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API知识

常用管器材介绍?-油管、套管、偏题扣、钻杆

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王经理

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1、套管

一口油气井,在钻井过程中或完钻之后,根据设计要求,下入一柱或几柱钢管,用以防止井壁坍塌,隔开各层的流体,形成采油采气通道等,这种钢管叫做套管。



注:ф101.6mm套管为4"无接箍套管

2、油管

油管是油井专用管材。油管按加厚情况,分为两端加厚油管和平式油管。两端加厚油管用于深井完井工作,油管长度一般6~10米,其规范见表2-3。


补充 | 知识


3、抽油杆

1)抽油杆的技术规范

抽油杆主体是圆形断面的实心杆体,两端均有加粗的锻头,锻头上有连接螺纹和搭扳手用的方形断面。抽油杆公称直径有16毫米(5/8英寸)、19毫米(3/4英寸)、22毫米(7/8英寸)和25毫米(1英寸)四种。抽油杆的长度,除最常见的8米长的抽油杆外,还有为组合而特别加工的1.0米、1.5米、2.5米、3.0米、4.0米五种长度。

2)抽油杆的材料

国产抽油杆有两种,一种是碳钢抽油杆,另一种是合金钢抽油杆,碳钢抽油杆一般是用40号优质碳素钢制成,合金钢抽油杆一般用20号铬钼钢或15号镍钼钢制成。

3)抽油杆的等级

分C、D、K三级

(1)C级抗拉强度低(620-794MPa),适合于轻中载荷的,有轻微盐水腐蚀的浅井和中深井中;

(2)D级抗拉强度高(794-965MPa),适合于中、重载荷的有轻微盐水腐蚀中深井和深井中;

(3)K级抗拉强度最低(588-794MPa),适合于轻中载荷的并有硫化氢和二氧化碳腐蚀性介质的井中。

4、钻杆

钻杆是钻柱组成的基本单元,主要传递转盘扭矩和承载及建立工作液循环通道,是完成修井工艺过程的基本配套专用管材。钻杆本身配带的接头统称为钻杆接头,它是成对使用的,即一根钻杆两端分别配上公母接头,其功用是连接保护钻杆便于上扣。特征参数如图2-2所示。

石油钻杆接头由吊钳扣合部位、焊接部位和接头螺纹及密封台肩等组成,分内螺纹接头和外螺纹接头,二者配对使用。



   钻杆是钻柱的基本组成部分,它是用无缝钢管制成(壁厚一般为9~11mm),其主要作用是传递扭矩和输送钻井液,并靠钻杆的逐渐加长使井眼不断加深。因此,钻杆在石油钻井中占有十分重要的地位。

钻杆结构与规范

  钻杆由无缝钢管组成,壁厚一般为9~11mm,由钻杆管体和钻杆接头两部分组成。钻杆管体接头的连接有两种方式:一种是用细丝扣连接即管体两端都有细公扣,与接头一端的母细扣相连接,称这种钻杆为有细扣钻杆;另一种是管体与接头用摩擦焊对焊在一起称这种钻杆为对焊钻杆。有细扣钻杆目前已基本淘汰,我国现在生产或进口的钻杆全部为对焊钻杆(无细扣钻杆)。

    △钻杆结构示意图

△钻杆接头与管体的对焊

补充 | 知识

  为了增强管体与接头的连接强度,管体两端加厚。常用的加厚形式有内加厚、外加厚、内外加厚三种。根据美国石油学会(API—American Petroleum Institute)的规定,钻杆按长度分为三类:

  • 第一类,5.486~6.706m(18~22ft);

  • 第二类,8.230~9.144m(27~30ft);

  • 第三类,11.582~13.716m(38~45ft);

其中最常用的钻杆尺寸有88.9(3.5in),114.3(4.5in),127.0mm(5in)三种。


△钻杆加厚形式

    钻杆接头外径大于管体外径,在钻井过程中与井壁或套管不断地接触摩擦,产生磨损,为避免接头磨损造成断钻杆、脱扣等钻井事故,必须在钻杆母接头上设有钻杆接头防磨带。


△接头防磨带

钻杆的钢级与强度

  钻杆的钢级是指钻杆钢材的等级,它由钻杆钢材的最小屈服强度决定。API规定钻杆的钢级有D、E、95(X)、105(G)、135(S)级共五种,其中X、G、S级为高强度钻杆。钻杆的钢级越高,管材的屈服强度越大,钻杆的各种强度(抗拉、抗扭、抗外挤等)也就越大。在钻柱的强度设计中,推荐采用提高钢级的方法来提高钻柱的强度而不采用增加壁厚的方法。