油井管实物评价技术讲座

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,中国石油管材研究所,TUBULAR GOODS RESEARCH CENTER OF CNPC,*,西安,产业为标 科技为本 服务为魂 油田为根,油井管实物评价技术,韩新利,技术监督中心主任,13571956906,1,油井管发展历史简要回顾,油井管技术标准综述,油井管实物评价必要性及目的,油井管实物评价技术发展历史,油井管实物评价技术简要介绍,小结,内容提要,2,油井管发展历史回顾,国外（美国）油井管发展历史,专利文献,我国油井管发展历史,油井管检验及失效分析,3,1962,年以前,专利文献很多，很杂,API SPEC 5B,包含标准螺纹,1962,1989,年,专利文献趋于集中,对,API,标准螺纹性能研究,1989,年至今,对,API,标准螺纹性能研究很少,特殊螺纹进一步集中,国外油井管发展历史,4,70,年代以前,进口前苏联油井管,采用苏联标准,(GOST),70,80,年代,国产化开始（冶金部）,采用苏联标准（套管设计方法）,80,年代,1996,年,采用,API,标准,特殊螺纹试验,国产化起步,国内油井管发展历史,5,1996,年,2000,年,国产,API,螺纹油井管技术趋于成熟，质量欠稳定,国产特殊螺纹接头开始起步,进口油井管仅局限于特殊钢种和特殊螺纹接头,2000,年今,国产,API,螺纹油井管技术成熟，质量逐步稳定,特殊螺纹开发具有实质性进展，并开始批量使用,特殊钢种国产化也开始起步,6,油井管发展历史简要回顾,油井管技术标准综述,油井管实物评价必要性及目的,油井管实物评价技术发展历史,油井管实物评价技术简要介绍,小结,内容提要,7,油井管技术标准综述,油、套管技术标准包括,API,系列：,API SPEC 5CT,，,API SPEC 5B,，,API RP 5C1,，,API BUL 5C2,，,API BUL 5C3,，,API BUL 5C4,，,API RP 5C5,，,API RP 5A3,。,国标及行标系列：,GB,T9252.2,，,GB,T18052,（,5B,），,GB,T19830,（,5CT,）,SY,T5199,（,5A3,），,SY,T5989,，,SY,T5990(,国外套管订货技术条件），,SY/T6194,（,5CT,），,SY,T6128,（,5C5,）,国际标准系列：,ISO11960,（,5CT,），,ISO13678,（,5A3,），,ISO13679,（,5C5,）,8,钻具及构件技术标准包括,API,系列：,API SPEC 5D,，,API SPEC 7,，,API RP 7A1,国标及行标系列：,GB,T9253.1,，,SY,T0544,（内涂层）,SY,T5051,（钻具稳定器），,SY,T5144,（钻铤），,SY,T5146,（加重钻杆），,SY,T5200,（转换接头），,SY,T5290,（钻杆接头），,SY/T5987,（国外钻杆订货技术条件），,SY,T5198,（,7A1,），,SY,T6407,（,7,）,国际标准系列：,ISO11961,（,5D,），,ISO13678,（,7A1,）,9,API SPEC 5CT,（,ISO11960,，,GB,T19830,，,SY/T6194,）规定了油、套管及附件的交货技术条件，为产品标准；,API SPEC 5B,（,GB,T18052,）规定了,API,螺纹参数及检验方法，保证油、套管的互换性；,API RP 5C1,规定了油、套管的维护和使用指南；,API RP 5A3,规定了螺纹脂的要求及检验方法；,10,API BUL 5C3,给出了油、套管的性能计算公式；,API BUL 5C2,给出了由,API BUL 5C3,公式计算出的油、套管的最低使用性能；,API BUL 5C4,给出了由,API BUL 5C3,公式计算出的圆螺纹油、套管在内压、拉伸和弯曲复合加载条件下的最低使用性能；,API RP 5C5,规定了油、套管接头的试验方法，结合,API RP 5A3,要求，综合检验油、套管能否达到规定最低使用性能。,API RP 5C5,的第,3,版与,ISO13679,完全相同。,11,API SPEC 5D,（,ISO11961,）给出了钻杆规范；,API SPEC 7,（,SY,T6407,）给出了钻柱构件规范,API RP 7A1,（,ISO13678,，,SY,T5198,）给出了钻具螺纹脂规范,SY,T5051,给出钻具稳定器规范，,SY,T5144,（钻铤），,SY,T5146,（加重钻杆），,SY,T5200,（转换接头），,SY,T5290,（钻杆接头），,12,油井管发展历史简要回顾,油井管技术标准综述,油井管实物评价必要性及目的,油井管实物评价技术发展历史,油井管实物评价技术简要介绍,小结,内容提要,13,符合性与适用性不同,检验与使用不同,油井管柱设计验证及正确选择,油井管质量控制,保证油井管的使用性能,实物评价必要性,14,15,西部某油田在下入日本某厂生产的,API,套管时，发生掉井事故，后对剩余套管取样，进行滑脱试验，结果发现，,3,个试样的平均滑脱载荷刚好达到规定值，其中两个试样的滑脱载荷未达到规定值。,16,辽河油田,80,年代末,90,年代初出现了大面积的热采井套损，通过对工况调查，制定了套管柱设计评价方案，对套管性能进行了评价。在众多的特殊螺纹接头中，选择了,NSCC,。,在试验的,19,口井中，油井安全生产寿命（单井吞吐次数）至少比过去增加了,3,倍以上。,17,柯深,101,井完钻井深,6850,米，目的层地层压力超过,130,兆帕，温度达到,150,，关井压力,94,兆帕，井口油压,43.5,兆帕，井身结构采用,13-9-7-5,。,通过对,7,套管柱设计进行强度校核，并对拟选套管接头密封性进行全尺寸试验，提出了柯深,101,井用套管技术条件，保证了套管柱安全可靠性，取得了很好的效益。,类似例子还有：,大北一井、依南,4,井、乌深一井等,18,符合性与适用性统一,油井管的正确选择,油井管柱设计验证,油井管质量控制,实物评价目的,19,油井管发展历史简要回顾,油井管技术标准综述,油井管实物评价必要性及目的,油井管实物评价技术发展历史,油井管实物评价技术简要介绍,小结,内容提要,20,API RP 5C5,（油、套管接头评价方法）,API RP 37(1,st,),API RP 37(2,nd,),API RP 5C5(1,st,),API RP 5C5(2,nd,),1958,年,1980,年,1990,年,1996,年,试验周期缩短,试验分级,规定试样长度及组合,试验方法细节,增加试验项目,增加模拟井况,针对美国南部,高压油气井,各油公司评价方法的优点,21,90,年代中期,国际标准化组织,着手制定油井管柱设计验证评价标准,API RP 5C5,2002,年底,石油天然气工业,-,套管和油管试验程序,ISO13679,第,1,版,密封包络线和强度包络线的概念,推荐了特殊工艺井条件下的评价方法,强化了不同井况条件下油、套管柱性能验证,修改补充,ISO13679,演化,22,油井管发展历史简要回顾,油井管技术标准综述,油井管实物评价必要性及目的,油井管实物评价技术发展历史,油井管实物评价技术简要介绍,小结,内容提要,23,API RP 5C5(ISO 13679),接头试验,CAL 1:,液体服役环境（最不苛刻的试验）,无热循环,3,个试样,CAL 2:,限制外压的气体,/,液体服役环境,在,135,C,温度条件下承受,5,小时累积气体压力,4,个试样,CAL 3:,气体,/,液体服役环境,在,135,C,温度条件下承受,5,小时累积气体压力,6,个试样,CAL 4:,气体,/,液体服役环境（最苛刻的试验）,在,180,C,温度条件下承受,50,小时累积气体压力,弯曲,8,个试样,24,试样加工,试,样,号,试验目的,上扣条件,螺纹过盈 量,密封过,盈 量,外螺纹,锥 度,内螺纹,锥 度,最终上、卸 扣,1,密封性能,最小密封过盈量,高,低,缓,陡,最小,2,密封性能,最大抬肩扭矩,低,低,缓,陡,最大,3,密封性能,最大机紧,高,高,正常,正常,最大,4,密封面粘扣和密封性能,最大密封过盈量,低,高,陡,缓,最大,5,密封性能,最小密封过盈量,高,低,缓,陡,最小,6,螺纹粘扣和密封性能,最小密封过盈量,高,低,缓,陡,最大,7,密封面粘扣和密封性能,最大密封过盈量,低,高,陡,缓,最小,8,密封面粘扣和密封性能,最大密封过盈量,低,高,陡,缓,最小,25,项目,正（,+,）公差,负（,-,）公差,最大螺纹直径,不限,0.025mm(0.001in),最大密封直径,不限,0.025mm(0.001in),最小螺纹直径,0.025mm(0.001in),不限,最小密封直径,0.025mm(0.001in),不限,螺纹锥度最大（陡）,最小（缓）,不限,0.025mm/25.4mm(0.001in/1in),0.025mm/25.4mm(0.001in/1in),不限,在整个螺纹上，都应按规定锥度公差加工。,26,试验流程,27,上卸扣试验,试样说明,螺纹脂,扭矩,B,端上、,卸扣条件,4,级评价试验,3,级评价试验,2,级评价,试验,1,级评价试验,试,样,号,公差,A,端,螺纹,密,封,面,MU,M/B,FMU,MU,M/B,FMU,2-4,级,1,级,A,B,C,LL,A,B,C,LL,B,C,LL,B,LL,B,端,A,端,B,端,1,H,L,Min.SL,H,H,L,L,FMU,FMU,B,C,LP1,B,C,LP1,B,C,LP1,B,LP1,2,L,L,Low SL,H,L,H,H,H,H,RRG,FMU,A,C,LP2,A,C,LP2,B,C,LP6,B,LP6,3,H,H,High SL,H,L,H,H,H,H,RRG,MBG,B,C,LP3,B,C,LP3,B,C,LP3,B,LP3,4,L,H,Max.SL,H,L,H,H,H,H,MBG,A,C,LP4,A,C,LP4,B,C,LP5,5,H,L,Min.SL,H,L,H,L,H,L,RRG,A,LP5,A,LP5,6,H,L,Min.SL,H,L,H,H,H,H,RRG,B,LP6,B,LP6,7,L,H,Max.SL,H,L,H,L,H,L,MBG,A,LP7,8,L,H,Max.SL,H,L,H,L,H,L,MBG,B,LP8,A,、,B,端进行上、卸扣试验,的试样总计,A,端上扣,MU(only,),8,6,4,3,B,端抗粘扣上、卸扣,MBG,3,1,1,1,B,端抗粘扣循环上、卸扣,RRG,4,4,2,0,B,端最终上、卸扣,FMU,8,6,4,3,每个试验级别试样总数,8,6,4,3,MU,：上扣,L,：厂家推荐最小值,M/B,：上、卸扣,LL,：极限载荷试验,MBG,：抗粘扣上、卸扣,SL,由局部或整体密封接触压力决定的密封过盈量,FMU,：最终上扣,RRG,：抗粘扣循环上、卸扣试验,H,：厂家推荐最大值,对螺纹和接箍接头，所有,A,端必须和上述的,B,端几何外形相同，且应按,7.2.2,规定仅进行一次上扣。,注：所有整体连接螺纹接头标记为,B,端。,28,A,系列,29,B,系列,30,c,系列,31,极限加载试验,32,总体方面,API RP 37,的名称为接头设计验证（,Proof-Test,）的评价程序，,API RP 5C5,的名称为接头评价（,Evaluation,）程序，,ISO13679,的名称为接头试验,(Test),程序。由名称的变化可以看出，全尺寸试验的发展经历了设计验证、接头评价及性能检测三个阶段。由于,ISO13679,的附录给出了不同井况条件下接头性能评价程序，因此，该标准更加全面。,由于侧重点的变化，,API RP 37,的