implementation of a rational UNIFICATION in this regard - which is mentioned in the summary of the article. It seems that the discussion conducted in this article is of particular importance today when the tendering process for selecting suppliers of pipes (producers and suppliers) causes so many emotions and unjustified appeal complaints to the National Appeal Chamber without taking into account the main interest of the Operator, i. e. the Ordering Party, i. e. the public interest in Polish conditions. The author of the article is aware that some of the issues raised may cause discussions and maybe even a dissatisfaction among certain producers or suppliers, nevertheless, it should be clearly emphasized that in the global trade in casing and tubing, there is one basic principle of ZERO FAILURES IN THE HOLE, failures related to loss of tightness and strength of the pipes both in the body and in threaded connections, so SAFETY - as an absolute priority. It must be remembered that each failure is the potential cost of its removal and often even the loss of a well. This factor is taken into account in the process of well design and its construction as factor NUMBER 1. The material presented in the article is based on a number of publicly available publications in the scope of design and construction of holes, including many catalog publications as well as scientific publications of individual pipe manufacturers and the so-called Manual Books. In addition to the above sources, a number of seminars have been held in Poland in recent years, at which the world’s leading manufacturers of casing and tubing pipes have widely presented issues related to technological, technical and quality issues of production, testing and acceptance of casing and tubing pipes, including mainly pipes with PREMIUM connections. At the same time, the author of the article wish to point to his long-term and fruitful experience in the implementation of many drilling projects not only in Poland but also abroad, including many studies performed at the order of the main Operators, both domestic and foreign operators and other institutions, including a number of publications included among others in WNiG / Oil and Gas Journal/. The content of this article is largely based on these experiences. The list of relevant literature used in writing this work is provided at the end of the article Positions 1-24.

Słowa kluczowe

PL

otwory poszukiwawcze; przemysł naftowy; przemysł naftowy i gazowniczy; połączenia gwintowe; rury wydobywcze

EN

oil industry; oil and gas industry; threaded connections

• Wydawca: Stowarzyszenie Naukowo-Techniczne Inżynierów i Techników Przemysłu Naftowego i Gazowniczego
• Czasopismo: Wiadomości Naftowe i Gazownicze
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 25, Nr 2 (278)
• Strony: 11--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz. rys.

Twórcy

autor

Witek Wiesław

Bibliografia

• 1. Aadnoy B., Cooper I., Miska S., Mitchell R.F., Payne M. L. Advanced Drilling and Well Technology, Chapter - Casing Design, ISBN: 978-1-55563-145-1, 2009.
• 2. Artymiuk J. Bednarz S. - Kierunki rozwiązań konstrukcyjnych połączeń gwintowych rur dla górnictwa otworowego. Publikacja w miesięczniku NAFTA - GAZ. Zeszyt 1-2 2010 r.
• 3. Artymiuk j. Bednarz S. - Połączenia gwintowe rur okładzinowych i wydobywczych stosowane w przemyśle naftowym - Publikacja AGH Wydział Wiertnictwa Nafty i Gazu, Laboratorium Badań Atestacyjnych Urządzeń Wiertniczych I Eksploatacyjnych - Kraków, Lipiec 2009 r. na zlecenie PGNiG S.A. O/Sanok
• 4. Bourgoyne, A.T. Millheim K.K. Chenevert M.E. Young F.S. Jr. 1986 , Applied Drilling Engineering, SPE Textbook Series Vol. 2, ISBN: 978-1-55563-001-0, 1991.
• 5. Budak P., Szpunar T., Witek W. Zagadnienia wytrzymałości i wytężenia materiału przy projektowaniu kolumny rur okładzinowych w odniesieniu do zjawisk zachowania się górotworu w trakcie wiercenia i po odwierceniu otworu, Wiadomości Naftowe i Gazownicze s. 4-8, nr 3, 2010.
• 6. Budak P., Szpunar T., Witek W. Kryteria doboru rur okładzinowych i wydobywczych jako funkcje wytrzymałości i wytężenia materiału oraz rodzaju i typu połączenia gwintowego, Wiadomości Naftowe i Gazownicze s. 4-10, nr 4, 2010.
• 7. Budak P., Szpunar T., Witek W. Kryteria doboru rur okładzinowych i wydobywczych jako funkcje wytrzymałości i wytężenia materiału oraz rodzaju i typu połączenia gwintowego: RURY HC „High Collapse”, Wiadomości Naftowe i Gazownicze s. 4-7, nr 5, 2010.
• 8. Byrom T.G. Casing and liners for drilling and completion - Gulf Publishing Company 2007.
• 9. Economides M.J., Watters L.T., Norman S.D. Petroleum Well Construction, Wydawnictwo John Wiley & Sons Rozdział 7. Casing and Tubing Design Economides, Stefan Miska, Randolf R. Wagner pp. 175-214 https://www.scribd.com/document/49893936/Economides-M-J-Watters-L-T-and-Norman-S-D-Petroleum-Well-Construction (dostęp 09.10.2020), Duncan, Oklahoma July 2, 1997.
• 10. Gabolde G., Nguyen J.P. Drilling Data Handbook - Seventh Edition - Instytut Francais du Petrole Publications, ISBN-13: 978-2710807568, ISBN-10: 2710807564. Gulf Pub Co, 7th Edition, 1999.
• 11. Kowalewski Z.L. Podstawy wytrzymałości materiałów, Oficyna Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2004.
• 12. Timoshenko, S, P. and Goodier, J. N. Theory of Elasticity (third edition). McGraw: New York, 1970.
• 13. Witek W. Firma Konsultingowa „WES”, Opracowania dla PGNiG S.A. Oddział w Sanoku, Dobór rur okładzinowych oraz połączeń gwintowych dla obszaru poszukiwań Przedgórza Karpat oraz Nasunięcia Karpackiego -opracowanie z 2009 r.
• 14. Witek W. Materiały archiwalne niepublikowane, Firma Konsultingowa „WES”: opinie oraz ekspertyzy, 2009 r. Materiały zamieszczone na stronie internetowej https://www.fk-wes.pl
• 15. API BULL 5C3 Bulletin on Formulas and Calculations for Casing, Tubing, Drill Pipe, and Line Pipe Properties, https://global.ihs.com/doc_detail.cfm?document_name=API%20BULL%205C3&item_s_key=00010624,API Washington DC 1999.
• 16. ASME Presentation, Advances in Casing Design with ISO DIS 10400 http://www.docdatabase.net/more-advances-in-casingdesign- with-iso-dis-10400-1019765.html (dostęp 09.10.2020), Dec 2005.
• 17. Directive 010: Minimum Casing Design Requirements Dec 22 2009 Eff. June 2013 Alberta Energy Regulator - Canada, https://www.scribd.com/document/381260963/Directive-010-Minimum-Casing-Design-Requirements-June-20-2008-pdf, (dostęp 09.10.2020)
• 18. Isolating Potencial Flow Zones During Well Construction - API STANDARD 65 – Part 2 Reafirmed November 2016, https://www.api.org/~/media/Files/Policy/Exploration/Stnd_65_2_e2.pdf (dostęp 09.10.2020)
• 19. Halliburton - Casing Design Manual, https://www.halliburton.com/en-US/ps/cementing/casing-equipment/default.html (dostęp. 09.10.2020).
• 20. Handbook - Tenaris, https://www.tenaris.com/en/products-and-services/octg/tenarishydril-running-manual/, (dostęp 09.10.2020).
• 21. Premium Connections Cataloque - Tenaris - Hydril https://www.tenaris.com/media/1wvb3eti/tenarishydril-premium-connections-catalog.pdf, (dostęp 09.10.2020).
• 22. Strona internetowa Firmy Konsultingowej „WES”- https://www.fk-wes.pl
• 23. Technical Report ISO/TR 10400:2007, Petroleum and natural gas industries – Equations and calculations for the properties of casing, tubing, drill pipe and line pipe used as casing or tubing, https://www.iso.org/standard/44107.html (dostęp 09.10.2020), ISO, 2007.
• 24. VAM BOOK - Technical Manual, November 2017 r. http://www.vamservices.com/Library/files/VAM%C2%AE%20Book.pdf, (dostęp 09.10.2020).