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。     

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。     

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。     

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。     

7-5/8in超高强度直连型石油套管的开发

根据超深复杂井身结构设计的需要,开发了7-5/8 in超高强度直连型石油套管。通过合理钢种设计及工艺控制,使得套管在超高强度下具有良好的韧性;良好的材料性能及螺纹密封面的设计,解决了直连型套管连接强度和密封性能的问题。试验结果表明,7-5/8 in超高强度直连型石油套管不仅具有超高的抗挤毁能力,还具有良好的连接强度及密封性能,适用于特殊井身结构的盐层段。     

油套管圆螺纹连结粘扣原因及其防止方法

介绍了油套管圆螺纹加工方法，以及加工中产生尺寸误差以及应力不均匀分布原因，圆螺纹连接有时出现粘扣的原因、形成机理及其防止方法。     

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.     

油套管使用技术研究进展及展望

随着石油工业的发展,石油管材的服役条件越来越苛刻,油套管的损坏已成为目前国内外石油开采中一个急需解决的重要问题。因此油田及石油管制造商有必要充分了解油井管的服役环境,开展油套管的使用技术研究。针对目前油套管的服役工况,阐述了油套管的主要失效形式。从管柱设计的可靠性和螺纹连接及密封的可靠性两方面介绍了油套管使用技术的进展及使用过程中应该注意的问题,并对国内企业在油套管使用技术方面需要展开的工作进行了展望。     

8牙圆螺纹套管接头应力分析

应用弹性理论推导出了接头在不同工况条件下的应力表达式,并且在计算机上进行了模拟.计算结果与国外实验值有可比性,可用于工厂对套管进行力学性能分析.     

3号油套管生产线简介

钢管厂正在建设中的油井管区完善工程主体是新建一条3号油套管生产线。本文对新、老油套管生产线进行了技术分析比较。     

Progress and future prospects of application technology for tubing and casing

The main failure modes of tubing and casing in current service conditions are represented in this study.The progress of the tubing and casing application technology and the problems that should be focused on during application are introduced,with special attention paid to the reliability of the pipe string design and the connection sealing properties.The necessary work that should be undertaken in future research is also summarized.     

石油套管螺纹联接仿真与接箍起始斜度优化

针对API 8牙圆螺纹石油套管接头建立了轴对称有限元分析模型,分析了机紧状态下不同参数接头的典型应力应变及接触行为规律.通过对接箍起始斜度的优化研究发现,接箍最佳起始斜度为50-55°.该结果成功地应用于生产实际.     

CT100高强度连续油管用钢卷的开发与应用

介绍了宝钢CT100高强度连续油管用钢卷的开发及应用。宝钢开发的CT100高强度连续油管用钢卷具有低的硫磷含量、均匀的显微组织、合适的力学性能,钢卷的屈强比低于0.80,且不同部位强度性能差异在50 MPa以内,符合连续油管的制造需求。采用研制的钢卷钢制造的连续油管各项力学性能均满足API Spec 5ST规范对CT100钢级连续油管的要求,且具有优良的抗疲劳性能。     

特殊螺纹套管接头连接性能的安全可靠性分析

建立套管接头内、外螺纹牙啮合物理力学模型,依据螺纹啮合对变形协调方程和单个螺纹牙轴向弹性变形分析,推导出套管接头螺纹牙承载分布不均性规律及其法向接触力计算方程组,并利用有限元计算结果验证了螺纹牙受力解析值的可参考性.结合弹性力学理论和API偏梯形螺纹计算准则,根据可靠度理论建立特殊螺纹套管接头三种连接失效形式的极限状态方程,利用Monte Carlo方法对服从正态分布的螺纹各项加工参数进行抽样,统计得出套管接头发生连接失效的概率及其相应可靠度.计算结果表明:特殊螺纹套管接头各连接失效形式的可靠度由大到小排序为螺纹跳扣 > 管体屈服 > 螺纹牙剪切 > 接头抗拉.     

国外非API高耐蚀油套管品种开发现状

油套管服役条件日益复杂和严酷,具有更高耐蚀性的非API油套管应运而生。评述了JFE、住友金属、美国SMC镍合金集团和山特维克等国外先进钢管集团非API抗H2S应力腐蚀油套管、13Cr马氏体不锈钢油套管、双相不锈钢油套管和镍基合金油套管的品种开发现状,建议进一步加强开发非API高耐蚀油套管的力度。     

Development of high-strength collapse-resistance casing series

Zhongyuan oilfields are mainly located in Dongpu depression,where the geological conditions were extremely complicated and the external stress is abnormally high,the pipe used may fail in the radial direction owing to well shrinkage caused by the creep of salt rock,leading catastrophic economic loss. Therefore this region has been wellkown as a touchstone for high collapse resistance casing since long before.In order to satisfy the requirement for high-collapse strength casing owing to the creep of salt bed stratum in Dongpu Depression region,BG140TT,BG150TT and BG160TT high-strength collapse resistance casing series were developed to better cope with the severe geological conditions.Among the casing series, a BG160TT non-API specification casing with collapse strength not less than 170 MPa were prepared.Up to present,all these high-strength collapse resistance casing have been successfully applied in the Dongpu Depression region.The research concept,mechanical properties,as well as application result were introduced in this paper.     

Corrosion performance and applicability evaluation of nickel-based alloys for oil and gas production tubing applications

The sulfide stress corrosion cracking( SSC) performance of G3 and 028 nickel-based alloys w as studied using slow strain rate test( SSRT) and the four-point bend( FPB) test under simulated dow nhole conditions. The effect of high temperature,high H2 S / CO2 partial pressure,and the presence of sulfur on SSC susceptibility w as investigated. The G3 alloy w as found to have a higher SSC resistance than the 028 alloy. Presence of sulfur and temperature bear a strong influence on the SSC performance of the metals,particularly on the 028 alloy. The applicability of 028 and G3 alloys may be expanded and both could safely be used beyond the limits set by the ISO15156-3 standard.