J55石油套管，N80石油套管，L80石油套管石油套管，销售热线；15132782988，刘经理，石油专用管主要用于油、气井的钻探及油、气的输送。它包括石油钻管、石油套管、抽油管。石油钻管主要用于连接钻铤和钻头并传递钻井动力。石油套管主要用于钻井过程中和完井后对井壁的支撑，以保证钻井过程的进行和完井后整个油井的正常运行。抽油管主要将油井底部的油、气输送到地面，石油套管是维持油井运行的生命线。由于地质条件不同，井下受力状态复杂，拉、压、弯、扭应力综合作用作用于管体，这对套管本身的质量提出了较高的要求。一旦套管本身由于某种原因而损坏，可能导致整口井的减产，甚至报废。按钢材本身的强度套管可分为不同钢级，即J55、K55、N80、L80、C90、T95、P110、Q125、V150等。井况、井深不同，采用的钢级也不同。在腐蚀环境下还要求套管本身具有抗腐蚀性能。在地质条件复杂的地方还要求套管具有抗挤毁性能。强韧化热处理工艺 27MnCrV是生产TP110T钢级石油管套的新型钢种，常规生产TP110T钢级石油管套钢种是29CrMo44和26CrMo4。相对于后两者，27MnCrV含有较少的Mo元素，可以降低生产成本。然而采用正常的奥氏体化淬火处理工艺生产27MnCrV后存在明显的高温回火脆性，造成冲击韧性偏低且不稳定，解决此类问题通常采用两种方法处理：一是采用回火后快速冷却的方法避免高温脆性，获取韧性、二是亚温淬火法通过钢种的不完全奥氏体化以有效地改善有害元素及杂质，提高韧性。*种方法，对热处理设备要求相对严格，需要添加额外成本。27MnCrV钢的AC1=736℃，AC3=810℃，亚温淬火时加热温度在740-810℃之间选取。亚温淬火选取加热温度780℃，淬火加热的保温时间15min;淬火后回火选取温度630℃，回火加热保温时间50min。由于亚温淬火在α+γ两相区加热，在保留部分未溶解铁素体状态下进行淬火，在保持较高强度的同时，韧性得到提高。解决此类问题通常采用两种方法处理：一是采用回火后快速冷却的方法避免高温脆性，获取韧性。、二是亚温淬火法通过钢种的不完全奥氏体化以有效地改善有害元素及杂质，提高韧性。*种方法，对热处理设备要求相对严格，需要添加额外成本。27MnCrV钢的AC1=736℃，AC3=810℃，亚温淬火时加热温度在740-810℃之间选取。亚温淬火选取加热温度780℃，淬火加热的保温时间15min;淬火后回火选取温度630℃，回火加热保温时间50min。由于亚温淬火在α+γ两相区加热，在保留部分未溶解铁素体状态下进行淬火，在保持较高强度的同时，韧性得到提高，同时低温淬火较常规温度低，减小了淬火的应力，从而减小了淬火的变形，这样保证了热处理的生产的顺利操作，而且为后续的车丝加工等提供了很好的原料，目前该工艺在天津钢管的管加工厂已得以应用，质保数据表明，热处理后的钢管屈服强度Rt0.6在820-860MPa，抗拉强度Rm在910-940MPa，冲击韧性Akv在65-85J间，抗毁性能100%合格。数据表明，27MnCrV钢管已是相当的高钢级石油套管，另一方面也表明了亚温淬火工艺是钢制品生产中避免高温脆性时的一种极好方法。石油套管是一种大口径管材，起到固定石油和天然气油井壁或井孔的作用。套管是插入井孔里，用水泥固定，以防止井眼隔开岩层和井眼坍塌、并保证钻探泥浆循环流动，以便于钻探开采。在石油开采过程中使用的不同类型的套管：表层石油套管-保护钻井，使其避免受浅水层及浅气层污染，-支撑井口设备并保持套管的其他层重量。技术石油套管-分隔不同层面的压力，以便钻液额度正常流通并保护生产套管。-以便在钻井内安装反装置、防漏装置及尾管。油层石油套管-将石油和天然气从地表下的储藏层里导出。-用于保护钻井，将钻探泥浆分层。石油套管生产时，外径通常为114.3毫米到508毫米，网站；www.tygspipe.com石油套管扭矩，研究了特殊扣石油套管接头上扣扭矩的构成,利用厚壁圆筒理论,推导了特殊扣石油套管接头上扣扭矩的计算方法,确定了螺纹牙径向过盈量,分析了螺纹脂摩擦因子对上扣扭矩的影响。结果表明,在螺纹过盈量一定的情况下,所用螺纹脂的摩擦因子越大,螺纹牙径向过盈扭矩所占总扭矩的比值越大,并逐渐趋于一定值。在进行特殊扣接头加工时,应优化公差配合,优先保证密封结构的加工精度和表面粗糙度,并注重螺纹脂的选择。利用本文给出的计算方法,可以较好地估算特殊扣接头的上扣扭矩。

　　关键词：套管接头; 特殊螺纹; 上扣扭矩; 有限元

　　随着油气勘探技术的进一步发展,深井、超深井、高腐蚀油气井的数量逐渐增多,对石油套管接头提出了更高的要求,传统的API螺纹接头面临诸多挑战[1-2]。与普通的API螺纹接头相比,特殊扣石油套管接头具有相当于管体本身的抗拉强度、优良的密封稳定性以及更好的抗腐蚀能力,已被广泛使用[3-4]。为了保证石油套管接头的连接强度和密封性能,对上扣扭矩要严格控制:既要保证总扭矩在合理的范围内,又要使扭矩在螺纹、密封面、台肩上得到合理分配。然而特殊扣石油套管接头的结构较复杂,不同于标准的API螺纹接头,因此至今没有给出统一的上扣扭矩计算公式。在对石油套管接头进行分析时主要采用全尺寸试验法[5]和有限元法[6-7],相关的理论分析较少。本文结合厚壁圆筒线弹性理论、二维轴对称有限元法和API扭矩台肩上扣扭矩计算方法,建立了石油套管接头的上扣扭矩计算公式。

　　1套管接头上扣扭矩分析

　　特殊扣石油套管接头由接箍和管体两部分组成,如图1所示。为了满足一定的密封性能,在接头端部设有锥面对锥面的金属密封和扭矩台肩,扭矩台肩一般采用逆向结构,除了起辅助密封作用外,还起过载保护的作用。连接螺纹采用锥管螺纹,螺纹长度为L0。螺纹主要起连接作用,在设计螺纹牙时主要考虑连接强度。本接头采用的螺纹结构见图2。为了防止松扣以及跳扣现象[8],使套管接头能够承受相当于管体的抗拉强度,采用钩型螺纹牙(螺纹的承载角为负值)。由于承载角过小不易加工,采用-3°承载角;为了改善螺纹牙接触应力,防止多次上扣发生黏扣现象,螺纹锥度设置为1∶16,中径线与轴向的夹角为γ;接箍的螺纹牙齿高大于管体螺纹牙齿高,上扣完成后接箍的齿顶与管体的齿底过盈配合,接箍的齿底和管体的齿顶具有一定间隙,降低螺纹的应力集中。

　　螺纹的导向面主要起到引扣的作用,接箍的齿顶和管体的齿底接触长度为HJ,螺距为P;螺纹的承载面承受密封面和扭矩台肩的轴向载荷,以及工作环境下管体自重引起的轴向拉力。

　　为了保证接头的连接完整性和密封完整性,在弹性范围内应选取较大的密封面径向过盈量和扭矩台肩轴向过盈量,通过有限元分析,密封面的径向过盈量δm大为0.35 mm,扭矩台肩轴向过盈量δt大为0.11 mm。

　　3.2螺纹牙径向过盈量

　　为了保证石油套管接头的连接性能,保证接头的结构完整性,需要一定的螺纹牙径向过盈量,普遍认为螺纹牙径向过盈扭矩T1占总上扣扭矩TD的20%左右,因此,要合理控制螺纹牙径向过盈量,本文将该比值控制在18%～22%。

　　螺纹牙径向过盈量主要受上扣圈数、螺纹锥度、中径尺寸偏差等因素影响,图10示出了螺纹牙径向过盈量为0～0.24 mm时,总上扣扭矩TD以及T1与TD比值的变化情况。

　　从图10中可以看出,随着螺纹牙径向过盈量的增加,总上扣扭矩线性增长,螺纹牙径向过盈扭矩与总上扣扭矩的比值增长较快,说明螺纹牙径向过盈量对总上扣扭矩有着重要影响,为了使该扭矩比值在18%～22%,螺纹牙径向过盈量应在0.11～0.14 mm。

　　3.3螺纹脂摩擦因子