API偏梯形套管螺纹连接的接触应力场研究

随着油气田勘探开发向纵深发展 ,对偏梯形螺纹套管的需求量越来越大 ,深入研究此种套管螺纹连接力学性能显得非常重要。在分析套管螺纹粘扣机理的基础上 ,建立了 API J5 5194 .1m m× 8.33mm偏梯形套管螺纹连接的非线性接触模型 ;研究了此种套管接头在上紧扭矩、拉应力、压应力以及摩擦力等不同载荷作用下内外螺纹接触应力的分布状态 ;同时对内外螺纹锥度的极限配合情况进行了数值模拟 ,并就摩擦因素和锥度对偏梯形螺纹连接应力场分布的影响进行了总结。     

油套管螺纹接头的发展

接头是油套管产品的重要组成部分之一,也是石油、天然气开采中油套管柱中最薄弱的环节。接头的实体性能、使用性能和经济性是油套管主要指标。介绍了国内外油套管接头的发展:从最初API圆螺纹、长圆螺纹、偏梯形螺纹接头到各个厂家推出的具有各项突出性能的特殊螺纹接头,再回归到具有实用性的经济型油套管接头。介绍了具备密封完整性、结构完整性和重复上卸扣完整性的经济型气密封油套管接头的开发与进展。     

模拟石油套管在单井吞吐注蒸汽稠油热采井中复合受力的评价实验研究

在API系列中没有稠油热采井专用套管,油田只能选用普通API套管。但在使用中API套管过早损坏,导致油井提前报废,给油田造成较大的经济损失。通过在实验室进行模拟单井吞吐注蒸汽稠油热采井中油层石油套管柱的复合受力评价试验,证明其屈服强度明显下降既API系列的N80石油套管不适合用作单井吞吐注蒸汽稠油热采井的油层套管。     

关于圆螺纹油套管API最佳上扣扭矩合理性的探讨

在圆螺纹油套管的API设计思想框架内 ,讨论了如何确定最佳上扣扭矩。根据API圆螺纹油套管的设计思想 ,最佳上紧是上扣后正好没有外露扣。然而APIRP 5C1给出的最佳上扣扭矩并不完全对应于这一位置 ,API最佳上扣扭矩与实际需要的上扣扭矩至少有± 2 5%的误差范围。为了能够发挥API圆螺纹油套管的最佳使用性能 ,应该根据油套管的实物情况确定对应于最佳上紧位置的实需最佳上扣扭矩。     

宝钢钻井用套管实物性能试验研究

针对套管在钻井过程中受到不同程度磨损的情况,模拟套管均匀磨损和偏磨工况,采用全尺寸实物试验方法,对宝钢Φ139.7×9.17 mm P110钻井用套管进行了拉伸失效和静水压试验研究。研究结果表明:宝钢钻井用套管,在上、卸扣试验中螺纹和密封面未发生黏着磨损,拉伸失效载荷大于API BUL 5C2规定接头连接强度最小值17.7%,失效内压值大于API BUL 5C2规定最小内屈服强度46.7%。对该产品进行了钻井试验,完成油层套管钻井井深1 160 m,满足了油田使用要求。     

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。     

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。     

板坯连铸机结晶器锥度偏差分析及改进措施

通过对板坯连铸机丝杠式结晶器跑锥现状及调宽系统的结构分析,得出了造成锥度偏差的原因,提出了精度改进措施及结晶器合装后检测调宽系统累积间隙的方法,规范了生产备机中锥度的测量要求,解决了结晶器在运行中的锥度偏差问题。     

套管圆螺纹连接密封性能影响因素分析

详细分析了影响套管圆螺纹连接密封性能的因素,指出了圆螺纹连接存在的泄漏间隙的特点,从理论上揭示了螺纹脂密封机理及基面中径,锥度,螺距累积误差所起的重要作用,另外还对上扣扭矩和留数对密封性能的影响作了简要分析。     

非API标准规格BC螺纹连接强度的推荐计算方法

简要介绍了API TR 5C3标准中关于标准规格的偏梯(BC)螺纹连接强度的计算方法。结合实际设计经验,针对非API标准规格的偏梯螺纹,推荐一种可靠的螺纹连接强度的计算方法。最后,对两种不同的计算方法进行了结果对比,给出了建议,这种推荐计算方法可供石油套管工程参考应用。     

圆螺纹油管接头齿面接触应力与粘扣分析

分析了ＡＰＩ圆螺纹油套管发生粘扣的基本过程及机理。利用Ｉ－ＤＥＡＳ和ＭＡＲＣ软件计算了拧接过程螺纹齿面的接触应力，定量分析了管体（公螺纹）和管接箍（母螺纹）的锥度变化对齿面接触应力的影响。认为产生粘扣的主要原因是螺纹齿面局部过量的塑性变形，通过变锥度的方式能使接触应力分布规律得到改善，并在现场生产中得到验证。     

包钢CSP线工业化生产直缝焊石油套管用J55热轧钢带

介绍了包钢CSP厂采用Nb微合金化技术生产直缝焊石油套管用J55热轧钢带的过程.钢带的力学性能以及冷弯、焊接、螺纹加工等性能均满足API 5CT标准的要求和用户协议要求,已经商业化生产1万t,使用情况良好.     

石油套管的壁厚公差对承载能力的影响

石油套管的强度计算是按API标准进行的，它未能反映高强度套管和尺寸公差对抗压溃能力的影响。利用弹塑性力学理论建立理想的石油套管的抗压溃能力计算公式，并考虑套管的壁厚公差对计算公式进行修正。用该方法对受均匀载荷及非均匀载荷作用的套管进行分析，并同有限元计算结果相比，两者十分吻合，说明该方法的有效性。     

API圆螺纹套管接头上卸扣力学性能实验研究

为了深入了解上卸扣工况对套管接头力学性能的影响,给研究套管接头产生粘扣的力学因素提供实验依据,采用在套管接 头内外表面巾应变片的方法,利用全尺寸上卸扣试验机,对套管接头进行了重复上卸扣实验,测量了接头内外表面应变和上卸扣扭矩。通过实验结果分析,确定了影响接头粘扣的主要力学条件和部件,所确定部件与实际操作过程发生粘扣部件相吻合,采用增大接箍螺纹端部锥度,降低端部接触压力的方法,提高了套管的抗粘扣性能     

油套管螺纹连接抗粘扣技术的研究现状及展望

螺纹粘扣作为油套管中最常见的失效形式，一直是国内外冶金和石油系统的研究重点。对油套管粘扣现象作了简单的解释，通过对国际上近20年来油套管螺纹连接抗粘扣技术研究情况的分析总结，归纳了各种关于管螺纹粘扣失效的机理研究、管螺纹参数优化及其检测研究、螺纹脂和螺纹镀层的研究、油套管特殊螺纹连接的研究、油套管上卸扣的操作规范的研究，介绍了其主要研究成果，指出存在的问题，并探讨了进一步开展研究的方向。     

石油套管偏梯形螺纹的研制

主要介绍了石油套管偏梯形螺纹的特点及开发制造过程中出现的问题,并针对各种问题的出现提出了行之有效的解决方法.经过工艺改进和螺纹参数的控制,使得石油套管偏梯形螺纹研制成功,填补了包钢20多年来不能生产偏梯形螺纹套管的空白.     

API套管圆螺纹接头粘扣失效分析

粘扣是套管接头的失效形式之一，它发生在套管上扣操作过程中的螺纹处。套管一旦发生粘扣，直接影响到套管柱的密封性能和连接强度。通过对套管接头的上卸扣实验和接头螺 凶数值计算，对套管产生粘扣的原因进行了研究，并利用摩擦磨损机理，描述了粘扣的产生过程。     

高强度石油套管调质后定径工艺的实验研究

针对用调质方式生产的高强度石油套管，其外径形态会发生变化，不利于车丝加工。为此研究其在低温(510～610℃)的定径工艺，展开孔型设计和设计方案的实践，采用新工艺后使车丝用管坯的全长外径尺寸精度控制在D 0^ 0.95％范围内，有效解决了制约管加工车丝合格率不高这一难题。     

API长圆螺纹套管抗粘结性能的试验研究

通过对国内外大量石油套管螺纹参数的测量和全尺寸的模拟试验，以及对测量和试验数据的理论分析，找出了影响国产套管发生粘扣的原因，并在实际生产中实施验证。采取相应的措施改善了套管的抗粘结性能，同时套管的密封和抗滑脱性能并未下降。