注气热采井口套管短接渗漏的分析

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1、...页眉注气热采井口及套管短接渗漏分析胜利油田新疆勘探开发中心于2010年在北疆地区大面积开采，大多数井为高温注气井，由于现场应用有我公司井口装置和采油树及配套产品，通过对现场应用情况的及时跟踪，结合其他单位热采井的应用经验，形成以下报告，向各位领导做以汇报，由于经验不足，可能有不足之处，请领导提出指正。一、关于套管短接泄漏问题根据APIspec5B《油管、套管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范》及APIspec5CT《套管和油管规范》和GB/T9253.2-1999《石油天然气工业油管、套管和管线管螺纹的加工、测量和检验》等标准，其中套管螺纹有三种类型：套管短圆螺纹

2、（STC）、套管长圆螺纹(LC)、偏梯形套管螺纹(BC)，其中套管短圆螺纹与套管长圆螺纹牙型一致，有效螺纹长度不同，统称套管圆螺纹，主要牙型及上紧位置见下图；套管圆螺纹牙型及中径线....页脚...页眉....页脚...页眉以上为套管螺纹标准牙型，由于在我们胜利油田新疆勘探开发中心所使用的油层套管为7”偏梯形套管螺纹和7”套管长圆螺纹两种螺纹结构，其牙型螺纹具体尺寸偏梯形套管螺纹见表1，长圆螺纹见表2。表17”偏梯形套管螺纹外径每寸牙数不完整螺纹长度g完整螺纹长度L7管端到消失点L4中径E7机紧后管端到接箍中心J手紧后管端到接箍中心Jn手紧紧密距牙数A.7”偏梯形螺纹1

3、77.8550.3956.29106.68176.63212.7025.41表27”长圆套管螺纹外径每寸牙数管端到手紧面长度L1有效螺纹长度L2管端到消失点L4中径E1机紧后管端到接箍中心J手紧后管端到手紧面长度M手紧紧密距牙数A.7”长圆177.8874.1994.36101.60173.34612.7017.883....页脚...页眉螺纹通过标准结合加工使用经验，针对这次排601-P51井注气过程中出现的问题，我们对这两种套管螺纹进行详细的对比分析，主要共分6部：材料的热膨胀对比分析：由标准APIspec5CT《套管和油管规范》中得知，套管的钢级和材料的化学成分及

4、机械性能有关，没有要求具体什么材料，所以每个厂家所选用的材料不同也是符合标准要求的，针对材料的热膨胀系数，《金属材料热力学》上做如下要求。物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下，单位温度变化所导致的体积变化，即热膨胀系数。　　热膨胀系数α=ΔV/(V*ΔT).　　式中ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变，V为物体体积　　严格说来，上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近似；准确定义要求ΔV与ΔT无限微小，这也意味着，热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。　　温度变化不是很大时，α就成了常量，利用它，可以把固体和液体体积膨胀表示如下：　　V

5、t=V0(1+3αΔT)；线膨胀系数：单位温度改变下长度的增加量与的原长度的比值；直接将线膨胀系数乘以3，近似为体积膨胀系数。....页脚...页眉查《机械设计手册》第一册得之，各种材料的受热线膨胀系数如下：0.000001（1/℃）材料温度范围/℃20~10020~20020~30020~400工程用铜16.6~17.117.1~17.217.618~18.1黄铜17.818.820.9铝青铜17.617.918.2铝合金22.0~24.023.4~24.824.0~25.9碳钢10.6~12.211.3~1312.1~13.512.9~13.9鉻钢11.211.81

6、2.413铸铁8.7~11.18.5~11.610.1~12.211.5~12.7由图表可以分析得出，无论是碳钢还是鉻钢，其线膨胀系数在同一温度条件下变化差别很小，相对于作业过程中对套管短接及接箍的损伤可以忽略不计。加工工艺性的对比：偏梯形套管螺纹加工刀片与套管圆螺纹加工刀片见下图：偏梯形套管螺纹加工刀片套管圆螺纹加工刀片螺纹的加工方法主要为左右切削法，通过对偏梯形套管螺纹加工刀片与套管圆螺纹加工刀片进行对比，....页脚...页眉在切削过程中，偏梯形套管螺纹的切削面要远远大于圆螺纹的切削面，造成切削力增加，同时刀具的磨损增加，很容易造成螺纹的撕裂与刀痕现象，并且随着刀

7、具的不同程度的磨损，加工出来的牙型也有所不同，所以说偏梯形套管螺纹的加工难度要远大于套管圆螺纹的加工难度。加工精度及密封性能的对比：偏梯形套管螺纹直径上锥度为62.5mm/m，每25.4mm5牙螺纹（螺距为5.08mm）；导向牙侧面与螺纹轴线的垂线间的夹角为10°；承载侧面与螺纹轴线的垂线间的夹角为3°；牙顶和牙底为锥形，与螺纹锥度平行；导向侧面牙顶的圆角半径（0.762mmR）比承载侧面牙顶的圆角半径（0.203mmR）大，这有助于对扣和上扣（见上图）。旋紧时，由于螺纹是全牙型配合，螺纹牙顶到牙底之间的最大间隙为0.051mm。所以在机