J55石油套管，N80石油套管，L80石油套管石油套管，銷售熱線；15132782988，劉經(jīng)理，石油專用管主要用于油、氣井的鉆探及油、氣的輸送。它包括石油鉆管、石油套管、抽油管。石油鉆管主要用于連接鉆鋌和鉆頭并傳遞鉆井動(dòng)力。石油套管主要用于鉆井過程中和完井后對(duì)井壁的支撐，以保證鉆井過程的進(jìn)行和完井后整個(gè)油井的正常運(yùn)行。抽油管主要將油井底部的油、氣輸送到地面，石油套管是維持油井運(yùn)行的生命線。由于地質(zhì)條件不同，井下受力狀態(tài)復(fù)雜，拉、壓、彎、扭應(yīng)力綜合作用作用于管體，這對(duì)套管本身的質(zhì)量提出了較高的要求。一旦套管本身由于某種原因而損壞，可能導(dǎo)致整口井的減產(chǎn)，甚至報(bào)廢。按鋼材本身的強(qiáng)度套管可分為不同鋼級(jí)，即J55、K55、N80、L80、C90、T95、P110、Q125、V150等。井況、井深不同，采用的鋼級(jí)也不同。在腐蝕環(huán)境下還要求套管本身具有抗腐蝕性能。在地質(zhì)條件復(fù)雜的地方還要求套管具有抗擠毀性能。強(qiáng)韌化熱處理工藝 27MnCrV是生產(chǎn)TP110T鋼級(jí)石油管套的新型鋼種，常規(guī)生產(chǎn)TP110T鋼級(jí)石油管套鋼種是29CrMo44和26CrMo4。相對(duì)于后兩者，27MnCrV含有較少的Mo元素，可以降低生產(chǎn)成本。然而采用正常的奧氏體化淬火處理工藝生產(chǎn)27MnCrV后存在明顯的高溫回火脆性，造成沖擊韌性偏低且不穩(wěn)定，解決此類問題通常采用兩種方法處理：一是采用回火后快速冷卻的方法避免高溫脆性，獲取韌性、二是亞溫淬火法通過鋼種的不完全奧氏體化以有效地改善有害元素及雜質(zhì)，提高韌性。*種方法，對(duì)熱處理設(shè)備要求相對(duì)嚴(yán)格，需要添加額外成本。27MnCrV鋼的AC1=736℃，AC3=810℃，亞溫淬火時(shí)加熱溫度在740-810℃之間選取。亞溫淬火選取加熱溫度780℃，淬火加熱的保溫時(shí)間15min;淬火后回火選取溫度630℃，回火加熱保溫時(shí)間50min。由于亞溫淬火在α+γ兩相區(qū)加熱，在保留部分未溶解鐵素體狀態(tài)下進(jìn)行淬火，在保持較高強(qiáng)度的同時(shí)，韌性得到提高。解決此類問題通常采用兩種方法處理：一是采用回火后快速冷卻的方法避免高溫脆性，獲取韌性。、二是亞溫淬火法通過鋼種的不完全奧氏體化以有效地改善有害元素及雜質(zhì)，提高韌性。*種方法，對(duì)熱處理設(shè)備要求相對(duì)嚴(yán)格，需要添加額外成本。27MnCrV鋼的AC1=736℃，AC3=810℃，亞溫淬火時(shí)加熱溫度在740-810℃之間選取。亞溫淬火選取加熱溫度780℃，淬火加熱的保溫時(shí)間15min;淬火后回火選取溫度630℃，回火加熱保溫時(shí)間50min。由于亞溫淬火在α+γ兩相區(qū)加熱，在保留部分未溶解鐵素體狀態(tài)下進(jìn)行淬火，在保持較高強(qiáng)度的同時(shí)，韌性得到提高，同時(shí)低溫淬火較常規(guī)溫度低，減小了淬火的應(yīng)力，從而減小了淬火的變形，這樣保證了熱處理的生產(chǎn)的順利操作，而且為后續(xù)的車絲加工等提供了很好的原料，目前該工藝在天津鋼管的管加工廠已得以應(yīng)用，質(zhì)保數(shù)據(jù)表明，熱處理后的鋼管屈服強(qiáng)度Rt0.6在820-860MPa，抗拉強(qiáng)度Rm在910-940MPa，沖擊韌性Akv在65-85J間，抗毀性能100%合格。數(shù)據(jù)表明，27MnCrV鋼管已是相當(dāng)?shù)母咪摷?jí)石油套管，另一方面也表明了亞溫淬火工藝是鋼制品生產(chǎn)中避免高溫脆性時(shí)的一種極好方法。石油套管是一種大口徑管材，起到固定石油和天然氣油井壁或井孔的作用。套管是插入井孔里，用水泥固定，以防止井眼隔開巖層和井眼坍塌、并保證鉆探泥漿循環(huán)流動(dòng)，以便于鉆探開采。在石油開采過程中使用的不同類型的套管：表層石油套管-保護(hù)鉆井，使其避免受淺水層及淺氣層污染，-支撐井口設(shè)備并保持套管的其他層重量。技術(shù)石油套管-分隔不同層面的壓力，以便鉆液額度正常流通并保護(hù)生產(chǎn)套管。-以便在鉆井內(nèi)安裝反裝置、防漏裝置及尾管。油層石油套管-將石油和天然氣從地表下的儲(chǔ)藏層里導(dǎo)出。-用于保護(hù)鉆井，將鉆探泥漿分層。石油套管生產(chǎn)時(shí)，外徑通常為114.3毫米到508毫米，網(wǎng)站；zbfx0325yytl.cn石油套管扭矩，研究了特殊扣石油套管接頭上扣扭矩的構(gòu)成,利用厚壁圓筒理論,推導(dǎo)了特殊扣石油套管接頭上扣扭矩的計(jì)算方法,確定了螺紋牙徑向過盈量,分析了螺紋脂摩擦因子對(duì)上扣扭矩的影響。結(jié)果表明,在螺紋過盈量一定的情況下,所用螺紋脂的摩擦因子越大,螺紋牙徑向過盈扭矩所占總扭矩的比值越大,并逐漸趨于一定值。在進(jìn)行特殊扣接頭加工時(shí),應(yīng)優(yōu)化公差配合,優(yōu)先保證密封結(jié)構(gòu)的加工精度和表面粗糙度,并注重螺紋脂的選擇。利用本文給出的計(jì)算方法,可以較好地估算特殊扣接頭的上扣扭矩。

　　關(guān)鍵詞：套管接頭; 特殊螺紋; 上扣扭矩; 有限元

　　隨著油氣勘探技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,深井、超深井、高腐蝕油氣井的數(shù)量逐漸增多,對(duì)石油套管接頭提出了更高的要求,傳統(tǒng)的API螺紋接頭面臨諸多挑戰(zhàn)[1-2]。與普通的API螺紋接頭相比,特殊扣石油套管接頭具有相當(dāng)于管體本身的抗拉強(qiáng)度、優(yōu)良的密封穩(wěn)定性以及更好的抗腐蝕能力,已被廣泛使用[3-4]。為了保證石油套管接頭的連接強(qiáng)度和密封性能,對(duì)上扣扭矩要嚴(yán)格控制:既要保證總扭矩在合理的范圍內(nèi),又要使扭矩在螺紋、密封面、臺(tái)肩上得到合理分配。然而特殊扣石油套管接頭的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,不同于標(biāo)準(zhǔn)的API螺紋接頭,因此至今沒有給出統(tǒng)一的上扣扭矩計(jì)算公式。在對(duì)石油套管接頭進(jìn)行分析時(shí)主要采用全尺寸試驗(yàn)法[5]和有限元法[6-7],相關(guān)的理論分析較少。本文結(jié)合厚壁圓筒線彈性理論、二維軸對(duì)稱有限元法和API扭矩臺(tái)肩上扣扭矩計(jì)算方法,建立了石油套管接頭的上扣扭矩計(jì)算公式。

　　1套管接頭上扣扭矩分析

　　特殊扣石油套管接頭由接箍和管體兩部分組成,如圖1所示。為了滿足一定的密封性能,在接頭端部設(shè)有錐面對(duì)錐面的金屬密封和扭矩臺(tái)肩,扭矩臺(tái)肩一般采用逆向結(jié)構(gòu),除了起輔助密封作用外,還起過載保護(hù)的作用。連接螺紋采用錐管螺紋,螺紋長(zhǎng)度為L0。螺紋主要起連接作用,在設(shè)計(jì)螺紋牙時(shí)主要考慮連接強(qiáng)度。本接頭采用的螺紋結(jié)構(gòu)見圖2。為了防止松扣以及跳扣現(xiàn)象[8],使套管接頭能夠承受相當(dāng)于管體的抗拉強(qiáng)度,采用鉤型螺紋牙(螺紋的承載角為負(fù)值)。由于承載角過小不易加工,采用-3°承載角;為了改善螺紋牙接觸應(yīng)力,防止多次上扣發(fā)生黏扣現(xiàn)象,螺紋錐度設(shè)置為1∶16,中徑線與軸向的夾角為γ;接箍的螺紋牙齒高大于管體螺紋牙齒高,上扣完成后接箍的齒頂與管體的齒底過盈配合,接箍的齒底和管體的齒頂具有一定間隙,降低螺紋的應(yīng)力集中。

　　螺紋的導(dǎo)向面主要起到引扣的作用,接箍的齒頂和管體的齒底接觸長(zhǎng)度為HJ,螺距為P;螺紋的承載面承受密封面和扭矩臺(tái)肩的軸向載荷,以及工作環(huán)境下管體自重引起的軸向拉力。

　　為了保證接頭的連接完整性和密封完整性,在彈性范圍內(nèi)應(yīng)選取較大的密封面徑向過盈量和扭矩臺(tái)肩軸向過盈量,通過有限元分析,密封面的徑向過盈量δm大為0.35 mm,扭矩臺(tái)肩軸向過盈量δt大為0.11 mm。

　　3.2螺紋牙徑向過盈量

　　為了保證石油套管接頭的連接性能,保證接頭的結(jié)構(gòu)完整性,需要一定的螺紋牙徑向過盈量,普遍認(rèn)為螺紋牙徑向過盈扭矩T1占總上扣扭矩TD的20%左右,因此,要合理控制螺紋牙徑向過盈量,本文將該比值控制在18%～22%。

　　螺紋牙徑向過盈量主要受上扣圈數(shù)、螺紋錐度、中徑尺寸偏差等因素影響,圖10示出了螺紋牙徑向過盈量為0～0.24 mm時(shí),總上扣扭矩TD以及T1與TD比值的變化情況。

　　從圖10中可以看出,隨著螺紋牙徑向過盈量的增加,總上扣扭矩線性增長(zhǎng),螺紋牙徑向過盈扭矩與總上扣扭矩的比值增長(zhǎng)較快,說明螺紋牙徑向過盈量對(duì)總上扣扭矩有著重要影響,為了使該扭矩比值在18%～22%,螺紋牙徑向過盈量應(yīng)在0.11～0.14 mm。

　　3.3螺紋脂摩擦因子