两起套管脱扣失效的典型案例分析

针对一起圆螺纹套管脱扣事故和一起偏梯形螺纹套管脱扣事故,采用理论与试验相结合的方法,对套管和接箍进行了宏观分析、尺寸检测和材质理化性能检验,对同批次套管试样进行了螺纹参数测量和实物试验,对试验结果进行了综合分析。结果表明,在套管质量满足标准要求的情况下上扣不到位或上扣扭矩过小容易导致套管脱扣失效的发生,同时文章建议采取控制上扣扭矩同时控制上扣位置的方法进行上扣,另外文章也说明螺纹接触处的显微组织比较分析法是分析套管是否上扣到位的一个重要手段。     

φ139.7mm×7.72mm J55 LC套管脱落失效分析

某油田定向井的二开套管在作业时发生脱扣事故。对套管失效部位进行综合分析和讨论。结果表明：失效的主要原因是内外螺纹啮合有效扣数〈22扣,另外材料性能较低也是套管脱落的原因之一。     

API油套管粘扣原因分析及预防

对塔里木油田API油、套管粘扣问题进行了全面调查研究,对部分油、套管抽样进行了上、卸扣试验,并在几口井进行了油、套管下井试验。认为API油、套管粘扣原因既与产品质量有关,也与使用操作不当有关。油、套管螺纹加工质量不高,更容易发生粘扣。为保证油、套管的质量,制定了塔里木油田油、套管抽样上、卸扣试验补充技术条件。使用操作不当导致油、套管粘扣的因素主要包括碰伤、偏斜对扣、引扣不到位、上扣速度快、上扣扭矩不当等。为解决油田使用操作不当导致的粘扣问题,研制了预防油、套管粘扣的新型引扣钳专利产品,并制定了塔里木油田油、套管使用和维护操作规程。经过在几口井推广应用以上预防措施,有效地防止了由于操作不当导致的油、套管粘扣。     

进口油管脱扣和粘扣原因分析

针对 73.0 mm×5.51 mm N80 EU TBG油管粘扣和脱扣事故进行了深入调查研究,对粘扣和脱扣的油管样品进行了宏观分析;对该批油管螺纹接头加工质量进行了全面检测;对油管材质进行了理化试验;对油管上、卸扣性能和拉伸性能进行了系统试验.通过试验分析和研究,认为油管螺纹加工质量和材质符合标准,油管脱扣是由于粘扣后接头连接强度降低所致,油管粘扣是操作不当引起的.     

南翼山油田Ⅰ+Ⅱ层组套损原因分析

下套管及固井作业是油气井建立油气通道的临门一脚,套管抗拉强度最薄弱的地方是套管丝扣连接处。如果在下管过程中套管丝扣未清洗干净,或是清洗干净的套管丝扣没按套管的连接扭矩上扣时,套管的抗拉强度因连接质量问题而受影响,致使套管的抗拉强度大大降低。这样的套管串在固井碰压的那一瞬间可能不会发生脱扣事故,但在后期的注水、酸化压裂等作业过程中套管丝扣连接部位有可能断裂后错开;或套管在运输及装卸过程中可能使其变形,如果在现场对运至井场的套管不使用正规的通径规通径检查,变形的套管直接下入井内,致使井眼不通畅,为后期的作业带来困难。     

油 套管粘扣和泄漏失效分析综述

对我国油田油、套管粘扣和泄漏事故进行了大量调查研究和失效分析,给出了油、套管粘扣和泄漏的定义。分析了由于机械加工、表面处理和螺纹脂质量不合格以及使用或装配不当等导致油、套管粘扣和泄漏的原因。从材料选择、螺纹接头质量控制、内外螺纹接头参数匹配、螺纹脂优选和现场使用操作等方面提出了防止粘扣和泄漏的措施。     

热张减工艺对高频焊管API圆螺纹抗粘扣性能的影响

如何提高高频焊管API圆螺纹的抗粘扣性能一直是油套管生产厂家的重点研究课题,通过对采用热张减工艺生产的高频焊管作为管坯生产的油套管的API圆螺纹抗粘扣性能进行分析,从热张减工艺对焊管性能的影响、API圆螺纹粘扣失效机理、螺纹参数选配、接箍镀层选用、现场实际作业要求等方面进行了归纳分析,总结了热张减工艺对高频焊管API圆螺纹抗粘扣性能的影响,提出了一些在油套管生产中应注意的问题,具有一定的借鉴意义。     

链条夹持系统对粘扣性能的影响

在进行油、套管抗粘扣性能试验时,为了保证试验结果的准确性,应首先减小夹持系统带来的影响。为此,通过试验研究了链条夹持系统对套管接箍变形的影响。结果表明,在相同夹持压力下,接箍同一横截面上的变形呈弓形分布;夹持压力可使接箍横截面由圆形变为椭圆形,这样螺纹在啮合过程中会出现干涉,干涉较大的位置可能先粘扣,上扣扭矩的增大会使更多的螺纹粘扣;根据夹持压力与椭圆度的关系曲线,可以得出不影响油、套管粘扣性能的最大夹持压力;为了减小夹持对油、套管粘扣性能的影响,应选择合适的夹持压力,选择的原则应使接箍在上、卸扣过程中保持不动,而且不产生太大的椭圆度。     

某井177.8 mm套管固井事故原因分析

对某井177.8 mm套管固井事故进行了详细调查研究,对固井质量测井结果进行了分析,认为固井事故是由于套管失效所致.通过对录井资料和悬重变化记录结果分析研究,认为套管是在下入井内之后,在洗井和注水泥期间失效的.依据井下打捞出的金属残片化学成分分析结果,认为鱼顶为套管.通过对偏梯形螺纹接头套管连接性能和套管在固井过程中所受载荷进行分析,认为套管失效形式为脱扣.脱扣原因是套管接头工厂上扣端上扣扭矩不足,该接头为套管柱薄弱环节,在固井过程中受到震动等载荷首先松动,最后才发生脱扣.     

在石油套管生产中控制J值的意义

通过对近几年来套管掉井实例资料的分析,发现绝大部分套管脱落是现场端螺纹脱扣所致,指出造成这一现象的原因是现场上扣时无法测定实际扭矩,使得上扣扭矩不当。因此,提出套管生产厂如何通过控制Ｊ值来保证套管管体与接箍的装配质量。     

提高N80级ERW石油套管钢抗粘扣性能的新工艺

简述了管螺纹粘扣的产生机理及粘扣现象与材料力学之间的关系,以及新TMCP工艺研制石油套管钢的试验材料和方法,重点分析了新TMCP工艺对试验钢组织和力学性能的影响及试验钢性能对套管螺纹抗粘扣性能的影响。分析结果表明,采用新TMCP工艺获得了针状铁素体＋马氏体双相组织的石油套管钢,在不降低塑性、韧性的前提下,有效提高了材料的强度、硬度以及加工硬化指数,较好地改善了ERW石油套管钢的抗粘扣性能。     

新疆玛湖地区致密油水平井套管螺纹扣型优选

为了解决新疆玛湖地区致密油水平井下套管作业过程中的套管螺纹接头断裂失效问题，采用有限元数值模拟方法和全尺寸套管实物试验方法，对比分析了下套管作业上提–下放过程中API-LC长圆扣型和TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的连接强度和疲劳寿命。数值模拟和试验结果表明，在相同上提拉力或下放压力作用下，TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的应力水平明显低于API-LC长圆扣型套管螺纹接头；在相同拉伸–压缩循环交变载荷作用下，TP-G2特殊扣型套管螺纹接头的疲劳寿命约为API-LC长圆扣型套管螺纹接头的6.9倍。研究表明，新疆玛湖地区致密油水平井下套管作业时采用TP-G2特殊扣型套管螺纹接头代替API-LC长圆扣型套管螺纹接头，能够更好地满足现场下套管作业技术需求，提高作业效率。      

ZXG6-1井88.9 mm特殊螺纹接头油管脱扣原因分析

对ZXG6-1井在试油期间88.9 mm特殊螺纹接头油管座封打压作业过程中发生的脱扣事故进行了调查研究,对脱扣接箍几何尺寸和螺纹接头参数进行了测量和分析,认为在座封打压作业过程中油管柱承受内压和震动等载荷后,油管柱从油管接头薄弱环节首先发生松动,最终发生了脱扣。油管脱扣原因是其接头工厂端上扣扭矩不足。对该批油管工厂上扣扭矩统计分析发现,该批油管中有少量油管上扣扭矩不足。为防止油管在使用过程中再次发生脱扣事故,对如何改进油管上扣质量提出了改进建议,对如何使用该批油管提出了具体措施。     

ZXG6-1井88.9mm特殊螺纹接头油管脱扣原因分析

对ZXG6-1井在试油期间88.9 mm特殊螺纹接头油管座封打压作业过程中发生的脱扣事故进行了调查研究,对脱扣接箍几何尺寸和螺纹接头参数进行了测量和分析,认为在座封打压作业过程中油管柱承受内压和震动等载荷后,油管柱从油管接头薄弱环节首先发生松动,最终发生了脱扣。油管脱扣原因是其接头工厂端上扣扭矩不足。对该批油管工厂上扣扭矩统计分析发现,该批油管中有少量油管上扣扭矩不足。为防止油管在使用过程中再次发生脱扣事故,对如何改进油管上扣质量提出了改进建议,对如何使用该批油管提出了具体措施。     

新型快速上扣套管螺纹的设计与应用

基于海上钻井作业特殊工况的要求,设计了新型快速上扣套管螺纹,新型螺纹锥度为1∶12,螺距为6.35 mm,导向面为30°,承载面为0°,并且采用台肩结构进行位置约束,采用内平设计避免紊流。有限元力学分析结果表明,新型螺纹的等效应力分布均匀,连接强度高于管体本身;室内全尺寸实物试验结果表明,新型螺纹具有良好的上卸扣特性,无粘扣现象,具有较高的连接强度,密封性能好。新型快速上扣套管螺纹在渤海某油田的现场应用效果良好,下套管过程快速、平顺,没有发生错扣现象,上扣速度比同规格API偏梯形螺纹提高20%以上,大大提高了下套管作业效率。     

φ139.7×7.72 mm J55长圆螺纹套管脱扣原因分析

详细调查了套管脱扣事故情况,研究了脱扣套管的变形特征和螺纹损伤规律,分析了套管脱扣的原因,对套管材质进行了全面检测。模拟套管受力状况,对套管实物性能进行验证试验,认为套管脱扣原因并非过载所致,而是在卸连顶节过程中发生倒扣才发生套管脱扣事故的,并提出了一些套管防脱扣的建议     

西部某气井油管螺纹脱扣失效分析

西部某气井使用的L80钢Φ88.90 mm×6.45 mm 外加厚油管螺纹接头发生了脱扣事故,为了探寻螺纹脱扣失效的原因,对失效样品进行了化学成分、拉伸性能、夏比冲击、洛氏硬度等理化性能检验,并对随机抽取的同批次未使用油管进行了螺纹检测、全尺寸试验等相关试验。结果表明,所用油管理化性能、螺纹参数、实物试验均符合相关标准要求,该失效为低载荷滑脱失效,主要是由于现场操作上扣过程中发生了错扣,引起油管螺纹粘扣,导致螺纹的连接强度大幅度降低。     

油套管螺纹接头密封面粘扣试验与分析

为了研究油套管螺纹接头不同密封结构参数与密封面粘扣的关系,以Φ346.08 mm×15.88 mm P110套管特殊螺纹接头为例,设计了不同的密封面参数,并进行实物上、卸扣试验,通过试验分析提出可以用摩擦功这一量化指标来表征密封面抗粘扣性能。研究表明,当摩擦功小于387 kJ时,粘扣风险较低;密封结构不匹配会导致密封面接触发生“犁削效果”,即使摩擦功很小也会发生粘扣,属于非正常摩擦磨损。     

油套管螺纹抗粘扣技术研究进展

简单介绍了油套管粘扣现象及机理,总结了近20 a来抗粘扣技术在螺纹参数优化、螺纹脂与润滑涂层的研发、表面处理和现场操作方法等方面的研究进展,并指出了油套管螺纹抗粘扣技术今后的发展趋势.     

页岩气井用生产套管螺纹连接选用分析及评价

针对页岩气开发具有的水力压裂压力高、生产采气压力低且产量迅速递减等特点,开展了生产套管螺纹连接优选研究以降低管柱成本。通过对井下生产套管工况分析,制定螺纹连接适用性评价程序,采用模拟旋转下套管抗扭矩粘扣试验、压裂密封完整性评价试验及生产采气密封完整性评价试验,对拟采用的台肩对顶密封经济型螺纹进行试验验证评价;采用有限元分析螺纹在不同载荷工况下的密封性,提出螺纹使用上扣扭矩控制措施;采用经济型密封螺纹进行了页岩气井的现场应用。研究和应用表明,建立的页岩气生产套管螺纹连接优选试验评价程序和方法合理,台肩对顶密封经济型螺纹可满足页岩气生产套管开发需求,并可有效降低管柱成本。