宝钢经济型油套管接头产品开发及应用

油套管接头的性能是油套管管柱重要质量指标之一,其选用条件是根据油气田工况条件,采用API扣型和特殊螺纹扣型。对于低压低产气井,选用API扣型不能保证气密封性能,选用特殊螺纹扣型价格贵、成本高,因此,没有合适的扣型选用。宝钢根据油田低压低产气井工况条件,设计开发了经济型油套管产品,产品通过全尺寸实物性能试验,其上扣完整性、密封完整性、结构完整性达到了产品设计要求,并在油田完成了下井试验,产品满足了油田实际工况的要求,实现了实用性和经济性的统一。     

快速上扣螺纹接头的有限元分析及优化设计

快速上扣螺纹接头是一种适用于大口径套管的接箍螺纹连接方式,具有对扣容易、上扣效率高、不错扣的特点,特别适合于海上等恶劣环境作业.根据市场需求,宝钢开发出了自主知识产权的快速上扣螺纹接头.介绍了宝钢快速上扣螺纹接头的优化设计过程,利用有限元方法对齿形角、螺纹中径、锥度、连接强度等进行分析,确定了接头的优化结构.开发的快速上扣螺纹接头产品分别在宝钢实验室和西安管研院完成并通过了全尺寸实物性能试验,13.375 in规格已在油田完成下井试验,证明产品的上扣完整性、密封完整性、结构完整性满足油田使用要求.     

复杂井况条件下的管柱完整性研究及产品开发

研究了在复杂井况条件下(如三超气井)所存在的管柱完整性问题,从油套管材质、接头类型、管柱设计和施工工艺等方面阐述了管柱完整性的影响因素。通过对油套管在复杂井况下的应用研究,发现酸化液和完井液在建井初期对管柱的腐蚀与在生产过程中的腐蚀同等重要。而对于复杂井况下的螺纹接头,不仅需满足ISO13679 CALⅣ级的标准要求,还需对接头进行具体工况和工艺下的适用性试验验证。最后介绍了宝钢针对复杂工况井开发的油套管产品的持续改进和新产品开发等成果。     

油套管螺纹的“黑皮扣”现象浅析

"黑皮扣"是油套管螺纹加工中的难题,也是油套管螺纹接头测量和使用的隐患。介绍了标准API与特殊螺纹油套管"黑皮扣"的定义与判定方法、油井管生产与检验过程中对"黑皮扣"认识的误区、"黑皮扣"在使用过程中的危害。重点从管体来料、加工工艺方面,解析了油套管螺纹加工产生"黑皮扣"的原因及改进措施。通过调整螺纹锥度和中径等,减少"黑皮扣"产生的概率,对油套管设计、加工生产与检验具有指导意义。     

储气库气井用油套管气密封完整性探讨

介绍了储气库建设的意义和形式及国内外地下储气库的发展现状.就储气库气井用管材,从使用年限、生产过程、载荷变化和腐蚀介质等方面提出了服役的特点和要求,进而针对管材的螺纹接头,结合宝钢特殊扣油管,从密封形式的选择、生产制造的精度保证、必要的复合应力状态下性能评估和使用过程的密封完整性四个方面探讨了储气库气井用特殊螺纹接头的密封完整性这一系统工程.     

计算机仿真和全尺寸实物试验在特殊螺纹接头油套管研究开发中的应用

特殊螺纹接头油套管应用在深井、超深井、高压气井和热采井等油田采油工况.在研究开发中,产品结构和使用性能是两个重要的指标.本文介绍了应用计算机仿真和全尺寸实物试验进行特殊螺纹接头油套管研究开发的方法.在计算机仿真方面,通过模拟不同工况,对特殊螺纹接头的密封面进行了结构优化,减少了样品加工和试验的数量,降低了开发费用;在全尺寸实物试验方面,模拟油田的实际工作情况,掌握了产品的性能,提出了合理的上扣扭矩.两者的结合使开发出的产品在上扣、结构和密封等的完整性方面,完全满足油田用户要求.     

大口径特殊套管接头TP-QR的开发

针对13.375in及以上的大口径API套管接头存在的上扣速度慢、接头应力高、上扣控制难等问题,研制了专用于大口径快速上扣的套管特殊接头TP-QR。该产品通过了ISO 13679 CAL II实物性能试验,其抗粘扣性能、密封完整性、结构完整性达到了产品设计要求,并在油田完成了下井使用。     

直连型油套管接头结构设计与分析

直联型油套管在石油深井、超深井钻井、特殊间隙固井、修井等作业中有重要应用,但整体连接性能较低。本文对直连型特殊扣油套管产品进行优化设计开发,通过有限元分析方法,选出最优设计方案,并根据API RP 5C5 2017版标准的试验方法,验证了接头上、卸扣能力和气密封能力。结构优化后的特殊扣采用勾型齿形和球对锥的密封结构,合理的结构使优化后的特殊扣接头具有优异的抗粘扣性能,较高连接强度和抗内压性能,能够适应日益复杂的井况。     

计算石油套管特殊螺纹接头e_m值的一种新方法

介绍了API标准中关于石油套管螺纹接头em的计算公式。基于此理念,引导出计算石油套管特殊螺纹接头em值的计算公式,并给予解析说明。应用计算机机械制图法,详细给出了计算em的简单、便捷的一种新方法。该特殊螺纹接头值em的计算求法适用于石油套管行业特殊螺纹接头的生产应用,可供参考使用。     

圆螺纹套管的滑脱机理研究

连接接头滑脱失效是圆螺纹套管损坏的主要形式。利用弹塑性有限元法,研究了圆螺纹套管接头发生滑脱失效的过程与机理,然后通过全尺寸试验,分析了这种接头在失效过程中的应变分布及变形情况,并验证了有限元结果。研究表明,圆螺纹套管滑脱失效最先发生在啮合大端的第1、2牙螺纹上,设法提高此处螺纹的承载能力,对提高圆螺纹套管的连接强度具有重要意义。