天津钢管TPCO套管特殊螺纹连接介绍.docx

《天津钢管TPCO套管特殊螺纹连接介绍.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天津钢管TPCO套管特殊螺纹连接介绍.docx（21页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、天津钢管集团有限公司1、开发背景2、TP-CQ.TP-FJTP-NF特殊螺纹概述3、特殊螺纹接头的测量和检验规范4、可供钢管的尺寸5、使用业绩6、套管的运输、装卸及储存7、套管的下井使用8、评价试验情况9、TPCo今后特殊扣套管的开发方向及计划1、 开发背景在石油天然气勘探开发中，尤其是深井、超深井、高压气井、定向井的开发和复杂的地层结构，对石油套管的使用性能提出了更高的要求。具有AP1.标准螺纹连接形式的套管，如短园螺纹、长园螺纹和偏梯形螺纹套管，在许多情况下难以满足生产需求，所以国外开发出各种类型的特殊螺纹连接。这些特殊螺纹连接以其可靠的气密封性能、较高的连接强度、良好的抗粘扣性能，受到油

2、田的普遍欢迎。但在应用中也带来了相关的问题，如：进口成本较高、交货周期长；维修及附件加工困难等。这些都限制了特殊扣套管的使用。在这种形势下，天津钢管集团有限公司与长庆油田合作，开发出具有自主知识产权的套管特殊螺纹连接一一TP-CQ特殊螺纹接头。由于地质复杂的井况，存在多套压力体系，必封点较多，要求下多层套管。如果选用API规格套管，管柱与井壁之间的环空间隙小或者没有，如果用内、外平套管（TP-FJ）,在保证各项性能指标的情况下，可以扩大环空间隙，确保多层套管下井成功。2004年天津钢管集团有限公司和塔里木油田公司合作，开发生产了8-18TP140钢级直连型套管，并在羊塔克502井一次下井成功。

3、中石化南方勘探公司川东区块的井况复杂，如果选用API规格套管，管柱与井壁之间的环空间隙小或者没有，如使用直连套管连接强度又达不到设计要求，为了保证管柱的连接强度和与井壁间一定的环空间隙，天津钢管集团有限公司专门为南方公司开发生产了10-3/4TP-NF套管，并成功下井两2、 TPCQ、TPFJ、TP-NF特殊螺纹概述2.1、TP-CQTPNF特殊接头TP=天津钢管集团有限公司CQ=中国石油天然气总公司长庆油田NF=近似平2.1.1、 采用接箍连接.：接头由螺纹和锥形密封面组成，螺纹齿型基于AP1.偏梯形螺纹，过盈的密封面提供气密封能力。2.1.2、 TP-NF套管的接箍尺寸要比同规格的TP-C

4、Q套管接箍尺寸相应减小。该品种套管是根据用户要求特别设计生产的，适应特殊井况。AP1.偏梯螺纹金属-金属密封负角度的扭矩台 肩102.1.3、 螺纹过盈设计：螺纹过盈圈数小于AP1.偏梯形螺纹，上扣后接箍外表面环向应力低2.2、TP-FJ特殊接头接头内外齐金属金属密封，密封可靠TP=天津钢管集团有限公司FJ二平整连接2.2.1、 结构优点接头与管体内外齐平，提供最大的间隙金属金属密封提供良好的密封性能2.2.2、 不足之处由于结构的限制，连接效率约为50%或以上（视具体规格而定）（连接效率=接头连接强度/管体屈服强度）。作为钻井尾管使用时，接头连接强度满足使用要求3、特殊螺纹接头的测量和检验规

5、范3.1 特殊扣的基本参数TP-CQ基本参数表：1每英寸牙数5螺纹锥度1:16公端螺纹齿高0.062in接箍螺纹齿高0.070in螺纹承载面角度3螺纹导入面角度10密封面锥度（直径上）1:10；1:6扭矩台肩角度-154-12in128.0mm5inmm5-1/2in157.0mm接箍外径,W7in196.0mm7-5/8in215.9mm9-58in269.9mm9-78in277.0mm10-34i293.45mm4-12in254.0mm5in267.0mm5-1/2in272.0mm接箍长度,N1.7in304.0mm7-5/8in306.0mm9-58in322.0mm9-78in3

6、22.0mm10-34i322.0mmTP-FJ基本参数表：2每英寸牙数5螺纹锥度1:16螺纹齿高0.062in10-3/4的母端齿高：0.070in螺纹承载面角度3螺纹导入面角度10密封面锥度（直径上）1:10；1:6扭矩台肩角度10-3/4：-15；其余：0TP-NF基本参数表：3每英寸牙数5螺纹锥度1:16公端螺纹齿高0.062in接箍螺纹齿高0.062in螺纹承载面角度3螺纹导入面角度10密封面锥度（直径上）1:6扭矩台肩角度0接箍外径,W10-3/4in281.0mm接箍长度,N1.10-3/4in280.0mm3.2 、外观检查3.2.1、螺纹的外观检查螺纹的夕卜观检查执行AP1.

7、SPECSTD5Bo3.2.2、密封面的外观检查特殊接头套管的密封面结构如下图，各部位的外观检查验收标准见表4o公端母端特殊接头的密封面特殊接头套管的密封面外观检验验收标准表：4部位外观检查验收标准A轻微的凹坑、麻点、划痕可接受。锈蚀可用细砂纸修磨。B+E所有破坏密封面连续性的缺陷，如：凹坑、麻点为不合格。用抛光布可去除的轻微划痕和轻微锈斑，抛光后为合格。C+F轻微的凹坑、麻点、划痕可接受。锈蚀可用细砂纸或抛光布修磨。该部位较轻的碰伤可用油石和细砂纸修磨。碰伤应修钝D+G轻微的凹坑、麻点、划痕可接受。锈蚀可用细砂纸或抛光布修磨。该部位较轻的碰伤可用油石和细砂纸修磨。碰伤应修钝。3.3、接头的测

8、量和检验3.3.1、螺纹单项参数TP系列特殊扣接头，螺纹单项参数的测量方法执行AP1.SPECSTD5Bo除螺纹齿高，螺纹单项参数的尺寸及公差执行AP1.SPECSTD5B标准中偏梯形螺纹的要求。3.3.2紧密距使用AP1.偏梯形螺纹环规和塞规检验特殊扣接头（特殊规格及TP-NF套管使用中径规），检验方法示意如图。AP1.工作环规端面至套管管端的距离为公端紧密距，AP1.工作塞规盘外端面至接箍端面的距离为接箍紧密距。特殊螺纹连接的紧密距T：塞规盘厚，mmA：手紧紧密距,5.08mmP1：工作环规的互换紧密距数值，mmS1：工作塞规的互换紧密距数值，mmS：合格的校对塞量规的配对紧密距数值，mm

9、3.3.4、 密封面直径的测量公端和母端密封面直径的测量应使用天津钢管集团有限公司特制的专用量具。密封面直径的测量如下图。3.3.4.1、 公端密封面直径测量步骤测量前，量具应采用相应规格的校对标块进行标定调零。使定位块紧贴管端。固定触头保持不动，指示表上的触头作小圆弧摆动，记录下指示表的最大读数；使量具转动一定角度（一般为90）,重新测量，记下指示表的最大读数。读数的最大偏差和最小偏差的平均数即为该螺纹的密封径偏差。3.3.42、母端密封面直径测量步骤装好合适的加长臂，使之与待测螺纹的规格相适应，将两个触头紧靠内台肩。固定触头保持不动，活动触头作小圆弧摆动，记录下指示表的最大读数；使量具转动

10、一定角度（一般为90）,重新测量，记下指示表的最大读数。读数的最大偏差和最小偏差的平均数即为该螺纹的密封径偏差。密封面直径的测量335、密封面椭圆度密封面直径应使用天津钢管集团有限公司特制的专用量具测量，在同一截面周向旋转量具，找出最大密封直径和最小密封直径，二者的差即为密封面椭圆度。密封面椭圆度=最大密封直径-最小密封直径。4、现供钢管的尺寸2005年，我公司特殊接头套管供货量为2.8万吨，2006年上半年已生产14856吨，规格包括4-1/210-3/4，壁厚包括9.1726.24mm,最高钢级为TPMOVo具体规格品种见下表：外径钢级接头类型外径*壁厚（mm）4-1.2inTP110SS

11、TP-CQ114.3*8.565inTP1.1.OTP-CQ127.00*12.145-1.2inJ55,N80QTP110NC-3CrTP-CQ139.7*9.177inTP1.IOSS,TP1.IOTSSTP-CQ177.80*10.36、11.517-5/8inTP1.10SS,TP1.IOTSTP1.IOTSSTP-CQ193.68*12.709-5/8inTP95S、SS,TP95TSTP1.IOTSS,TP140VTP-CQ244.48*11.05244.48*11.0510-34inTP95SS,TP95TSTP-CQ273.05*12.575inTP1.1.OTTP-FJ127

12、.00*11.105-58inTP140VTP-FJ142.88*12.135-3/4inTP95,TP95SSTP-FJ146.05*12.346-1/4inTP140VTP-FJ158.75*13.007-5/8inTP1.IOTSSTP-FJ193.68*12.708-1/8inTP140VTP-FJ206.38*13.5、16、17.2510-34inTP140VTP-FJ273.05*13.84、26.2410-34inTP110TSTP-NF273.05*12.57、13.84序号井号规格(mm)钢级扣型井深(m)油田名称1S116-1273.05*26.24TP140VTP-FJ

13、5337西北局2S106-154613S106-254034S114-152535S115-253086S1.19-352417塔深1井273.05*13.84206.38*13.50TP140VTP-FJ546068008YM322273.05*26.24TP140VTP-FJ4849塔里木9G24-5177.8*9.19177.8*10.36N80TP80STP95SP1.1.OTP-CQ3211.5长庆油田10406333704.211Y28-23832.1412Y31-13673.1213G22-233917.2814G36-194098.3715老君1273.05*12.57TP10

14、0SSTP-NF3423南方公司16龙8273.05*12.57TP100SSTP-NF229017大湾2273.05*12.57TP95STP-CQ185818毛坝4244.48*11.99TP95STP-CQ252519丁山1井193.68*12.7TP1.IOTSSTP-CQ362720普光5273.05*12.57TP95TSSTP-CQ3345.6321普光6244.48*11.99TP110TSTP-CQ3467.5622普光7146.05*12.34193.68TP95STP1.IOTSSTP-FJ5830184823普光9177.8*11.51TP110TSTP-CQ63892

15、4金鸡1193.68*12.70TP110SSTP-CQ3176.525双庙1井146.05*12.34177.8*11.51TP95STP-FJTPCQ318()26石深1177.8*11.51TP1.1.OSTP-CQ4096西南局27黑池1井273.05*12.57TP95TSTP-CQ3387胜利油田28腰深1井244.48*11.99P1.1.OTP-CQ3544.39中石化东北项目部29梨深1井244.48*11.99P1.1.OTP-CQ350730库5-8177.8*9.19P1.1.OTP-CQ2943.03北京华油以上是我公司特殊接头套管的部分使用情况，主要是公司新产品和高

16、技术含量的产品，以防硫、抗挤毁、高强度高韧性的TPCQ、TP-FJ.TP-NF特殊扣套管为代表。套管入井深度范围为：18586800米。套管在井上总体使用情况良好，主要表现在易认扣，不易错扣、抗粘扣能力强，易拧接、无余扣。用户评价较好。6、 套管的运输、装卸及储存6.1、 运输通常，AP1.管材，尤其是螺纹，是经过精密加工制造的，因此要小心装卸。并且不论是新的，或用过的，或修复的都应带好护丝才能装卸。卡车运输时，所有带接箍端应装在卡车同一端。6.2、 装卸 在装卸前，护丝应拧紧。不要采用抛掷的方式卸车。 应避免野蛮装卸，防止损伤螺纹或产生管体凹陷或压痕。 螺纹损伤可能会造成泄露。凹陷或不圆会降

17、低管子的挤毁强度 抗硫和CRA（耐蚀合金）材料需要特别小心的装卸，应避免与邻近的管子或其它物体碰撞间剧烈的撞击，使得这些材料变得对硫化氢应力腐蚀断裂敏感。 人工卸货时，使用麻绳控制管子。 当用垫木滚下管子时，平行于管子堆垛滚动管子。 不允许管子聚集冲击或撞击管端。因为尽管有护丝，仍有损坏螺纹的危险存在。 当管子在搁物架上滚动时，保持管子平行。不允许管子集中冲击或撞击管端6.3、存储 不要将管子直接堆放在地面、钢轨、钢板或水泥地面上。 为避免潮湿或污染，第一层管子距地面的距离不得小于18ino 为防止管子弯曲或螺纹损坏，管子应放在间隔适当的支架上。 枕木应放在同一平面上，并应保持合适的水平度。

18、为避免接箍承受载荷，应在管子各层之间放置木条作为间隔物。要求每层至少有3处放置隔离木条。 为防止管子弯曲，隔离木条应垂直于管子排放，并上下对正。 在每层中，管子交错排列时，相邻管子的错开量应约为一个接箍长度。 为了安全，并易于检验和装卸，管子堆放高度不得超过IOft（3m）。在钻机旁堆放的管子不得超过5层。 螺纹部分应一直戴上护丝。不慎把套管拖入泥土中应重新清洗螺纹7、 套管的下井使用7.1、 清洗下套管前公母扣可利用蒸汽、高压水或溶剂等清洗，保证螺纹及密封面部位无异物。管内有污垢时，视需要利用压缩空气从母端向公端吹扫。7.2、 通径检查及长度测量应将通径头放入母端，由母端向公端进行通径，以避

19、免损伤螺纹、密封面及台肩。套管有效长度（1.E）二套管全长（1.T）-上扣损失长度（1.M）上扣损失长度,-套管全长，-套管有效长度,7.3、 上扣前的螺纹外观检查应在管架上对所有的螺纹进行外观检查，如有损伤应剔除。7.4、 检查附件下套管应首先检查所有的附件如：转换短节、浮鞋、浮箍、分级箍、悬挂器、吊卡等。由于这些附件来自不同的制造厂家，应仔细检查附件是否符合使用要求。7.5、 从管架吊运套管至井台管子吊运至井台过程中，应始终带上护丝；小心操作避免套管碰撞井架或其他设备。7.6、 将套管提升到垂直位置时，卸下护丝，应用棉布擦拭干净螺纹。7.7、 涂丝扣油丝扣油应涂抹均匀并覆盖整个螺纹；涂油后

20、螺纹的轮廓应可见，过多的涂丝扣油并非有利。PIN公端涂油BOX母端涂油7.8、 直连型套管对于直连型套管应首先在井台下人工把提升短节（现设计只能提升1支套管）拧紧到母端上；在下井过程中应使用上、下气动卡盘+安全卡瓦对该套管进行下放。7.9、 对扣 对扣和初始螺纹的啮合是下特殊扣套管非常重要的方面。 对扣前，套管必须处在正确的位置并且可以完全控制其移动。 套管必须在母端之上与之真正地对中。 套管的移动和摇晃应控制在最小可能的范围内 当套管稳定在正确定位后，缓慢地下放套管以避免螺纹和密封面损伤。 当公端密封面与接箍端面齐平时，应非常缓慢地下放公端进入母端。上述过程将保证公端螺纹的导入侧与母端螺纹的

21、导入侧对中并减少可能的错扣。7.10、 拧接操作推荐使用带扭矩图形显示和控制系统的液压大钳，大钳应能以最小3rpm转速操作液压大钳拉力传感器拉绳应与力臂成908、 评价试验8.1、 TP-CQ接头的评价试验接头具有气密封能力是特殊扣接头的主要特点之一。为了验证接头的气密封性，使用!作为压力介质，按APIRP5C5和TGRC（中国石油天然气总公司石油管材研究所）评价试验程序进行密封验证试验。8.1.1、 试验项目以177.8*9.19mmTP110H规格为例上卸扣试验、最终封端内压循环和热循环试验、（拉伸+弯曲+内压）下的气密封试验、内压至失效试验、拉伸至失效试验、过扭矩试验。8.1.2、 试验

22、结果上卸扣试验：最大扭矩3上2卸，未见粘扣。最终封端内压循环和热循环试验：在试验温度为177、试验压力为61.4MPa和在试验温度为室温、试验压力为77.2MPa条件下，并按试验方法规定循环，均未发生泄露现象。(拉伸+弯曲+内压)下的气密封试验：弯曲=5，10，1630.48m；气体压力=47.4MPa；等效应力(VME)=85%的材料屈服强度时，未见泄露。内压至失效试验：最小设计值：64.9MPa,实际试验值：min=110.9MPa0拉伸至失效试验：最小设计值：3634KN,实际试验值：min=4419KNo过扭矩试验：按最大上扣扭矩的1.25、1.50、2.0倍设定，经过3次上、卸扣，未

23、见粘扣。8.2、 TP-FJ接头的评价试验8.2.1、 试验项目以206.38*16mmTP140V规格为例上卸扣试验、滑脱试验、管体抗挤毁试验、密封试验822、试验结果 上卸扣试验：最大扭矩3上2卸，未见粘扣。 滑脱试验：接头连接强度1443Kips,从母端尾部断裂，断口为45塑性断口。 管体抗挤毁试验：试验最小值：19243Psi,管体未挤毁。 密封试验：打水压至19500psi,保压：10分钟；无泄露。8.3、 TP-NF接头的评价试验8.3.1、 试验项目以273.05*12.57mmTP100SS规格为例上卸扣试验、滑脱试验、密封试验8.3.2、 试验结果 上卸扣试验：最大扭矩3上2卸，未见粘扣，后做密封试验。 滑脱试验：接头连接强度1436Kips,从公端螺纹退刀槽处断裂。 密封试验：温度177时，打水压至6657psi;室温时，打水压至7818PSi均无泄露。9、TPCO今后特殊扣套管的开发方向及计划 继续巩固和提高TP-CQ、TP-FJ.TP-NF特殊接头的各项性能指标。 开发生产MaX特殊扣接头，以满足更加复杂的井况。 根据用户需求，可生产大螺距系列套管。总之，TPCO将一如既往地集用户所需、集用户所用，不断创新，更快、更好地开发出用户所需产品。