ISO 20312:2011
(Main)Petroleum and natural gas industries — Design and operating limits of drill strings with aluminium alloy components
Petroleum and natural gas industries — Design and operating limits of drill strings with aluminium alloy components
ISO 20312:2011 applies to design and operating limits for drill strings containing aluminium alloy pipes manufactured in accordance with ISO 15546.
Industries du pétrole et du gaz naturel — Conception et limites de fonctionnement des garnitures de forage en alliage d'aluminium
L'ISO 20312:2011 s'applique à la conception et aux limites de fonctionnement des rames contenant des tiges en alliage d'aluminium fabriquées conformément à l'ISO 15546.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 20312
First edition
2011-10-15
Petroleum and natural gas industries —
Design and operating limits of drill
strings with aluminium alloy components
Industries du pétrole et du gaz naturel — Conception et limites de
fonctionnement des garnitures de forage en alliage d'aluminium
Reference number
ISO 20312:2011(E)
©
ISO 2011
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ISO 20312:2011(E)
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Published in Switzerland
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ISO 20312:2011(E)
Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Symbols . 3
3.3 Abbreviated terms . 7
4 Properties of ADP and tool joints . 8
4.1 General . 8
4.2 New pipes and tool joints data . 8
4.3 Buoyant weight . 8
4.4 Mechanical properties . 8
4.5 ADP with integral tool joint and heavy wall ADP . 11
5 Considerations and limitations of drill string design using ADP . 15
5.1 Application aspects of aluminium alloy drill pipe . 15
5.2 General principles of aluminium drill string assembly design . 16
5.3 Influence of temperature on choice of material for drill pipe . 17
5.4 Resistance to hydroabrasive and corrosive damage . 23
5.5 Buckling . 24
6 Basic requirements for calculation of drill strings containing ADP . 26
7 Drill pipe operation . 27
7.1 Operations management . 27
7.2 General drill pipe operating recommendations . 27
7.3 Fatigue strength limitations . 31
7.4 Combined load capacity limitation . 32
8 Wear-based inspection, identification and classification of aluminium drill pipe . 36
8.1 Inspection . 36
8.2 Wear-based marking and identification of pipe and tool joints. 38
8.3 Wear-based pipe classification . 39
8.4 Wear-based tool joints classification . 40
8.5 Pipe repairing and discarding . 40
9 Transportation and storage of pipe . 41
9.1 Transportation of pipe . 41
9.2 Storage of pipe . 41
Annex A (informative) Drill pipe design, range and technical properties of integral tool joint ADP
and heavy wall ADP . 42
Annex B (normative) Calculations . 47
Annex C (informative) Conversion of SI units to USC units . 58
Bibliography . 59
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ISO 20312:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 20312 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore structures
for petroleum, petrochemical and natural gas industries.
iv © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 20312:2011(E)
Introduction
The function of this International Standard is to define operating limits of aluminium drill pipes and recommend
design criteria for the drill stem containing such aluminium drill pipes. This International Standard contains
formulas and figures to aid in the design and selection of equipment to meet a specific drilling condition.
In this International Standard, data are expressed in the International System of units (SI).
Users of this International Standard need to be aware that further or differing requirements could be needed
for individual applications. This International Standard is not intended to inhibit a manufacturer from offering,
or the purchaser from accepting, alternative equipment or engineering solutions for the individual application,
particularly where there is innovative or developing technology. Where an alternative is offered, the
manufacturer will need to identify any variations from this International Standard and provide details.
This International Standard includes provisions of various nature. These are identified by the use of certain
verbal forms:
“shall” is used to indicate that a provision is mandatory;
“should” is used to indicate that a provision is not mandatory, but recommended as good practice;
“may” is used to indicate that a provision is optional.
© ISO 2011 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 20312:2011(E)
Petroleum and natural gas industries — Design and operating
limits of drill strings with aluminium alloy components
1 Scope
This International Standard applies to design and operating limits for drill strings containing aluminium alloy
pipes manufactured in accordance with ISO 15546.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of personnel
ISO 15546, Petroleum and natural gas industries — Aluminium alloy drill pipe
ASNT Recommended Practice No. SNT-TC-1A, Personnel Qualification and Certification in Non-destructive
Testing
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1.1
aluminium alloy pipe body
aluminium alloy pipe formed by extrusion, including upsets and protector thickening
3.1.2
aluminium alloy drill pipe
aluminium alloy pipe body with threaded steel tool joints
3.1.3
box
tool joint part that has internal tool-joint thread
3.1.4
buckling
unstable lateral deflection of a drill stem component under compressive effective axial force
3.1.5
corrosion
adverse chemical alteration or destruction of a metal by air, moisture or chemicals
© ISO 2011 – All rights reserved 1
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ISO 20312:2011(E)
3.1.6
critical buckling load
load level associated with initiation of drill stem components buckling
3.1.7
dogleg
sharp change of direction in a well bore
3.1.8
dogleg severity
measure of the amount of change in the inclination and/or direction of a borehole, usually expressed in
degrees per 30 m interval
3.1.9
drill string
complete assembly from the swivel or top drive to the drill bit, which can contain the kelly, drill pipes, subs, drill
collars and other bottom hole assembly (BHA) members, such as stabilizers, reamers and junk baskets
3.1.10
effective axial force
force created by adverse combinations of axial load and pressure
3.1.11
helical buckling
buckling in which drill stem components form a helix or spiral shape
3.1.12
manufacturer
firm, company or corporation responsible for marking the product
NOTE Marking by the manufacturer warrants that the product conforms to this International Standard, and it is the
manufacturer who is responsible for compliance with all of its applicable provisions.
3.1.13
new class pipe
wear-based classification of pipe not having been put in service
3.1.14
pin
tool joint part that has external tool-joint thread
3.1.15
premium class, class 2 pipe
wear-based classification of pipe worn to an extent listed in Tables 12 and 13
3.1.16
sinusoidal buckling
buckling of drill stem components in a sinusoidal shape
3.1.17
slip area
area within a small distance along the pipe body from the box end, clamped by the pipe slips during the pulling
and running operations
3.1.18
tool joint
steel tool joint element for drill pipes consisting of two parts (pin and box)
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ISO 20312:2011(E)
3.1.19
TT type thread
trapezoidal-shaped thread connecting aluminium pipe body and steel joint
NOTE See ISO 15546.
3.2 Symbols
A factor depending on the failure theory selected for calculations and adjusted for anisotropy of drill pipe
material
A box cross-sectional area at 9,525 mm from the bearing face
b
A drill pipe cross-sectional area
dp
A cross-sectional area circumscribed by pipe outside diameter
OD
A pin cross-sectional area at 15,875 mm from the bearing face
p
A cross-sectional area of pin A or box A , whichever is smaller
pb p b
A cross-sectional area of drill pipe in upset part
z
a coefficient of linear expansion of material
e
a cross-sectional area of pipe wall with regard to pipe ovality
w
B variable
b strain reduction factor
C pitch diameter of thread at gauge point
c area coverage coefficient
D pipe body outside diameter
dp
D average diameter of the borehole at the regarded interval
h
D maximum outside diameter of pipe
max
D minimum outside diameter
min
D protector outside diameter
pt
D tool joint outside diameter
tj
D outside diameter of drill pipe in upset part
U
D
conventional outside diameter of drilling pipe with tool joint
d pipe body inside diameter
dp
d pin inside diameter
p
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ISO 20312:2011(E)
E modulus of elasticity or Young’s modulus
F variable
f friction factor
2
g acceleration of gravity, 9,81m/s
H thread height not truncated
H drilling mud depth
dm
h fluid depth
h drilling string setting depth
DS
h well depth at the upper limit of drill string section
K
h well depth at the lower limit of drill string section
K1
I moment of inertia of the pipe body in regard to transverse axis (at bending)
J drill pipe moment of inertia with respect to its diameter
K transverse load factor
k plastic-to-elastic-collapse ratio
L strength-to-weight ratio
L half the distance between tool joints
1/2
L strength-to-weight ratio of aluminium
Al
L pipe length with tool joint (the distance between the tool joint box face and the pin shoulder)
dp
L length of the pin that mates with the box
pc
L length of slip contact with drill pipe
s
L strength-to-weight ratio of steel
St
l length of section “K”
K
M mass per unit length of plain end pipe body
B
M mass per unit length of drill pipe
dp
M mass per unit length of drill pipe in drill string section “K”
K
m mass of plain end pipe body
b
m mass gain due to protector thickening
p
m tool joint mass
tj
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ISO 20312:2011(E)
m mass gain due to upsets
u
n number of the drill string sections
O initial ovality
i
P load applied to the drill string
P collapse pressure
0
P minimum collapse pressure for imperfect pipe
c
P elastic bending pressure
e
P net external pressure
ext
P helical buckling force
hel
P internal pressure
i
P internal yield pressure
i y
P tensile stress applied to the bottom cross-section
K
P maximum tension yield strength of drill pipe body
max
P sinusoidal buckling force
sin
P effective tensile load on tubular
T
P yield pressure with simultaneous tension
y
P axis load when the stress in the body of the pipe chucked in the slips reaches yield strength
z
p lead of thread
Q box counter bore
c
R dogleg severity radius at the beginning and the end of the build or drop interval
R variable
s
R variable
t
S mean axial stress
a
S maximum permissible bending stress
b
S stress produced by the buoyant weight of the drill string below dogleg
DL
S root truncation
rs
s bending strain experienced by tubular
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ISO 20312:2011(E)
s critical bending strain
0
T torque applied to the drill string
T recommended make up torque for the aluminium drill pipes tool joints
j
T maximum torsional yield strength of drill pipe body
max
T torsional yield limit in connection
y
t wall thickness
dp
t operational temperature
0
t wall thickness of drill pipe in upset part
u
W polar sectional modulus of torsion of pipe body
p
w weight per unit length of pipe in air
0
w buoyant weight of drill string section suspended below the dogleg
DL
w weight per unit length of pipe in mud
m
Y minimum yield strength of material
min
zenith angle of the borehole interval
minimum zenith angle of the borehole
0
zenith angle at the beginning of the build or drop interval
H
zenith angle at the end of the build or drop interval
K
slips taper angle
SL
average zenith angle of the borehole at build or drop interval
taper
L overall elongation of combined drill string
l elongation under the weight of the downhole sections and BHA
BHA
l thermal elongation
t
l elongation of the relevant drill string section “K” under its own weight load
w
gap between borehole wall and the average outside diameter of drilling pipe
temperature gradient
dogleg severity
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θ half angle of thread
Poisson’s ratio
coefficient of friction between slips and master bushing
SL
constant, = 3,141 812
3
density of aluminium, 2 800 kg/m
Al
drilling mud density
dm
equivalent density
e
3
density of steel, 7 850 kg/m
St
level of normal stresses applied to the design sections of drill string
fatigue limit of the drill pipe
1
pipe material ultimate strength
b
equivalent stress
e
allowable stress intensity calculated as adjusted to the normative safety factors
i
reduced yield stress
r
level of tangential stresses applied to the drill string
shear stress, reaching minimum yield strength
min
out-of-roundness function
imperfection function
friction angle
SL
3.3 Abbreviated terms
ADP aluminium alloy drill pipe
BHA bottom hole assembly
EU external upset
HWADP heavy wall aluminium drill pipe
HWSDP heavy weight steel drill pipe
HWDP heavy wall drill pipe
ID inside diameter
IU internal upset
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ISO 20312:2011(E)
OD outside diameter
ROP rate of penetration
RPM revolutions per minute
SDP steel drill pipe
TJ tool joint
WOB weight on bit
4 Properties of ADP and tool joints
4.1 General
Dimensional and mechanical properties of new ADP and tool joints shall be as specified in ISO 15546. The
pipes may be with external or internal upset ends, and with protector thickening. Separate tables of the
chapter include the data on the drill pipe torsional strength, tensile strength, and resistance against internal
and external pressure.
4.2 New pipes and tool joints data
The new pipes and tool joint data properties are given in Tables 1 and 2.
4.3 Buoyant weight
The ADP buoyant weight of different length groups in the fluids of different density could be calculated by
Equation (B.5). The equivalent density of new pipes is given in Tables 1 and 2. For mass calculation purposes,
3
the assumed aluminium alloy density in Tables 1, 2, 5, 6 and 7 is 2 800 kg/m , and the steel density is
3
7 850 kg/m . If alloys of other density are used, a correcting factor shall be applied.
EXAMPLE
Objective: Calculate the weight of 1 m of ADP 147 11; 11,8 m long; with internal upset ends; with protector thickening in
3
drilling mud with gravity 1 200 kg/m .
3
Solution: According to Table 2, the mass of 1 m of this pipe is 21,45 kg, equivalent density is 3 271 kg/m .
The weight in mud will be as follows:
1200
w21,45 9,81 1 133,2 N/m
m
3 271
4.4 Mechanical properties
The mechanical properties of new pipe (tensional yield strength, torsional yield strength, internal yield and
collapse pressure values) are given in Table 3. The properties correspond to the temperature of 20 °C. The
“weak section” for the calculations was assumed to be the aluminium drill pipe body.
The mechanical properties of the premium class pipe are given in Table 4.
The mechanical properties of class 2 pipe are given in Table 5.
The wear classification of ADP is based on 8.3 and Table 12.
8 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 20312:2011(E)
Mechanical properties of aluminium drill pipe bodies can be affected by exposure at elevated temperature
(see 5.3).
Table 1 — Dimensional and mass properties of new drill pipe with external upset ends
Tool joint Mass per linear
Equivalent density
metre including all
of pipe with tool
b
upsets, protector
joints ,
thickening, and tool
3
a
kg/m
joint , kg/m
c c
Range
Length range Length range
2 3 1 2 3 1 2 3
90 8 5,77 4,00 — — 118 68 NC 38 19,5 9,56 8,26 7,76 3 552 3 336 3 244
114 10 9,15 7,77 — — 155 95 NC 50 38,6 16,63 14,06 13,08 3 688 3 444 3 337
— — 20,46 16,69 15,26 3 652 3 447 3 351
129 9 9,50 21,97 172 112 5 1/2 FH 46,0
9,57 13,99 — 17,71 16,45 — 3 402 3 318
— — 24,51 20,72 19,28 3 477 3 298 3 219
131 13 13,49 22,32 178 105 5 1/2 FH 46,0
17,29 25,27 — 22,55 21,43 — 3 251 3 185
— — 21,98 18,48 17,15 3 577 3 371 3 279
133 11 11,80 17,10 172 112 5 1/2 FH 46,0
13,37 19,53 — 19,90 18,81 — 3 323 3 245
— — 23,51 20,42 19,25 3 513 3 307 3 220
140 13 14,52 9,72 172 112 5 1/2 FH 46,0
20,51 29,98 — 22,59 21,79 — 3 251 3 180
— — 28,40 23,16 21,16 3 676 3 464 3 365
147 11 13,16 29,26 195 124 6 5/8 FH 65,2
10,37 15,15 — 24,25 22,45 — 3 427 3 338
— — 30,12 25,19 23,31 3 611 3 399 3 304
151 13 15,78 23,69 195 124 6 5/8 FH 65,2
28,54 41,72 — 28,21 26,85 — 3 323 3 249
— — 31,90 27,28 25,53 3 554 3 344 3 253
155 15 18,47 18,02 195 124 6 5/8 FH 65,2
22,80 33,32 — 29,69 28,35 — 3 292 3 216
— — 28,11 22,66 20,59 3 711 3 499 3 398
164 9 12,27 31,69 203 124 6 5/8 FH 66,5
19,39 28,34 — 24,71 22,99 — 3 428 3 345
— — 30,03 24,93 22,99 3 635 3 421 3 324
168 11 15,19 25,51 203 124 6 5/8 FH 66,5
15,89 23,23 — 26,61 24,96 — 3 374 3 290
a
Value is calculated by Equation (B.3).
b
Value is calculated by Equation (B.4).
c
ADP length ranges are defined by ISO 15546.
© ISO 2011 – All rights reserved 9
Outside diameter,
mm
Wall thickness, mm
Plain pipe mass per
1 linear metre, kg/m
Mass gain due to
upset,
kg
Mass gain
due to
protector
thickening,
kg
OD, mm
Minimum ID, mm
Thread
Tool joint mass, kg
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ISO 20312:2011(E)
Table 2 — Dimensional and mass properties of new drill pipe with internal upset ends
Tool joint
Mass per linear metre
Equivalent density of
including all upsets,
b
pipe with tool joints ,
protector thickening,
3
kg/m
a
and tool joint , kg/m
c c
Length range
Length range Length range
2 3 1 2 3 1 2 3
64 8 3,94 0,76 — — 80 34 NC23 9,5 5,60 5,03 4,81 3 399 3 213 3 138
— — 7,66 6,77 6,43 3 485 3 278 3 193
73 9 5,07 1,55 95 44 NC26 14,5
6,90 10,09 — 7,50 7,28 — 3 225 3 156
— — 9,40 8,38 7,98 3 423 3 234 3 155
90 9 6,41 2,05 108 54 NC31 16,5
8,36 12,22 — 9,26 9,02 — 3 187 3 123
— — 9,40 8,38 7,98 3 423 3 234 3 155
90 9 6,41 2,05 120,6 56 NC38 16,5
8,36 12,22 — 9,26 9,02 — 3 187 3 123
— — 11,77 10,28 9,72 3 436 3 252 3 174
103 9 7,44 5,83 120,6 68 NC38 21,0
9,48 13,85 — 11,28 10,89 — 3 206 3 142
— — 12,41 10,70 10,05 3 540 3 329 3 239
103 9 7,44 5,83 127 68 NC38 25,0
9,48 13,85 — 11,71 11,23 — 3 276 3 202
— — 15,96 13,62 12,73 3 622 3 392 3 292
114 10 9,15 7,34 145 82 NC44 34,9
18,88 27,59 — 15,62 15,07 — 3 302 3 229
— — 17,70 15,04 14,03 3 686 3 438 3 331
114 11 9,97 6,92 152 80 NC46 41,0
18,88 27,59 — 17,04 16,37 — 3 349 3 267
— — 18,38 15,33 14,17 3 711 3 470 3 363
129 9 9,50 11,58 162 93 NC50 43,5
16,75 24,48 — 17,10 16,24 — 3 386 3 302
— — 20,22 17,19 16,04 3 605 3 383 3 286
129 11 11,42 11,07 162 93 NC50 43,5
16,75 24,48 — 18,96 18,12 — 3 318 3 240
— — 23,56 19,98 18,62 3 680 3 436 3 329
147 11 13,16 10,17 178 105 54,3
5 1/2 FH
22,80 33,32 — 22,39 21,45 — 3 354 3 271
— — 25,94 22,29 20,90 3 577 3 357 3 262
147 13 15,32 11,52 178 105 5 1/2 FH 54,3
22,80 33,32 — 24,70 23,73 — 3 293 3 217
147 15 17,42 11,07 — — 178 105 1/2 FH 54,3 27,96 24,33 22,96 3 507 3 302 3 215
5
— — 29,59 24,64 22,76 3 737 3 489 3 379
168 11 15,19 17,80 203 127 71,5
6 5/8 FH
30,26 44,23 — 27,84 26,51 — 3 393 3 309
— — 31,88 27,01 25,16 3 649 3 415 3 313
168 13 17,72 16,26 203 127 6 5/8 FH 71,5
30,26 44,23 — 30,21 28,91 — 3 338 3 258
a
Value is calculated by Equation (B.3).
b
Value is calculated by Equation (B.4).
c
ADP length ranges are defined by ISO 15546.
10 © ISO 2011 – All rights reserved
Outside diameter, mm
Wall thickness, mm
Plain pipe mass per
1 linear metre, kg/m
Mass gain due to upset, kg
Mass gain due to
protector thickening,
kg
OD, mm
Minimum ID, mm
Thread
Tool joint mass, kg
---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO 20312:2011(E)
4.5 ADP with integral tool joint and heavy wall ADP
ISO 15546 does not cover the ADP with integral tool joint and heavy wall ADP, which are manufactured in the
assembled condition with steel tool joints (see Figures A.1 and A.2). Their technical properties are given in
Annex A. ADP with integral rotary shouldered connections are used as technological sets in the intervals
where the danger of drill string sticking exists. Heavy wall ADP are widely used in BHA to ensure smooth
stiffness transition from drill collars to ADP or as diamagnetic pipe to perform directional survey inside the drill
string when drilling directional or vertical wells.
© ISO 2011 – All rights reserved 11
---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO 20312:2011(E)
12 © ISO 2011 – All rights reserved
Table 3 — Mechanical properties of new pipe
b
Torsional yield strength ,
a c d
Connection
Nominal Nominal TJ tor- Tension yield strength , kN Internal yield pressure , MPa Collapse pressure , MPa
kN·m
sional
outside wall
Upset e e e e
TJ
diam- thick- yield Material group Material group Material group Material group
TJ TJ
type
f
pin
eter, ness, strength ,
thread OD,
ID,
l ΙΙ ΙΙΙ ΙV l ΙΙ ΙΙΙ ΙV l ΙΙ ΙΙΙ ΙV l ΙΙ ΙΙΙ ΙV
mm mm
type mm
kN·m
mm
64 8 IU NC 23 80 34 8,2 457 675 478 492 5,2 7,7 5,5 5,6 81,3 120,0 85,0 87,5 72,9 104,4 76,1 78,2
73 9 IU NC 26 95 44 10,0 588 868 615 633 7,7 11,4 8,1 8,3 80,1 118,4 83,8 86,3 71,7 102,5 74,8 76,9
90 8 EU NC 38 118 68 21,8 669 989 700 721 11,6 17,1 12,1 12,5 57,8 85,3 60,4 62,2 46,9 63,0 48,7 49,8
IU NC 31 108 54 16,1
90 9 744 1 099 778 801 12,6 18,6 13,2 13,5 65,0 96,0 68,0 70,0 55,2 76,3 57,4 58,9
IU NC 38 120,6 58 25,8
IU NC 38 120,6 68 24,7
103 9 863 1 275 903 930 17,1 25,3 17,9 18,4 56,8 83,9 59,4 61,2 45,7 61,2 47,4 48,5
IU NC 38 127 68 25,0
IU NC 44 145 82 35,7
114 10 1061 1 567 1 110 1 143 23,3 34,4 24,3 25,1 57,0 84,2 59,6 61,4 46,0 61,6 47,7 48,8
EU NC 50 155 95 49,9
114 11 IU NС46 152 80 48,5 1 156 1 708 1 210 1 245 24,9 36,8 26,1 26,8 62,7 92,6 65,6 67,5 52,6 72,1 54,7 56,0
129 9 EU 5 1/2 FH 172 112 55,4 1 102 1 628 1 153 1 187 28,3 41,8 29,6 30,5 45,3 67,0 47,4 48,8 31,8 39,6 32,7 33,3
129 11 IU NC 50 162 95 51,3 1 325 1 956 1 386 1 427 33,0 48,8 34,6 35,6 55,4 81,9 58,0 59,7 44,1 58,6 45,7 46,8
131 13 EU 5 1/2 FH 178 105 69,4 1 565 2 312 1 638 1 686 38,6 57,0 40,3 41,5 64,5 95,3 67,5 69,5 54,6 75,4 56,8 58,3
133 11 EU 5 1/2 FH 172 112 55,4 1 370 2 023 1 433 1 475 35,4 52,3 37,0 38,1 53,8 79,4 56,2 57,9 42,1 55,5 43,6 44,6
140 13 EU 5 1/2 FH 172 112 55,4 1 685 2 488 1 763 1 814 44,9 66,3 47,0 48,4 60,4 89,1 63,1 65,0 49,9 67,8 51,8 53,1
IU 5 1/2 FH 178 105 69,4
147 11 1 527 2 255 1 597 1 644 44,3 65,4 46,3 47,7 48,6 71,8 50,9 52,4 35,9 45,8 37,1 37,8
EU 6 5/8 FH 195 124 84,5
147 13 IU 5 1/2 FH 178 105 69,4 1 778 2 626 1 860 1 914 50,2 74,1 52,5 54,1 57,5 84,9 60,1 61,9 46,5 62,5 48,3 49,4
147 15 IU 5 1/2 FH 178 105 69,4 2 021 2 984 2 114 2 176 55,6 82,1 58,1 59,8 66,3 98,0 69,4 71,4 56,7 78,7 59,0 60,5
151 13 EU 6 5/8 FH 195 124 84,5 1 831 2 704 1 915 1 972 53,3 78,8 55,8 57,5 56,0 82,6 58,5 60,3 44,8 59,6 46,4 47,5
155 15 EU 6 5/8 FH 195 124 84,5 2 143 3 165 2 242 2 308 62,8 92,7 65,7 67,6 62,9 92,9 65,8 67,7 52,8 72,5 54,9 56,3
164 9 EU 6 5/8 FH 203 124 107,2 1 424 2 103 1 489 1 533 47,9 70,8 50,1 51,6 35,7 52,7 37,3 38,4 19,7 22,6 20,1 20,3
EU 6 5/8 FH 203 124 107,2
168 11 1 762 2 603 1 844 1 898 59,5 87,9 62,3 64,1 42,6 62,9 44,5 45,8 28,3 34,4 29,1 29,6
IU 6 5/8 FH 203 127 99,5
168 13 IU 6 5/8 FH 203 127 99,5 2 056 3 037 2 151 2 214 67,8 100,2 70,9 73,0 50,3 74,3 52
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 20312
Première édition
2011-10-15
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Conception et limites de fonctionnement
des rames à composants en alliage
d'aluminium
Petroleum and natural gas industries — Design and operating limits of
drill strings with aluminium alloy components
Numéro de référence
ISO 20312:2011(F)
©
ISO 2011
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 20312:2011(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2011
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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Version française parue en 2013
Publié en Suisse
ii © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 20312:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions, symboles et abréviations . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Symboles . 3
3.3 Abréviations . 8
4 Propriétés des ADP et des raccords de tiges . 8
4.1 Généralités . 8
4.2 Données relatives aux tiges et raccords de tiges neufs . 8
4.3 Poids de flottaison . 8
4.4 Propriétés mécaniques . 9
4.5 ADP avec raccord incorporé et ADP à paroi épaisse . 12
5 Considérations et limites de conception des rames utilisant des ADP . 16
5.1 Considérations relatives aux applications d’une tige de forage en alliage d’aluminium . 16
5.2 Principes généraux de conception de l’assemblage de rames en aluminium . 17
5.3 Influence de la température sur le choix d’un matériau pour tiges de forage . 18
5.4 Résistance aux dommages hydro-abrasifs et corrosifs . 24
5.5 Flambage . 25
6 Exigences de base relatives au calcul des rames contenant des ADP . 27
7 Fonctionnement des tiges de forage . 28
7.1 Gestion des opérations. 28
7.2 Recommandations générales relatives au fonctionnement des tiges de forage . 28
7.3 Limites de résistance à la fatigue . 33
7.4 Limite de capacité de charge combinée . 34
8 Contrôle, identification et classification des tiges de forage en aluminium, basés sur
l’usure . 38
8.1 Contrôle . 38
8.2 Marquage et identification des tiges et raccords de tiges, basés sur l’usure . 41
8.3 Classification des tiges basée sur l’usure . 41
8.4 Classification des raccords de tiges basée sur l’usure . 42
8.5 Réparation et rejet de tige . 43
9 Transport et stockage des tiges . 43
9.1 Transport des tiges . 43
9.2 Stockage des tiges . 44
Annexe A (informative) Conception des tiges de forage, gamme et propriétés techniques des ADP
à raccords incorporés et des ADP à paroi épaisse . 45
Annexe B (normative) Calculs . 51
Annexe C (informative) Conversion des unités SI en unités USC . 62
Bibliographie . 63
© ISO 2011 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 20312:2011(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 20312 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement et structures en mer
pour les industries pétrolière, pétrochimique et du gaz naturel.
iv © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 20312:2011(F)
Introduction
La présente Norme Internationale a pour fonction de définir les limites de fonctionnement des tiges de forage
en aluminium et de recommander des critères de conception pour la maîtresse-tige contenant de telles tiges
de forage en aluminium. La présente Norme Internationale contient des formules et des figures pour faciliter la
conception et le choix d’équipements adaptés à des conditions spécifiques de forage.
Dans la présente Norme Internationale, les données sont exprimées en unités du Système International (SI).
Les utilisateurs de la présente Norme Internationale doivent être informés que des exigences différentes ou
complémentaires peuvent être nécessaires pour des applications particulières. La présente Norme
Internationale n’a pas pour intention d’empêcher un fabricant de proposer, ou un acheteur d’accepter, d’autres
équipements ou solutions techniques pour une application particulière, notamment lorsqu’il s’agit d’une
technologie innovante ou en cours de développement. Lorsqu’une alternative est proposée, il sera nécessaire
au fabricant d’identifier tous les écarts par rapport à la présente Norme Internationale et de fournir une
description détaillée.
La présente Norme Internationale contient des dispositions de différentes natures qui sont identifiées par
l’emploi de certaines formes verbales:
«doit» est utilisé pour indiquer qu’une disposition est obligatoire;
«il convient» est utilisé pour indiquer qu’une disposition n’est pas obligatoire, mais est recommandée au
titre de bonne pratique;
«peut» est utilisé pour indiquer qu’une disposition est optionnelle.
© ISO 2011 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 20312:2011(F)
Industries du pétrole et du gaz naturel — Conception et limites
de fonctionnement des rames à composants en alliage
d'aluminium
1 Domaine d’application
La présente Norme Internationale s’applique à la conception et aux limites de fonctionnement des rames
contenant des tiges en alliage d’aluminium fabriquées conformément à l’ISO 15546.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel.
ISO 15546, Industries du pétrole et du gaz naturel — Tige de forage en alliage d’aluminium.
ASNT Recommended Practice No. SNT-TC-1A, Personnel Qualification and Certification in Non-destructive
Testing.
3 Termes, définitions, symboles et abréviations
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1.1
corps de tige en alliage d’aluminium
tige en alliage d’aluminium formée par extrusion, incluant des refoulements et un renflement de protection
3.1.2
tige de forage en alliage d’aluminium
corps de tige en alliage d’aluminium comportant des raccords filetés en acier
3.1.3
filetage femelle
partie de raccord de tige ayant un filetage interne
3.1.4
flambage
déflexion latérale instable d’un composant d’une maîtresse-tige sous une force axiale effective de
compression
© ISO 2011 – Tous droits réservés 1
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ISO 20312:2011(F)
3.1.5
corrosion
altération chimique défavorable ou destruction d’un métal par l’air, l’humidité ou les éléments chimiques
3.1.6
charge de flambage critique
charge associée au début du flambage des composants de la maîtresse-tige
3.1.7
déviation en patte de chien
variation brusque de direction dans un puits de forage
3.1.8
gravité d’une déviation en patte de chien
mesure de l’amplitude du changement dans l’inclinaison et/ou la direction d’un puits de forage, généralement
exprimée en degrés par intervalle de 30 m
3.1.9
rame
assemblage complet de la tête d’injection ou de la commande supérieure au trépan qui peut contenir la tige
d’entraînement, les tiges de forage, des réductions, des colliers de forage et d’autres éléments d’assemblage
de fond de puits (BHA) tels que stabilisateurs, aléseurs et souricières
3.1.10
force axiale effective
force créée par des combinaisons défavorables de charge axiale et de pression
3.1.11
flambage hélicoïde
flambage par lequel les composants de la maîtresse-tige prennent une forme hélicoïdale ou en spirale
3.1.12
fabricant
entreprise, compagnie ou société responsable du marquage du produit
NOTE Le marquage par le fabricant garantit que le produit est conforme à la présente Norme internationale, et c’est
le fabricant qui est responsable de la conformité à toutes ses dispositions applicables.
3.1.13
tige de classe neuve
classification, basée sur l’usure, d’une tige n’ayant pas été mise en service
3.1.14
filetage mâle
partie de raccord de tige ayant un filetage extérieur
3.1.15
tige de première classe, tige de classe 2
classification, basée sur l’usure, d’une tige usagée selon une étendue indiquée dans les Tableaux 12 et 13
3.1.16
flambage sinusoïdal
flambage des composants d’une maîtresse-tige sous une forme sinusoïdale
3.1.17
zone de contact des coins de retenue
zone située à une faible distance de l’extrémité du filetage femelle le long du corps de tige, qui est maintenue
par les coins de retenue de la tige pendant les opérations d’extraction et de descente
2 © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 20312:2011(F)
3.1.18
raccord de tige
élément de raccord en acier pour tiges de forage composé de deux parties (filetages mâle et femelle)
3.1.19
filetage de type TT
filetage de forme trapézoïdale permettant de raccorder un corps de tige en aluminium et un raccord en acier
NOTE Voir l’ISO 15546.
3.2 Symboles
A facteur dépendant de la théorie de défaillance choisie pour les calculs et ajusté à l’anisotropie du
matériau des tiges de forage
A aire de la section du filetage femelle à 9,525 mm de la surface d’appui
b
A aire de la section de la tige de forage
dp
A aire de la section circonscrite par le diamètre extérieur de la tige
OD
A aire de la section du filetage mâle à 15,875 mm de la surface d’appui
p
A aire de la section du filetage mâle A ou du filetage femelle A , en retenant la plus faible valeur
pb p b
A aire de la section de la tige de forage dans une partie refoulée
z
a coefficient de dilatation linéique du matériau
e
a aire de la section de la paroi d’une tige en rapport avec l’ovalité de la tige
w
B variable
b coefficient de réduction de déformation
C diamètre primitif de filetage au point de mesure
c coefficient de couverture de surface
D diamètre extérieur du corps de tige
dp
D diamètre moyen du puits de forage pour l’intervalle considéré
h
D diamètre extérieur maximal de la tige
max
D diamètre extérieur minimal
min
D diamètre extérieur du protecteur
pt
D diamètre extérieur du raccord de tige
tj
D diamètre extérieur de la tige de forage dans une partie refoulée
U
D diamètre extérieur conventionnel d’une tige de forage avec raccord
© ISO 2011 – Tous droits réservés 3
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ISO 20312:2011(F)
d diamètre intérieur du corps de tige
dp
d diamètre intérieur de filetage mâle
p
E module d’élasticité ou module de Young
F variable
f coefficient de frottement
2
g accélération due à la pesanteur, 9,81 m/s
H hauteur de filetage non tronquée
H hauteur de boue de forage
dm
h hauteur de fluide
h profondeur d’incidence de la rame
DS
h profondeur du puits à la limite supérieure de la section de rame
K
h profondeur du puits à la limite inférieure de la section de rame
K1
I moment d’inertie du corps de tige par rapport à l’axe transversal (en flexion)
J moment d’inertie de la tige de forage par rapport à son diamètre
K coefficient de charge transversale
k rapport d’écrasement plastique à élastique
L rapport résistance-poids
L moitié de la distance entre les raccords de tige
1/2
L rapport résistance-poids de l’aluminium
Al
L longueur de tige avec raccord (distance entre la face du filetage femelle du raccord et l’épaulement du
dp
filetage mâle)
L longueur de filetage mâle correspondant au filetage femelle
pc
L longueur de contact du coin de retenue avec la tige de forage
s
L rapport résistance-poids de l’acier
St
l longueur de la section «K»
K
M masse linéique de corps de tige à extrémités lisses
B
M masse linéique de tige de forage
dp
M masse linéique de la tige de forage dans la section de rame «K»
K
4 © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 20312:2011(F)
m masse de corps de tige à extrémités lisses
b
m gain de masse dû au renflement de protection
p
m masse du raccord de tige
tj
m gain de masse dû aux refoulements
u
n nombre de sections de rame
O ovalité initiale
i
P charge appliquée à la rame
P pression d’écrasement
0
P pression minimale d’écrasement d’une tige imparfaite
c
P pression de flexion élastique
e
P pression externe nette
ext
P force de flambage hélicoïde
hel
P pression interne
i
P pression interne à la limite d’élasticité
i y
P contrainte de traction appliquée à la section transversale de fond
K
P limite d’élasticité maximale en traction du corps de tige de forage
max
P force de flambage sinusoïdal
sin
P effort de traction effectif sur le produit tubulaire
T
P pression de limite élastique avec traction simultanée
y
P charge axiale lorsque la contrainte dans le corps de la tige maintenue par les coins de retenue atteint
z
la limite d’élasticité
p pas hélicoïdal de filetage
Q lamage du filetage femelle
c
R rayon de gravité de la déviation en patte de chien au début et à la fin de l’intervalle d’accroissement
ou de réduction de la déviation
R variable
s
R variable
t
S contrainte axiale moyenne
a
© ISO 2011 – Tous droits réservés 5
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ISO 20312:2011(F)
S contrainte de flexion maximale admissible
b
S contrainte produite par le poids de flottaison de la rame en dessous d’une déviation en patte de chien
DL
S troncature de racine
rs
s déformation due à la flexion subie par un produit tubulaire
s effort de flexion critique
0
T couple appliqué à la rame
T couple de vissage recommandé pour les raccords de tiges de forage en aluminium
j
T limite d’élasticité maximale en torsion du corps de tige de forage
max
T limite d’élasticité en torsion dans le raccordement
y
t épaisseur de paroi
dp
t température de fonctionnement
0
t épaisseur de paroi de la tige de forage dans la partie refoulée
u
W module de torsion de la section polaire du corps de tige
p
w poids par unité de longueur de tige dans l’air
0
w poids de flottaison de la section de rame suspendue en dessous de la déviation en patte de chien
DL
w poids par unité de longueur de tige dans la boue
m
Y limite d’élasticité minimale du matériau
min
angle zénithal de l’intervalle du puits
angle zénithal minimal du puits
0
angle zénithal au début de l’intervalle d’accroissement ou de réduction de la déviation
H
angle zénithal à la fin de l’intervalle d’accroissement ou de réduction de la déviation
K
angle de conicité des coins de retenue
SL
angle zénithal moyen du puits pour l’intervalle considéré d’accroissement ou de réduction de déviation
conicité
L allongement total de la rame combinée
l allongement sous le poids des sections de fond et du BHA
BHA
l allongement thermique
t
6 © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 20312:2011(F)
l allongement de la section de rame considérée «K» sous son propre poids
w
espace entre la paroi du puits et le diamètre extérieur moyen de la tige de forage
gradient de température
gravité d’une déviation en patte de chien
θ moitié de l’angle de filet
coefficient de Poisson
coefficient de frottement entre les coins de retenue et la fourrure principale de la table de rotation
SL
constante, = 3,141 812
3
masse volumique de l’aluminium, 2 800 kg/m
Al
masse volumique de la boue de forage
dm
masse volumique équivalente
e
3
masse volumique de l’acier, 7 850 kg/m
St
niveau des contraintes normales appliquées aux sections de conception de la rame
limite de fatigue de la tige de forage
1
charge de rupture du matériau de la tige
b
contrainte équivalente
e
intensité de contrainte admissible calculée par rapport aux coefficients normatifs de sécurité
i
limite apparente d’élasticité réduite
r
niveau des contraintes tangentielles appliquées à la rame
contrainte de cisaillement, atteignant la limite d’élasticité conventionnelle minimale
min
fonction d’ovalisation
fonction d’imperfection
angle de frottement
SL
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3.3 Abréviations
ADP tige de forage en alliage d’aluminium
BHA assemblage de fond
EU refoulement extérieur
HWADP tige de forage en aluminium à paroi épaisse
HWSDP tige de forage en acier lourd
HWDP tige de forage à paroi épaisse
ID diamètre intérieur
IU refoulement intérieur
OD diamètre extérieur
ROP vitesse d’avancement
tr/min tours par minute
SDP tige de forage en acier
TJ raccord de tige
WOB poids sur l’outil
4 Propriétés des ADP et des raccords de tiges
4.1 Généralités
Les propriétés dimensionnelles et mécaniques des ADP et des raccords de tiges neufs doivent être telles que
spécifiées dans l’ISO 15546. Les tiges peuvent avoir des extrémités extérieures ou intérieures refoulées, et un
renflement de protection. Les différents tableaux spécifiés dans le présent article incluent les données sur la
résistance à la torsion, la résistance à la traction et la résistance à la pression interne et externe des tiges de
forage.
4.2 Données relatives aux tiges et raccords de tiges neufs
Les propriétés des tiges et raccords de tiges neufs sont indiquées dans les Tableaux 1 et 2.
4.3 Poids de flottaison
Le poids de flottaison des ADP de différents groupes de longueur dans des fluides de masse volumique
différente peut être calculé par l’Équation (B.5). La masse volumique équivalente des tiges neuves est
indiquée dans les Tableaux 1 et 2. Pour les calculs de masse, la masse volumique de l’alliage d’aluminium
3
supposée dans les Tableaux 1, 2, 5, 6 et 7 est de 2 800 kg/m , et la masse volumique de l’acier est de
3
7 850 kg/m . Lorsque des alliages d’une autre masse volumique sont utilisés, un coefficient de correction doit
être appliqué.
EXEMPLE
Objectif: Calculer le poids de 1 m d’ADP 147 11; 11,8 m de long; avec des extrémités intérieures refoulées; avec un
3
renflement de protection dans une boue de forage ayant une densité relative de 1 200 kg/m .
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Solution: Selon le Tableau 2, la masse de 1 m de cette tige est de 21,45 kg et la masse volumique équivalente est de
3
3 271 kg/m .
Le poids dans la boue sera le suivant:
1200
w21,45 9,81 1 133,2 N/m
m
3271
4.4 Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques d’une tige neuve (limite d’élasticité en traction, limite d’élasticité en torsion, valeurs
de pression interne à la limite d’élasticité et de pression d’écrasement) sont indiquées dans le Tableau 3. Les
propriétés correspondent à une température de 20 °C. Pour les calculs, il a été supposé que la «section
faible» était le corps de tige de forage en aluminium.
Les propriétés mécaniques d’une tige de première classe sont indiquées dans le Tableau 4.
Les propriétés mécaniques d’une tige de classe 2 sont indiquées dans le Tableau 5.
La classification des ADP, basée sur l’usure, est fondée sur 8.3 et sur le Tableau 12.
Les propriétés mécaniques des corps de tiges de forage en aluminium peuvent être affectées par une
exposition à une température élevée (voir 5.3).
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Tableau 1 — Caractéristiques de dimensions et de masse d’une tige de forage neuve ayant des
extrémités extérieures refoulées
Raccord de tige Masse par mètre
Masse volumique
linéaire y compris
équivalente d’une
tous les
tige avec
refoulements, le
b
raccords ,
renflement de
protection et le 3
kg/m
a
raccord , kg/m
Gamme de Gamme de
Gamme
c c
longueur longueur
2 3 1 2 3 1 2 3
90 8 5,77 4,00 — — 118 68 NC 38 19,5 9,56 8,26 7,76 3 552 3 336 3 244
114 10 9,15 7,77 — — 155 95 NC 50 38,6 16,63 14,06 13,08 3 688 3 444 3 337
— — 20,46 16,69 15,26 3 652 3 447 3 351
129 9 9,50 21,97 172 112 5 1/2 FH 46,0
9,57 13,99 — 17,71 16,45 — 3 402 3 318
— — 24,51 20,72 19,28 3 477 3 298 3 219
131 13 13,49 22,32 178 105 5 1/2 FH 46,0
17,29 25,27 — 22,55 21,43 — 3 251 3 185
— — 21,98 18,48 17,15 3 577 3 371 3 279
133 11 11,80 17,10 172 112 5 1/2 FH 46,0
13,37 19,53 — 19,90 18,81 — 3 323 3 245
— — 23,51 20,42 19,25 3 513 3 307 3 220
140 13 14,52 9,72 172 112 5 1/2 FH 46,0
20,51 29,98 — 22,59 21,79 — 3 251 3 180
— — 28,40 23,16 21,16 3 676 3 464 3 365
147 11 13,16 29,26 195 124 6 5/8 FH 65,2
10,37 15,15 — 24,25 22,45 — 3 427 3 338
— — 30,12 25,19 23,31 3 611 3 399 3 304
151 13 15,78 23,69 195 124 6 5/8 FH 65,2
28,54 41,72 — 28,21 26,85 — 3 323 3 249
— — 31,90 27,28 25,53 3 554 3 344 3 253
155 15 18,47 18,02 195 124 6 5/8 FH 65,2
22,80 33,32 — 29,69 28,35 — 3 292 3 216
— — 28,11 22,66 20,59 3 711 3 499 3 398
164 9 12,27 31,69 203 124 6 5/8 FH 66,5
19,39 28,34 — 24,71 22,99 — 3 428 3 345
— — 30,03 24,93 22,99 3 635 3 421 3 324
168 11 15,19 25,51 203 124 6 5/8 FH 66,5
15,89 23,23 — 26,61 24,96 — 3 374 3 290
a
Valeur calculée par l’Équation (B.3).
b
Valeur calculée par l’Équation (B.4).
c
Les gammes de longueur d’ADP sont définies par l’ISO 15546.
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Diamètre extérieur, mm
Epaisseur de paroi, mm
Masse de tige lisse par
mètre linéaire, kg/m
Gain de masse dû au
refoulement,
kg
Gain de masse dû
au renflement de
protection, kg
OD, mm
ID minimal, mm
Filetage
Masse du raccord, kg
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ISO 20312:2011(F)
Tableau 2 — Caractéristiques de dimensions et de masse d’une tige de forage neuve ayant des
extrémités intérieures refoulées
Raccord de tige
Masse par mètre linéaire
Masse volumique
y compris tous les
équivalente d’une tige
b
refoulements, le
avec raccords ,
renflement de protection
3
a
kg/m
et le raccord , kg/m
Gamme de
c c
Gamme de longueur Gamme de longueur
longueur
2 3 1 2 3 1 2 3
64 8 3,94 0,76 — — 80 34 NC23 9,5 5,60 5,03 4,81 3 399 3 213 3 138
— — 7,66 6,77 6,43 3 485 3 278 3 193
73 9 5,07 1,55 95 44 NC26 14,5
6,90 10,09 — 7,50 7,28 — 3 225 3 156
— — 9,40 8,38 7,98 3 423 3 234 3 155
90 9 6,41 2,05 108 54 NC31 16,5
8,36 12,22 — 9,26 9,02 — 3 187 3 123
— — 9,40 8,38 7,98 3 423 3 234 3 155
90 9 6,41 2,05 120,6 56 NC38 16,5
8,36 12,22 — 9,26 9,02 — 3 187 3 123
— — 11,77 10,28 9,72 3 436 3 252 3 174
103 9 7,44 5,83 120,6 68 NC38 21,0
9,48 13,85 — 11,28 10,89 — 3 206 3 142
— — 12,41 10,70 10,05 3 540 3 329 3 239
103 9 7,44 5,83 127 68 NC38 25,0
9,48 13,85 — 11,71 11,23 — 3 276 3 202
— — 15,96 13,62 12,73 3 622 3 392 3 292
114 10 9,15 7,34 145 82 NC44 34,9
18,88 27,59 — 15,62 15,07 — 3 302 3 229
— — 17,70 15,04 14,03 3 686 3 438 3 331
114 11 9,97 6,92 152 80 NC46 41,0
18,88 27,59 — 17,04 16,37 — 3 349 3 267
— — 18,38 15,33 14,17 3 711 3 470 3 363
129 9 9,50 11,58 162 93 NC50 43,5
16,75 24,48 — 17,10 16,24 — 3 386 3 302
— — 20,22 17,19 16,04 3 605 3 383 3 286
129 11 11,42 11,07 162 93 NC50 43,5
16,75 24,48 — 18,96 18,12 — 3 318 3 240
— — 23,56 19,98 18,62 3 680 3 436 3 329
147 11 13,16 10,17 178 105 5 1/2 FH 54,3
22,80 33,32 — 22,39 21,45 — 3 354 3 271
— — 25,94 22,29 20,90 3 577 3 357 3 262
147 13 15,32 11,52 178 105 5 1/2 FH 54,3
22,80 33,32 — 24,70 23,73 — 3 293 3 217
147 15 17,42 11,07 — — 178 105 5 1/2 FH 54,3 27,96 24,33 22,96 3 507 3 302 3 215
— — 29,59 24,64 22,76 3 737 3 489 3 379
168 11 15,19 17,80 203 127 6 5/8 FH 71,5
30,26 44,23 — 27,84 26,51 — 3 393 3 309
— — 31,88 27,01 25,16 3 649 3 415 3 313
168 13 17,72 16,26 203 127 6 5/8 FH 71,5
30,26 44,23 — 30,21 28,91 — 3 338 3 258
a
Valeur calculée par l’Équation (B.3).
b
Valeur calculée par l’Équation (B.4).
c
Les gammes de longueur d’ADP sont définies par l’ISO 15546.
© ISO 2011 – Tous droits réservés 11
Diamètre extérieur, mm
Epaisseur de paroi, mm
Masse de tige lisse par
mètre linéaire, kg/m
Gain de masse dû au
refoulement, kg
Gain de masse dû au
renflement de
protection, kg
OD, mm
ID minimal, mm
Filetage
Masse du raccord, kg
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ISO 20312:2011(F)
4.5 ADP avec raccord incorporé et ADP à paroi épaisse
L’ISO 15546 ne prend pas en compte les ADP avec raccord incorporé et les ADP à paroi épaisse fabriquées
dans les conditions d’assemblage avec des raccords de tiges en acier (voir Figures A.1 et A.2). Leurs
propriétés techniques sont données dans l’Annexe A. Les ADP à raccords à épaulement rotatif incorporés
sont utilisées en tant qu’ensembles technologiques dans les intervalles où le risque de collage de rames
existe. Les A
...
Questions, Comments and Discussion
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