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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**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**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PSL2
PSL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个规范水平不只只是检验要求不同,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**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普遍的应用,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。
目前,全世界已开发了100多种享有**技术的特殊扣,但使用量较大的却只有10多种,在我国已经使用的国外特殊扣主要有:法国瓦鲁瑞克公司VAM扣、德国曼内斯曼公司BDS扣、日本NKK公司NK3SB扣、日本新日铁公司NSCC扣、日本川崎公司FOX、日本住友公司TM扣、阿根廷斯特加公司SEC扣等,这些扣型也是世界上普遍使用的特殊扣。