API 5CT N80 és un grau molt comú i versàtil de tubs d'acer utilitzat a la indústria del petroli i del gas tantcarcassaitub. Està definit per l'especificació 5CT de l'American Petroleum Institute (API).
La "N" representa un nivell de resistència basat en la seva resistència mínima elàstica, i el "80" denota unlímit elàstic mínim de 80.000 psi(80 ksi). Ofereix un bon equilibri de resistència, ductilitat i rendibilitat-, el que el fa adequat per a una àmplia gamma de profunditats i condicions de pou, tot i que ésno recomanat per al servei àcid(ambients que contenen sulfur d'hidrogen, H₂S) sense requisits especials.
Paràmetres clau del producte
Designació de grau: N80
Tipus:Hi ha dos tipus principals dins del grau N80:
N80-1:El grau de qualitat estàndard.
N80-Q:Fabricat mitjançant el procés de tractament tèrmic Quench and Temper (Q&T). Això proporciona millors propietats mecàniques, especialment la resistència a l'impacte, i és més comú per a aplicacions crítiques.
Propietats mecàniques:
Resistència de rendiment mínima (YS):80.000 psi (552 MPa)
Resistència màxima de rendiment:110.000 psi (758 MPa)
Resistència a la tracció mínima (TS):100.000 psi (689 MPa)
Duresa (típica):Normalment s'especifica el màxim per garantir la resistència al cracking per tensió de sulfur (SSC) si cal, però l'estàndard N80 no és inherentment resistent a SSC-. Per a l'aplicació en servei àcid, es poden aplicar requisits especials com N80 tipus 1 amb una duresa màxima de 22 HRC.
Composició química (típica, % en pes):
L'estàndard API 5CT especifica límits màxims per a elements com el fòsfor (P) i el sofre (S) per garantir la qualitat, però no exigeix una composició química específica. Això permet flexibilitat als fabricants. Una química típica per a N80-Q és:
Carboni (C): 0.20 - 0.35%
Manganès (Mn): 1.00 - 1.60%
Fòsfor (P):Menor o igual a 0,025% (màxim)
Sofre (S):Menor o igual a 0,015% (màxim)
Es poden afegir altres elements com silici (Si), crom (Cr), molibdè (Mo) segons el procés del fabricant.
Taules d'especificacions
Taula 1: especificacions dimensionals estàndard (API 5CT)
(Aquest és un exemple de mides habituals. L'API 5CT cobreix un rang molt més ampli.)
| Diàmetre exterior (OD) | Pes (lb/ft) | Gruix de paret (polzades) | Diàmetre de deriva (polzades) |
|---|---|---|---|
| 4-1/2" (114,3 mm) | 9.50 | 0.271 | 3.965 |
| 4-1/2" (114,3 mm) | 11.60 | 0.337 | 3.826 |
| 5-1/2" (139,7 mm) | 14.00 | 0.304 | 4.892 |
| 5-1/2" (139,7 mm) | 17.00 | 0.375 | 4.750 |
| 7" (177,8 mm) | 20.00 | 0.272 | 6.456 |
| 7" (177,8 mm) | 26.00 | 0.362 | 6.276 |
| 9-5/8" (244,5 mm) | 36.00 | 0.352 | 8.921 |
| 9-5/8" (244,5 mm) | 40.00 | 0.395 | 8.835 |
Nota:El diàmetre de deriva és el diàmetre intern mínim garantit per garantir que les eines de fons de forat puguin passar.
Taula 2: Resum de propietats mecàniques
| Propietat | Valor (Imperial) | Valor (mètrica) | Nota |
|---|---|---|---|
| Límit de rendiment (mínim) | 80.000 psi | 552 MPa | |
| Límit de rendiment (màx.) | 110.000 psi | 758 MPa | |
| Resistència a la tracció (mínim) | 100.000 psi | 689 MPa | |
| Duresa (típica) | ~ 22 HRC (màx.) | ~ 22 HRC (màx.) | Per a possibles condicions de servei àcids |
| Elongació (mínim) | Varia segons la mida | Varia segons la mida | Segons la fórmula API 5CT |
Aplicacions i limitacions
| Característica | Descripció |
|---|---|
| Aplicacions primàries | - Carcassa intermèdia:Aïllant formacions inestables o zones febles. - Carcassa/tub de producció:En pous de petroli i gas dolç (no-àcid). - Carcassa superficial:Per a pous més profunds on es necessita una resistència superior a J55/K55. |
| Avantatges clau | - Relació d'alta força-a-pes:Bo per a pous-de profunditat mitjana. - Cost-efectiu:Àmpliament disponible i a preus competitius. - Bona soldabilitat i ductilitat. |
| Limitacions | - No per al servei àcid:L'estàndard N80 és susceptible al cracking per estrès de sulfur (SSC) en entorns H₂S. Per a un servei àcid suau,N80 tipus 1(amb un estricte control de duresa) es pot utilitzar, peròL80generalment és l'opció preferida per al servei àcid. - Intensitat inferior a P110/Q125:No apte per a pous ultra-profunds o d'alta-pressió on es requereixen graus més alts. |
Comparació amb altres qualificacions habituals
| Grau | Min. Límit de rendiment (psi) | Cas d'ús típic | Diferència clau amb N80 |
|---|---|---|---|
| J55 | 55,000 | Pous poc profunds, carcassa superficial | Menor força, menor cost. |
| L80 | 80,000 | Servei agre (entorns H₂S) | Força similar, però resistent a SSC-. |
| P110 | 110,000 | Pous profunds{0}}d'alta pressió | Major resistència, però més trencadissa i no per al servei àcid. |
En resum,API 5CT N80és una qualitat de cavall de batalla versàtil i de resistència mitjana-per al camp petrolier. Els seus paràmetres el fan ideal per a un ampli espectre d'aplicacions de pous estàndard, però cal tenir en compte les condicions ambientals com la presència d'H₂S.
