石油管螺纹检测
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石油管螺纹检测技术人员 等级评定培训班
资料(一) (钻具、油套管螺纹检验部分)
石油工业专用管材质量监督检验中心 石油工业专用螺纹量规计量站 二○○七年九月
目录
一、钻具、油套管螺纹检验 二、对标准中几个问题的讨论 三、螺纹常见外观缺陷
一、钻具、油套管螺纹检验
1 概述 1.1 油井管简介
国外将钻杆、钻铤、方钻杆、转换接头等钻具和油套管统 称为油井管(缩写为OCTG),顾名思义——下入油井里的 管子,我们石油行业以前将之称为“石油专用管”,其实 “石油专用管”还包括管线管也叫输送管(缩写为LP)。 油井管和管线管总称石油专用管。
2.3 钻具(钻杆、钻铤、方钻杆、转换接头等)传递动力 给钻头、破碎岩石、高压泥浆进入井底的通道。钻杆范围2 7/8″~5 1/2″,以5″内外加厚为多,钢级:E75、G105、 S135等。
一、钻具、油套管螺纹检验
3 螺纹型式及代号 3.1 油管
(1)平式油管(不加厚) NU(旧:TBG或NUE) (2)外加厚油管 EU(旧:UP TBG或EUE) (3)整体接头油管 IJ(旧:IJ TBG) 3.2 套管 (1)长圆螺纹套管 LC(旧:LCSG或LTC) (2)短圆螺纹套管 STC(旧:CSG或STC) (3)偏梯形螺纹套管 BC(旧:BCSG或BTC) (4)直连形螺纹套管 XC(旧:XCJG)
一、钻具、油套管螺纹检验
互换只是基面中径相同,不影响旋合配对,但牙型不同, 使用性能也大不一样,所以不能等同。油田在标识接头螺纹型 式时经常标错,在NC50扣上注411或410等。 (3)螺纹有左右旋之分。方钻杆以上螺纹连接用左旋,打捞处 理事故钻具也用左旋。 (4)旧式代号:
4 1/2IF:410 (母),411 (公); 4IF:4A10(母),4A11(公);
一、钻具、油套管螺纹检验
以上检验就是要尽可能控制螺纹连接的质量。当然操作是否规 范、扭矩、转速是否合适,螺纹脂性能是否符合要求也对螺纹连接 质量有很大影响。如某油田下套管作业用液压钻杆大钳,夹持力过 大,致使接箍严重变形,造成螺纹严重粘扣;又如某油田下油管作 业作用聚乙烯锥形塑料套,未起到润滑作用,造成粘扣、牙形受损, 丧失了抗拉能力导致脱扣事故。
油井管年需求在120万吨左右,耗资逾百亿元,油套管占 总需求的90%左右。油井管柱也就是由所说的三柱组成: 钻柱、油管柱和套管柱。油井管由锥度螺纹将单根油井管 连接而成,浅则数百米,深则数千米,甚至上万米。锥度 螺纹具有上卸扣速度快,连接强度高,密封性好等优点。
一、钻具、油套管螺纹检验
管柱在不同井段要长时间承受拉伸、压缩、弯曲、内压、外 压和热循环等复合应力的作用。螺纹连接部位是最薄弱的环节, 失效事故80%以上发生在螺纹连接处。因此,油井管螺纹主要应 具备两个特性:(1)结构完整性,就是螺纹啮合后应具备足够 的连接强度,不致于在外力作用下使结构受到破坏;(2)密封 完整性,就是要能够保证含有数以百计螺纹连接接头的管柱在各 种不同受力状态下承受内外压差(一般为几百个大气压)的长期 作用而不泄漏。螺纹连接强度和密封性能是油井管极为重要的两 个技术指标。
也有一些质量隐患靠现有手段、检验方法是发现不了的,如工厂 接箍机紧扭矩不足的问题。井队下井时,如配有扭矩仪浮动上扣, 可以弥补这一不足;如采用老办法,看余扣,极有可能导致油套管 下井后无法密封、甚至滑脱。如商检人员在检验时发现,某厂套管 接箍手可以拧下;某油田使用国产套管,螺纹(按比例抽检)、水 压(100%检验)都进行了检查,合格的管子下到井里,有10余口 井试不住压。经调查分析和实物试验,发现主要是工厂扭矩不足, 用控制J值的方法进行上扣,试压卸堵头时有的接箍竟被卸下。
一、钻具、油套管螺纹检验
1.2 检验的意义
螺纹检验的目的就是要把螺纹质量不合格的管子检查出来, 防止不合格管下井,最大限度避免或减少油井管失效事故的发 生。油井管螺纹失效形式主要有:丝扣断裂、粘扣、滑脱、泄 漏等。处理事பைடு நூலகம்少则几十万,多则几百万,甚至整口井报废, 造成重大的经济损失。
各油井管生产厂要经过工序检验、入库前抽检(成品库抽检) 等多道工序把关;各油田还要进行到货后商检(验收)或派人 赴工厂监造或在出厂前、装船(车)前检验,有的油田则委托 第三方检验机构驻厂监造。油田除螺纹参数、外观按比例抽检 外,有的单位还对螺纹接头进行静水压密封性能试验。油井管 下井前,作业人员还需对螺纹进行外观检查(有无损伤、变形、 锈蚀等),对管体还要进行通径试验。
一、钻具、油套管螺纹检验
2 油井管用途
2.1 油管:油气自井底至井口的采收通道。钢级:J55、 N80、P110等,范围为1.05″~4 1/2″,以2 7/8″EU、NU为 多。
2.2 套管:防止地层塌陷,保护油管、与油管通过封隔器将 油气层与环形空间隔开。分表层套管、生产套管(即油层 套管),技术套管(异常压力用)。范围为4 1/2″~20″, 以5 1/2″、7″、9 5/8″LC、STC、BC为多,钢级:J55、 N80、P110等。
一、钻具、油套管螺纹检验
3.3 钻具 (1) 数字型接头 NC(NC10-NC77) (2) 正规型接头 REG(2 3/8REG-8 5/8REG) (3) 内平型接头IF (2 3/8IF-5 1/2IF) (4) 贯眼型接头 FH(3 1/2FH-6 5/8FH)
注:(1)内平型、贯眼型逐步在淘汰; (2)4FH-NC40互换; 2 7/8IF-NC31互换; 3 1/2IF-NC38互换; 4IF-NC46互换; 4 1/2-NC50互换。
4 1/2FH :420 (母),421 (公); 4 1/2REG:430 (母),431 (公)。 生产厂基本不用这些旧代号,油田管子站还延用旧的习惯,希 望按新代号进行标识。
一、钻具、油套管螺纹检验
4 牙型特点
(1)油管及圆螺纹套管 螺纹为圆螺纹(齿顶、齿底为圆弧状);锥度为1:16;牙型角为60°, 牙侧角为30°;螺距为3.175和2.54(8牙和10牙/吋)牙型高度:1.810(8牙/ 吋)、1.412(10牙/吋)。注:玻璃纤维油管采用外加厚长圆螺纹油管型式。 (2)偏梯形套管 13 3/8″以下锥度为1:16,16″以上锥度为1:12,螺距为5.08(5牙/ 寸);牙型高为1.575;牙侧角为3°和13°,牙型角为13°。 注:13 3/8″以下,螺纹齿顶、齿底与母线平行;16″以上,螺纹齿顶、 齿底与轴线平行。 (3)直连型套管 属特殊扣、很少遇到,不作介绍。
资料(一) (钻具、油套管螺纹检验部分)
石油工业专用管材质量监督检验中心 石油工业专用螺纹量规计量站 二○○七年九月
目录
一、钻具、油套管螺纹检验 二、对标准中几个问题的讨论 三、螺纹常见外观缺陷
一、钻具、油套管螺纹检验
1 概述 1.1 油井管简介
国外将钻杆、钻铤、方钻杆、转换接头等钻具和油套管统 称为油井管(缩写为OCTG),顾名思义——下入油井里的 管子,我们石油行业以前将之称为“石油专用管”,其实 “石油专用管”还包括管线管也叫输送管(缩写为LP)。 油井管和管线管总称石油专用管。
2.3 钻具(钻杆、钻铤、方钻杆、转换接头等)传递动力 给钻头、破碎岩石、高压泥浆进入井底的通道。钻杆范围2 7/8″~5 1/2″,以5″内外加厚为多,钢级:E75、G105、 S135等。
一、钻具、油套管螺纹检验
3 螺纹型式及代号 3.1 油管
(1)平式油管(不加厚) NU(旧:TBG或NUE) (2)外加厚油管 EU(旧:UP TBG或EUE) (3)整体接头油管 IJ(旧:IJ TBG) 3.2 套管 (1)长圆螺纹套管 LC(旧:LCSG或LTC) (2)短圆螺纹套管 STC(旧:CSG或STC) (3)偏梯形螺纹套管 BC(旧:BCSG或BTC) (4)直连形螺纹套管 XC(旧:XCJG)
一、钻具、油套管螺纹检验
互换只是基面中径相同,不影响旋合配对,但牙型不同, 使用性能也大不一样,所以不能等同。油田在标识接头螺纹型 式时经常标错,在NC50扣上注411或410等。 (3)螺纹有左右旋之分。方钻杆以上螺纹连接用左旋,打捞处 理事故钻具也用左旋。 (4)旧式代号:
4 1/2IF:410 (母),411 (公); 4IF:4A10(母),4A11(公);
一、钻具、油套管螺纹检验
以上检验就是要尽可能控制螺纹连接的质量。当然操作是否规 范、扭矩、转速是否合适,螺纹脂性能是否符合要求也对螺纹连接 质量有很大影响。如某油田下套管作业用液压钻杆大钳,夹持力过 大,致使接箍严重变形,造成螺纹严重粘扣;又如某油田下油管作 业作用聚乙烯锥形塑料套,未起到润滑作用,造成粘扣、牙形受损, 丧失了抗拉能力导致脱扣事故。
油井管年需求在120万吨左右,耗资逾百亿元,油套管占 总需求的90%左右。油井管柱也就是由所说的三柱组成: 钻柱、油管柱和套管柱。油井管由锥度螺纹将单根油井管 连接而成,浅则数百米,深则数千米,甚至上万米。锥度 螺纹具有上卸扣速度快,连接强度高,密封性好等优点。
一、钻具、油套管螺纹检验
管柱在不同井段要长时间承受拉伸、压缩、弯曲、内压、外 压和热循环等复合应力的作用。螺纹连接部位是最薄弱的环节, 失效事故80%以上发生在螺纹连接处。因此,油井管螺纹主要应 具备两个特性:(1)结构完整性,就是螺纹啮合后应具备足够 的连接强度,不致于在外力作用下使结构受到破坏;(2)密封 完整性,就是要能够保证含有数以百计螺纹连接接头的管柱在各 种不同受力状态下承受内外压差(一般为几百个大气压)的长期 作用而不泄漏。螺纹连接强度和密封性能是油井管极为重要的两 个技术指标。
也有一些质量隐患靠现有手段、检验方法是发现不了的,如工厂 接箍机紧扭矩不足的问题。井队下井时,如配有扭矩仪浮动上扣, 可以弥补这一不足;如采用老办法,看余扣,极有可能导致油套管 下井后无法密封、甚至滑脱。如商检人员在检验时发现,某厂套管 接箍手可以拧下;某油田使用国产套管,螺纹(按比例抽检)、水 压(100%检验)都进行了检查,合格的管子下到井里,有10余口 井试不住压。经调查分析和实物试验,发现主要是工厂扭矩不足, 用控制J值的方法进行上扣,试压卸堵头时有的接箍竟被卸下。
一、钻具、油套管螺纹检验
1.2 检验的意义
螺纹检验的目的就是要把螺纹质量不合格的管子检查出来, 防止不合格管下井,最大限度避免或减少油井管失效事故的发 生。油井管螺纹失效形式主要有:丝扣断裂、粘扣、滑脱、泄 漏等。处理事பைடு நூலகம்少则几十万,多则几百万,甚至整口井报废, 造成重大的经济损失。
各油井管生产厂要经过工序检验、入库前抽检(成品库抽检) 等多道工序把关;各油田还要进行到货后商检(验收)或派人 赴工厂监造或在出厂前、装船(车)前检验,有的油田则委托 第三方检验机构驻厂监造。油田除螺纹参数、外观按比例抽检 外,有的单位还对螺纹接头进行静水压密封性能试验。油井管 下井前,作业人员还需对螺纹进行外观检查(有无损伤、变形、 锈蚀等),对管体还要进行通径试验。
一、钻具、油套管螺纹检验
2 油井管用途
2.1 油管:油气自井底至井口的采收通道。钢级:J55、 N80、P110等,范围为1.05″~4 1/2″,以2 7/8″EU、NU为 多。
2.2 套管:防止地层塌陷,保护油管、与油管通过封隔器将 油气层与环形空间隔开。分表层套管、生产套管(即油层 套管),技术套管(异常压力用)。范围为4 1/2″~20″, 以5 1/2″、7″、9 5/8″LC、STC、BC为多,钢级:J55、 N80、P110等。
一、钻具、油套管螺纹检验
3.3 钻具 (1) 数字型接头 NC(NC10-NC77) (2) 正规型接头 REG(2 3/8REG-8 5/8REG) (3) 内平型接头IF (2 3/8IF-5 1/2IF) (4) 贯眼型接头 FH(3 1/2FH-6 5/8FH)
注:(1)内平型、贯眼型逐步在淘汰; (2)4FH-NC40互换; 2 7/8IF-NC31互换; 3 1/2IF-NC38互换; 4IF-NC46互换; 4 1/2-NC50互换。
4 1/2FH :420 (母),421 (公); 4 1/2REG:430 (母),431 (公)。 生产厂基本不用这些旧代号,油田管子站还延用旧的习惯,希 望按新代号进行标识。
一、钻具、油套管螺纹检验
4 牙型特点
(1)油管及圆螺纹套管 螺纹为圆螺纹(齿顶、齿底为圆弧状);锥度为1:16;牙型角为60°, 牙侧角为30°;螺距为3.175和2.54(8牙和10牙/吋)牙型高度:1.810(8牙/ 吋)、1.412(10牙/吋)。注:玻璃纤维油管采用外加厚长圆螺纹油管型式。 (2)偏梯形套管 13 3/8″以下锥度为1:16,16″以上锥度为1:12,螺距为5.08(5牙/ 寸);牙型高为1.575;牙侧角为3°和13°,牙型角为13°。 注:13 3/8″以下,螺纹齿顶、齿底与母线平行;16″以上,螺纹齿顶、 齿底与轴线平行。 (3)直连型套管 属特殊扣、很少遇到,不作介绍。