ท่อ (Tubing) คือท่อที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางค่อนข้างเล็ก ซึ่งถูกนำลงไปในบ่อน้ำมันเพื่อใช้เป็นทางผ่านของน้ำมันและก๊าซไปยังสถานีผิวดินสำหรับการแปรรูป ท่อนี้ต้องมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะทนต่อแรงและการบิดงอที่เกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตและการซ่อมบำรุง นอกจากนี้ ท่อยังต้องมีขนาดเหมาะสมเพื่อรองรับอัตราการผลิตน้ำมันและก๊าซที่คาดการณ์ไว้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ข้อกำหนดสำคัญของ Tubing
- เกรด, เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD), น้ำหนัก, และการเชื่อมต่อ เป็นสิ่งที่ระบุสำหรับ Tubing
- เกรด Tubing ตามมาตรฐาน API จะสอดคล้องกับเกรดของ casing ยกเว้นเกรด P ที่มีความต้านทานแรงดึง 105,000 psi เรียกว่า P105
- Tubing มีปลายแบบ Non-Upset End (NUE) และ External Upset End (EUE) โดย EUE เป็นแบบที่พบมากกว่าเพราะการตัดเกลียวที่ปลายท่อจะไม่ทำให้ความแข็งแรงของตัวท่อเสียหาย
- สำหรับงาน ESP ถ้ามีปัญหาเรื่องช่องว่างของสายไฟฟ้าระหว่าง Tubing กับ casing ควรพิจารณาใช้ NUE
ขนาดและลักษณะทางกายภาพ
- เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (ID): คำนวณจาก OD และความหนาของผนังท่อ ใช้ในการคำนวณแรงดันและความเร็วของของเหลว
- เส้นผ่านศูนย์กลาง Drift: ขนาดของมาตรวัดความยาว 42 นิ้วที่ผ่านท่อ ซึ่งบอกขนาดสูงสุดของอุปกรณ์ที่สามารถผ่านในท่อได้
- เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกสูงสุด: ขึ้นอยู่กับขนาดและชนิดการเชื่อมต่อ เป็นตัวกำหนดขนาดของสายท่อที่สามารถใช้ใน casing ได้
- ขนาดมาตรฐาน (Nominal size): ขนาด OD ของท่อที่ใช้บ่อย ได้แก่ 2-⅜”, 2-⅞”, 3-½” และ 4-½”
- ความยาวของท่อน้ำมัน: รวมข้อต่อ แต่ไม่รวมเกลียวปลายท่อ แบ่งเป็นช่วงความยาว 20-24 ฟุต และ 28-32 ฟุต ซึ่งต้องเลือกให้เหมาะสมกับการยกและเก็บรักษาบนแท่นขุดเจาะ
- น้ำหนักมาตรฐาน (Nominal weight): น้ำหนักเฉลี่ยต่อตารางฟุตรวมข้อต่อ เช่น 6# และ 4.7# สำหรับ 2-⅜”, 4# และ 6.5# สำหรับ 2-⅞”, 2# และ 9.3# สำหรับ 3-½”, 6# และ 12.75# สำหรับ 4-½”
เกรดเหล็ก (Steel Grade)
- ใช้เหล็กตามมาตรฐาน API เช่น J55, C75, L80, N80, C90, และ P105 โดยตัวอักษรบ่งบอกส่วนผสมทางเคมีและกระบวนการบำบัดความร้อน ตัวเลขบอกความแข็งแรงขั้นต่ำ (หน่วยเป็น 1,000 psi)
- สำหรับของเหลวที่มี คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) หรือ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) อาจต้องใช้เหล็กสแตนเลส, โลหะผสม หรือท่อพิเศษ เช่น
- 9 Cr สำหรับงานที่มี H2S
- 13 Cr สำหรับ CO2 แต่ไม่มี H2S
- 22 Cr (22-25% โครเมียม) สำหรับงานที่มีทั้ง CO2 และ H2S แต่ความดัน H2S ไม่สูงมาก
การเชื่อมต่อและเกลียว (Connection & Threads)
- ท่อ Tubing ต่อกันด้วยเกลียวแบบ integral joint หรือโดยใช้ coupling (ข้อต่อแบบสวม)
- มีสองแบบหลักคือ Non-Upset End (NUE) และ External Upset End (EUE) ซึ่ง EUE จะมีผนังหนาและเส้นผ่านศูนย์กลางที่ปลายเพิ่มขึ้น ทำให้มีความแข็งแรงมากกว่า
- เกลียวมาตรฐาน API มีความชัน 6.25% และมีเกลียว 8-10 ตัวต่อนิ้ว รูปทรงสามเหลี่ยมมน ใช้จาระบีเพื่อป้องกันการรั่วซึมและการกัดกร่อน
- สำหรับงานแรงดันสูงหรืองานที่มีความรุนแรงของสารกัดกร่อน ใช้เกลียวแบบ premium ที่ปิดผนึกด้วยโลหะชนโลหะ หรือวัสดุยางพิเศษ เช่น VAM joint, Hydril joint
คุณสมบัติทางกลของท่อ (Mechanical Characteristics)
- ความต้านแรงดึง (Tensile strength): ความเครียดสูงสุดที่ท่อสามารถรับได้โดยไม่ขาด
- แรงดันยุบตัว (Collapse pressure): แรงดันภายนอกขั้นต่ำที่ทำให้ท่อเกิดการเสียรูปถาวร
- แรงดันแตก (Burst pressure): แรงดันภายในที่ทำให้ท่อแตก
Tubing พิเศษ (Special Tubing)
- Fiberglass tubing: ใช้ในบ่อน้ำตื้น แรงดันต่ำ เป็นท่อต่อท้ายสำหรับอุปกรณ์พิเศษ ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และง่ายต่อการเจาะ
- Internally coated tubing: ท่อเคลือบด้านในสำหรับของเหลวที่กัดกร่อนสูง แต่เคลือบอาจเสียหายจากเครื่องมือที่วิ่งผ่าน
ข้อดีและข้อเสียของ Tubing
ข้อดี:
- แข็งแรง ทนแรงดันและอุณหภูมิสูง
- มีความแม่นยำและขนาดสม่ำเสมอ
- มีวัสดุหลายชนิดให้เลือกตามการใช้งาน
- ใช้งานได้หลากหลายอุตสาหกรรม
ข้อเสีย:
- ราคาสูงกว่า Pipe โดยเฉพาะ Seamless Tubing
- ต้องเลือกวัสดุและมาตรฐานให้เหมาะสม มิฉะนั้นอาจเสื่อมสภาพเร็ว
- การดัด/เชื่อมต้องใช้เครื่องมือเฉพาะ
สรุป
Tubing คือท่อขนาดเล็กที่ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมัน ก๊าซ และอื่น ๆ ต้องมีความแข็งแรง ทนแรงดันและอุณหภูมิสูง ผลิตได้หลายประเภทและวัสดุ เช่น Seamless, Welded, สแตนเลส และโลหะผสม มีมาตรฐานควบคุมคุณภาพ เช่น API และ ASME เพื่อความปลอดภัยและประสิทธิภาพ อนาคตจะพัฒนาท่อเกรดพิเศษ ท่ออัจฉริยะ และใช้วัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ
Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit : https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/@naichangmashare
TikTok : https://www.tiktok.com/@naichangmashare
