套管知识培训

套管知识培训内容提要1套管的分类、用途、特点2套管型号示意3套管常用规格4套管生产流程5套管质量控制6套管使用维护7套管发展方向油井管的定义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。套管的分类、用途、特点套管的分类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、用途、特点套管的分类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、用途、特点套管的分类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钢级套管的分类、用途、特点套管的分类按功能分为：表层套管技术套管油层套管套管的分类、用途、特点套管的用途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。套管的分类、用途、特点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。套管的用途套管的分类、用途、特点套管的用途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。套管的分类、用途、特点套管的用途技术套管技术套管不一定要下，可以通过采用优质钻井液、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。套管的分类、用途、特点套管的用途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。套管的分类、用途、特点套管的用途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。套管的分类、用途、特点套管型号示意API套管型号英制表示方法：规格代号+重量代号+钢级代号+螺纹形式其中：规格代号为套管的外径，单位为英寸。重量代号为套管单位长度的重量，单位为磅/英尺。例：723.00JSTC表示外径为7英寸，每英尺重量为23.00磅，钢级为J55的短圆螺纹套管。套管型号示意API套管型号公制表示方法：外径代号+壁厚代号+钢级代号+螺纹形式其中：外径代号为套管的外径，单位为毫米。壁厚代号为套管的壁厚，单位为毫米。例：177.8×8.05JSTC表示外径为177.8毫米，壁厚为8.05毫米，钢级为J55的短圆螺纹套管。套管常用规格一、常用的表层套管规格有:9-5/8″、10-3/4″、13-3/8″、20″二、常用的油层套管规格有:4-1/2″、5-1/2″、7″套管的生产工艺油田用套管有两种制造方法：无缝管和ERW焊管无缝管的生产工艺：钢坯切割—加热—穿孔—连轧—再加热—定径—切头、矫直—检验ERW焊管的生产工艺：板带原料—原料预处理—冷弯成型—焊接—焊缝热处理—检验—成品焊管套管的生产工艺套管的加工工艺过程外观、尺寸检验—无损检测—管体车丝—螺纹检验—涂螺纹脂、上接箍—水压试验—通径试验—涂螺纹脂、拧护丝、涂防锈油—称重测长、喷标—成品检验、入库套管的质量控制公司坚持以科技为动力，以人才为先导，视质量为生命，视诚信为根本的经营宗旨，依托钢管制造公司人员、技术、设备等资源优势，严格质量管理，注重科技开发。公司遵循ISO9001：2000质量管理标准和API标准规范创建了文件化的质量管理体系。在产品质量控制方面，公司严格控制了原材料的入厂检验和产品的在线监测流程。公司为每根出厂套管进行了编号，根据编号可查各工序记录数据及原始生产厂家。套管的使用和维护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。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。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，以免套管受潮或生锈。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。套管的使用和维护套管螺纹上紧前需彻底清洗螺纹并仔细检查螺纹。在对扣之前，将螺纹脂充分地涂敷在整个内外螺纹区。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。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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。护丝脱落，主要由于护丝未上紧或运输时撞掉。螺纹生锈、磕碰，主要由于防锈油未涂到位及护丝脱落所致。管子运输过程中碰伤。管子存放时压出凹坑。套管的发展方向油套管是石油钻采工程中要求高、用量大的深度机械加工产品。使用螺纹将单根油套管连接成为长达数千米能承受数百大气压的长管柱——管状高压容器。1924年API制定了第一个油井管标准，油套管接头螺纹是每英寸10牙和每英寸8牙的V型螺纹，但后来被API8牙圆螺纹及偏梯型螺纹取代，并沿用至今。APISPEC5B标准规定常用套管螺纹为圆螺纹（简写CSG）和偏梯形螺纹（简写BCSG）。我国油气田通常普遍采用这两种螺纹接头。随着油气的勘探开发，尤其是深井、超深井、高压气井、定向井、含硫化氢等井的增多都对油套管接头的使用性能提出更高要求，API圆螺纹及偏梯型螺纹的气密性、连接强度、耐腐蚀性已不适应要求，为此各国纷纷展开特殊螺纹接头的开发和应用。套管的发展方向1、特殊扣套管目前，国内、外生产和使用的特殊螺纹油套管产品约有上百种，而比较典型、应用较广的不过10余种。如VAM、NSCC、NK3SB、FOX、SEC、ARMCO、OMEGA扣等，这些特殊螺纹同时具备以下某些独特优点：1）结构连接强度高，与管体强度相匹配，甚至有的还要高于管体，适合深井、超深井；2）密封性能好，适用于高压气井、油井和热采井；3）抗弯能力强，适用于斜井、大位移井、水平井；4）可快速上紧，且不容易错扣，适用于沙漠、海洋等恶劣环境下的钻井作业；5）抗粘扣性能出众，可以反复上卸扣而不易损坏；6）抗过扭矩能力强；7）耐腐蚀性能好。这些接头基本满足了一些特殊井况（如深井、超深井、高压气井、热采井、水平井等）的石油天然气的勘探和开发的需要。套管的发展方向2、膨胀套管膨胀管技术是近年发展起来的用于解决复杂地层顺利作业的有效新技术。膨胀管通过一种机械膨胀装置，靠液体压力推进，推进过程中使井下管件经过塑性变形达到扩大管径的目的。膨胀管分实体膨胀管和割缝膨胀管两类。实体膨胀管主要用于老井的套管修补、侧钻以及多种类型的油井建井，实现单一井径油井的建井。割缝膨胀管主要用于封隔复杂层段，代替常规割缝衬管和防砂。可膨胀套管技术是将为21世纪石油钻采行业起着关键性作用的技术之一。套管的发展方向3、连续管（柔性套管）连续管过去主要用于修井和完井作业。连续管钻井技术是近年来的一个研究热点。连续管是一种强度和韧性良好的钢管，卷在滚筒上。主要采用ＥＲＷ焊管，已成功试制无缝钢管连续管。其材料也由碳钢发展到低合金钢（包括淬火回火钢）及钛合金。目前正在研制复合材料连续管。连续管的屈服强度一般为492MPa或562MPa，现已发展到703MPa。连续管用钢必须有良好的强韧性匹配，以保证较高的低周疲劳寿命。安东石油公司与BJ公司合作，正在开展连续油管修井作业，连续油管打捞，连续油管拖动酸化压裂，连续油管钻井、侧钻井等业务。套管的发展方向4、高压溃套管这种套管的下井深度超过同钢级、同壁厚的普通套管，且管柱重量相对减轻、套管内径较大。用在3000m以上的油气井、海洋油气井中，其经济效果尤为显著。目前，在我国的四川、新疆、长庆、胜利以及东海、渤海等油田，已使用日本住友金属工业公司的Sm-95T，Sm-110T等高压溃套管以及日本钢管(NKK)公司的NK-T95，NK-T110等高压溃套管。套管的发展方向5、ERW套管ERW(ElectricResistantWeld)管，是指通过高频电阻焊接工艺制造而成的直缝焊管。ERW焊管的原料钢板(卷板)系低碳微合金钢经TMCP(Thermo-MechanicalControlProcess)轧制而成，具有很好的强韧性。从20世纪50年代开始，欧美及日本等发达国家已经在油井管领域大量使用了直缝焊管。美国在1992年焊接油井管的比例达到了58.5％，2005年达到了62.1％，2006年达到了66％以上；目前日本的焊接油井管比例已高达75％以上；英国、德国等国家焊接油井管的比例也在50％左右。从世界范围来讲，ERW油井管已经占到油井管总量的50%以上，而且这种趋势在不断上升。国内以前很少使用焊管油井管，但从2003年以后受国外影响，焊管油井管已经越来越多被国内用户采用，2006年焊管油井管已占油井管总量的8％，2008年可达到12％左右。套管的发展方向5、ERW套管同无缝套管相比，ERW套管在性能、质量、成本上具有以下几个方面的优势：(1)ERW管是用经过TMCP方式轧制的钢板焊接而成，钢板的组织均匀；(2)ERW钢管的原材料—热轧带卷采用的是宽厚连铸坯，有较厚的细晶表面凝固层，无柱状晶区及缩孔和疏松，成分偏差小、组织致密；最高晶粒度可达到11级。(3)直径精确度高，ERW钢管采用冷弯成型，通过0.6%减径完成定径，其工艺过程温度基本恒定在室温，因而外径控制准确、波动范围小，在加工过程中有利于杜绝黑皮扣；而无缝钢管采用热轧成型工艺，钢管原材料成分、冷却条件以及轧辊的冷却状态等对其外径都有较大影响，因而外径控制难以准确，且波动范围较大。套管的发展方向5、ERW套管(4)直线度好，ERW钢管属于冷加工，且在减径的状态下带有在线矫直，加上是无限倍尺，故直线度较好；无缝钢管在塑性状态下成型，加上单倍尺（连轧为3～4倍尺）管端直线度相对难以控制。(5)壁厚均匀度高，ERW钢管采用热轧带卷为原材料，现代热连轧厚度公差可以控制在0.05mm之内，而无缝钢管采用圆钢穿孔方式生产，壁厚偏差较大，随后的热轧可以部分消除壁厚不均匀性，但目前最先进的机组只能控制在±5～10%t以内，例如对应于8.94mm厚度的钢管，无缝钢管壁厚控制精度的极限是0.9mm。(6)价格低，根据目前的统计数据，国内外市场ERW石油专用管比同钢级、同规格的无缝管价格便宜12～26%。