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四、鉆桿管
2、鉆具用管分類及作用
鉆具中的方鉆桿、鉆桿、加重鉆桿和鉆鋌組成鉆柱。鉆柱是帶動(dòng)鉆頭從地面鉆進(jìn)到井底的**鉆孔工具,也是地面通向井底的一條通道。它的主要作用有3個(gè):① 傳遞扭矩帶動(dòng)鉆頭鉆井;② 依靠自身重量給鉆頭施加破碎井底巖石的壓力;③ 輸送洗井液,即鉆井泥漿通過地面的高壓泥漿泵,打入鉆柱內(nèi)孔流入井底沖刷巖屑及冷卻鉆頭,并攜帶巖屑經(jīng)過鉆柱外表面與井壁之間的環(huán)形空間返回到地面,達(dá)到鉆井的目的。鉆柱在鉆井過程中要承受各種復(fù)雜的交變載荷的作用,如拉、壓、扭、彎等各種應(yīng)力的作用,內(nèi)表面還要承受高壓泥漿的沖刷和腐蝕。
⑴ 方鉆桿:方鉆桿有四方型和六方型兩種,我國(guó)的石油鉆桿每套鉆柱通常使用一根四方型鉆桿。其規(guī)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。通常使用長(zhǎng)度為12~14.5m。
⑵ 鉆桿:鉆桿是鉆井的主要工具,連接在方鉆桿的下端,隨著鉆井不斷加深,鉆桿一根接一根地不斷加長(zhǎng)鉆柱。鉆桿的規(guī)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 加重鉆桿:加重鉆桿是連接鉆桿和鉆鋌的過渡工具,可以改善鉆桿的受力狀況以及增大對(duì)鉆頭的壓力。加重鉆桿的主要規(guī)格有:88.9mm(3-1/2in)和127mm(5in)等。
⑷ 鉆鋌:鉆鋌接在鉆柱的下部,它是特厚壁管,剛性大,給鉆頭破碎巖石施加壓力,打直井時(shí)可以起導(dǎo)向作用。鉆鋌的常用規(guī)格有:158.75mm(6-1/4in)、177.85mm(7in)、203.2mm(8in)、228.6mm(9in)等。
五、管線管
1、管線管分類
管線管是石油和天然氣工業(yè)中用于輸送石油、成品油、天然氣和水等管線用鋼管的簡(jiǎn)稱。輸送油、氣的管線主要分為主線輸送管線、支線輸送管線和城市管網(wǎng)管線三種,主線輸送管線的通常規(guī)格為∮406~1219mm,壁厚為10~25mm,鋼級(jí)為X42~X80;支線輸送管線和城市管網(wǎng)管線的通常規(guī)格為∮114~700mm,壁厚6~20mm,鋼級(jí)為X42~X80。
管線管有焊接鋼管,也有無縫鋼管,焊接鋼管使用量多于無縫鋼管。
2、管線管標(biāo)準(zhǔn)
管線管執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是API 5L《管線鋼管規(guī)范》,但我國(guó)于1997年頒布了2個(gè)管線管國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):GB/T9711.1-1997《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件**部分:A級(jí)鋼管》和GB/T9711.2-1997《石油天然氣工業(yè)輸送鋼管交貨技術(shù)條件第二部分:B級(jí)鋼管》,這2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是等效于API 5L制訂的,國(guó)內(nèi)許多用戶要求按這2個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)供貨。
3、關(guān)于PSL1和PSL2
PSL是產(chǎn)品規(guī)范水平的簡(jiǎn)稱。管線管的產(chǎn)品規(guī)范水平分為PSL1和PSL2,也可以說質(zhì)量等級(jí)分為PSL1和PSL2。PSL1高于PSL2,這2個(gè)規(guī)范水平不只只是檢驗(yàn)要求不同,而且化學(xué)成分、力學(xué)性能要求也不同,所以按API 5L訂貨時(shí),合同中的條款除注明規(guī)格、鋼級(jí)等通常的指標(biāo)外,還必須注明產(chǎn)品規(guī)范水平,即PSL1還是PSL2。
PSL2在化學(xué)成分、拉伸性能、沖擊功、無損檢測(cè)等指標(biāo)上均嚴(yán)于PSL1。
4、管線管鋼級(jí)和化學(xué)成分
管線管的鋼級(jí)由低至**為:A25、A、B、X42、X46、X52、X60、X65、X70和X80。
5、管線管水壓和無損要求
管線管應(yīng)逐支做水壓試驗(yàn),而且標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定允許無損代水壓,這一點(diǎn)也是API標(biāo)準(zhǔn)與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)很大的區(qū)別。
PSL1不要求無損檢驗(yàn),PSL2應(yīng)逐支無損檢驗(yàn)。
六、特殊扣
1、特殊扣簡(jiǎn)介
特殊扣是不同于API 螺紋的具有特殊結(jié)構(gòu)的管螺紋。現(xiàn)行的API螺紋連接的油套管雖然在油井開采中得到普遍的應(yīng)用,但在某些油田的特殊環(huán)境下,其不足之處明顯表現(xiàn)出來:API圓螺紋連接的管柱,雖然其密封性能較好,但其螺紋部位所承受的拉力只相當(dāng)于管體強(qiáng)度的60%~80%,因而不能在深井的開采中使用;API偏梯形螺紋連接的管柱,其抗拉性能雖然比API圓螺紋連接高很多,但其密封性能不是很好,因而不能用于高壓氣井的開采;另外,螺紋脂一般只能在溫度為95℃以下的環(huán)境中才能發(fā)揮其作用,故在高溫井的開采中不能使用。
與API圓螺紋和偏梯形螺紋連接相比,特殊扣連接在以下幾個(gè)方面取得了突破性的進(jìn)展:⑴密封性好,通過彈性和金屬密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),使接頭氣密封抗力達(dá)到管體極限內(nèi)屈服壓力;⑵連接強(qiáng)度高,用特殊扣連接的油套管,其連接強(qiáng)度達(dá)到或超過了管體強(qiáng)度,從根本上解決了滑脫問題;⑶通過材料的選擇及表面處理工藝的改進(jìn),基本解決了螺紋粘扣問題;⑷通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,使接頭應(yīng)力分布更趨合理、更有利于抗應(yīng)力腐蝕;⑸通過臺(tái)肩結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì),使上扣操作更為容易進(jìn)行。
目前,全世界已開發(fā)了100多種享有**技術(shù)的特殊扣,但使用量較大的卻只有10多種,在我國(guó)已經(jīng)使用的國(guó)外特殊扣主要有:法國(guó)瓦魯瑞克公司VAM扣、德國(guó)曼內(nèi)斯曼公司BDS扣、日本NKK公司NK3SB扣、日本新日鐵公司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,這些扣型也是世界上普遍使用的特殊扣。