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1、油套管管材基本知识油套管管材基本知识 日期 汇报部门 一 套管相关知识 1 二 下套管作业程序 一 套管相关知识 2 套管相关知识 3 APIAPI套管规范套管规范二二 套管的分类 用途套管的分类 用途一 一 油管井的定义 4 油井管指的是下入油井或气井中的钢管 油井管有三种基本类型 即钻杆 套管和 油管 它们的作用各不相同 用最简单的话来讲 钻杆是用来钻井眼的 套管是用来保护 井眼的 油管是用来将油和气输送到地面 的 套管的用量占油井管用量的70 左右 套管的作用 5 1 防止井塌 防止钻井液与井壁的过渡冲蚀 2 防止淡水层 低压力层被污染 3 防止油气泄漏 4 控制油气入井量 5 为控制井
2、内压力提供条件 6 以便安装采油人工举升装置 7 为油气流动提供通道 套管的分类 6 按钢管制造方法分为无缝套管和ERW套 管 1 无缝套管 用无缝钢管为原材料 制作的套管 2 ERW套管 用电焊管为原材料制 作的套管 套管的分类 7 按螺纹形式分为 圆螺纹套管 偏梯螺纹套管 特殊螺纹套管 套管的分类 8 根据海洋环境恶劣 钻探作业困难 地层压力变 化大 安全作业要求严格等特点 套管柱有下列几种 1 隔水导管 常用30 入泥深度一般为30 100m 5 尾 管 4 生产套管 常用4 1 2英寸 7英寸和9 5 8英寸 技术尾管 常用7英寸和11 3 4英寸 生产尾管 常用 4 1 2英寸和7英
3、寸 2 表层套管 常用20 13 3 8 下深一 般400 1600m 3 技术套管 常用9 5 8 13 3 8 下深一般500 4500m 套管的分类 9 按功能分为 表层套管 技术套管 油层套管 套管的用途 10 表层套管 1 用于封隔上部不稳 定的松软 易塌 易漏地层和水层 2 安装井口装置 控 制井喷 3 支撑技术套管和油 层套管的部分重 量 套管的用途 11 表层套管 表层套管的下深视具体情况而定 一般 是几十米到几百米或者更深 30 1500m 管 外水泥返高通常返到地面 钻高压气井时 如果上部岩层疏松破碎 为了防止高压气流 窜出地面 需要将表层套管适当下深一些 如果表层套管需要
4、下深些 第一次开 钻时间较长的情况下 在下表层套管之前应 考虑先下一层导管 其作用是封隔地表 防 止井口坍塌 形成钻井液循环通道 以便于 长时间的一开钻进 导管下深一般在20 30米 管外水泥返至地面 导管一般用螺旋管或 者直缝管 套管的用途 12 技术套管 1 用于封隔钻井液难以控 制的复杂地层 严重漏 失层 以及压力相差悬 殊的油 气 水层等 防止井径扩大 2 在井斜较大的定向井中 在造斜段下入技术套 管 以利于定向井的安 全钻进 3 为井控设备的安装 防 喷 防漏及悬挂尾管提 供了条件 对油层套管 还具有保护作用 套管的用途 13 技术套管 技术套管不一定要下 可以通过 采用优质钻井液
5、加快钻井速度 强化 钻井等措施控制井下的复杂情况 争取 不下或者少下技术套管 技术套管的下 入深度根据所要封隔的复杂地层而定 水泥返高应到达所要封隔的地层100米以 上 对高压气井 为了更好地防止漏气 常将水泥返到地面 套管的用途 14 油层套管 用于把目的层 和其它层封隔开 把 不同压力的油 气 水层封隔开来 在井 内建立一条油气通道 保证长期生产 套管的用途 15 油层套管 油层套管的下深决定于目的层的深 度和完井方法 油层套管的水泥浆一般返 至最上部的油 气层100米以上 对于高 气压井 水泥浆应返至地面 利于加固套 管 增强套管丝扣的密封性 使其能承受 较大的关井压力 套管分类 16
6、1 按组别 钢级 分为 第一组 H J K N钢级 第二组 C L M T钢级 第三组 P钢级 第四组 Q钢级 API套管物理性能 17 API套管钢级标准分类是以套管材质的最小屈服强度为依据 制造套管的钢材是一种弹性材料 在外加拉应力作用下产生伸 长 当外加拉应力除掉以后 又恢复到它原来的长度 只要这个外加拉应力小于或等于钢材弹性极限或屈服强度时 当所施的外加拉应力除掉后就会恢复它原来的长度而不产生永 久变形 所谓钢材的屈服强度指的是 在外加拉应力作用下产生一个伸 长 当伸长长度为原长度05 时 则这时的外加拉应力的值叫 作钢材的屈服强度 例如 某钢材长度1m 它的截面积为2英寸2 在80
7、000磅拉力 作用下 其伸长长度等于5CM 则这种钢材的屈服强度 80 000磅 2英寸2 40 000磅 英寸2 2 钢级标准 API套管物理性能 18 API标准允许7种级别的钢材用作油井套管材料 这 7种钢材分别是 H 40 J 55 C 75 N 80 C 95 P 110 Q 125 V 150 它们的最小屈服强度分别是 40 000psi 55 000psi 75 000psi 80 000psi 95 000psi 110 000psi 125 000psi 150 000psi psi是磅 英寸2的代号 1psi 1磅 英寸2 0 07031公 斤 厘米2 0 07031ksc
8、 2 钢级标准 API套管物理性能 19 2 钢级标准 API套管标记 20 1 套管标记 常用API套管钢级颜色标记 21 钢级 接箍颜色 接箍上的彩带 管体上的彩带 图例 H 40黑色一条黑色带 J 55绿色一条绿色带 K 55 绿色 二条绿色带 N 80 红色一条红色带 L 80 红色一条棕色带一条红色带 一条棕色带 P 110白色一条白色带 C 90 紫色 一条紫色带 C 95 棕色 一条棕色带 T 95 银白色 一条银白色带 Q 125 桔红色 一条桔红色带 API套管标记 22 3 API扣型代号 扣型长圆扣短圆扣梯形扣无接箍 代号CSGLCSGBCSGXCSG O OD 代表外径
9、 ID 内径 L 长度的第一个字母 O 钢的类型和管子类型 开式炉 电炉 基氧炉无标志 巴西马钢 标志为 B O S 代表无缝钢管 E 代表焊接钢管 O 钢印标记 凡采用API标准生产套管的厂家 在接箍端外表上打有钢印 API组 合符号 钢级代号 管子类型 并用明显的白漆圈 有方形的 有扁圆的等 圈起来 API套管标准 23 1 长度标准 代号 长度范围 m 最小与最大长度间变化范围 m R1 5 49 7 32 1 83 R28 53 10 05 1 52 R310 97 12 80 1 83 1 圆扣套管从接箍端面量到公扣消失点的圆周线 2 梯形扣套管从接箍端面量到公扣处 符号的底线处 3
10、 无接箍套管及RL 4型隔水导管从母扣端面量到公扣台肩处 4 ALT ATD ST 2型的隔水导管从母头台肩面量到公头定位销下部 处 API套管标准 24 3 API套管丝扣规范 API套管分为有接箍套管和无接箍套管 代号XCSG 两 种 API有接箍套管丝扣分为长圆扣 LCSG 短圆扣 SCSG 梯形扣 BCSG 气密封扣 此外还有RL 4型扣 LS型扣 LS 2型扣 LS 2HP型扣 等等 API无接箍套管丝扣分为奥米加扣型 管端平坦线扣型 无 接箍套管扣 英文为EXTREME LINE FORM 等 API套管标准 25 符合API标准的油井套管可以是平头无螺纹套管 但通常是带有螺纹和装
11、有接箍的 规格如下 3 API套管丝扣规范 8扣圆形螺纹 无接箍 8扣圆形螺纹 短接箍 8扣圆形螺纹 长接箍 梯形螺纹 无接箍 梯形螺纹 有接箍 加长螺纹段 特殊接头 API套管标准 26 4 API套管丝扣上紧扭矩 1 同一尺寸 同一壁厚 同一钢级 同一扣型的每一根套管其紧 扣扭矩值是 不完全一样的 因此API标准规定了紧扣的最小与最大扭 矩值 取最佳扭矩值的75 作为最小扭矩值 取最佳扭矩值的125 作为最大扭矩值 紧扣时实际的扭矩值如果小于最小扭矩值而达到了 上紧时的位置或大于最大扭矩 值而未上到上紧时的位置 则这样的套 管应视为不合格套管 不允许下入 井内 2 下套管时 把开始的几根或
12、十余根套管丝扣紧到上紧时的规定 位置 圆扣 套管接箍台肩端面紧到与公扣消失端齐平或 1扣 梯形扣 套管接箍台肩端 面紧到与公扣上的 符号的底线齐平或 1扣 最多不 超过 符号 的顶点 记下每根套管的实际紧扣扭矩值 然后取其平 均值作为继续下 套管的紧扣标准或参考 API套管标准 27 5 API套管通内径规标准 下入井内的套管 入井前都必须用规定的内径规逐根通过检查 凡内径规 通不过者 应视为不合格套管 套管通径规直径API标准 28 套管通径规应为圆轴 其尺寸大小有如下要求 套管内径d In 英寸 通径规通径规直径 长度 In 英寸 厚度 Mm 毫米 In 英寸 Mm 毫米 16 d 20
13、12 10 0076 11 9888 d 3 16 d 4 7625 9 5 8 d 13 3 8 12 10 0076 11 9888 d 5 32 d 3 96875 4 1 2 d 8 5 8 6 8 001 10 0076 d 1 8 d 3 175 29 二 下套管作业程序 套管的使用与维护 30 l 在搬运套管时避免野蛮装卸 以免损伤螺纹或使管子本体出现凹痕 受损螺纹会出现泄露或开裂 凹痕会降低管子的抗外挤强度 l 套管装卸运输时应戴上护丝 外螺纹的护丝要到准备对扣时才能去 除 l 不要将套管直接堆放在地面 钢质或混凝土地板上 建议套管最下层 离地面的高度不小于0 5米 以免套管受
14、潮或生锈 l 为了检查和装卸的安全和方便起见 套管的堆叠高度不应高于3米 套管在钻机上的堆叠高度不应超过5层 套管的使用与维护 31 l 套管螺纹上紧前需彻底清洗螺纹并仔细检查螺纹 l 在对扣之前 将螺纹脂充分地涂敷在整个内外螺纹区 l 在对扣时 仔细下入套管 以免碰伤螺纹 垂直对扣最好借助对扣台 上的人来完成 对扣后应首先缓慢旋转套管以确保螺纹正确旋合 没 有螺纹错扣 l 如果套管上端在上紧时有过分晃动的现象 说明螺纹可能与套管轴线 不在一条直线上 应降低转速防止螺纹磨损 现场常见问题及原因 32 l 套管外表面锈蚀 主要由于防锈油涂刷不匀或防腐层脱落所致 l 护丝脱落 主要由于护丝未上紧或
15、运输时撞掉 l 螺纹生锈 磕碰 主要由于防锈油未涂到位及护丝脱落所致 l 管子运输过程中碰伤 l 管子存放时压出凹坑 下套管作业程序 33 1 1 套管送井前的准备 l外观检查 标记应 清晰 否则应查清 钢级 l外径及壁厚检查 其表面刻痕深度不 得超过名义壁厚的 12 5 其外径 壁 厚 重量公差标准 见右表 下套管作业程序 34 1 套管运输船到达钻井平台后 应在天气适宜的情况下吊 卸套管 2 套管吊上平台后依据入井次序的钢级 重量 螺纹类型排 列 后入井的放下层 先入井的放上层 3 外观检查 凡凹陷 刻痕的深度超过名义壁厚的12 5 不 能入井 4 螺纹检查 清洗公母螺纹 不应有明显伤痕
16、密封面完 好 入井时需要涂密封锁紧脂的公母扣 必须用般土粉清 洗 5 通内径 通径规标准按表6一12 B 要求 注意保护螺纹 对靠金属锥面和端面密封的螺纹如VAM NK 3SB NS CC等 在通内径时 要采取螺纹保护措施 不能卸掉母 护丝 2 2 套管现场准备 下套管作业程序 35 2 2 套管现场准备 6 有问题的套管 变形 钢级不一 丝扣损伤或不一做上明显的 标 志 并告知钻井监督 7 现场对原有的丝扣油进行清洗 清洗剂采用酒精 甲醇 三氯 甲烷 不能使用柴油 煤油作为清洗剂 因残留丝扣内的清洗剂 会稀释套管丝扣油 8 入井时需要涂密封锁紧脂的公母扣 必须用般土粉清洗 9 套管丈量精度0 01m 要测绘两遍 及时与套管本体上的套管长 度 含扣长 比较 有问题反复核准 10 套管记录数据 厂家 尺寸 扣型 钢级 标重 特殊特 征 单根长度 11 丈量单根套管长度及编号 并核定送井套管数量 编制入 井套管程序表 下套管作业程序 36 3 套管的排序 丈量等注意事项 1 甲板场地套管排序大小由中间向两边 以坡道为中心 原则上 不超过六层 防止套管因挤压而变形 摆放多层套管时 上下层 垫
