变径套管头的研制与应用
新型快速套管头的设计与应用
中图 分 类 号 ：ＴＥ２ １ ４ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１ ０ — ８ ０ （ ０ ２ ３ ０ ４ — ２ ０ １ ０ ９ ２ ０ ）０ ０ ０ ０
随着 油 田开发 的深 入 ，钻井技 术 的提 高 ，原 有套 管头 结构 已满 足不 了钻井 生 产 的需 要 。为此 ，德 州石 油机 械厂 研制 了新 型快 装套 管头 。该 装置 能简 化 、缩 短井 口防 喷装 置 的安 装程 序 ，并且 采用 先 进 的 Ｂ Ｔ密 封。 在不卸 掉 防喷器 的情 况下 便能有 效 进行 二次 密封 ， 且 Ｂ 型胶圈始 终处 于全 封 闭状态 ， 久性好 ， 证 了 Ｔ 耐 保 密封 安全 可靠性 。大量 现场 应用证 明 ，效果 显著 ，施 工成 功率 达到 １ ０ 。 ０
本体 底法 兰 上端 可直接 与 同一压 力级 别的 防喷装 置相连 接 （ 如加 上转换 法 兰也可 与不 同压 力级 别及 不 同规格 的防 喷装置 相接 ） 下 端通 过配 合套 管短 节 与表 ， 层套 管相 连接 。悬 挂器 下端 与套 管柱 最后 一根 套管接
东 工程 学 院机 制 专业 ． 理 工 程 师 。 助
柱。 如管 柱与 井 口偏移 较 大 ， 应设 法扶 正管 柱下 放 ， 以
第３ Ｏ卷 第 ３ 期
２０ ０ ２年 ６月
石
油
钻
探
技
术
ＶｏＩ ０， ．３ ＮＯ．３
ＰＥＴＲＯＩＥＵＭ ＤＲＩ ＩＩ Ｉ ＮＧ ＴＥ ＣＨＮＩ ＱＵＥＳ
Ｊ ｎ ２ ０ ｕ ．． ０ ２
． 工 具 与 设 备 ． Ｉ
新 型 快 装 套 管头 的设 计 与 应 用
套管头文档
套管头套管头是石油钻井工程中的一种重要装置，用于安装在钻井井口上方，与钻杆、套管等钻井设备相连接。
其作用是实现井口的密封和接口的连接，以确保钻井过程的顺利进行。
套管头通常由钢制材料制成，具有高强度和耐腐蚀性能，能够承受高温、高压和复杂的工作环境。
组件构造套管头通常由下列几个主要组件构成： 1. 井口接口：套管头的井口接口是与井口相关设备连接的部分，它的设计决定了套管头与其他设备的连接方式。
常见的井口接口类型有API井口接口和非API井口接口，根据具体的工程要求进行选择。
2. 套管连接部：套管连接部是连接套管和套管头的部分，通常采用螺纹连接方式。
根据套管的规格和要求，选择合适的螺纹类型和连接方式，确保连接的可靠性和密封性。
3. 密封装置：套管头的密封装置是保证井口密封性的重要部件。
通常采用金属密封、橡胶密封或者二者结合的形式，以适应不同的工作条件和压力要求。
4. 上升管连接部：上升管连接部是连接套管头和上升管的部分，也是与井口相关设备连接的接口。
同样，选择合适的连接方式和密封装置非常重要。
功能与应用套管头在石油钻井工程中具有多种功能和应用： 1. 密封井口：套管头通过密封装置，能够有效地密封井口，防止井中的流体泄漏或者外界的污染物进入井内，保证井下作业的安全和正常进行。
2. 连接设备：套管头的井口接口能够连接各种钻井设备，如钻杆、钻台和井口工具等。
通过合适的连接方式，实现设备之间的顺畅传递力和流体。
3. 支撑套管：套管头通过套管连接部，能够牢固地支撑套管，使其能够承受井内和井外的压力和重力。
保证套管能够正常工作，并在必要时进行提升或下放。
4. 适应工作环境：套管头的设计和材料选择，使其能够适应各种工作环境和工艺要求。
例如，在高温、高压、腐蚀性和酸碱性等恶劣条件下，套管头能够保持稳定和可靠的性能。
安装流程套管头的安装流程通常包括如下几个步骤：1. 选择套管头：根据工程要求和井口参数，选择合适的套管头类型和规格。
浅析新型套管头的设计与应用
浅析新型套管头的设计与应用1.项目背景随着油田的大规模开发，注水、压裂等增产措施的大规模应用，使地层底部的压力发生了极大改变，导致层与层之间的压力发生串动、地层压力不稳定等不良后果。
这种地层压力的不确定性，给正常钻井作业带来了前所未有的困难和挑战。
新疆油田公司为了节约成本，根据需要施工区块的地质特征、岩性组成、地层压力和地层温度等方面考虑，在钻井设计过程中，取消不必要的一些步骤和措施。
如正常作业取消下技术套管，只有在钻井过程中遇到因地层原因导致的复杂情况时，才改下技术套管封隔住问题井段，之后处理井底问题。
要下技术套管，就必须更换井口套管头，此时井口处于完全敞开、无法控制状态，存在着非常严重的安全隐患，控制不好极易造成井喷失控事故的发生。
这种作业方式不符合油田公司对安全生产的要求，同时给钻井施工作业带来了很多不安全因素，具有不可忽视的缺点和弊端。
为了解决以上这种不安全的问题，技术人员攻关研制了一种新型的套管头，经过现场安装试验，该套管头各项性能要求和技术指标，都很好地满足了施工作业的要求。
该套管头主要在新疆油田公司火烧山油田和克拉玛依油田作业八区进行了现场应用，试验20多井次，取得了不错的效果。
2.新型套管头主要组成结构和基本工作原理2.1主要组成结构新型套管头为一级双挂式套管头，主要由转换法兰、套管头本体、Φ244.5mm芯轴式套管悬挂器、Φ139.7mm卡瓦式套管悬挂器、水泥浆循环通道、闸门及附件等结构部分组成。
2.2基本工作原理新型套管头属于一级双挂套管头，可以同时满足两种不同工况下的下套管作业。
一是在钻井作业过程中未发生复杂情况，直接下油层套管进行完井作业时，可以用套管悬挂器与油层套管连接后悬挂于套管头本体的第二层；二是在钻井作业过程中发生了复杂情况，需要改下技术套管封隔住问题井段处理井底问题时，用新型套管头中的芯轴式悬挂器与技术套管连接悬挂于套管头本体的第一层；当井底复杂问题完成后，正常完井作业时，用新型套管头中的卡瓦式悬挂器与油层套管连接悬挂于套管头本体的第二层。
套管头技术介绍课件
03
按用途分类：井口套管头、采油树 套管头、井下工具套管头
04
按连接方式分类：螺纹连接套管头、 法兰连接套管头、焊接套管头
套管头的结构与原 理
套管头的结构
套管头主体：由 钢制或铸铁制成， 用于连接钻杆和
套管
密封件：防止钻 井液泄漏，通常 采用橡胶或聚氨
酯材料
螺纹连接：用于 连接钻杆和套管
头，通常采用 API标准螺纹
01
保护井口：防止井口受到 外部环境的破坏和污染
02
密封井口：防止井口漏气、 漏油、漏水等现象
03
连接井口：将井口与井下 设备连接，便于井下作业
04
支撑井口：为井口提供支 撑，防止井口塌陷或倾斜
套管头的分类
01 02 03 04
01
按结构分类：单层套管头、双层 套管头、三层套管头
02
按材质分类：钢制套管头、铸铁 套管头、不锈钢套管头
压力表：用于监 测套管头内的压 力，确保钻井作
业安全
套管头的工作原理
套管头是钻井过
1 程中用于连接钻 杆和钻头的重要 部件
套管头的工作原理 还包括利用液压油
3 缸驱动，使套管头 内部的钻杆上下移 动，从而带动钻头 上下移动
套管头的工作原理 是利用液压油缸驱
2 动，使套管头内部 的钻杆旋转，从而 带动钻头旋转
减少固体废物排放：提高套管头生产过程中的 固体废物处理能力，降低对环境的影响
提高能源利用效率：提高套管头生产过程中的 能源利用效率，降低能源消耗，减少碳排放
智能化趋势
01
智能监测：实时 监测套管头运行 状态，提高安全
性
02
智能控制：实现 套管头自动调节，
提高生产效率
套管扩径整形复合装置的研制与应用
充 分保证 不损坏套 管 ，扩 径整形后 不 四弹 ，效 果好 ， ⑥适用 于内通
用可退胀 形器进 行二次机 械胀修 ，反复 操作 ，直至 下放管柱 畅通 无
阻 至 ｉ 深度 。对套 变 复 杂井 （ 井段 套 变 殳汁 多 ，可 采取 二 次 爆 炸整 形 ，直至达到 整形扩径的 要求 为止 。
４ 现 场 应 用 效 果
图１ 套管扩径整形复合装置结构示意 图
胜 利 采 油厂Ｓ ３ ４ ｌ ５ 井套 管在 １ ０ ｍ Ｔ — ＿ ５油 ９ ２ 处弯 曲缩径 ，最 小 通 径 ５ ｒ ９ ｍ，Ｓ ３ ９ ２ ８ 井套 管在 ２ ３ ｍ 严 重 弯 曲 ，弯 曲度 为 ａ Ｔ － — ５水 １９ 处
该工具 主要利 用高能 气体爆炸 整形和 可退胀 形器机 械整形 对套 损井段 进行 修复 。将组 配好的套 管扩径 整形复 合装置 连接在 油管下 端 ，下至预 定深度 ，使弹 体 中心正对套 管变形 位置 ，从井 ｕ投 入撞
针进行 引爆 弹体 在起爆 器点火 作用 下爆破 ，瞬间释放 出高温 高压 气体 ，产生冲击 波冲击 力 ，在机械 作用 、热化 学作用 和振动脉 冲综 合作用 下 ，对套 变位置进 行扩径 。然后 下放管柱 ，依 靠管柱 自身的 重量 使 可退 胀形 器楔 入变 形 套管 部位 ，进 行机 械挤 胀 二次 扩径 整 形 ，直至 达 到整 形扩 径 的要 求 为止 ，从 而 实观 对套 损 井修 复 的 目 的 。高 能气体扩径 器弹体 内药 剂的药性 和药量 的配制 、可退 胀形器 的规格 的选择 ，需根据 不列的井 况不 同要求进 行 没计 ，以使 用于不
套管头的工作原理及失效分析
套管头的工作原理及失效分析摘要：在钻井作业和油气测试过程中，必须安装一套安全可靠的井口装置，以便能有效地控制井内作业和生产。
套管头属于井口装置的基础部分，是安装在套管管柱上端用来悬挂各层套管管柱、密封各层套管之间的环形空间并能为防喷器组、采气树等其他井控设备提供标准连接、为各种特殊作业提供套管环空出入接口的一种永久性石油、天然气井口装置。
主题词：井口装置套管头密封环空连接·前言过去，我国各油气田很少使用套管头，在五十年代只有玉门、四川等少数油气田用过国外进口的卡瓦式套管头。
从六十年代起，我国普遍采用焊环形铁板而不采用套管头。
对于浅井和低压井来说，焊环形铁板也可以起到密封套管环形空间和悬挂套管的作用。
但是，由于井深的增加，套管柱对环形铁板的载荷加重引起了环形铁板的严重变形，密封性能和悬挂能力都大大降低，严重影响了井身的质量。
特别是近年来，能开发的低压浅井越来越少，采气井口装置面临的工作环境极为严酷。
对于四川地区来说，主要以天然气为主，天然气中的水分，硫化物，二氧化碳等含量也不相同，有时井口装置还处于高压下工作，这就对我们井口装置提出了更高的要求，能在高温、高压、高含硫等恶劣环境下提供可靠的密封性能。
同样，为了保证井身的安全，在深井中越来越多地使用P110、13Cr110、TP125、140V等高钢级套管，焊接性能差，焊接后很容易因为焊接应力而开裂。
特别是高气压井及含硫化氢的气井，对焊口非常敏感，常因氢脆断裂导致焊口质量不高。
同时，焊环形铁板的井口，套管环形空间与地面是不相通的，没有用以引水引气挤水泥的旁通管线，在实施高压酸化压裂作业时没有平衡液体的通道。
就是在这种情况下，能适应各种恶劣环境且安全可靠的套管头井口装置逐步发展并取代原始的焊环形铁板。
·1、套管头简介根据套管头与表层套管的连接方式可将套管头分为焊接式、螺纹式、卡瓦式，配用套管悬挂器有卡瓦式和芯轴式两种，侧出口的连接方式有螺纹式、栽丝法兰式和法兰式，通常在套管四通的底部设有套管二次密封机构和密封测试口。
套管头文档
套管头简介套管头是一种用于石油工程中的装置，通常用于井下作业，用于在井筒中安装套管或油管。
套管头连接着套管、油管和井口设备，起到密封和固定的作用。
结构和原理套管头通常由上、中、下三个部分组成。
上部是连接套管头和地面设备的接口部分，通常包括上螺纹接口和悬挂设备；中部是套管和油管的接口部分，保证套管和油管能够正确安装并保持密封；下部是与井眼接触的部分，通常由金属密封圈和防喷器组成，以防止井底流体喷出。
套管头通过上螺纹接口与地面设备相连接，从地面通过油管或钻杆将套管头送入井下。
在井下，套管头通过与套管或油管上螺纹的连接固定在井筒内，保证井筒的完整性和稳定性。
套管头的金属密封圈能够确保套管和油管的密封性，防止油气泄露。
主要功能1.固定套管和油管：套管头通过与套管或油管的连接，将其固定在井筒内，保证井筒的完整性和稳定性。
2.密封功能：套管头的金属密封圈能够确保套管和油管的密封性，防止油气泄露。
3.防喷功能：套管头下部通常配备防喷器，防止井底流体喷出，保证作业安全。
4.连接地面设备：套管头通过上螺纹接口与地面设备相连接，实现与地面设备的联动。
使用注意事项1.正确安装：安装套管头时，需确保套管和油管上螺纹与套管头匹配，并且连接紧固。
2.密封检查：在安装完成后，需进行密封检查，确保金属密封圈完整且正常工作。
3.防喷装置检查：定期检查套管头下部的防喷装置，确保其正常工作，防止井底流体喷出危及作业安全。
4.定期维护：定期对套管头进行维护和检修，确保其正常工作和使用寿命。
应用场景套管头主要应用于石油工程领域，广泛用于井下安装套管和油管的作业中。
主要场景包括：•井口完井：套管头的安装是井口完井中一个必不可少的环节，用于固定套管和油管，保证井筒的完整性和稳定性。
•井下作业：套管头可通过与地面设备和井下套管、油管的连接，实现井下作业的联动，如远程操作和流体控制等。
•井下安全：套管头的密封和防喷功能能够保证井底流体不外泄，确保井下作业安全。
更换套管头新技术研究与应用
新疆石油科技2018年第2期（第28卷）1前言2015年开始在鲁克沁油田试验减氧空气吞吐、氮气泡沫驱、天然气吞吐增产技术，增油效果显著，部分井钻井完井采用的是简易套管头，所承压力不能满足试验需求。
因此，为了能满足增产要求,创新一套更换套管头的工艺技术势在必行。
2套管头结构套管头是钻探油气井必须的井口装置之一，它的下端通过螺纹或焊接与表层套管相连，上端通过法兰或卡箍与防喷装置相连。
各层套管与套管头的连接，采用螺纹连接的心轴式套管挂坐入套管头内，或用卡瓦和任何适合的悬挂方式来完成。
在鲁克沁油田，一般是导管+表层套管+油层套管的套管组合程序就能满足相对较简单的地质要求。
3钻井过程套管头及悬挂器的安装3.1安装程序（1）当表层套管固井完毕，卸掉联顶节后，将套管头的本体与表层套管相连接，然后安装防喷器，准备二开；（2）当进行油套完井作业时，将最后一根套管穿过套管悬挂器，利用套管接箍，将套管悬挂器坐入本体内，与本体固定在一起；（3）进行注水泥作业，然后进行提拉预应力，应用套管悬挂器挂住套管。
候凝后，拆卸防喷器，完成整个固井作业。
3.2存在的弊端（1）井口套管悬挂方式及结构（环钢）对套管施加预应力时的滑移量有严格的限制，导致预应力固井工艺难度大大增加，使得实施预应力固井工艺的效果难以保证；（2）吞吐或注气作业时，套管受热膨胀所产生的热应力非常大，采用简易套管头套管悬挂方式和结构，在控制套管受热伸长时存在强度不足的问题，国内有相当一部分油井在注气生产过程中出现了环钢被拉开口井口失控上窜，造成油井停产，甚至污染环境。
3.3悬挂器悬挂载荷计算油层套管悬挂在悬挂器上，在套管内产生很大的轴向应力和周向应力，在此综合应力的作用下，油层套管有可能被挤毁。
为确保在提拉预应力时套管不被挤毁，根据API 标准推荐的计算方法，悬挂器的最大轴向悬挂载荷为：F=103A F σs 〔2/(1+a 2+b 2)〕1/2；式中A F =π（R 12-R 02）；更换套管头新技术研究与应用赵明凯*吐哈油田公司鲁克沁采油厂，838202新疆吐鲁番市摘要为提高单井产量，自2015年开始在鲁克沁油田开展减氧空气吞吐、氮气泡沫驱和天然气增产吞吐技术试验，增产效果显著，部分井钻井完井采用的是简易套管头，所承压力不能满足试验需求。
套管头
114.3～273.0 298.5～339.7
406.6～508.0
13.8 20.7 34.5 13.8 20.7 13.8
27.6 41.4 51.7 27.6 31.0 15.5
四、套管头的设计、制造和检验的相关标准 1.套管头设计制造执行中华人民共和国天然气行业标准 SY/T5127-2002《井口装置和采油树规范》和美国石油 学会出版的API spec 6A 第十九版《井口装置和采油 树设备规范》； 2. 在进行套管头检验时,执行中华人民共和国天然气行业 标准 SY/T5127-2002《井口装置和采油树规范》和美 国石油学会出版的API spec 6A 第十九版《井口装置 和采油树设备规范》；
三、 套管头的型号表示法及型号： 3.1 型号表示法: 例1：TFQ1397-70套管头 T F Q 1397—70 最上层套管头工作压力 70MPa 悬挂套管序列：13 3/8″×9 5/8″×7″ 气井法兰式套管头 例2：TK1397-70套管头 T K 1397—70 最上层套管头工作压力 70MPa 悬挂套管序列：13 3/8″×9 5/8″×7″ 卡瓦式套管头
35MPa型：TFQ20"×13 3/8"×9 5/8"×7"-35
(TFQ20"× 13 3/8"×9 5/8"×7"-5,000Psi)； 70MPa型： TFQ 20"×13 3/8"×9 5/8"×7"-70 (TFQ20"× 13 3/8"×9 5/8"×7"-10,000Psi)；
105MPa型：TFQ 13 3/8"×9 5/8"×7"-105 (TFQ 20"×13 3/8"×9 5/8"×7"-15,000Psi)；
套管头技术介绍
玉门项目 垦利1号、垦利3号 胜利EDC项目 庆阳3井、4井、5井
苏52井、印尼项目
委内瑞拉 苏丹 土库曼 鄂1井、鸭深1井 隆5井、隆14井、青18、19井 青2-2、2-4、2-5 哈萨克斯坦
JM P
典型套管头介绍
2001.8.15
JM TF133/8″×95/8″×7″-10000PSI P
20”,13-3/8”,9-5/8”
2001.8.15
JM
P 二、底部螺纹连接
底部可采用各种规 格螺纹与表套连接， 如：CSG、LCSG、 BCSG 、TM等
适用于各种规格套 管：20 、133/8、 9-5/8 7、 5-1/2 等
2001.8.15
底部螺纹
WE卡瓦
JM
P 三、底部焊接连接
TFQ133/8″×95/8″× 7″-70B套管头
理化性能、无损探伤、 外观及包装质量
98．9．9
检验合格,符合标准要求
国家油气田井口
TFZ133/8″×95/8″× 51/2″-35A 整 体 式 套 管头
本体强度、悬挂器密 封试验、载荷试验、 99．6．21 关键零部件理化性能、 外观质量检验
95/8″WE 型 卡 瓦 式 套管悬挂器
载荷试验（350T）
检验合格,符合标准要求
载荷试验（375T）
检验合格,符合标准要求
载荷试验（265T）
检验合格,符合标准要求
载荷试验（265T）
检验合格,符合标准要求
载荷试验（438T）
检验合格,符合标准要求
载荷试验（375T）
检验合格,符合标准要求
载荷试验（335T）
底部采用套焊方式 与表层套管连接
一种可变径套筒头[实用新型专利]
![一种可变径套筒头[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c60c928f1ed9ad51f11df221.png)
专利名称：一种可变径套筒头专利类型：实用新型专利
发明人：余长卫,方涛
申请号：CN201821038926.X 申请日：20180629
公开号：CN208409707U
公开日：
20190122
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于五金工具领域，具体公开了一种可变径的套筒头。
套筒头内设置有多个六角螺杆和腔体，螺杆一端设有弹簧，在外力的作用下部分螺杆可收缩进腔体，未收缩进腔体的螺杆围合成套筒壁，不同的螺栓或螺帽可使不同数量的螺杆收缩如腔体内，实现套筒头的变径，使用完成后，在弹簧的作用下，螺杆复位。
本实用新型公开的套筒头，结构简单，可实现套筒头的变径，减少套筒扳手的套筒头数量，使用携带方便。
申请人：江苏省东台中等专业学校
地址：224200 江苏省盐城市东台市沿海经济区港城大道1号
国籍：CN
代理机构：陕西增瑞律师事务所
代理人：孙卫增
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变径套筒使用场景
变径套筒使用场景变径套筒，听起来是不是有点高大上？其实它就是一个看似不起眼，但在很多领域里都非常重要的小工具。
简而言之，它就是一个用来连接两个不同直径的管道的装置。
你可以把它想象成是一个“过渡桥梁”，让两个原本不太搭界的世界，凭借它的帮助，轻松“牵手”。
说到这里，可能你会觉得它不过就是个“连接器”而已嘛，可要知道，它背后可有不少的故事呢。
想象一下，你家里做装修，管道安装一波操作下去，突然发现，哎呀，这根管子怎么这么粗，而旁边的那根竟然这么细？这时候，问题来了。
管道太粗，接不上去，管道太细，也没法对接大点的东西。
怎么办？这时候，变径套筒就派上用场了！它就像是那种百变小能手，可以随时随地帮你解决问题，轻松实现不同尺寸管道的完美对接。
不仅解决了实际问题，还避免了你拆掉重装的麻烦。
说到变径套筒的作用，生活中其实处处都能见到它的身影。
你能想象吗？它在很多地方都悄悄地发挥着作用，比如咱们的供水系统、供气系统，甚至是那些看不见摸不着的工业设备里，也有它的身影。
就拿工业生产来说，有时候要连接两个不同大小的管道，变径套筒就是最合适的工具。
它能保证管道在不同压力下顺畅运行，不会因为接头的松动或者渗漏而造成麻烦。
你看，这小小的套筒，居然能解决那么多大问题。
变径套筒不光是给管道服务的，它也能在机械设备中派上用场，像是那些需要连接两根不同尺寸轴的机器。
想象一下，如果没有这个“中介”，轴和轴之间难以精准对接，机器运转起来就不那么顺畅了。
每次启动时都卡顿不前，那可真是让人抓狂。
所以，变径套筒在一些精密设备的运转中，也是功不可没的。
它能够确保连接稳定，降低摩擦，提高效率，避免了大问题的发生。
你知道吗？变径套筒也有一个“时尚面”。
它虽然是个小工具，但在设计上可是很讲究的。
很多变径套筒的外观都有特定的设计，不仅是为了美观，还是为了确保它在不同的工作环境中能够更好地适应。
比如有些套筒为了能应对高温、耐腐蚀的环境，采用了特殊的材料。
这样一来，不管是酷暑还是严寒，甚至是强酸强碱的环境，它依旧能照常工作。
改进型变压器套管头线耳的研制
改进型变压器套管头线耳的研制摘要：变压器套管是变压器的重要部件。
其头部的结构和质量的好坏将直接影响变压器的整体结构性能。
例如变压器套管头铜质线耳问题会造成变压器套管发热、线耳爆裂等问题。
为了确保变压器的安全运行，现对变压器套管头线耳的结构作了进一步的改进。
关键词：变压器套管头；线耳；改进Development of Improved Transformer Casing HeadWu Zhuoquan，Guo Jinhong（Dongguan Power Supply Bureau，Dongguan，Guangdong，523000）Abstract：Transformer casing is an important part of the transformer. The structure and quality of the head will directly affect the performance of the overall structure of the transformer. For example，the transformer casing head copper wire ear problem will cause the transformer casing fever，ear line burst etc.. In order to ensure the safe operation of the transformer，the structure of the casing of the transformer is further improved.Keywords：Transformer casing head；line ear；improvement0 引言电力变压器是构成电网的主要设备，在电力系统中起着电压等级变换的作用。
如今，随着我国城市现代化建设的不断推进，用电量不断上升，变压器也逐步向高压、大容量的方向发展。
液压变径滚压套管整形技术
主要型号及适用套管
型号 A
最小直径 115mm
整形直径 121mm
适用套管
￠121mm ￠124mm
B
C D
117mm
119mm 109mm
121mm
124mm 113mm
￠121mm (补贴)
￠124mm(补贴) 通径小于100mm的上 述套管
E F
103mm 150mm
108mm 158mm
通径小于90mm的上 述套管 ￠158mm
技术特点１
恢复套管圆形状态。圆形是最稳定状态。
这个圆形是恢复套管固有的圆形(如￠121)，
与机械整形达到的圆形￠114相比直径大７ mm． 采用机械整形和爆炸整形后无法形成原有的 圆形．
技术特点１
采用变径滚压新技术在地面的实验结果
处理前
处理后
技术特点１ 处理后
实测通径>¢114mm
基本原理
整形过程：
1、整形器下到预定位置后，用水 泥车打压 15-40MPa。 2、近千个钢球胀压套管。
基本原理
泄压后钢球收回，起出管柱
பைடு நூலகம்
技术指标
该设备在套管内表面形成880
-1600MPa压强。将通径≥φ80mm的变
形套管胀压到φ118-φ124mm的圆形状。处理后套管弹性回弹，最终 通径： φ124mm套管大于φ116mm或118mm， φ121套管大于 φ114mm或φ116mm 。
φ80mm*1.8m；
51/2〞套管钢级不大于P110；
套变处深度一般小于3500m。
对井况的要求
必须清理水泥环.或用我们提供的水泥环清理器清理。 必须刮削并洗井。 对有溢流的出砂井，需适当增加液体比重，使整形过 程中不因溢流而出砂． 油水井井漏不可过快，正洗井有返水 不能有严重开窗情况．
新型一体式套管头的开发和设计的开题报告
新型一体式套管头的开发和设计的开题报告1. 研究背景及意义套管头是石油钻井中的关键装备，用于连接钢管和井口装置，承担插接和支撑作用。
传统的套管头需要将不同的组成部分通过螺纹连接在一起，生产和安装过程中需要多次组织和拆卸，效率较低，同时也容易发生泄漏等问题。
因此，研发一种方便高效的新型一体式套管头是十分必要的。
2. 研究内容本次研究旨在针对传统套管头存在的问题，研发一种新型的一体式套管头，并深入探究其设计、制造和性能测试等方面的问题。
具体的研究内容包括以下几个方面：(1) 新型一体式套管头的设计：针对传统套管头存在的螺纹连接问题，研究研发一种方便高效的一体式套管头，包括其整体结构、材料选择、加工工艺等方面。
(2) 新型一体式套管头的制造：根据设计方案，研究研发一种有效的制造工艺，包括成型、加工、表面处理和装配等方面，以保证制造出高质量的一体式套管头。
(3) 新型一体式套管头的性能测试：通过实验和模拟方法，测试新型一体式套管头的性能，包括其耐压、耐腐蚀、密封性和承载能力等方面的指标。
3. 研究方法(1) 理论研究：通过文献调研和专家咨询等方式，对套管头的设计、制造和性能测试等方面进行理论研究和探讨。
(2) 实验验证：通过实验室实验和现场测试的方式，验证新型一体式套管头的性能和可靠性。
(3) 数值模拟：采用计算机辅助设计和建模软件，对新型一体式套管头的设计和性能进行模拟计算和分析。
4. 预期结果(1) 提出一种方便高效的新型一体式套管头设计方案，并建立相应的模型和图纸。
(2) 研究并提出一种有效的制造工艺，并制造出高质量的一体式套管头。
(3) 测试验证新型一体式套管头的性能，包括其耐压、耐腐蚀、密封性和承载能力等方面的指标。
(4) 对新型一体式套管头的优缺点进行评价和分析，为其进一步完善和推广提供理论和实践基础。
5. 计划进度(1) 第一阶段：文献调研和理论研究，制定新型一体式套管头的设计方案。
(两个月)(2) 第二阶段：建立新型一体式套管头的数值模型，并进行强度和稳定性分析。
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变径套管头的研制与应用
摘要：在钻井施工作业中，会遇到需要增大井壁与套管之间的环空间隙的情况，有时候需要在现有防喷器等配套设备不变的条件下，增大钻井直径，选用稍大直
径的钻头进行钻井，但如果选用的钻头直径超过套管头最小内径的情况下无法实
现下钻操作，导致现有的套管头适用性较差。
本文介绍了一种变径套管头的结构、工作原理、优点，这种变径套管头结构设计合理、抗压和载荷能力满足要求。
这
种变径套管头在中石化文23储气库的成功应用，解决了上述提到的技术难题，
缩短了作业时间，节省了作业成本，有很好的推广价值。
关键词：套管头变径最小内径顶丝组件
套管头是油气井工程中重要的连接控制装置，用于连接套管并支撑套管的重力，密封各层管间的环形空间，为安装防喷器、油管头，采油树提供过渡连接，
并且通过套管头本体上的两个侧口，可进行补挤泥浆、监控和加注平衡液等施工
作业。
现有的套管头通常包括套管头本体和顶丝组件，套管头本体具有法兰段，套
管头本体的内部设置有座挂台肩，用于支撑下层套管的悬挂器，因此，套管头本
体的最小内径位于座挂台肩位置，套管头本体的最小内径一般小于法兰段的内径20mm~24mm，顶丝组件径向设置在法兰段中，用于向套管头本体的中心顶出。
在下钻过程中，该套管头能够允许直径小于套管头本体最小内径的钻头通过，完
成下钻后，再起出钻头进行固井施工，固井施工中，将套管下入套管头中，当套
管下到悬挂器与套管头本体内部的座挂台肩支撑接触时，完成套管的下放，最后
将顶丝组件向套管头本体的中心顶出，通过顶丝组件卡柱悬挂器，防止悬挂器向
上退出，完成固井施工。
但是，在实际施工作业中，会遇到需要增大井壁与套管之间的环空间隙的情况，有时候需要在现有防喷器等配套设备不变的条件下，增大钻井直径，选用稍
大直径的钻头进行钻井，但如果选用的钻头直径超过套管头最小内径的情况下无
法实现下钻操作，导致现有的套管头适用性较差。
所以如何提高套管头的适用性，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
一、变径套管头主要组成结构
1、变径套管头主要组成结构
变径套管头由套管头本体、上顶丝组件、下顶丝组件组成。
套管头本体上设置有法兰段，法兰段的内径小于或等于套管头本体其余管段
的内径；法兰段下方的管段上设置有旁通孔。
套管头本体上设有上顶丝组孔（法
兰段上）和下顶丝组孔（法兰段下方的管段上）。
上顶丝组件有多个，每个上顶丝组件由上顶丝和上顶丝密封组成。
上顶丝组
件设置于法兰段中并沿周方向均匀布置，根据需要数量设置为8~12个。
下顶丝组件也有多个，且每个下顶丝组件由下顶丝和下顶丝密封组成。
下顶
丝组件设置于套管头本体的位于法兰段下方的管段上且沿套管头本体的圆周方向
均匀布置，根据需要数量设置为8~12个。
变径套管头的设计图如图1所示。
其中1为套管头本体、1-1为法兰段、1-2
为旁通孔、2为上顶丝组件、3为下顶丝组件。
二、变径套管头工作原理和优势
结合剖面图2，对变径套管头在实施中的工作原理和优势进行清楚、完整地
描述。
其中1为套管头本体、1-1为法兰段、1-2为旁通孔、2为上顶丝组件、2-1
为上顶丝密封、2-2为上顶丝、3为下顶丝组件、3-1为下顶丝密封、3-2为下顶丝、4为套管悬挂器、5为套管。
该变径套管头的工作原理和工作过程是：下钻前，将上顶丝组件和下顶丝组
件均旋于套管头本体内部，套管头的最小内径为法兰段的内径，可以送入直径小
于法兰段内径的钻头，钻头正常钻进，完成钻进操作后，起出钻头准备进行固井
施工。
在进行固井施工时，将套管下放到套管头中，当套管下放到指定位置时，
将下顶丝组件从套管头本体内向套管头本体中心旋出到指定位置，然后放入悬挂
器悬挂套管，悬挂器被旋出的下顶丝组件支撑，最后将上顶丝组件向套管头本体
中心旋出到指定位置，卡住悬挂器，防止悬挂器向上退出，完成固井施工。
变径套管头的优势：由于该套管头中没有设置座挂台肩，因此，套管头的最
小内径为法兰段的内径，只要钻进的钻头直径小于法兰段的内径即可，且通过下
顶丝组件替代了座挂台肩对悬挂器和套管进行定位支撑，下顶丝组件所限定的套
管头内部最小尺寸可以进行调节，根据施工需要可以选择合适直径的钻头和套管，因此提高了套管头的适应性。
三、变径套管头的应用及推广
中石化文23储气库建设过程中就使用了26套变径套管头，解决了技术难题，取得了很好的效果。
文23储气库井在第一轮井施工中，发生了两口井卡套管、多口井固井质量不合格事故。
经专家分析卡套管的主要原因是：环空间隙小、使用套管扶正器较多，采取措施是扩大套管与井壁间隙和减少套管扶正器数量。
固井质量不合格的主要
原因是：环空间隙小、水泥环薄；以及顶替效率低造成钻井液和水泥浆混浆，从
而影响了固井质量，因文23属于沙岩易漏地层，高压大排量提高顶替效率的方
案不可取，只有扩大环空间隙一个方案可行。
而扩大环空间隙过程中面临最大难
题是原一开TF13-5/8″×10-3/4″套管头最小通径为φ324，无法通过φ340钻头，将
套管头标称通径提高一个通径级别至TF16-3/4″（425），只能选配13套21-1/4″（527）×35Mpa通径防喷器，该类型防喷器国内仅有5套且正在使用，厂家不仅
没有库存且短期内不可能生产出满足文23储气库生产需要的大通径防喷器。
在这种情况下，使用研制的变径套管头解决了这一难题，在文23储气库井施工过程中将普通套管头座挂台阶用变径套管头的下顶丝组件替代，前期钻进时下
顶丝组件隐藏在套管头本体内，保持与F35-35防喷器一致的φ346通径，确保
φ340钻头能够顺利通过。
当下入套套管悬挂器时，将下顶丝组件伸出使内径变为φ300，套管悬挂器坐在下顶丝组件上，由高强度下顶丝组件承载套管重量。
变径套管头在文23储气库中应用是国内首次使用变径套管头。
在初期安装投入使用4套变径套管头取得很好效果后，又陆续使用了22套，共使用26套，较
好的解决了文23储气库施工难题。
四、结语
本文介绍了一种变径套管头的结构、工作原理、优点以及在中石化文23储气
库中的使用情况。
这种变径套管头不但可以满足正常钻井施工作业中对井口的要求，而且还可以满足在现有防喷器及配套装备不变的条件下，选用稍大直径的钻
头进行钻井时对井口的要求。
这种变径套管头在文23储气库施工中发挥了极大
的作用，解决了技术难题，缩短了作业时间，节省了作业成本，具有重大的社会
效益和经济效益，也可以在同行业进行应用和推广。
参考文献：
[1]章国华 . 可伸缩式热采套管头的研制【J】. 石油钻采工艺， 2013， 35 （2）： 117-118.
[2] 刘文科. 一种新型套管头的设计与应用【J】.科技创新2016年第8期：210。