Vrtalna cev je temeljni sestavni del vrtalne verige. Izdelan je iz brezšivnih jeklenih cevi (z debelino stene običajno 9-11 mm). Njegove glavne funkcije so prenos navora in transport vrtalne tekočine ter nenehno poglabljanje vrtine s postopnim podaljševanjem vrtalne cevi. Zato ima vrtalna cev ključno vlogo pri vrtanju nafte.
Vrtalna cev mora biti sposobna prenesti ogromne notranje in zunanje pritiske, torzijo, upogibanje in tresljaje. Med črpanjem in rafiniranjem nafte in plina je mogoče vrtalno cev večkrat uporabiti. Vrtalne cevi so razvrščene v tri kategorije: križne vrtalne cevi, vrtalne cevi in obtežene vrtalne cevi. Zaporedje povezav je: križna vrtalna cev (1 kos) + vrtalna cev (n kosov, določeno z globino vrtine) + obtežena vrtalna cev (n kosov, določeno s konstrukcijo sklopa vrtalne verige).
Funkcije vrtalne cevi
Vrtalne cevi igrajo ključno vlogo pri inženiringu vrtanja. Njegove funkcije vključujejo:
1. Oddajna moč
Vrtalna cev prenaša moč in navor na sveder, kar mu omogoča vrtanje lukenj pod zemljo.
2. Podpora svedra
Vrtalna cev podpira sveder in ga ohranja stabilnega med vrtanjem.
3. Odstranjevanje potaknjencev
Vrtalna cev odstranjuje ostanke iz ustja vrtine skozi cevi, s čimer ohranja ustje vrtine čisto.
4. Pridobivanje geoloških podatkov
Vrtalna cev zbira geološke podatke preko svedra, kar pomaga pri analizi lastnosti in strukture podzemnih skalnih formacij.
5. Obnova vodnjaka
Vrtalne cevi se lahko uporabljajo za obnovo vrtine, vključno z namestitvijo cevi in popravilom glave vrtine.
Za povečanje trdnosti povezave med telesom cevi in spoji so konci telesa cevi odebeljeni. Običajne metode zgoščevanja vključujejo notranje zgoščevanje, zunanje zgoščevanje ter notranje in zunanje zgoščevanje. Po podatkih Ameriškega naftnega inštituta (API) so vrtalne cevi razvrščene v tri kategorije glede na dolžino:
Kategorija 1: 5,486–6,706 m (18–22 čevljev);
Kategorija 2: 8,230–9,144 m (27–30 čevljev);
Kategorija 3: 11,582–13,716 m (38–45 čevljev);
Najpogosteje uporabljene velikosti vrtalnih cevi so 88,9 mm (3,5 in), 114,3 mm (4,5 in) in 127,0 mm (5 in).
Stopnje in trdnost jekla za vrtalne cevi
Stopnja jekla vrtalne cevi se nanaša na kakovost jekla, uporabljenega v vrtalni cevi, ki je določena z najmanjšo mejo tečenja jekla. API določa pet razredov jekla za vrtalne cevi: D, E, 95(X), 105(G) in 135(S), pri čemer so razredi X, G in S visoko{4}}trdne vrtalne cevi. Višji kot je jekleni razred vrtalne cevi, večja je meja tečenja cevi in večje so različne trdnosti vrtalne cevi (natezna trdnost, torzijska trdnost, odpornost proti iztiskanju itd.). Pri načrtovanju trdnosti vrtalne verige je priporočljivo povečati kakovost jekla, da se izboljša trdnost vrtalne verige, namesto da bi povečali debelino stene.
