当前位置:文档之家› 石油管道的基本知识

石油管道的基本知识

、石油管有关基本知识1、石油管相关专用名词解释API:它是英文American Petroleum Institute的缩写,中文意思为美国石油学会。

OCTG:它是英文Oil Country Tubular Goods的缩写,中文意思为石油专用管材,包括成品油套管、钻杆、钻铤、接箍、短接等。

油管:在油井中用于采油、采气、注水和酸化压裂的管子。

套管:从地表面下入已钻井眼作衬壁,以防止井壁坍塌的管子。

钻杆:用于钻井眼的管子。

管线管:用于输送油、气的管子。

接箍:用于连接两根带螺纹管子并具有内螺纹的圆筒体。

接箍料:用于制造接箍的管子。

API螺纹:API 5B标准规定的管螺纹,包括油管圆螺纹、套管短圆螺纹、套管长圆螺纹、套管偏梯形螺纹、管线管螺纹等。

特殊扣:具有特殊密封性能、连接性能以及其它性能的非API螺纹扣型。

失效:在特定的服役条件下发生变形、断裂、表面损伤而失去原有功能的现象。

油套管失效的主要形式有:挤毁、滑脱、破裂、泄漏、腐蚀、粘结、磨损等。

2、石油相关标准API 5CT:套管和油管规范(目前最新版为第8版)API 5D:钻杆规范(目前最新版为第5版)API 5L:管线钢管规范(目前最新版为第44版)API 5B:套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范GB/T 9711.1-1997:石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分:A级钢管GB/T9711.2-1999:石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分:B级钢管GB/T9711.3-2005:石油天然气工业输送钢管交货技术条件第3部分:C级钢管二、油管1、油管的分类油管分为平式油管(NU)、加厚油管(EU)和整体接头油管。

平式油管是指管端不经过加厚而直接车螺纹并带上接箍。

加厚油管是指两管端经过外加厚以后,再车螺纹并带上接箍。

整体接头油管是指一端经过内加厚车外螺纹,另一端经过外加厚车内螺纹,直接连接不带接箍。

2、油管的作用①、抽取油汽:油气井打完并固井之后,在油层套管中放置油管,以抽取油气至地面。

②、注水:当井下压力不够,通过油管往井里注水。

③、注蒸汽:在稠油热采过程中,要用隔热油管向井下输入蒸汽。

④、酸化和压裂:在打井后期或为了提高油气井的产量,需要对油气层输入酸化和压裂的介质或固化物,介质和固化物都是通过油管输送的。

3、油管的钢级油管钢级有:H40、J55、N80、L80、C90、T95、P110。

N80分为N80-1和N80Q,二者的相同点是拉伸性能一致,二者的不同点是交货状态和冲击性能区别,N80-1按正火状态交货或当终轧温度大于临界温度Ar3且张力减径后经过空冷时,又可用热轧找替正火,冲击功和无损检验均不作要求;N80Q必须经过调质(淬火加回火)热处理,冲击功应符合API 5CT规定,且应进行无损检验。

L80分为L80-1、L80-9Cr和L80-13Cr。

它们的力学性能和交货状态均相同。

不同之处表现在用途、生产难度和价格上,L80-1为普通型,L80-9Cr和L80-13Cr 均为高抗腐蚀性油管,生产难度大,价格昂贵,通常用于重腐蚀油井。

C90和T95均分为1型和2型,即C90-1、C90-2和T95-1、T95-2。

4、油管常用钢级、牌号及交货状态钢级牌号交货状态J55油管37Mn5平式油管:热轧代替正火加厚油管:加厚以后全长正火N80-1油管36Mn2V平式油管:热轧代替正火加厚油管:加厚以后全长正火N80-Q油管30Mn5全长调质L80-1油管30Mn5全长调质P110油管25CrMnMo全长调质J55接箍37Mn5热轧在线常化N80接箍28MnTiB全长调质L80-1接箍28MnTiB全长调质P110接箍25CrMnMo全长调质三、套管1、套管的分类及作用套管是支撑油、气井井壁的钢管。

每一口井根据不同的钻井深度和地质情况,要使用几层套管。

套管下井后要采用水泥固井,它与油管、钻杆不同,不可以重复使用,属于一次性消耗材料。

所以,套管的消耗量占全部油井管的70%以上。

套管按使用情况可分为:导管、表层套管、技术套管和油层套管,它们在油井中的结构见图1。

①导套:主要用于海洋、沙漠中钻井,用以隔开海水和砂子,保证钻井顺利进行,这层套管的主要规格为:∮762mm(30in ) ×25.4mm、∮762mm(30in) ×19.06mm。

②表层套管:主要用于第一次开钻,钻开地表松软地层到基岩,为了封隔这部分地层不致坍塌,需用表层套管进行封固。

表层套管的主要规格:508mm(20in)、406.4mm(16in)、339.73mm(13-3/8in)、273.05mm(10-3/4in)、244.48mm(9-5/9in)等。

下管深度取决于松软地层的深度,一般为80~1500m。

其承受的外压和内压都不大,一般多采用K55钢级或N80钢级。

③技术套管技术套管用在复杂地层的钻进过程中,当遇到坍塌层、油层、气层、水层、漏失层、盐膏层等复杂部位时,都需要下技术套管封固,否则钻井就无法进行。

有的井地层深而复杂,而且下井深度达数千米,这种深井需要下好几层技术套管,其力学性能和密封性能要求都很高,采用的钢级也较高,除K55以外,更多是采用N80和P110钢级,有些深井还采用Q125甚至更高的非API钢级如V150。

技术套管的主要规格有:339.73mm(13-3/8in)、273.05mm(10-3/4in)、244.48mm(9-5/8in)、219.08mm(8-5/8in)193.68mm(7-5/8in)、177.8mm(7in)等。

④油层套管当钻井钻到目的层(含油、气的层位),需用油层套管将油气层及上部裸露地层全部封住,油层套管内部是油层。

油层套管在各类套管中下井深度最深,其力学性能和密封性能要求也是最高,采用钢级有K55、N80、P110、Q125、V150等。

油层套管的主要规格有:177.8mm(7in)、168.28mm(6-5/8in)、139.7mm(5-1/2in)、127mm(5in)、114.3mm(4-1/2in)等。

四、钻杆管2、钻具用管分类及作用钻具中的方钻杆、钻杆、加重钻杆和钻铤组成钻柱。

钻柱是带动钻头从地面钻进到井底的核心钻孔工具,也是地面通向井底的一条通道。

它的主要作用有3个:①传递扭矩带动钻头钻井;②依靠自身重量给钻头施加破碎井底岩石的压力;③输送洗井液,即钻井泥浆通过地面的高压泥浆泵,打入钻柱内孔流入井底冲刷岩屑及冷却钻头,并携带岩屑经过钻柱外表面与井壁之间的环形空间返回到地面,达到钻井的目的。

钻柱在钻井过程中要承受各种复杂的交变载荷的作用,如拉、压、扭、弯等各种应力的作用,内表面还要承受高压泥浆的冲刷和腐蚀。

⑴方钻杆:方钻杆有四方型和六方型两种,我国的石油钻杆每套钻柱通常使用一根四方型钻杆。

其规格有:63.5mm(2-1/2in)、88.9mm(3-1/2in)、107.95mm(4-1/4in)、133.35mm(5-1/4in)、152.4mm(6in)等。

通常使用长度为12~14.5m。

⑵钻杆:钻杆是钻井的主要工具,连接在方钻杆的下端,随着钻井不断加深,钻杆一根接一根地不断加长钻柱。

钻杆的规格有:60.3mm(2-3/8in)、73.03mm(2-7/8in)、88.9mm(3-1/2in)、114.3mm(4-1/2in)、127mm(5in)、139.7mm(5-1/2in)等。

⑶加重钻杆:加重钻杆是连接钻杆和钻铤的过渡工具,可以改善钻杆的受力状况以及增大对钻头的压力。

加重钻杆的主要规格有:88.9mm(3-1/2in)和127mm(5in)等。

⑷钻铤:钻铤接在钻柱的下部,它是特厚壁管,刚性大,给钻头破碎岩石施加压力,打直井时可以起导向作用。

钻铤的常用规格有:158.75mm(6-1/4in)、177.85mm(7in)、203.2mm(8in)、228.6mm(9in)等。

五、管线管1、管线管分类管线管是石油和天然气工业中用于输送石油、成品油、天然气和水等管线用钢管的简称。

输送油、气的管线主要分为主线输送管线、支线输送管线和城市管网管线三种,主线输送管线的通常规格为∮406~1219mm,壁厚为10~25mm,钢级为X42~X80;支线输送管线和城市管网管线的通常规格为∮114~700mm,壁厚6~20mm,钢级为X42~X80。

管线管有焊接钢管,也有无缝钢管,焊接钢管使用量多于无缝钢管。

2、管线管标准管线管执行的标准是API 5L《管线钢管规范》,但我国于1997年颁布了2个管线管国家标准:GB/T9711.1-1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分:A级钢管》和GB/T9711.2-1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件第二部分:B级钢管》,这2个标准是等效于API 5L制订的,国内许多用户要求按这2个国家标准供货。

3、关于PSL1和PSL2PSL是产品规范水平的简称。

管线管的产品规范水平分为PSL1和PSL2,也可以说质量等级分为PSL1和PSL2。

PSL1高于PSL2,这2个规范水平不仅仅是检验要求不同,而且化学成分、力学性能要求也不同,所以按API 5L订货时,合同中的条款除注明规格、钢级等通常的指标外,还必须注明产品规范水平,即PSL1还是PSL2。

PSL2在化学成分、拉伸性能、冲击功、无损检测等指标上均严于PSL1。

4、管线管钢级和化学成分管线管的钢级由低至高分为:A25、A、B、X42、X46、X52、X60、X65、X70和X80。

5、管线管水压和无损要求管线管应逐支做水压试验,而且标准未规定允许无损代水压,这一点也是API标准与我国标准的一个很大的区别。

PSL1不要求无损检验,PSL2应逐支无损检验。

六、特殊扣1、特殊扣简介特殊扣是不同于API螺纹的具有特殊结构的管螺纹。

现行的API螺纹连接的油套管虽然在油井开采中得到广泛的应用,但在某些油田的特殊环境下,其不足之处明显表现出来:API圆螺纹连接的管柱,虽然其密封性能较好,但其螺纹部位所承受的拉力只相当于管体强度的60%~80%,因而不能在深井的开采中使用;API偏梯形螺纹连接的管柱,其抗拉性能虽然比API圆螺纹连接高很多,但其密封性能不是很好,因而不能用于高压气井的开采;另外,螺纹脂一般只能在温度为95℃以下的环境中才能发挥其作用,故在高温井的开采中不能使用。

与API圆螺纹和偏梯形螺纹连接相比,特殊扣连接在以下几个方面取得了突破性的进展:⑴密封性好,通过弹性和金属密封结构的设计,使接头气密封抗力达到管体极限内屈服压力;⑵连接强度高,用特殊扣连接的油套管,其连接强度达到或超过了管体强度,从根本上解决了滑脱问题;⑶通过材料的选择及表面处理工艺的改进,基本解决了螺纹粘扣问题;⑷通过结构的优化,使接头应力分布更趋合理、更有利于抗应力腐蚀;⑸通过台肩结构的合理设计,使上扣操作更为容易进行。

相关主题