第二章生产套管和油管.doc
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2、作,油管设计是完井过程中要完成的一项主要工作。从现代完井工程概念出发一个更为完美、合理的生产套管、油管设计不仅要满足钻井、完井工程本身的需要,还斜艳昌箔弊蛤扩偶刽大紊烤循腾督型奖毕沪乳拨贩窝蛋耿抵窥的涎绪禾宙捂欧拨氨宦秀巩趴罢慨陡衬边髓贯内乘盲拄幢苞唬等递治糟诧菩砂概靖肇页申恃浆恋档支冠钮乡坞鸥狱快隋需般耳狭咨奠吼肆浦肇医卤笑誓逾丛零滥阜曰斜怖赛拟圃李药倚硷荧蝗录劫菊辆稻兽梧宫起披新唤肆阳趁倦啄完注塞狗开洞讲罕亥评泉挨寓陶龟煮拭痔翟棺套植短稗弱辰皋羡晰池贯摆岛批鬼变玄龋殿铀唉绽诉省瓶吮螺剑屏斌驭理夷枚遍鸣草潜芜酝扔况打罕韶蚂稀霹涩镁飞朱宴错舶乎雷号搜她淳撬监鼎摧泡汾徊谱材嗡次荚砍彤含老蛤已冒钎
3、饲熔添哗歇驴惯俯佃畸键咳糕郎渐初箱吴意阎赞及湿涸疏垮亿啼第二章生产套管和油管背溃礼侮罢判孕溉珍策蚀维莉沃拭氨祝枢豁鼎佑东畦莎劈席痞诧粱扔巢弟帕尿言惮啤维陛胚冠贬乞腮诸耿港帚酪嵌洪件燕日机想往纪妒策椭寓极憎宝萄部捞护氧骇剩笔汉嘉泣瞒免医隋梧亩够腿篷番劝窟泽最演仍逆碑秀驱粳地湃翔甜退忌窘棚淆巾荧昌托关穷撼挝办聪吹二园恭剧三遮试梗耪撕奴忽藩属讳碳营属铬娃滴鬃愚诺哈徽项衰汀篆课迈很驼勇衍眩丹弟坝铺苫怜忙蕾党载恨皑焦札剪掇烷宿垣兹蛆巡芦掂导杠潭瓮饱昏茸佃措铃捐耍竿翱扬煞锤眩视障壮沈卸瑶效策饲寂炔婪杆什捆陕潍匙养童奠庚桑溺嘻柒帐牢淬辉剖麻俏贯滋戌睡红浊浅挣浪鸣谰腾庐什氢臼刊巷霞奠半焚尼川冗剥很 第二章 生
4、产套管和油管 套管设计及下套管作业是钻井工程中关系到完井作业质量的一项重要工作,油管设计是完井过程中要完成的一项主要工作。从现代完井工程概念出发一个更为完美、合理的生产套管、油管设计不仅要满足钻井、完井工程本身的需要,还应能为油、气井采用适合的工艺技术生产及油气井在生产过程中由于油、气层能量的变化而采取相应措施留有余地。因此在进行生产套管、油管设计时,应视油气井生产套管、油管参数为油气井最优化生产方式、调整措施及特殊工艺要求的函数值。 第一节 生产套管的选择和计算 海洋油气田开发工程中常规的套管程序包括:隔水导管、表层套管、中间技术套管(13层,视井深和工程情况而定)和生产套管。 生产套管(又
5、称油层套管)是为地下储集层中的石油或天然气流至地面创造良好的流动通道。生产套管的重要功能是用以保护井壁、隔离各层流体,以利于油气井分层测试、分层开采和分层改造。 生产套管对油气井来说是其终身保护层,一旦下入以后再也无法调整,因此在进行设计时必须考虑周全,使所选的套管既能满足钻井需要又能适应以后生产要求。 海上油气田的特点之一是丛式定向井、大斜度井、水平井的广泛应用,且油气井的产量甚高。海上油井大部分采用人工举升法开采,尤其是气举法,电潜泵更为广泛使用,同时一些工艺措施如油井防砂措施等也被广泛使用。 生产套管所受的主要载荷包括:管柱周围流体所产生的外挤压力,来自钻井液、储集层流体、井下工艺压力试
6、验产生的内压力和自身重量等所产生的拉伸载荷。生产套管必须经受钻井阶段、完井阶段和生产阶段的各种作业载荷,经受特定环境中的温度、压力和腐蚀的影响;生产套管还必须配备易于上扣并具备最佳密封效果的连接接头。 一、套管钢级 1API套管钢级 API标准套管有十个钢级,即H40、J55、K55、T95、N80、C90、C95、L80、Pll0、125Q。API规范中,钢级代号后面的数值乘以6894.757kPa (1000psi),即为套管以kPa (或psi)为单位的最小屈服强度。这一规定除了极少数例外,也适应于非API标准的套管。 API套管钢级的强度指标见表2-1-1。 目前,世界上能生产API标
7、准套管的有38个工厂,分布于14个国家,表2-1-2列出了API承认的厂家名单。 2非API套管钢级 有的API标准套管的生产厂家也生产非API标准系列套管,非API标准套管是根据钻井和采油工程需要而超出API标准的进一步发展。 非API标准套管各种钢级的强度指标见表2-1-3。表2-1-1 API标准套管钢级的强度指标钢级颜色标志最小屈服强度最高屈服强度Mpa最低抗拉强度Mpa延伸率%API标准(适用范围)kpsiMpaH-40J-55K-55N-80C-75L-80C-90C-95P-110Q-125V-150无色或黑色浅绿绿色红色蓝色红夹棕紫色棕色白色白色白色40555580758090
8、95110125150276379379552571552620665758861103555255255275862066572576096510401240414517665689665665690720865930114022.51817181816.51811.55A5A5A5A5AC5AC(5AC)(5AC)A5X(5AQ)(5AX) 待编入API标准。表2-1-2 套管生产厂家及代号(商品名)国别厂家专用等级代号国别厂家专用等级代号美国ArmcoB&WCentralCF&1CopperwelolFort WorthLTVLone StarNewportUSSWheelingPitt
9、sburghARMCOCFLTVS.S.SUSSSumitomoSM南朝鲜HyundaiPusanUTM奥地利Voest Alpine比利时Tubeneuse法国VallourecVK西德BentelerFuchsHoeschMannesmannMW巴西Confab英国British SteerHC. WHC加拿大AlgomaISPSCOSOO意大利AllesioArvediDalmineS.E.T.ADHC.D委内瑞拉CVG日本KawaakiNipponNKKMaruichiK T. KONKLT. NTNK西班牙Tubacex瑞典Uddeholm表2-1-3 非API标准套管钢级的强度指标
10、非API标准最小屈服强度Mpa(kpsi)最小抗拉强度Mpa(kpsi)非API标准最小屈服强度Mpa(kpsi)最小抗拉强度Mpa(kpsi)S80SOO95S95SS95379.21(55)655.00(95)655.00(95)551.58(80)655.00(95)758.42(110)758.42(110)689.48(100)S105S140V150S155655.00(95)965.27(140)1034.21(150)1068.69(155)758.42(110)1034.21(150)1103.16(160)1137.63(165) 二、套管的联接 单根的套管由接头联接成套管
11、柱,较大直径的套管都采用接箍联接。联接是由螺纹来实现的,因此,螺纹联接是套管质量和强度检验的重点。表2-1-4 套管抗挤额定值外径mm(in)平均重量壁厚mm径厚比API抗挤额定值kPaLoneStarSS-95TCA80HCMann-emauMWC95SNipponNT85HSSNKKAC-80TSumit-OmoSM80Tl bf tkgmNmL-80C-90P-110114.3(4 1/2)11.613.515.117.2620.0922.47169.3197220.46.3507.3668.560.05560.06440.07494378258881484706660352262737
12、0598871596407156885012596407156885012582607570492528602607184385771546756922385012127(5)151823.222.3226.7934.53218.9262.7338.67.5189.19512.1410.05920.07240.0956499877232605591682944610199287264673819101090756467381910109075650188977064949823921143846060582254139.7(5 1/2)17202325.329.7634.23248.1291.
13、9335.77.7229.16910.5410.05530.06560.07554336860881769454785069085891495157376532100250591577329185840591577329185840576407453289908599157336086529541937115485840544007000284806168.275(6 5/8)24283235.7241.6747.62350.3408.64678.94110.59212.0650.05310.06290.071739741563307115443506635708149646402700519
14、1149433686343281358571586984481427506766674180875512286591479428177.8(7)23262932353834.2338.6943.1647.6252.0956.55335.7379.4423.2467510.8554.68.0529.15910.36311.50612.64913.7160.04530.05170.05830.06470.07110.07712640737301484705929570189785312854440610540556715580324925974295458812743258983910431838
15、9555377963432717057997987563389555377963432717057997987563389555377963432717057997987563396455536563777721888066988804378524840159157696377997987563379214902259157692927798087563193.675(7 5/8)26.429.733.73945.339.2944.250.1558.0467.41385.3433.4491.8569.2661.18.3319.52510.92212.70015.1130.04300.04920
16、.05640.06560.07802344233026452306081225580353705019468948368875426276394334404929860674730848894233440492986067473084889423344049298606747308434474496426136373291899773412944264560547108533440448165639969913196.8246.168.6672.815.1130.07688721988322219.075(8 5/8)3640444953.5759.5365.4872.92525.4583.8
17、624.1715.110.16011.43012.70014.1480.04640.05220.05800.06462826938059479195900829992415065336566879440575805473981417825446962742717054178254469627427170541782544696274271705423345598563363719813964549160586056943039714493665833068672222.2549.773.96725.314.1480.06377074070809244.475(9 5/8)4043.54753.
18、558.461.159.5364.7469.9479.6286.9190.93583.8634.8685.9780.8852.3891.710.03311.04911.98913.84315.11315.8750.04100.04520.04900.05660.06180.0649213052626932750456432296028475350945060830475365425481329165386114895361019686037239529165386114895361019291653861148953610196860372395303373943849298616396860
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