Gehäuse haben Kupplungen und Schläuche haben Kupplungen – ihr Zweck, nämlich die Verbindung von Schläuchen, ist derselbe. Dennoch gibt es zwischen beiden einige Unterschiede.
Schlauchkupplungen
◆Typische Abmessungen und Typen
Schlauchkupplungenhaben typischerweise einen maximalen Außendurchmesser von 4 1/2". Da Rohre für Bohrarbeiten verwendet werden (die Bohr-/Pumpenstangen befinden sich innerhalb der Rohre), sind die Kupplungsarten vielfältiger und strenger als bei Futterrohren. Außen gestauchte (EUE) Kupplungen, auch als EU-Kupplungen bekannt, werden häufiger verwendet und gelten als die vorteilhafteste Verbindungsart für Rohre. Rohre mit EU-Endkupplungen (EUE) werden auch als UPTBG oder gestauchte Rohre mit Flaschenhalsgeometrie bezeichnet.
◆Vorteile vonEUE-Kupplungen
Aufgrund der gestauchten (verdickten) Enden des Rohrs haben EUE-Verbindungen eine höhere Belastbarkeit als Stützkupplungen. Die Rohrenden sind über ein konisches Gewinde mit der Innenwand der Kupplung verbunden. Die Kupplungsenden sind über die gleiche Steigung von geraden Gewinden mit dem Rohr verbunden. Dieses Kupplungsdesign mildert Ermüdungsrisse durch Spannungskonzentrationen, die bei vorhandenen Kupplungen auftreten. EUE-Kupplungen verhindern wirksam Unfälle durch Rohrstrangbrüche im Bohrloch.
◆SonstigesSchlauchkupplungArten
Ein weiterer Typ für Rohrverbindungen sind Stützkupplungen, bei denen die Wandstärke der Kupplung der des Rohrkörpers entspricht. Diese werden als NU-End-(NUE-)Rohre oder TBG-Rohre (Tubing with Grooved Geometry) bezeichnet.
Gehäusekupplungen
◆Abmessungen
Gehäusekupplungenhaben Abmessungen größer als 4 1/2 Zoll. Im GegensatzSchlauchkupplungen, die im Allgemeinen kein Stauchen (Verdicken) erfordern, es handelt sich also um nicht gestauchte Kupplungen. Es gibt einige wichtige Typen:
BTC - Stützgewindekupplungen
Diese weisen die gleiche Wandstärke wie der Gehäusekörper auf.
LTC – Langes GewindeGehäusekupplungen
STC – KurzgewindeGehäusekupplungen
Die Bezeichnungen lang und kurz bezeichnen unterschiedliche Kupplungslängen, die Wandstärke entspricht jedoch der des Gehäuses.
Sie sind für die Verbindung zweier Abschnitte eines Mantelrohrs unerlässlich. Die Herstellungsmethode ist die gleiche wie bei nahtlosen Rohren – die Rohrenden haben Innengewinde, um sie mit den Kupplungsgewindeenden oben und unten zu verbinden. Um eine dichte Kupplungsverbindung zu gewährleisten, werden strenge Anforderungen an die Gewindepräzision gestellt.
◆Stahlsorten und Wärmebehandlung
Für Schläuche undGehäusekupplungen, müssen die Stahlsorte und die Wärmebehandlung der Kupplungen gemäß den entsprechenden API-Spezifikationen mit den verbundenen Rohrabschnitten übereinstimmen.
◆API 5CT-Anforderungen für Kupplungen
Die API 5CT-Spezifikation deckt die wichtigsten Anforderungen an Gehäuse undSchlauchkupplungen:
Materialauswahl
Je nach Güteklasse des zu verbindenden Rohrs muss die Güteklasse des Verbindungsmaterials sorgfältig ausgewählt und durch eine Zertifizierung nachgewiesen werden.
◆Mechanische Prüfung
Zugfestigkeit, Schlagzähigkeit, Sulfidspannungsrissbeständigkeit (für höhere Güten) und andere mechanische Prüfanforderungen müssen erfüllt und dokumentiert werden.
◆Chemische Zusammensetzung
Die chemischen Zusammensetzungsbereiche jeder Stahlsorte werden streng kontrolliert.
◆Abmessungen und Toleranzen
Für Außendurchmesser, Wandstärke, Länge, Geradheit, Gewinde pro Zoll, Gewindekegel usw. sind strenge Toleranzen vorgegeben.
◆Gewindespezifikationen
Für unterschiedliche Gewindeformen wie Sägezahn- oder Kegelgewinde usw. gelten eigene Maß- und Geometriespezifikationen.
◆Wärmebehandlung
Es werden Anforderungen an das Normalisieren, Abschrecken und Anlassen definiert.
◆Markierung
Zur Rückverfolgbarkeit ist auf jeder Kupplung eine spezielle Kennzeichnung erforderlich.
◆Produktspezifikationsebene
Höhere PSLs wie PSL-2 oder PSL-3 beinhalten zusätzliche Anforderungen wie eine Inspektion durch Dritte.
Herstellung und Prüfung
Herstellungsprozess der Kupplung
Die Kupplungen werden üblicherweise aus nahtlosen Rohrkörperabschnitten oder Kupplungsrohlingen hergestellt. Bei bestimmten Güten kann Warmstauchen angewendet werden.
Inspektion und Prüfung
Neben der werkseigenen Inspektion und Prüfung kann für höhere PSL-Stufen eine Inspektion durch Dritte erforderlich sein, die eine Überwachung der Prozesse und eine Prüfungsbegleitung umfasst.
Zusätzliche Anforderungen
◆Spezialkupplungen
API 5CT deckt auch spezielle Kupplungstypen ab, wie Kombinationskupplungen (unterschiedliche Gewinde an jedem Ende), Reduzierkupplungen (zum Übergang zwischen unterschiedlichen Durchmessern), Dichtungsringkupplungen und spezielle Kegelkupplungen.
◆Nicht-integrale Verbindungen
Während sich API 5CT auf integrierte Gewinde- und Kupplungsverbindungen konzentriert, können bei manchen Rohrleitungssträngen auch nicht integrierte separate Kompressions- oder Keilverbinder zum Einsatz kommen. Diese haben ihre eigenen Konstruktionsstandards.
◆Auswirkung der Brunnenbedingungen
Faktoren wie H2S-/CO2-Gehalt, hoher Druck/hohe Temperaturen, dynamische Belastung usw. wirken sich auf die Auswahl des Kupplungsmaterials und die Konstruktionsanforderungen aus.
Gehäuse undSchlauchkupplungenspielen eine entscheidende Rolle für die Integrität der Bohrlochkette unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Die Auswahl und Verwendung des geeigneten Kupplungstyps gemäß API-Spezifikationen ist für einen sicheren und zuverlässigen Bohrlochbetrieb von entscheidender Bedeutung.
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