目前为了提高套管接头的密封压力,厂均在开发新的特殊接头,为了不影响接头的连接强度,新的特殊接头一般采用偏梯形螺纹或改进的偏梯螺纹,提高了扭矩台肩及螺纹承载面承载压力,设计各种各样的金属对金属的过盈配合结构,大大提高了套管接头的密封压力。同其他所有石油管一样,套管螺纹连接是最薄弱的环节。螺纹连接的质量直接影响到套管柱的结构完整性和密封完整性,而螺纹加工精度又是螺纹连接质量的重要影响因素之一。5B标准对螺纹质量的控制指标多达十余项,螺纹单项参数如锥度、螺距、齿高、牙型角等可以借助于螺纹单项参数测量仪进行测量,测量结果很直观,不需要进行数据处理,也不易出错。而综合反映各单项参数及表面加工质量的、也是最重要的一个参量-紧密距,需用工作量规进行检验。由于要考虑量规的结构型式及与校对规的传递值、螺纹的长短、套管壁厚、钢级等,需要对测量数据进行必要的判断和处理,才能获得所需紧密距。
(5)API标准螺纹存在问题由上可知,螺纹连接强度和密封性是油套管两个主要技术指标。API圆螺纹及偏梯型螺纹不适合如稠油热采、超深井、重腐蚀进等较苛刻条件下使用,原因是与其结构、螺纹轮廓有关的密封、强度问题。圆螺纹只能承受相当于管体强度的60%~80%的拉伸负载,偏梯螺纹接头虽然有较高的连接强度,但在较高内压下密封性能很差。此两种螺纹一般借助于在合适的载体中含铅、锌、铜、石墨和硅油等组成物的螺纹脂来实现密封,这种形式密封一般只能在60~95ºC以下温度工作。因此API标准螺纹接头的密封主要通过螺纹脂、金属镀层和螺纹过盈啮合等方法实现。API圆螺纹牙根到牙顶间隙为0.152mm;偏梯螺纹间隙在导向侧整个牙高范围内,193.7mm以下规格套管牙顶间隙为0.178mm,219.1mm及以上规格套管则大至0.229mm。
API标准螺纹接头的密封一是靠螺纹脂填堵该间隙并使内压力在公平啮合螺纹长度内(通常为3~5螺纹牙长度)的间隙两端产生一定压力降,从而实现密封作用。其二是靠螺纹牙侧面过盈啮合,形成若干个不确定的金属对金属接触密封(密封位置、接触压力受螺纹尺寸、镀层、螺纹脂影响),从而达到密封作用。在静水压试验中圆螺纹和偏梯螺纹接头的密封性能随着管子尺寸、钢级变化而变化,管径越大、壁厚越厚、钢级越高,临界密封压力与管体内屈服压力之比越低,密封性能越差。而API圆螺纹除密封性能差外其抗拉强度也较低。API圆螺纹在正常条件下,接头的抗拉强度仅为管体强度的80%。在外压及轴向拉伸等双轴应力作用下,遇到较大弯曲或冲击载荷时易发生滑脱。主要原因是接头螺纹上载荷分布不均及牙形半角为30度,半角的正切值远高于牙侧面复合螺纹脂或镀膜层的摩擦系数,使抗滑脱阻力小于外力分量造成滑脱现象发
石油套管是石油钻探用重要器材,其主要器材还包括钻杆、岩心管和套管、钻铤及小口径钻进用钢管等。国产套管以地质钻探用钢经热轧或冷拔制成,钢号用“地质”(DZ)表示,常用的套管钢级有DZ40、DZ55、DZ753种。