全自动石油油管（套管）静水压试验装置的改进

介绍了一种适用于石油油管、套管进行静水压试验的全自动试验装置。其适用管径为φ60－φ180mm（上至更大管径），长度8－11m（或8.5－11.5m及其他尺寸）；可试压力为0－100MPA，循环周期不大于150s；工作方式为单机单根或单机双根；密封方式为径向外抱式强制密封。介绍了其总体设计方案、配套情况及主要技术特点。     

石油套管螺纹连接的密封结构

列举各种石油套管的密封结构,重点是特殊螺纹石油套管的密封结构,分析API圆螺纹的密封缺陷,讨论各种特殊螺纹套管良好的密封结构,为进一步提高固井质量,提高套管的抗泄漏能力,建议推广使用特殊螺纹石油套管,并使用专业化下套管工具——动力套管钳和扭矩仪下套管作业,从而提高油井寿命。     

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。     

400型套管水压试验机的研制与设计

我国各油田以往用于套管检测的的小型、简单的试压设备及相应的检测手段，其准确性和覆盖率均无法满足使用要求。为了避免因套管质量差造成井下事故，辽河油田公司采油工艺研究院研制了４００型套管水压试验机。这种套管水压试验机由主机、液压系统、辅助装置及控制系统四部分组成，集机、电、液为一体，具有手动、半自动和全自动控制方式，以乳化液为试验介质，预密封压力为２５ＭＰａ，主增压试验压力达到４０ＭＰａ。整个系统经过７ｄ无故障运转考核，运行状态良好，单机套管试验时问为１３５ｓ，达到了设计要求和检测能力，经济效益良好。     

石油套管螺纹联接质量的现场控制与评价

井下套管柱是石油钻采作业中心必不可少的部分,其质量直接影响到钻井作业的成败和油气井的使用寿命。螺纹联接部分是套管柱中最薄弱的环节,据统计,８６％ 的套管失效发生在螺纹联接部分。紧螺纹的扭矩、圈数及转速和螺纹密封脂、螺纹加工精度等都是影响螺纹联接质量的重要因素。下套管作业是最后一道关口,必须通过科学的作业方法,先进的仪器设备及严格、规范的管理来确保下井管柱的质量。本文在阐述影响石油套管螺纹联接质量的基础上,着重介绍了大港油田专业化下套管服务公司在石油套管下井作业实施过程中,对套管螺纹联接质量的监测、控制和评价方法及在实施作业过程中的体会和认识。     

非API螺纹特点及检测相关性探讨

分析了油套管特殊螺纹的密封结构、扭矩台肩和螺纹形状,探讨了特殊螺纹检测方法的特殊性,以及影响特殊螺纹油套管质量的关键因素,以期建立石油天然气行业特殊螺纹接头的检测方法及验收标准。     

HT高密封性特殊螺纹套管在气井中的应用

由于普通API螺纹套管难以承受高于 70MPa高压气体 ,开发加工了高密封性能的SEAL—LOCKHT特殊螺纹套管。这种螺纹套管的结构特点是 :①端面和侧面为特殊结构密封 ,套管的气密封性能好 ;②采用倒钩螺纹设计 ,提高了螺纹的抗拉和抗内外压能力 ,可防止套管倒扣松动 ;③螺纹结构先进 ,套管插入方便 ,入扣不易错扣 ;④抗过扭矩能力强 ,螺纹联接可靠。室内试验表明 ,该螺纹套管加载 4 32kN ,施加气压 79 9MPa ,气密封良好。 8口井现场应用均取得成功 ,下套管节约 8～ 12h ,节约套管成本 10 %～ 15 % ,解决了高气压井的密封问题     

特殊螺纹石油套管接头密封结构优选

为了保证石油套管接头在高温、高压及强腐蚀工作环境下的密封完整性,采用金属对金属的密封方式代替橡胶密封。阐述了金属对金属密封的密封机理,根据厚壁圆筒弹性力学理论,推导出了石油套管接头锥形密封面最大过盈量的计算方法。利用有限元分析软件Marc建立石油套管接头的二维轴对称模型,分析了不同过盈量下密封面锥度和扭矩台肩角度对接头密封性能的影响,并对密封结构参数进行优化。采用有限元法与全尺寸试验相结合的方法验证石油套管接头在机紧、机紧+拉伸、机紧+拉伸+内压3种工况下的密封性能,结果表明该石油套管接头满足密封要求,在机紧+拉伸工况下接头的密封强度最差,设计时应优先考虑该工况。研究结果对特殊螺纹接头的开发和使用具有较高的参考价值。     

高压对气井套管接头螺纹接触应力的影响研究

高温高压气井对螺纹密封性的要求要比油井更为严格。对于高压气井中的整个管柱,每一段处于不同的力学环境中,发生泄漏的可能性也不同,因此研究压力对气井套管接头螺纹接触应力的影响,对高压气井套管的合理使用尤为重要。利用弹塑性有限元分析方法,建立了API偏梯型螺纹套管接头的有限元模型,分析了气井压力对套管接头接触应力的影响,提供了研究压力对套管接头螺纹接触应力影响的方法。对于井口压力或井底压力超过34MPa的高压气井,应选用气密性良好的特殊螺纹接头,建议采用金属对金属的螺纹接头套管,以加强螺纹部位的连接强度和密封性能。     

TFS—140—Ⅳ型套管外封隔器的试验及应用

针对常规封隔器密封部件承压能力仅为１８ＭＰａ,且控制部件可靠性差,以及不能满足水平井完井和采油工艺要求的问题,研制出ＴＦＳ—１４０—Ⅳ型套管外封隔器。这种封隔器的控制部件和密封部件设计合理,结构新颖,动作灵活可靠,承压能力达到４６ＭＰａ,能有效地封隔套管外环空和防止油、气、水混窜,并能经受４２ＭＰａ压裂作业的考验。在水平井中试验,封隔器坐封成功率、套管试压合格率和固井优质率均达１００％;在定向井及竖直井中应用,封隔器坐封成功率为９８％,套管试压合格率为１００％,固井优质率为９５％。     

略论套管螺纹密封性能与螺纹公差带的关系

ＡＰＩ套管圆螺纹自身存在牙间间隙，并形成螺旋状空间间隙带。这种间隙带受到牙高公差带、牙型角公差带和锥度公差带的影响。理论上ＡＮＩ圆螺纹不具备密封性能，因此必须在内螺纹镀一定厚度的锡或锌层，并使用性能优异的密封脂作间隙充填剂来实现密封。为进一步提高抗泄漏能力，建议将ＡＰＩ圆螺纹牙型角公差减小一半。对于高压气井，建议油田用户将不涂密封脂条件下的接箍试泵压力定为最低屈服强度下抗内压力的８０％，作为商检的附加条款列入供货合同中。     

新疆某油田热采井套管接头密封脂评价试验研究

新疆某油田红003井区热采井工况为:井深500 m,注采井口压力13 MPa,注采井口温度不超过340℃,使用年限6年。针对其对套管接头耐高温密封螺纹脂的要求,对采用普通API螺纹脂和两种不同耐高温螺纹脂的套管接头进行了模拟热采井工况的系统实物对比评价试验,为红003井区热采井偏梯形螺纹套管接头优选适合的密封螺纹脂。结果表明:普通API螺纹脂(CS-3)、TP-2189螺纹脂和TRT-300耐高温螺纹脂经过试验后均结块破碎或呈粉末状,无法有效地堵塞泄漏通道,故无法达到套管密封要求。     

API石油专用管材螺纹和螺纹脂的发展

文章介绍了石油专用管材的组成，石油螺纹分类及其密封的三种形式，叙述了石油螺纹脂的作用和发展历史，指出了石油螺纹脂要解决的问题是辅助螺纹密封，保证在一定压力和温度下不泄漏。     

深水下套管激动压力控制工具研制与应用

深水井具有地层破裂压力低作业压力窗口窄的特点,与常规井相比下套管作业产生的激动压力更容
易压裂地层发生漏失。为了缓解下套管过程中激动压力的影响,降低下套管期间井漏的风险,自主设计了激动压
力控制工具。该工具连接在套管挂送入工具与送入管柱之间,当激动压力大于０．３１ＭＰａ时活动套向上运行,工具
本体旁通机构打开,压力可通过旁通孔释放;工具带破裂盘的阀板可以通过正循环向下打开;当反循环压力达到
５.１７ＭＰａ时阀板破裂盘击穿过流面积增大;当正向压力大于１５．１７ＭＰａ时工具销钉剪切,旁通孔处于永久关位。
功能试验及现场测试结果表明,该工具满足设计及加工要求,可降低深水井下套过程中激动压力过高引起井漏的
风险,对提高下套管速度、作业安全性和作业时效具有应用价值。     

油套管特殊螺纹接头工厂端上扣对现场端接箍参数及性能的影响

针对油套管特殊螺纹接头工厂端上扣前后出现的现场端接箍参数发生变化这一现象,进行了全尺寸实物试验和有限元分析,并对现场端接箍参数发生显著变化的样管进行了气密封试验。有限元分析显示,工厂端上扣后,现场端接箍应力水平提高,并会发生一定的膨胀,表现为现场端接箍的密封面直径变化远大于螺纹直径变化,且距离现场端越近表现越明显,这与上扣试验测量数据相吻合。气密封试验结果显示,现场端接箍公差发生显著变化的样管仍然可以保证其在复合加载下的气密封性能;已经经过全尺寸实物评价试验的油套管特殊螺纹接头,在上卸扣试验中同样存在工厂端上扣对现场端密封参数造成影响,整个试验过程已经包含了一端上扣对另一端接箍密封参数带来的影响。研究表明,只要接箍在工厂端上扣前螺纹及密封参数公差在规定范围内,在油田现场应允许现场端接箍参数超出规定范围,此结论可为油田用户提供参考。     

高压气井井口的改制

高压气井井口的改制四川地区在高压气井施工中使用套管头较好地解决了多层套管之间的连接问题，同时为处理施工中出现的复杂情况提供了便利条件。但对于异常高压的气井（井口压力大于５０ＭＰａ），现有套管头的主、副密封经使用实践证明难以满足完井后长期试采的要求，多...     

书讯

《石油专用管》译文集(油套管特殊螺纹接头部分) 油套管特殊螺纹接头目前在国外一些超深井、热采井、定向井和腐蚀严重井已获得较广泛的应用。特殊螺纹接头具有密封性好、连接强度高、耐腐蚀等特性。为了帮助有关人员了解国外特殊螺纹接头研究和应用现状,石油管材研究中心进行了大量调研,并在美日等国的数十篇论文中选译了有关特殊螺纹接头的开发、设计、评价、密封判据、应用等文章,汇编成《石油专用管》油套管特殊螺纹接头专集。另外还收编了API圆螺纹接头性能、螺纹脂等文章和1990年世界油管表。     

焊管静水压试验相关问题的探讨

介绍了焊管静水压试验采用的径向密封和端面密封两种密封形式以及压力计算公式。针对焊管不同的使用条件,对标准规定压力与理论压力之间的差异进行对比分析,提出了焊管静水压试验密封系数及通用压力计算公式,并对采用不同压力计算公式计算的钢管水压试验压力值进行了对比。研究结果表明,标准给出的压力计算公式比较保守,计算的试验压力相对较低;无论采用端面密封还是径向密封方式,利用本研究提出的密封系数及通用压力计算公式,可以方便地确定钢管水压试验的压力值。     

复杂载荷作用下套管特殊螺纹 接头密封性能有限元分析

为了探究一体化管柱套管特殊螺纹接头在复杂载荷作用下的密封性能,以徐深9-平4井完井管柱的某套管气密封螺纹为例,进行其受力变形的有限元分析。结果表明,轴向拉力及外压作用均会导致接头密封性能下降; 轴向压力与内压在一定程度上会提升接头的密封性能; 弯矩作用会导致接头应力分布产生不对称性,接头受拉侧最后一齿易产生应力集中。分析结果可为套管特殊螺纹接头的应用提供参考。     

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油气井测试井口防喷装置的改进和提高四川石油管理局机运处孟军针对井口防喷装置存在的井口密封压力小和密封脂消耗量大的特点，设计出了一套新的井口防喷装置，可使井口密封压力超过５０ＭＰａ，且密封脂消耗量大为减少。该装置价格仅为进口同类装置的１／３，是高压油气...