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石油天然氣工業(yè)套管和油管的維護(hù)及使用

標(biāo) 準(zhǔn) 號(hào): GB/T17745-1999
替代情況:
發(fā)布單位: 國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局
起草單位: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司石油管材研究所
發(fā)布日期:
實(shí)施日期:
>
更新日期: 2008年10月05日

目次
  前言
  ISO前言
  ISO引言
  1 范圍
  2 引用標(biāo)準(zhǔn)
  3 定義
  4 套管的起下作業(yè)
  5 油管的起下作業(yè)
  6 運(yùn)輸、裝卸和儲(chǔ)存
  7 使用過(guò)的套管和油管的檢驗(yàn)與分類(lèi)
  8 修復(fù)
  9 套管附件的現(xiàn)場(chǎng)焊接
  附錄A(提示的附錄) 引用標(biāo)準(zhǔn)信息
  前言
  本標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)ISO 10405∶1993《石油天然氣工業(yè) 套管和油管的維護(hù)及使用》制定的,在技術(shù)內(nèi)容上與該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)等同。
  該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)API RP 5C1《套管和油管的維護(hù)及使用推薦作法》、按特殊的“快軌程序”制定的。根據(jù)GB/T 1.1—1993規(guī)定,保留了該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的前言、引言,刪去了該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)保留的“API前言”、“API政策性說(shuō)明”以及“API出版物一覽表”等與技術(shù)條款無(wú)關(guān)的內(nèi)容,同時(shí)增加了本標(biāo)準(zhǔn)的前言。
  該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的引用標(biāo)準(zhǔn),已經(jīng)全部轉(zhuǎn)化為我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。
  為使用方便,本標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)據(jù)表中同時(shí)給出了英制單位數(shù)據(jù)。
  本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A是提示的附錄。
  本標(biāo)準(zhǔn)由原中國(guó)石油天然氣總公司提出。
  本標(biāo)準(zhǔn)由石油管材專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)歸口并負(fù)責(zé)解釋。
  本標(biāo)準(zhǔn)起草單位:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司石油管材研究所。
  本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:賈立仁、王世宏
  ISO前言
  ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)是由各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體(ISO成員團(tuán)體)組成的世界性聯(lián)合會(huì)。制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的工作通常由ISO的技術(shù)委員會(huì)完成。各成員團(tuán)體若對(duì)某技術(shù)委員會(huì)已確立的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目感興趣,均有權(quán)參加該委員會(huì)的工作。與ISO保持聯(lián)系的各國(guó)際組織(官方的或非官方的)也可參加有關(guān)工作。在電工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方面,ISO與國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)保持密切合作關(guān)系。
  由技術(shù)委員會(huì)正式通過(guò)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案須提交各成員團(tuán)體表決。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)需取得至少75%參加表決的成員團(tuán)體的同意才能正式發(fā)布。
  國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 10405是由美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)依據(jù)API RP 5C1準(zhǔn)備、ISO/TC 67技術(shù)委員會(huì)(石油天然氣工業(yè) 材料、設(shè)備和海上結(jié)構(gòu)技術(shù)委員會(huì))按特殊的“快軌程序”采納,并經(jīng)ISO成員團(tuán)體贊成通過(guò)。
  ISO引言
  國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 10405∶1993在內(nèi)容上與1988年API RP 5C1第16版相同。然而在對(duì)API文本認(rèn)可的同時(shí),也發(fā)現(xiàn)API文本的形式和內(nèi)容在某些方面并不完全遵守現(xiàn)行的ISO規(guī)則。因此,ISO/TC 67相關(guān)的技術(shù)組織將在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間,按ISO規(guī)則重審ISO 10405∶1993并重新發(fā)布。
  本標(biāo)準(zhǔn)無(wú)意排除使用本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)正確工程判斷的需要,即在何時(shí)或何種情況下使用本標(biāo)準(zhǔn)。另外,本標(biāo)準(zhǔn)的使用者應(yīng)認(rèn)識(shí)到為滿(mǎn)足特定服役條件的需要,可能需要附加的或不同的要求。
  本標(biāo)準(zhǔn)中的引用標(biāo)準(zhǔn)有被其他能達(dá)到或超過(guò)引用標(biāo)準(zhǔn)要求的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)代替的可能性。

 

  1 范圍
  本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了石油天然氣工業(yè)用套管和油管的維護(hù)及使用指南。
  2 引用標(biāo)準(zhǔn)
  下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文,通過(guò)在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí),所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂,使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。
  GB/T 5117—1995 碳鋼焊條
  GB/T 9253.2—1999 石油天然氣工業(yè) 套管、油管和管線管螺紋的加工、測(cè)量和檢驗(yàn)
  SY/T 5199—1997 套管、油管和管線管螺紋脂
  SY/T 6194—1996 套管和油管
  SY/T 6328—1997 石油天然氣工業(yè) 套管、油管、鉆桿和管線管性能計(jì)算
  SY/T 6417—1998 套管、油管和鉆桿使用性能。
  API RP 7G 鉆柱設(shè)計(jì)和操作限度
  3 定義
  本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。
  3.1 應(yīng) shall
  用于表示規(guī)定是強(qiáng)制性的。
  3.2 宜 should
  用于表示規(guī)定不是強(qiáng)制性的,而是推薦作為最佳作法。
  3.3 可 may
  用于表示規(guī)定是可選用的。
  4 套管的起下作業(yè)
  4.1 套管下井前的準(zhǔn)備和檢驗(yàn)
  4.1.1 新交貨的套管應(yīng)按SY/T 6194所規(guī)定的方法檢驗(yàn)并無(wú)缺陷。有些用戶(hù)發(fā)現(xiàn),這些檢驗(yàn)方法并不能檢出套管的所有缺陷,以致不能滿(mǎn)足少數(shù)條件荷刻的井的要求。因此,用戶(hù)采用各種無(wú)損檢驗(yàn)方法,以保證高質(zhì)量套管下入井內(nèi)。鑒于這種情況,特建議用戶(hù):
  a) 熟悉標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的和各工廠所使用的檢驗(yàn)方法,同時(shí)正確理解標(biāo)準(zhǔn)中“缺陷”的定義。
  b) 全面評(píng)價(jià)用戶(hù)自己對(duì)管子所要采用的任一種無(wú)損檢驗(yàn)方法,以保證檢驗(yàn)工作確能正確地指示出缺陷位置,并能將缺陷與其他非缺陷信號(hào)區(qū)別開(kāi)來(lái)。采用這些檢驗(yàn)方法時(shí),出現(xiàn)不真實(shí)“缺陷”的原因可能是、也往往是這些非缺陷信號(hào)。
  4.1.2 所有的套管,不論是新的、使用過(guò)的或修復(fù)的,其螺紋部位宜始終戴上螺紋保護(hù)器。任何時(shí)間,套管都宜放在無(wú)石塊、砂子或污泥(正常鉆井液除外)的臺(tái)架上、木板面上或金屬面上。如不慎把套管拖入泥土中,最好重新清洗螺紋,并按4.1.7要求處理后方能再用。
  4.1.3 對(duì)長(zhǎng)套管柱,推薦使用卡瓦式吊卡??ūP(pán)和卡瓦宜保持潔凈,沒(méi)有損傷,并配合適當(dāng)。對(duì)重套管柱,最好使用超長(zhǎng)卡瓦。卡盤(pán)必須保持水平。
  注:卡瓦和大鉗的卡痕是有害的。宜使用最新式的設(shè)備,盡可能使這種損傷減少到最低限度。
  4.1.4 如果使用掛接箍吊卡,仔細(xì)檢查支承面:
  a) 是否有不均勻磨損,因?yàn)檫@種磨損可導(dǎo)致接箍一側(cè)升高,有接箍滑脫的危險(xiǎn)。
  b) 當(dāng)載荷作用于支承面時(shí),負(fù)荷是否均勻分布。
  4.1.5 檢查卡盤(pán)和吊卡上的卡瓦,并注意使它們一起下放。否則,有可能使管子壓凹或滑脫。
  4.1.6 應(yīng)注意,特別是下長(zhǎng)套管柱時(shí),卡瓦補(bǔ)心或卡瓦座要處于良好狀態(tài)。檢查大鉗鉸鏈銷(xiāo)和鉸鏈表面有無(wú)損傷。為避免大鉗與套管咬合面上產(chǎn)生不均勻的載荷,尾繩要正確系在尾繩樁上,最好使之與大鉗高度相同。尾繩的長(zhǎng)度要適當(dāng),以保證施加在套管上的彎曲應(yīng)力最低,并能使大鉗進(jìn)行全擺程移動(dòng)。
  4.1.7 套管下井前,宜采取下列措施準(zhǔn)備螺紋:
  a) 下套管前,卸下套管兩端的螺紋保護(hù)器,徹底清洗螺紋。對(duì)其他套管重復(fù)上述作法,直至全部螺紋清潔為止。
  b) 仔細(xì)檢查螺紋。若發(fā)現(xiàn)螺紋有損壞,即便是輕微損傷,也宜挑出,除非有很好的措施修復(fù)螺紋。
  c) 下套管前,應(yīng)測(cè)量每根套管的長(zhǎng)度。測(cè)量時(shí)用精度為毫米的鋼卷尺,從接箍(或內(nèi)螺紋接頭)最外端面測(cè)量到外螺紋接頭端指定位置。該位置是當(dāng)機(jī)緊接頭時(shí),接箍(或內(nèi)螺紋接頭)終止的地方。在圓螺紋套管接頭上,該位置是管子螺紋消失的平面;在偏梯形螺紋套管上,該位置是三角印記的底線;在直連型套管上,該位置是外螺線端的臺(tái)肩面。這樣,測(cè)量的各根套管的長(zhǎng)度總和代表套管柱的自然長(zhǎng)度(無(wú)載荷時(shí)的長(zhǎng)度)。對(duì)在井眼中處于拉伸狀態(tài)下套管的實(shí)際長(zhǎng)度,可在有關(guān)管子手冊(cè)中查到。
  d) 檢查每個(gè)接箍是否上緊。如果外露螺紋異常,則檢查接箍是否裝緊。在徹底清洗螺紋以后、管子提升到鉆臺(tái)上之前,上緊所有松動(dòng)的接箍,并在整個(gè)螺紋表面涂上新螺紋脂。
  e) 在管子螺紋對(duì)接前,內(nèi)、外螺紋整個(gè)表面都涂上螺紋脂。推薦使用SY/T 5199規(guī)定的改進(jìn)型高壓螺紋脂,但遇到條件苛刻的特殊情況時(shí),推薦使用SY/T 5199規(guī)定的高壓硅酮螺紋脂。
  f) 在套管端部戴上干凈的螺紋保護(hù)器,以免管子在管架上滾動(dòng)和提升到鉆臺(tái)上時(shí)螺紋受損傷。可以準(zhǔn)備以幾個(gè)干凈的螺紋保護(hù)器,以便反復(fù)使用。
  g) 如果要下入混合管柱,需確認(rèn)所有的套管是否容易進(jìn)入管架。
  h) 對(duì)作為受拉和提升構(gòu)件使用的連接管,宜認(rèn)真檢查螺紋,以保證連接管安全地承受載荷。
  i) 上緊短節(jié)和連接管時(shí),保證配對(duì)螺紋的尺寸和類(lèi)型相互一致。
  4.2 套管通徑檢查
  4.2.1 建議每根套管下井前,用符合SY/T 6194的通徑規(guī)進(jìn)行全長(zhǎng)通徑檢驗(yàn)。通徑檢驗(yàn)不合格的套管不宜使用。
  4.2.2 小心下放或滾動(dòng)每根套管,不要落下管架。要避免套管碰撞鉆臺(tái)或其他設(shè)備的任何部位。在鉆臺(tái)大門(mén)處備有緩沖繩。對(duì)于混合的或無(wú)標(biāo)記的管柱,宜用通徑規(guī)或“通徑檢查器”穿過(guò)每根管子進(jìn)行檢查,以免下入壁厚過(guò)大或內(nèi)徑小于要求的套管柱。
  4.3 螺紋對(duì)接、上緊和下放
  4.3.1 在準(zhǔn)備螺紋對(duì)接以前,套管端部的螺紋保護(hù)器不得卸下。
  4.3.2 如有必要,在螺紋對(duì)接之前,對(duì)螺紋整個(gè)表面涂抹螺紋脂。用于涂抹螺紋脂的刷子或用具不宜有異物。同時(shí),螺紋脂不宜稀釋。
  4.3.3 螺紋對(duì)接時(shí),小心下放套管,以免損傷螺紋。要垂直對(duì)接螺紋,最好有人站在套管扶正臺(tái)上幫助進(jìn)行。螺紋對(duì)接后,如套管柱向一側(cè)傾斜,則提起來(lái),清洗并用三角銼刀修理?yè)p傷的螺紋,然后仔細(xì)清除任何銼屑,并在螺紋表面重新準(zhǔn)備上螺紋脂。螺紋對(duì)接好后,首先很緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)套管,以保證螺紋正常嚙合,不發(fā)生錯(cuò)位。如果使用長(zhǎng)貓頭繩套,宜緊靠接箍纏繞。
  注:4.3.4、4.4.1、4.4.2和4.4.3中對(duì)套管上緊的推薦作法適合使用動(dòng)力大鉗。對(duì)使用長(zhǎng)貓頭繩套和普通大鉗上緊套管的推薦作法見(jiàn)4.4.4。
  4.3.4 使用動(dòng)力大鉗上緊套管時(shí),需要對(duì)每種規(guī)格、重量和鋼級(jí)的套管規(guī)定出推薦的扭矩值。早期的研究和試驗(yàn)結(jié)果表明,扭矩值受許多參數(shù)的影響,如錐度、螺距、齒高、齒型、螺紋表面粗糙度、螺紋脂種類(lèi)、螺紋長(zhǎng)度、管子重量和鋼級(jí)等等。這些參數(shù),不論單獨(dú)作用或復(fù)合作用,都將影響扭矩值和上緊位置的關(guān)系,因此,必須考慮所采用的扭矩和上緊位置。由于SY/T 6417中關(guān)于接頭滑脫強(qiáng)度公式包括了幾種影響扭矩的參數(shù),因此,要用修正過(guò)的公式來(lái)確定扭矩值。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),按計(jì)算滑脫強(qiáng)度值的1%得出的扭矩值,與使用SY/T 5199改進(jìn)型螺紋脂在井場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)得出的扭矩值相差不大。因此,這種方法被用來(lái)確定表1和表2所列的最佳上緊扭矩值。表中的最小扭矩值取最佳扭矩的75%,最大扭矩值取最佳扭矩值的125%。全部數(shù)值圓整到10N·m。由于某些連接在扭矩要求方面還存在更多的變化因素,這些值應(yīng)認(rèn)為只是一種推薦值。正因?yàn)檫@一點(diǎn),有必要將下面4.4中提出的套管現(xiàn)場(chǎng)上緊位置與扭矩聯(lián)系起來(lái)。表1所列的扭矩值適用于帶鍍鋅或磷化處理的接箍的套管。當(dāng)用鍍錫接箍連接上緊時(shí),表中所列值的80%可以作為推薦值,但表中所列扭矩值不適用于上緊帶聚四氟乙烯密封環(huán)的接箍。當(dāng)上緊帶聚四氟乙烯密封環(huán)的圓螺紋管子接頭時(shí),表中所列值的70%作為上緊扭矩值的推薦值。帶聚四氯乙烯密封環(huán)的偏梯形管子接頭,可以采用不同于標(biāo)準(zhǔn)偏梯形螺紋的扭矩值上緊。
  表1 8牙圓螺紋套管的推薦上緊扭矩
  


  表1(續(xù))
  


  表1(續(xù))
  


  表1(續(xù))
  


  表1(續(xù))
  


  表1(續(xù))
  


  表1(續(xù))
  


  表1(續(xù))
  


  表1(續(xù))
  


  表1(續(xù))
  


  表1(完)
  


  表2 直連型套管的扭矩值
  


  表2(續(xù))
  


  表2(完)
  


  注:對(duì)于有些材料(如馬氏體不銹鋼-9Cr和13Cr),在螺紋對(duì)接、提升、上緊或卸開(kāi)時(shí)易發(fā)生損傷。防止這種螺紋損傷的措施主要有兩種:一是在制造時(shí),對(duì)螺紋表面進(jìn)行處理和精加工;另一種是在起下時(shí)小心操作,螺紋和螺紋脂必須潔凈。最好避免在水平位置組裝。在緩慢地進(jìn)行機(jī)緊以前,宜用手工上緊到手緊位置。卸開(kāi)時(shí),其程序相反。
  4.4 現(xiàn)場(chǎng)上緊。
  下面是套管現(xiàn)場(chǎng)上緊的推薦作法。
  4.4.1 外徑為114~340mm的圓螺紋套管
  a) 從每個(gè)工廠運(yùn)來(lái)的套管開(kāi)始下井時(shí),建議上緊足夠數(shù)量的接頭,以確定正常上緊所需扭矩。超過(guò)手緊位置的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)見(jiàn)4.4.4。這些值可能與表1中推薦的最佳扭矩值有出入。如果選擇其他扭矩值,不要低于最佳扭矩值的75%,也不要高于最佳扭矩值的125%。
  b) 動(dòng)力大鉗上宜裝配一個(gè)已知精度的可靠扭矩表。在上緊的初始階段,注意任何不正常的上緊或上緊速度,因?yàn)檫@些情況可以反映出螺紋錯(cuò)位、污物、損傷或其他不利情況。為防止螺紋損傷,在現(xiàn)場(chǎng)連接上緊時(shí),上緊速度不宜超過(guò)25r/min。
  c) 繼續(xù)上緊,并觀察扭矩表的指示值和接箍端面相對(duì)于套管螺紋消失點(diǎn)的大體位置。
  d) 表1所列的最佳扭矩值是選出的適用正常條件下上緊的最佳力矩。如果上緊后,接箍端面與螺紋消失點(diǎn)齊平,或者超前或滯后消失點(diǎn)兩圈螺紋,此扭矩值是合理的。
  e) 上緊時(shí),如果螺紋消失點(diǎn)的覆蓋量已超過(guò)兩圈螺紋,而扭矩還未到表1所列的最小扭矩值,則該接頭宜按4.4.5處理。
  f) 如果扭矩值已經(jīng)達(dá)到最佳扭矩值,而數(shù)圈螺紋還露在外面,則可加大扭矩繼續(xù)上緊,達(dá)到表1所列的最大扭矩值為止。如果扭矩值已達(dá)到最大扭矩值,而接箍端面距螺紋消失點(diǎn)的距離(即緊密距)仍大于3圈螺紋的間距,則該接頭宜按4.4.5處理。
  4.4.2 外徑為114~340mm的偏梯形螺紋套管
  外徑為114~340mm的偏梯形螺紋套管,通過(guò)仔細(xì)觀察開(kāi)始幾根套管上緊到三角形標(biāo)記底邊的扭矩來(lái)確定所需的扭矩值,然后用此扭矩值權(quán)衡管柱中各重量和鋼級(jí)套管的扭矩值。
  4.4.3 用于外徑為406mm、473mm和508mm的圓螺紋和偏梯形螺紋套管
  a) 外徑為406mm、473mm和508mm的套管,應(yīng)上緊到每個(gè)接頭上的指定位置。該位置對(duì)8牙圓螺紋接頭來(lái)說(shuō)是螺紋消失點(diǎn),對(duì)偏梯形螺紋接頭來(lái)說(shuō)是三角形標(biāo)記底線。其扭矩以表1所列最小扭矩值為依據(jù)。
  在8牙圓螺紋套管上距每端L4+1.59mm處,打印有一個(gè)9.52mm的等邊三角形標(biāo)記。在基本機(jī)緊時(shí),該三角形標(biāo)記底線有助于螺紋消失點(diǎn)的定位。但是接箍相對(duì)于三角形標(biāo)記底線的位置不能作為產(chǎn)品驗(yàn)收或拒收的依據(jù)。
  應(yīng)當(dāng)小心操作,以避免在這些較大管子連接開(kāi)始時(shí)發(fā)生螺紋錯(cuò)位。選擇的大鉗最好能達(dá)到整個(gè)下井過(guò)程中的較高扭矩(67 800N·m)。估計(jì)最大的扭矩值是上緊到推薦位置所遇到的最小扭矩的5倍。
  b) 4.4.1e或f所述有問(wèn)題的接頭,宜卸下,放置一邊,并查找上緊不當(dāng)?shù)脑颉9茏拥穆菁y和匹配的接箍螺紋最好都檢查。已經(jīng)損壞的螺紋或不符合規(guī)范要求的螺紋要修理。如果上緊不當(dāng)?shù)脑虿皇锹菁y損壞或超差,那么最好調(diào)節(jié)上緊扭矩,以便達(dá)到正常上緊連接(見(jiàn)4.4.1a)。要注意,采用與規(guī)定摩擦系數(shù)不同的螺紋脂可能是上緊不當(dāng)?shù)脑颉?br />   4.4.4 當(dāng)使用普通大鉗上緊套管時(shí),上緊程度要適當(dāng)。對(duì)于外徑為114.3~117.8mm的套管,接頭的上緊位置宜至少超過(guò)手緊位置3圈;對(duì)于外徑為193.7mm和更大的套管,至少宜超過(guò)3. 5圈.但外徑為244.5mm、273.1mm、鋼級(jí)為P110和外徑為508mm、鋼級(jí)為J55、K55的套管,其接頭的上緊位置宜超過(guò)手緊位置的4圈。當(dāng)使用長(zhǎng)貓頭繩套時(shí),有必要比較手工上緊程度與旋繩上緊程度。為了做到這一點(diǎn),將最初一二個(gè)接頭上緊到手緊位置,然后卸開(kāi),再用旋繩上緊到旋繩上緊位置。比較這兩種上緊的相對(duì)位置,并利用該數(shù)據(jù)確定接頭上緊時(shí)超過(guò)手緊位置的推薦圈數(shù)。
  4.4.5 對(duì)上緊程度有問(wèn)題的套管,宜卸下接箍,放倒進(jìn)行檢查和修理。這項(xiàng)工作完畢后,仔細(xì)檢查匹配的外螺紋端螺紋有無(wú)損傷。卸下的接箍不經(jīng)檢修或重新測(cè)量,絕不能重新使用,即使損傷很小也不例外。
  4.4.6 如果套管在上緊時(shí),其上部過(guò)分?jǐn)[動(dòng),可能是螺紋與套管不同軸,可降低上緊速度,以免損傷螺紋。如果降低上緊速度后,套管仍擺動(dòng),則可將該套管卸下檢查。如果該套管是位于管柱中承受較大拉伸載荷的部位,宜慎重考慮。
  4.4.7 在現(xiàn)場(chǎng)上緊接頭時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)由工廠機(jī)緊的接箍端仍轉(zhuǎn)動(dòng)上緊。這并不表明工廠機(jī)緊的接箍太松,而只說(shuō)明接箍的現(xiàn)場(chǎng)端已達(dá)到工廠端的上緊程度。
  4.4.8 宜小心提升和下放套管柱、放置卡瓦,以避免突變載荷。管柱墜落,即使是很短的距離,也可能使管柱底部的接箍松動(dòng)。宜小心下放套管柱,避免套管柱接觸井底或受壓,否則套管柱在井內(nèi)有彎曲的可能,特別是在井眼擴(kuò)大部位。
  4.4.9 設(shè)計(jì)套管柱時(shí),宜有明確的說(shuō)明,包括各種鋼級(jí)、重量和螺紋類(lèi)型的套管在管柱中的正確位置。在下放管柱時(shí),宜按設(shè)計(jì)程序正確而仔細(xì)地操作。若某根管子標(biāo)記不清楚,宜擱置一邊,直到鋼級(jí)、重量或螺紋型式能夠確定為止。
  4.4.10 為便于下套管和保證有足夠的流體靜壓控制油層壓力,在下套管過(guò)程中,宜定期灌注鉆井液。鉆井液的灌注次數(shù)與許多因素有關(guān),如在井眼中的管子重量、鉆井液密度、油層壓力等等。絕大多數(shù)情況下,每6~10根管子灌注一次即可。不能因?yàn)楣嘧⒋螖?shù)太少而影響油層壓力的靜壓平衡。為加快鉆井液的灌注,宜選用適當(dāng)密度的鉆井液,并使用合適尺寸的鉆井液軟管,這種軟管放置在操作方便的地方。鉆井液軟管上的快速開(kāi)關(guān)塞閥,有利于操作和防止外溢。如果選用橡膠軟管,建立在連接軟管的鉆井液管線處安裝快閉閥,而不能安裝在軟管的出口處。同時(shí)還建議至少讓另外一個(gè)排泄接頭在鉆井液循環(huán)系統(tǒng)上開(kāi)著,以防止當(dāng)快閉閥關(guān)閉而鉆井液泵仍在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),壓力增加過(guò)多。在鉆井液軟管的一端可以使用一個(gè)銅短接頭,以避免在灌注鉆井液時(shí)損壞接箍螺紋。
  注:如果使用自動(dòng)灌注式套管引鞋和浮箍,上述鉆井液灌注作法可以不采用。
  4.5 套管聯(lián)頂方法
  要注明水泥凝固后的套管柱受力狀態(tài)和恰當(dāng)?shù)穆?lián)頂方法。其目的是防止在油井開(kāi)采期間出現(xiàn)臨界應(yīng)力,即過(guò)度和不安全拉應(yīng)力。在決定適當(dāng)?shù)睦瓚?yīng)力和正確的聯(lián)頂方法時(shí),宜考慮所有的因素,如井溫、井壓、水泥的水化作用而產(chǎn)生的溫度、鉆井液溫度和采油作業(yè)期間的溫度變化等。所設(shè)計(jì)管柱的原拉伸應(yīng)力的安全系數(shù)選用是否影響聯(lián)頂方法,宜予以考慮。若認(rèn)為不需要提出特殊聯(lián)頂方法(該方法可能適用于絕大多數(shù)已鉆成的油井),那么,當(dāng)水泥塞到達(dá)最低點(diǎn)即注好水泥時(shí),宜將套管調(diào)整到套管頭懸掛套管的準(zhǔn)確位置。
  4.6 井內(nèi)套管的保護(hù)
  鉆桿下入有套管的井內(nèi)時(shí),宜裝有合適的鉆桿護(hù)箍。
  4.7 套管的回收
  4.7.1 大鉗宜位于靠近接箍但不很近的地方,因?yàn)槿籼坠苓B接較緊或套管壁厚較薄或兩者都存在時(shí),在大鉗牙板接觸管子表面處不可避免地出現(xiàn)輕微壓扁現(xiàn)象。在接箍和大鉗之間若保持相當(dāng)于管子直徑在1/3~1/4的距離,通常可避免不必要的螺紋磨損。錘擊接箍使其松開(kāi)的作法是有害的。如果需要輕敲,用榔頭的平端,決不可使用尖端。在任何情況下都不宜使用大鐵錘。輕敲接箍中間及其四周,決不能在端部或僅在相對(duì)的兩側(cè)敲擊。
  4.7.2 在套管提出以前,宜格外小心地松開(kāi)全部螺紋。不能讓套管從接箍中突然跳出。
  4.7.3 全部螺紋宜清洗,并加潤(rùn)滑油或涂上防腐材料,使其盡可能減少腐蝕。管子下鉆臺(tái)前,宜戴上干凈的螺紋保護(hù)器。
  4.7.4 套管在存放或重新使用前,宜檢查管體和螺紋,對(duì)有缺陷的接頭作出標(biāo)記,以便交付檢修并重新測(cè)量。
  4.7.5 當(dāng)套管因斷裂而回收時(shí),須對(duì)斷裂原因進(jìn)行深入的失效分析,以免再次發(fā)生類(lèi)似事故。設(shè)法收回已經(jīng)失效的斷裂樣品。
  4.7.6 鉆臺(tái)上的套管宜排放在堅(jiān)固的木架上,并不戴螺紋保護(hù)器。因?yàn)榻^大多數(shù)螺紋保護(hù)器在設(shè)計(jì)時(shí),并沒(méi)有要求有支承螺紋或立起來(lái)不使現(xiàn)場(chǎng)上緊端螺紋受損壞的能力。
  4.8 套管故障原因
  套管發(fā)生故障的常見(jiàn)原因如下。
  4.8.1 服役的井深和壓力不合適。
  4.8.2 對(duì)每根套管或現(xiàn)場(chǎng)修理的螺紋檢查不嚴(yán)。
  4.8.3 在工廠、運(yùn)輸途中和現(xiàn)場(chǎng)裝卸套管時(shí)操作不當(dāng)。
  4.8.4 起下套管時(shí)沒(méi)有遵守正確的操作規(guī)程。
  4.8.5 現(xiàn)場(chǎng)修理螺紋時(shí)磨削不當(dāng)。
  4.8.6 更換和增添的接箍質(zhì)量低劣。
  4.8.7 存放時(shí)維護(hù)不當(dāng)。
  4.8.8 為使套管通過(guò)井眼縮小部位而采取措施出現(xiàn)扭矩過(guò)高。
  4.8.9 提拉管柱太猛(為使管柱松動(dòng))。這可以使管柱頂部的接箍松動(dòng),在最后下管柱以前,宜用大鉗重新上緊。
  4.8.10 在套管內(nèi)鉆進(jìn)時(shí)套管轉(zhuǎn)動(dòng)。注水泥后,調(diào)整套管所用拉力不適當(dāng)是造成這種失效的最主要原因之一。
  4.8.11 在有套管的定向井眼中繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí),鉆桿對(duì)套管的磨損尤為明顯。斜井中過(guò)分的狗腿彎曲,或在采取糾正措施的直井中偶然出現(xiàn)的狗腿彎曲會(huì)導(dǎo)致套管集中彎曲,而這種彎曲反過(guò)來(lái)導(dǎo)致套管內(nèi)壁過(guò)分地磨損。當(dāng)井內(nèi)狗腿彎曲較大時(shí),這種磨損更為嚴(yán)重。
  4.8.12 抽吸原油或頓鉆鉆進(jìn)時(shí),鋼絲繩對(duì)套管的磨削。
  4.8.13 聯(lián)頂時(shí)大量釋放拉力,經(jīng)鉆井液沖刷的未注水泥井段的套管發(fā)生彎曲。
  4.8.14 突然下落套管柱,即使是很短的距離。
  4.8.15 在外壓或內(nèi)壓作用下,接頭滲漏是常見(jiàn)的故障,其原因可能是:
  a) 螺紋脂選用不當(dāng)。
  b) 螺紋未上緊。
  c) 螺紋上有污物。
  d) 由于污物、螺紋對(duì)接不小心、螺紋碰傷、旋轉(zhuǎn)過(guò)快、螺紋連接過(guò)緊或轉(zhuǎn)動(dòng)及大鉗操作時(shí)套管擺動(dòng)等原因使螺紋粘結(jié)。
  e) 現(xiàn)場(chǎng)修理螺紋時(shí)磨削不當(dāng)。
  f) 提拉管柱太猛。
  g) 突然下落管柱。
  h) 上卸螺紋次數(shù)過(guò)多。
  i) 夾鉗位置太高,尤其是卸開(kāi)時(shí),因?yàn)檫@樣產(chǎn)生的彎曲作用使螺紋粘結(jié)。
  j) 接頭在工廠上緊不當(dāng)。
  k) 套管不圓。
  l) 聯(lián)頂操作不當(dāng),使螺紋連接處的應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)。
  4.8.16 腐蝕。腐蝕能損壞套管的內(nèi)壁和外壁,管子上存在的麻點(diǎn)或小孔就是腐蝕引起的。管子的外壁腐蝕是由于接觸腐蝕液或地層,或者泄漏電流通過(guò)套管流入周?chē)后w或地層所致。硫酸鹽還原菌也能產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。油井中的腐蝕液通常導(dǎo)致套管內(nèi)壁的腐蝕損壞,但抽油設(shè)備對(duì)套管的磨損以及有些氣舉井中高速流體的沖刷作用能加速套管腐蝕損壞。內(nèi)壁腐蝕也可能是由于泄漏電流(電解作用)或緊密接觸的不同金屬(雙金屬腐蝕)作用引起。由于腐蝕是許多因素共同作用的結(jié)果,因此,沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單的或通用的補(bǔ)救措施可加以控制。每種腐蝕問(wèn)題必須作為單獨(dú)事件,并按照已知腐蝕因素和操作條件來(lái)考慮解決。套管的情況可以用目視檢驗(yàn)或光學(xué)儀器檢驗(yàn)來(lái)確定。若沒(méi)有這些檢驗(yàn)手段,可用內(nèi)徑測(cè)量?jī)x測(cè)量套管內(nèi)徑,以確定內(nèi)表面腐蝕狀況。對(duì)于井內(nèi)套管外表面腐蝕狀況,迄今還沒(méi)有設(shè)計(jì)出合適的工具來(lái)確定。套管內(nèi)徑的測(cè)量能說(shuō)明腐蝕的范圍、位置和嚴(yán)重程度。根據(jù)目前的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),下列作法和措施可用來(lái)控制套管的腐蝕:
  a) 若已知發(fā)生套管外表面腐蝕,或經(jīng)泄漏電流測(cè)量表明有比較高的電流流入井內(nèi)時(shí),可采用下面作法:
  1) 優(yōu)化注水泥操作,包括使用扶正器、刮泥器和適量的水泥,以防止套管外壁與腐蝕液接觸。
  2) 裝配絕緣法蘭,使出油管和油井絕緣,以降低或防止電流流入井內(nèi)。
  3) 使用高堿性鉆井液或經(jīng)殺菌劑處理過(guò)的鉆井液(即完井液),可減輕因硫酸鹽還原菌所造成的腐蝕。
  4) 采用與輸送管防蝕相似的陰極保護(hù)系統(tǒng),以減輕套管外表面腐蝕。套管保護(hù)準(zhǔn)則與輸送管不同。建議查閱有關(guān)套管外表面腐蝕的文獻(xiàn),或請(qǐng)教這方面的專(zhuān)家,以確定可靠的保護(hù)措施。
  b) 若已知套管內(nèi)表面存在腐蝕,可采用下面作法:
  1) 在自噴井中,用清水或低鹽堿的鉆井液填充環(huán)形空間。(在有些自噴井中,依靠緩蝕劑保護(hù)套管和油管內(nèi)壁可能效果更好一些)。
  2) 在抽油井中,避免使用套管泵抽油。通常,抽油泵宜安裝在油井的最底部,使腐蝕液對(duì)套管的損壞減少到最低程度。
  3) 使用緩沖劑防止套管內(nèi)壁腐蝕。
  c) 為了確定上述作法和措施的價(jià)值與效果,可對(duì)采用控制措施以前和以后的費(fèi)用及設(shè)備損耗記錄進(jìn)行比較。對(duì)于緩蝕劑的效果,可采用測(cè)徑儀測(cè)量,或?qū)θ菀捉咏膸讉€(gè)設(shè)備進(jìn)行外觀檢查,或分析水中鐵含量來(lái)確定。掛片也許有助于測(cè)量緩蝕劑是否充分發(fā)揮作用。當(dāng)使用上述任一種方法而又缺乏經(jīng)驗(yàn)時(shí),宜慎重使用,限制在一定范圍內(nèi),直到對(duì)各個(gè)具體操作條件有充分的估計(jì)為止。
  d) 通常認(rèn)為,新地區(qū)都存在腐蝕的可能性,在油井開(kāi)采初期,宜開(kāi)始進(jìn)行調(diào)查研究,并定期反復(fù)進(jìn)行,以便在發(fā)生侵蝕性損壞以前發(fā)現(xiàn)并確定腐蝕位置。這些調(diào)查研究,并定期反復(fù)進(jìn)行,以便在發(fā)生侵蝕性損壞以前發(fā)現(xiàn)并確定腐蝕位置。這些調(diào)查研究工作宜包括:
  1) 對(duì)流出的水進(jìn)行全面化學(xué)分析,包括pH值、鐵、硫化氫、有機(jī)酸以及影響或表明腐蝕程度的其他任何物質(zhì)。另外,分析井內(nèi)氣體中的二氧化碳和硫化氫含量也是必要的。
  2) 使用與井內(nèi)材料相同的掛片進(jìn)行腐蝕速度試驗(yàn)。
  3) 使用測(cè)徑儀或光學(xué)檢測(cè)儀器進(jìn)行檢查。在易發(fā)生腐蝕的地方,宜請(qǐng)教有資格的防腐蝕工程師。尤其是在那些地下設(shè)備的預(yù)期壽命短于油井開(kāi)采壽命的地方,宜特別注意降低腐蝕速度。
  e) 當(dāng)井液中含有硫化氫時(shí),高屈服強(qiáng)度的套管易受硫化氫腐蝕而開(kāi)裂。引起不同強(qiáng)度材料開(kāi)裂的硫化氫濃度還沒(méi)有明確規(guī)定,宜查閱有關(guān)硫化氫腐蝕的文獻(xiàn),或請(qǐng)教這方面的專(zhuān)家。
  5 油管的起下作業(yè)
  5.1 油管下井前的準(zhǔn)備和檢驗(yàn)
  5.1.1 新交貨的油管應(yīng)按SY/T 6194所規(guī)定的方法檢驗(yàn)并無(wú)缺陷。有些用戶(hù)發(fā)現(xiàn),這些檢驗(yàn)方法并不能檢出油管的所有缺陷,以致不能滿(mǎn)足少數(shù)條件苛刻的井的要求。因此,用戶(hù)采用各種無(wú)損檢驗(yàn)方法,以保證高質(zhì)量油管下入井內(nèi)。鑒于這種情況,特建議用戶(hù):
  a) 熟悉標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的和各工廠使用的檢驗(yàn)方法,同時(shí)正確理解標(biāo)準(zhǔn)中“缺陷”的定義。
  b) 全面評(píng)價(jià)用戶(hù)自己對(duì)管子所要采用的任一種無(wú)損檢驗(yàn)方法,以保證檢驗(yàn)工作確能正確地指示出缺陷位置,并能將缺陷與其他非缺陷信號(hào)區(qū)別開(kāi)來(lái)。采用這些檢驗(yàn)方法時(shí),出現(xiàn)不真實(shí)“缺陷”的原因可能是、也往往是這些非缺陷信號(hào)。
  注:用戶(hù)注意,由于外徑允許公差適用于油管非加厚部位,所以,在安裝環(huán)繞密封式懸掛器于按正公差制造的油管時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)一些困難。因此,建議用戶(hù)對(duì)裝在油管柱頂部的油管接頭加以選擇。
  5.1.2 所有的油管,不論是新的、使用過(guò)的或修復(fù)的,其螺紋部位宜始終戴上螺紋保護(hù)器。任何時(shí)候,油管都宜放在無(wú)石塊、砂子或污泥(正常鉆井液除外)的臺(tái)架上、木板面上或金屬面上。如不慎把油管拖入泥土中,最好重新清洗螺紋,并按5.1.9要求處理后方能再用。
  5.1.3 在油管第一次下井之前,宜用通徑規(guī)進(jìn)行通徑檢驗(yàn),以保證抽油泵、抽油活塞和封隔器通過(guò)。
  5.1.4 準(zhǔn)備好吊卡,兩上吊環(huán)長(zhǎng)度宜相等。
  5.1.5 當(dāng)下放特殊間隙接箍,尤其是那些下端開(kāi)坡口的接箍時(shí),推薦使用卡瓦式吊卡。
  5.1.6 檢查吊卡,注意閂合件是否完好。
  5.1.7 宜使用不擠壞油管的卡盤(pán)卡瓦。在使用前檢查這些卡瓦是否一起工作。
  注:卡瓦和大鉗的卡痕是有害的。宜使用最新式的設(shè)備,盡可能使這種損傷減少到最低限度。
  5.1.8 為避免不必要的管壁刮削,在油管管體上宜使用不擠壞油管的油管鉗,并使其配合適當(dāng)。油管鉗板牙宜裝配合適,與油管曲率一致。不推薦使用手管鉗。
  5.1.9 對(duì)油管螺紋宜采用下列措施進(jìn)行準(zhǔn)備:
  a) 下油管前,卸下油管兩端螺紋保護(hù)器,徹底清洗螺紋。對(duì)其他油管重復(fù)上述作法,直至全部螺紋清潔為止。
  b) 仔細(xì)檢查螺紋,若發(fā)現(xiàn)螺紋有損壞,即使是輕微損傷,也應(yīng)挑出,除非有很好的措施修復(fù)螺紋。
  c) 在下油管前,應(yīng)測(cè)量每根管的長(zhǎng)度。測(cè)量時(shí)宜采用精度為毫米的鋼卷尺,從接箍(或內(nèi)螺紋接頭)最外端面測(cè)量到外螺紋接頭端指定位置。該位置是當(dāng)機(jī)緊接頭時(shí),接箍(或內(nèi)螺紋接頭)終止的地方。這樣,測(cè)量的各根油管的長(zhǎng)度總和代表了油管柱的自然長(zhǎng)度(無(wú)載荷的長(zhǎng)度)。對(duì)在井眼中處于拉伸狀態(tài)下油管的實(shí)際長(zhǎng)度,可在有關(guān)管子手冊(cè)中查到。
  d) 在油管端部戴上干凈的螺紋保護(hù)器,以免管子在管架上滾動(dòng)和提升到鉆臺(tái)上時(shí)螺紋受損傷。可以準(zhǔn)備幾個(gè)干凈的螺紋保護(hù)器,以便反復(fù)使用。
  e) 檢查每個(gè)接箍是否上緊。如果外露螺紋異常,則檢查接箍是否裝緊。在徹底清洗螺紋以后、管子提升到鉆臺(tái)上之前,上緊所有松動(dòng)的接箍,并在整個(gè)螺紋表面涂上新螺紋脂。
  f) 在管子螺紋對(duì)接前,內(nèi)、外螺紋整個(gè)表面都涂上螺紋脂。推薦使用SY/T 5199規(guī)定的改進(jìn)型高壓螺紋脂。但在遇到條件苛刻的特殊情況時(shí),推薦使用SY/T 5199規(guī)定的高壓硅酮螺紋酯。
  g) 對(duì)作為受拉和提升構(gòu)件使用的連接管,宜認(rèn)真檢查螺紋,以保證連接管安全地承受載荷。
  h) 上緊短節(jié)和連接管時(shí),保證配對(duì)螺紋的尺寸和類(lèi)型相互一致。
  5.1.10 對(duì)高壓井或凝析油井,為保證接頭密封不漏,宜采用下列預(yù)防措施:
  a) 卸下接箍,徹底清洗并檢查由加工廠裝好接箍端的油管螺紋和接箍螺紋。為便于這種操作,可要求工廠將油管接箍上緊到超過(guò)手緊位置一圈的程度,或要求工廠將接箍與油管分裝運(yùn)輸。
  b) 油管內(nèi)、外螺紋宜涂上螺紋脂,接箍宜重新上緊。井場(chǎng)上緊端的油管螺紋和匹配接箍螺紋宜在對(duì)接前涂上螺紋脂。
  5.1.11 油管提上鉆臺(tái)時(shí),小心不要使油管彎曲,不要碰傷接箍或螺紋保護(hù)器。
  5.2 螺紋對(duì)接、上緊和下放
  5.2.1 在準(zhǔn)備對(duì)接螺紋以前,油管端部的螺紋保護(hù)器不得卸下。
  5.2.2 如有必要,在螺紋對(duì)接之前,可對(duì)螺紋表面涂抹螺紋脂。用于涂抹螺紋脂的刷子或用具不宜有異物。同時(shí),螺紋脂不宜稀釋。
  5.2.3 螺紋對(duì)接時(shí),小心下放油管,以免損傷螺紋。要垂直對(duì)接螺紋,最好有人站在扶正臺(tái)上幫助進(jìn)行。螺紋對(duì)接后,如油管柱向一側(cè)傾斜,則提起來(lái),清洗并用三角銼刀修理?yè)p傷的螺紋,然后仔細(xì)清除任何銼屑,并在螺紋表面重新涂上螺紋脂。下雙根或三根油管時(shí),小心操作,以避免因油管過(guò)重而引起彎曲和對(duì)中誤差。為了防止油管彎曲,可在鉆臺(tái)上安置中間支架。
  5.2.4 螺紋對(duì)接好后,開(kāi)始用手或普通油管鉗或動(dòng)力油管鉗緩慢上緊。在井場(chǎng)上緊接頭時(shí),為防止螺紋粘結(jié),上緊速度不宜超過(guò)25r/min。對(duì)于高壓井或凝析油井,建議使用動(dòng)力油管鉗,以保證均勻上緊及接頭緊密接觸。接頭宜上緊到約超過(guò)手緊位置2圈,并小心不要使螺紋粘結(jié)。對(duì)高壓井或凝析油井,若采用更多預(yù)備和檢驗(yàn)措施時(shí),接箍將會(huì)“浮動(dòng)”或兩端同時(shí)上緊到超過(guò)手緊位置的正常圈數(shù)。在管架上用68N·m的扭矩上緊幾個(gè)接頭,然后注意檢查外露螺紋的圈數(shù),這樣可以確定出手緊位置。
  5.3 現(xiàn)場(chǎng)上緊
  5.3.1 在現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)上緊的情況下,油管接頭的壽命與所采用的上緊扭矩成反比。因此,在那些對(duì)防漏要求不很?chē)?yán)格的油井中,宜采用最小現(xiàn)場(chǎng)上緊扭矩值,以延長(zhǎng)接頭壽命。在油管上緊操作中采用動(dòng)力大鉗時(shí),需要對(duì)每種規(guī)格、重量和鋼級(jí)的油管確定推薦扭矩值。表3列出不加厚、外加厚和整體接頭油管的推薦最佳扭矩值。它是根據(jù)SY/T 6328規(guī)定的8牙圓螺紋套管的接頭滑脫強(qiáng)度公式確定的,即取接頭計(jì)算滑脫強(qiáng)度的1%為最佳扭矩值。所列最小扭矩值是最佳扭矩值的75%,最大扭矩值是最佳扭矩值的125%。全部數(shù)值圓整到10N·m。表3所列扭矩值適用于帶鍍鋅或經(jīng)磷化處理接箍的油管。當(dāng)用鍍錫接箍連接上緊時(shí),表中所列數(shù)值的80%可以作為依據(jù)。當(dāng)上緊聚四氟乙烯密封環(huán)的圓螺紋管子接頭時(shí),推薦采用表中所列扭矩值的70%。與標(biāo)準(zhǔn)接箍一樣,上緊位置應(yīng)控制。帶聚四氟乙烯密封環(huán)的偏梯形螺紋接頭,可以采用不同于標(biāo)準(zhǔn)偏梯形螺紋的扭矩值上緊。
  表3 圓螺紋油管的推薦上緊扭矩
  


  表3(續(xù))
  


  表3(續(xù))
  


  表3(續(xù))
  


  表3(完)
  


  注:對(duì)于有些材料(如馬氏體不銹鋼-9Cr和13Cr),在螺紋對(duì)接、提升、上緊或卸開(kāi)時(shí)易發(fā)生損傷。防止這種螺紋損傷的措施主要有兩種:一是在制造時(shí),對(duì)螺紋表面進(jìn)行處理和精加工;另一種是在起下時(shí),小心操作。螺紋和潤(rùn)滑油必須潔凈,最好避免在水平位置組裝。在緩慢地進(jìn)行機(jī)緊以前,宜用手工上緊到手緊位置。卸開(kāi)時(shí),其程序相反。
  5.3.2 卡盤(pán)卡瓦和吊卡宜經(jīng)常清洗,卡瓦無(wú)損傷。
  5.3.3 宜了解井底情況,油管下放時(shí)不能太猛。
  5.4 油管的起出
  5.4.1 在起出已磨損的油管柱之前,采用測(cè)徑儀測(cè)量將是快速檢出磨損嚴(yán)重管段的方法。
  5.4.2 油管鉗宜位于靠近接箍的地方。錘擊接箍使其松開(kāi)的作法是有害的。如果需要輕敲,用榔頭的平端,決不可使用尖端。輕敲接箍中間及其四周,決不能在端部或僅在相對(duì)的兩側(cè)敲擊。
  5.4.3 油管提出以前,宜格外小心地松開(kāi)全部螺紋。不能讓油管從接箍中突然跳出。
  5.4.4 鉆臺(tái)上的油管宜排放在堅(jiān)固的木架上,并不戴螺紋保護(hù)器。因此絕大多數(shù)螺紋保護(hù)器在設(shè)計(jì)時(shí),并沒(méi)有要求有支承接頭或立起來(lái)不使現(xiàn)場(chǎng)上緊端螺紋受損壞的能力。
  5.4.5 當(dāng)油管從井眼中取出時(shí),要避免污染或損傷螺紋。
  5.4.6 排放在鉆臺(tái)上的油管宜適當(dāng)支撐,以避免過(guò)度的彎曲。外徑為60mm和更大的油管,最好連接成長(zhǎng)度約為18m的立柱或相當(dāng)于兩根2級(jí)長(zhǎng)度油管的立柱提升。外徑為48.3mm或更小的油管立柱和長(zhǎng)度大于18m的油管立柱,宜有中間支撐。
  5.4.7 在離開(kāi)原位以前,油管要一直穩(wěn)固地拴在油管立柱盒內(nèi)。
  5.4.8 在重新下井以前,要確保螺紋干凈、無(wú)損傷,并涂好螺紋脂。
  5.4.9 為避免油管和接頭不均勻磨損,每次起出油管后,都要將上部一根油管換到最下部。
  5.4.10 為了防止泄漏,所有接頭都宜重新上緊。
  5.4.11 當(dāng)油管被卡時(shí),最好的作法是使用有刻度的指重表。不要將油管柱的伸長(zhǎng)誤認(rèn)為是解卡。
  5.4.12 強(qiáng)拉使油管柱解卡后,拉出的全部接頭宜重新上緊。
  5.4.13 全部螺紋宜清洗、并加潤(rùn)滑油或涂上防腐材料,使其盡可能減少腐蝕。在儲(chǔ)存前,油管宜戴上干凈的螺紋保護(hù)器。
  5.4.14 油管在存放或重新使用前,宜檢查管體和螺紋,對(duì)有缺陷的接頭作出標(biāo)記,以便交付檢修并重新測(cè)量。
  5.4.15 當(dāng)油管因斷裂而回收時(shí),須對(duì)斷裂原因進(jìn)行深入的失效分析,以免再次發(fā)生類(lèi)似事故。設(shè)法收回已經(jīng)失效的斷裂樣品。
  5.5 油管故障原因
  油管發(fā)生故障的常見(jiàn)原因如下。
  5.5.1 對(duì)強(qiáng)度和使用壽命選擇不當(dāng),尤其是在需要加厚油管的地方使用了不加厚油管。
  5.5.2 在工廠和使用現(xiàn)場(chǎng)對(duì)管子檢驗(yàn)不足。
  5.5.3 裝、卸和運(yùn)輸過(guò)程中不小心。
  5.5.4 因螺紋保護(hù)器松動(dòng)或脫落而損壞螺紋。
  5.5.5 儲(chǔ)存時(shí)管理不善,維護(hù)不當(dāng)。
  5.5.6 過(guò)分錘擊接箍。
  5.5.7 使用已經(jīng)磨損的和型號(hào)不配套的作業(yè)設(shè)備、卡盤(pán)、大鉗、鉗板牙和管子扳手。
  5.5.8 起下油管時(shí),沒(méi)有遵守正確的操作規(guī)則。
  5.5.9 接箍磨損及抽油桿對(duì)管內(nèi)壁的磨損。
  5.5.10 抽油桿損壞嚴(yán)重。
  5.5.11 螺紋最后嚙合時(shí)引起的螺紋表面疲勞失效。這種失效尚無(wú)有效的補(bǔ)救措施,用外加厚油管代替不加厚油管的方法,可最大限度地延遲這種故障的發(fā)生。
  5.5.12 用非標(biāo)準(zhǔn)接箍替換已經(jīng)磨損的接箍。
  5.5.13 突然下落管柱,即使是很短的距離。這樣可能使管柱底部的接箍松開(kāi)。宜起出管柱,仔細(xì)檢查所有接頭,然后重新下入。
  5.5.14 在內(nèi)壓和外壓作用下,接頭泄漏是常見(jiàn)的故障,其原因可能如下:
  a) 螺紋脂選用不當(dāng)或使用不當(dāng),或兩者情況都存在。
  b) 螺紋上有污物,或因使用防腐材料而污損螺紋。
  c) 螺紋未上緊或上緊過(guò)度。
  d) 由于臟物、螺紋錯(cuò)位、螺紋損傷、螺紋脂質(zhì)量差或稀釋過(guò)等原因使螺紋粘結(jié)。
  e) 現(xiàn)場(chǎng)修理螺紋時(shí)磨削不當(dāng)。
  f) 接箍因錘擊而凹陷。
  g) 提拉管柱太猛。
  h) 反復(fù)起下次數(shù)過(guò)多。
  5.5.15 腐蝕。油管的內(nèi)壁和外壁可能因腐蝕而損壞。損壞常以麻點(diǎn)、內(nèi)磨損、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和硫化物應(yīng)力開(kāi)裂等形式出現(xiàn),但象腐蝕——侵蝕、環(huán)狀磨損和卡鉗劃痕等局部侵蝕也可能發(fā)生。麻點(diǎn)和抽油桿接頭引起的磨損情況可用測(cè)徑儀檢查確定。磁粉探傷可以幫助探測(cè)裂縫。腐蝕產(chǎn)物可能附于管壁,也可能不附于管壁。腐蝕通常是井內(nèi)腐蝕液引起的。但抽油設(shè)備的磨損以及氣舉井中高速流體的沖刷作用能加快油管腐蝕。緊密接觸的不同金屬(雙金屬腐蝕)、不同金相組織結(jié)構(gòu)、不同表面狀況和沉積(濃差電池腐蝕)等因素都能影響腐蝕。由于腐蝕是許多因素共同作用的結(jié)果,并且具有不同的形式,所以還沒(méi)有一種簡(jiǎn)單的、通用的補(bǔ)救措施加以控制。每種腐蝕問(wèn)題必須作為單獨(dú)事件,并按照已知腐蝕因素和操作條件來(lái)考慮解決。
  a) 若已知油管內(nèi)、外表面腐蝕并正產(chǎn)生腐蝕液,可以采取下列措施:
  1) 堵塞自噴井中的環(huán)形空間,將腐蝕液限制在油管內(nèi)部。也可在油管內(nèi)部使用特殊襯套、涂層或緩蝕劑加以保護(hù)。在情況嚴(yán)重時(shí),可使用特種合金鋼管或玻璃纖維管。合金鋼管往往不能消除腐蝕。當(dāng)井液中含有硫化氫時(shí),高屈服強(qiáng)度的油管可能因硫化氫腐蝕而斷裂。引起不同強(qiáng)度材料斷裂的硫化氫濃度還沒(méi)有明確規(guī)定。宜查閱有關(guān)硫化氫腐蝕的文獻(xiàn),或請(qǐng)教有關(guān)專(zhuān)家。
  2) 在抽油井和氣舉井中,用緩蝕劑填充套管和油管之間的環(huán)形空間,可有效地防止腐蝕。在這種井中,尤其是抽油井中,較好的操作方法也能延長(zhǎng)油管的壽命,即使用抽油桿防護(hù)裝置,轉(zhuǎn)動(dòng)油管以免腐蝕集中在某一位置,采用較長(zhǎng)的抽油沖程和較慢的抽油沖次等等。
  b) 為了確定上述作法和措施的價(jià)值與效果,可對(duì)采用控制措施以前和以后的費(fèi)用及設(shè)備損耗記錄進(jìn)行比較。對(duì)于緩沖劑的效果,可采用掛片、用測(cè)徑儀測(cè)量或?qū)θ菀捉咏膸讉€(gè)設(shè)備進(jìn)行外觀檢查來(lái)確定。分析比較采用緩蝕劑處理后的水中鐵含量,也可以顯示出腐蝕速度。當(dāng)使用上述任一種方法而又缺乏經(jīng)驗(yàn)時(shí),宜慎重使用,限制在一定范圍內(nèi),直到對(duì)各個(gè)具體的操作條件有充分的估計(jì)為止。
  c) 通常認(rèn)為,新地區(qū)都存在腐蝕的可能性,在油井開(kāi)采初期進(jìn)行調(diào)查研究,并定期反復(fù)進(jìn)行,以便在發(fā)生侵蝕性損壞以前發(fā)現(xiàn)并確定腐蝕位置。這些調(diào)查研究包括:
  1) 硫化氫、二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)量的分析,廢液的pH值、鐵含量、有機(jī)酸、氯離子總量以及認(rèn)為影響個(gè)別問(wèn)題的其他物質(zhì)。
  2) 使用與井內(nèi)材料相同的掛片進(jìn)行腐蝕速度試驗(yàn)。
  3) 使用測(cè)徑儀或光學(xué)檢測(cè)儀器進(jìn)行檢查。在易發(fā)生腐蝕的地方,宜請(qǐng)教有資格的防腐蝕工程師,尤其是在那些地下設(shè)備的預(yù)期壽命短于油井開(kāi)采壽命的地方,宜特別注意降低腐蝕速率。
  6 運(yùn)輸、裝卸和儲(chǔ)存
  通常,管材尤其是螺紋是經(jīng)過(guò)精密加工制造的。因此,要小心裝卸,不論是新的、用過(guò)的或修復(fù)的,都宜戴好螺紋保護(hù)器才能裝卸。
  6.1 運(yùn)輸
  6.1.1 水上運(yùn)輸
  管子供應(yīng)商或其代理人宜在裝卸管子時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋O(jiān)督,以便:
  a) 避免因墊塊不適當(dāng)或支撐不充分而在船傾斜時(shí)引起管子移動(dòng);
  b) 避免管子堆放處存在污水、有害化學(xué)物質(zhì)或其他腐蝕材料;
  c) 避免沿管堆拖拽管子;
  d) 避免接箍與螺紋保護(hù)器鉤在一起,避免管子撞擊船艙、沖擊船上欄桿等。
  6.1.2 鐵路運(yùn)輸
  當(dāng)用貨車(chē)裝運(yùn)管子時(shí),宜在貨車(chē)的底部橫放枕木,以支撐管子,為提升時(shí)提供間隙,也可避免污染管子。如果貨車(chē)底部不平整,宜在枕木底部加墊片,使上部在同一平面上。管子的接箍或加厚部分不宜放在枕木上。貨物宜捆扎并適當(dāng)分隔,以免移動(dòng)。
  6.1.3 卡車(chē)運(yùn)輸
  卡車(chē)運(yùn)輸時(shí)采用下列措施:
  a) 管子放在墊木上,并用鏈條捆扎。搬運(yùn)長(zhǎng)管子時(shí),宜在中間另加一根鏈條。
  b) 所有管子的帶接箍端裝在卡車(chē)的同一端。
  c) 小心裝卸,避免接頭臺(tái)肩相互磨損。
  d) 卡車(chē)裝載量不能太大,以免發(fā)生危險(xiǎn),甚至運(yùn)不到目的地就需要卸貨。
  e) 貨物運(yùn)走一小段距離以后,重新捆緊因貨物下沉而松弛的鏈條。
  6.2 裝卸
  裝卸管子時(shí)宜注意下列事項(xiàng):
  a) 卸管子前,螺紋保護(hù)器在原位擰緊。裝卸長(zhǎng)管子時(shí),推薦使用每端帶有阻氣門(mén)吊索的橫棒。
  b) 避免草率裝卸,防止管體凹痕或壓痕。不圓度將嚴(yán)重降低管子的抗擠強(qiáng)度。
  c) 卸管子時(shí)不允許拋扔。每次卸一根、二根或三根,取決于能否完全控制數(shù)量。當(dāng)用手卸時(shí),可使用繩套。當(dāng)沿滑架溜放時(shí),管子平行于管堆滾動(dòng)。不允許管子集中沖下,或撞擊端部。因?yàn)榧词褂新菁y保護(hù)器保護(hù),也可能造成螺紋損壞。
  d) 每根管子到達(dá)前一根管的位置以前,要停下,然后用手推到恰當(dāng)?shù)奈恢谩?br />   6.3 儲(chǔ)存
  管子儲(chǔ)存時(shí)推薦采用下列作法:
  a) 不要將管子直接堆放在地面、鐵軌、鋼板或水泥地面上。為避免管子潮濕或污染,第一層管子距地面的距離不宜小于500mm。
  b) 為了防止管子彎曲或螺紋損壞,管子宜放在間隔適當(dāng)?shù)闹Ъ苌?。枕木宜放在同一平面上,并保持一定的水平度,同時(shí)足以承受全部管垛載荷而不下沉。
  c) 為避免接箍承受載荷,在管子各層間放置木條作為隔離物。要求至少每層有3處放置隔離木條。
  d) 為防止管子彎曲,隔離木條垂直于管子排放,并上下對(duì)正。
  e) 在每層中,管子交錯(cuò)排列時(shí),相鄰管子的錯(cuò)開(kāi)量要大于一個(gè)接箍的長(zhǎng)度。
  f) 在隔離木條的兩端分別設(shè)置1個(gè)或2個(gè)木塊,以阻攔管子。
  g) 為了安全,并易于檢驗(yàn)和裝卸,管子堆放高度不宜超過(guò)3m。在井場(chǎng)上堆放的管子不宜超過(guò)5層。
  h) 儲(chǔ)存的管子宜定期檢查。必須防腐時(shí),涂上防護(hù)涂層。
  7 使用過(guò)的套管和油管的檢驗(yàn)與分類(lèi)
  以下為使用過(guò)的套管和油管的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和分類(lèi)方法。
  7.1 檢驗(yàn)和分類(lèi)方法
  7.1.1 檢驗(yàn)方法
  目前能采用管體部位檢驗(yàn)方法有:目視法、機(jī)械計(jì)量法、電磁法、渦流法、超聲波法和γ射線法。這些檢驗(yàn)技術(shù)只限于確定裂紋、麻點(diǎn)以及其他表面缺欠的位置。由服役引起的缺陷可認(rèn)為是代表用過(guò)管子的缺陷。這些缺陷是:內(nèi)、外表面腐蝕損傷,內(nèi)表面鋼絲繩損傷(縱向),外表面縱向、橫向卡瓦和大鉗劃痕,內(nèi)表面鉆桿磨損(僅限套管),橫向裂紋(僅限油管)和內(nèi)表面抽油桿磨損(僅限油管)。
  7.1.2 管子壁厚的測(cè)量(最小壁厚)
  僅能用來(lái)測(cè)量管子壁厚的儀器有壁厚千分尺,聲脈沖-回波探測(cè)儀和γ射線儀。這些儀器的誤差不大于2%。使用的試塊尺寸應(yīng)接近管子壁厚。
  7.1.3 方法
  使用過(guò)的油管和套管宜根據(jù)表4所列公稱(chēng)壁厚的損失量分類(lèi)。
  表4 使用過(guò)的套管和油管的分類(lèi)及著色規(guī)則
  


  這些百分率代表著管體實(shí)際壁厚比管體公稱(chēng)壁厚的損失量。管體壁厚損失對(duì)管體沿內(nèi)表面或外表面(或兩者)計(jì)算的管體面積有影響。無(wú)論管端是帶螺紋、外加厚或整體接頭,螺紋部分或加厚部分(或這兩部分)的壁厚減小的管子,不能根據(jù)表4分類(lèi)。在超加厚部分的壁厚損失量允許再大些,但要取決于以后的服役條件。若損傷或壁厚減小(或兩者)將影響管子端部的螺紋時(shí),則需要根據(jù)用戶(hù)提出的預(yù)期服役條件單獨(dú)考慮。
  著色規(guī)則:在距管子內(nèi)螺紋端約300mm處,環(huán)繞管子噴涂寬度約為50mm的合適顏色的色帶,除了表4所列的管體壁厚損失分類(lèi)外,表5給出了通常用來(lái)表明各種狀況的著色識(shí)別方法。
  表5 著色識(shí)別
  


  7.1.4 使用性能
  新套管、油管和鉆桿的使用性能通常是依據(jù)SY/T 6328中的公式得出的。但是,迄今還沒(méi)有一個(gè)能計(jì)算使用過(guò)的套管和油管使用性能的標(biāo)準(zhǔn)方法。API RP 7G提供了計(jì)算使用過(guò)的鉆桿使用性能的推薦作法。鉆桿的磨損通常發(fā)生在外表面。因此,用過(guò)的鉆桿使用性能是以?xún)?nèi)徑不變?yōu)橐罁?jù),外徑和壁厚則是隨不同磨損程度而變。
  套管和油管的磨損(金屬損耗)和腐蝕通常發(fā)生在內(nèi)表面,使用性能可以外徑不變?yōu)橐罁?jù)。如果外表面有明顯的腐蝕,則該因素也必須考慮。小的凹坑或其他局部金屬損耗可根據(jù)管子應(yīng)用情況不認(rèn)為是損傷,但這類(lèi)金屬損耗宜由管子所有者考慮和評(píng)價(jià)。
  如果在檢驗(yàn)一根管子時(shí)發(fā)現(xiàn)了裂紋,并經(jīng)驗(yàn)證具有足夠的長(zhǎng)度,能用肉眼、光學(xué)儀器或磁粉檢驗(yàn)所查明,則這一根管子應(yīng)予報(bào)廢,不得再用。
  7.2 一般原則
  下列條款是有關(guān)管子壁厚損失和螺紋狀況的原則意見(jiàn):
  7.2.1 管壁
  用過(guò)的套管和油管,其金屬損耗通常發(fā)生在內(nèi)表面,而其特性范圍包括分散的凹坑、擦傷或切口,以及由于機(jī)械磨損或流體沖刷造成的大量耗損。磨損發(fā)生在套管和襯管內(nèi)壁,這是由于鉆進(jìn)時(shí)鉆柱旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)所致。即使鉆桿采用橡膠保護(hù)圈也會(huì)使套管內(nèi)壁出現(xiàn)磨損。磨損量隨鉆進(jìn)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。磨損往往發(fā)生在一側(cè),即在井內(nèi)處于較低位置的套管側(cè)。使用性能可用剩余壁厚計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)表明,就破裂率而言,鋼絲繩磨損比鉆桿磨損的影響更大。事實(shí)表明,如果壁厚減小是由鋼絲繩造成的,其破裂壓力也減小。
  金屬損耗的類(lèi)型可能影響使用過(guò)的套管和油管的再使用。有凹坑的管子不能用于腐蝕環(huán)境,但若腐蝕不是主要因素時(shí),仍可以使用。因機(jī)械磨損使金屬損耗較均勻的管子,不易受腐蝕條件的影響,但須按最小剩余壁厚降級(jí)使用。
  7.2.2 螺紋
  當(dāng)檢查使用過(guò)的套管和油管螺紋時(shí),宜檢查下列各項(xiàng):拉裂的圓螺紋,粘結(jié)螺紋和最后螺紋嚙合的疲勞裂紋。若最后螺紋嚙合處的螺距增大,則說(shuō)明螺紋已經(jīng)伸長(zhǎng)。原因是載荷超過(guò)了接頭的屈服強(qiáng)度。它們可能在下次上緊時(shí)仍能配對(duì),但將不能達(dá)到預(yù)期的連接強(qiáng)度,且密封性不好。螺紋粘結(jié)是接頭卸開(kāi)時(shí)常見(jiàn)的一種情況,尤其是接箍上裝有支撐物時(shí),在重復(fù)上緊時(shí)也可能發(fā)生。油管和鉆柱承受交變拉應(yīng)力,往往導(dǎo)致最后嚙合螺紋的根部產(chǎn)生疲勞裂紋,使承載能力下降,或?qū)е略俅问褂脮r(shí)發(fā)生失效。出現(xiàn)這種情況時(shí),要將螺紋部分進(jìn)行修理,直到能夠再用。修理過(guò)的螺紋經(jīng)機(jī)緊后不可能仍嚙合的很好,因此其公差與規(guī)定值稍有差別也宜接受。
  7.2.3 外螺紋呈錐形變小
  油管在井中經(jīng)過(guò)多次起下,如同鉆桿一樣可能使外螺紋端直徑減小。這是由于反復(fù)上緊而形成連續(xù)的塑性變形。這種狀況將削弱接頭承載能力和密封性能。嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致外螺紋端在上緊時(shí)接近接箍中心位置。
  7.3 服役等級(jí)
  一根管子繼續(xù)使用的最終服役等級(jí)要考慮內(nèi)徑、管壁狀況和剩余壁厚,以評(píng)價(jià)管體抗擠、抗裂和承載能力;考慮螺紋狀況,以評(píng)價(jià)密封性能;考慮外螺紋端直徑變化情況,以評(píng)價(jià)上緊能力。
  根據(jù)實(shí)際情況和緊急需要,螺紋測(cè)量可與通常檢查壁厚一并考慮,以確定最終使用性能。用過(guò)的套管和油管,最好根據(jù)以往對(duì)井況與環(huán)境因素的經(jīng)驗(yàn)作出判斷后,方能加以利用。
  8 修復(fù)
  因使用或?yàn)E用而造成損傷的管材,往往通過(guò)修理后還可再用。修整必須按SY/T 6194進(jìn)行。修整后螺紋的可用性宜按GB/T 9253.2進(jìn)行測(cè)量和檢驗(yàn)后確定。
  9 套管附件的現(xiàn)場(chǎng)焊接
  9.1 引言
  9.1.1 套管用鋼的選擇受許多因素的制約,而這些因素又受套管服役特征的支配,最適合于現(xiàn)場(chǎng)焊接的鋼不一定具備使用性能。因此,在選擇套管用鋼時(shí),其可焊性不作為主要考慮因素。這樣造成的后果是焊接時(shí)影響各鋼級(jí)套管的性能,尤其是對(duì)J55鋼級(jí)以上的套管影響更大。
  9.1.2 焊接產(chǎn)生的熱量可能影響高強(qiáng)度套管的機(jī)械性能。在熱影響區(qū),可能出現(xiàn)裂紋和脆性區(qū),從而引起斷裂,尤其是當(dāng)套管受到鉆桿接頭磨損時(shí)更為突出。為此,盡量避免對(duì)高強(qiáng)度套管進(jìn)行焊接。
  9.1.3 推薦使用不需要焊接的設(shè)備,如可用水泥或鎖緊件代替焊接法固定接頭底部,以防接頭松動(dòng)。同樣,提倡使用機(jī)械方法連接扶正器和刮泥器。
  9.1.4 對(duì)高強(qiáng)度套管雖然不推薦進(jìn)行焊接,但不阻止在一定條件下用戶(hù)采用焊接方法。施焊時(shí),若采用必要的作法,可使焊接的有害作用減少到最低限度。本章的意圖就在于概述這些方法,以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工作人員。
  9.1.5 套管柱的關(guān)鍵部位不推薦施焊,因?yàn)檫@些部位的抗拉、抗內(nèi)壓和抗擠性能最好予以保證。如果確需焊接,建議限制在注水泥區(qū)段的最低部位。當(dāng)需要焊接套管接箍的引鞋接頭時(shí),建議慎重地使用本章所述的工藝。
  9.1.6 焊接由用戶(hù)承擔(dān),焊接質(zhì)量受焊工的熟練程度所制約。各種規(guī)格和鋼級(jí)的套管,其可焊性變化很大,因此,焊工負(fù)有重大責(zé)任。經(jīng)驗(yàn)證明,寧可派遣一名合格的焊工,也不就近任用一名技術(shù)不熟練的人?,F(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人要檢查焊工的資格證,必要時(shí),可由焊工本人說(shuō)明或操作表演,以證實(shí)其確能勝任該項(xiàng)工作。
  9.2 焊縫要求
  9.2.1 焊縫宜有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,以防止接頭松動(dòng)。在服役中,焊縫要能經(jīng)受住震動(dòng)、沖擊、擺動(dòng)以及套管所經(jīng)受的其他苛刻條件??箯澞芰ν彩呛苤匾?,為了滿(mǎn)足這一點(diǎn),焊縫要有足夠的韌性,而且無(wú)裂紋、脆性區(qū)或硬點(diǎn)等。
  9.2.2 防漏不是焊縫處的重要因素,焊接的目的是連接附件,或防止接頭松動(dòng),而防漏是靠接頭本身保證的。
  9.2.3 若焊接是為了套管懸掛器的密封時(shí),則焊縫處的防漏性能必須保證。
  9.3 工藝
  焊接普遍采用溶化極電弧焊或氧炔焊。釬焊合金熔點(diǎn)不超過(guò)650℃,具有良好的機(jī)械性能,可用氧炔或氧丙烷焊炬架熱。使用火焰釬焊可避免焊接合金鋼套管時(shí)產(chǎn)生脆性區(qū)或裂紋,但其強(qiáng)度有可能下降。
  9.4 電弧焊焊條
  當(dāng)使用金屬電弧焊時(shí),推薦使用低氫焊條。低氫焊條包括GB/T 5117—1995中所列的E××15、E××16和E××18型號(hào)。低氫焊條在使用前不宜暴露于空氣中。焊條開(kāi)封后,必須立即保存在65~150℃的烘箱中。焊條取出烘箱后,必須在30min內(nèi)使用。若在規(guī)定的時(shí)間期限內(nèi)未用,則必須丟棄或置于315~370℃環(huán)境中烘干1h,再存放于烘箱中。
  9.5 基體金屬的處理
  待焊接的區(qū)域宜是干燥的,并要刷凈或擦凈,沒(méi)有任何多余的涂漆、油脂、水垢、鐵銹或污物。
  9.6 預(yù)熱及冷卻
  9.6.1 焊接各鋼級(jí)套管時(shí),預(yù)熱是很重要的。焊接兩側(cè)75mm內(nèi)宜預(yù)熱到205~315℃。焊接時(shí)宜保持預(yù)熱溫度(用“測(cè)溫棒”即溫度敏感炭棒檢查溫度)。
  9.6.2 應(yīng)避免焊縫迅速冷卻。不宜使焊縫受急劇變化的氣候條件影響(如嚴(yán)寒、下雨、大風(fēng)等)。經(jīng)過(guò)焊接的套管下井前,宜將焊縫在空氣中冷卻至121℃(用測(cè)溫棒測(cè)量)。冷卻所需時(shí)間通常約為5min。
  9.7 焊接方法
  9.7.1 當(dāng)預(yù)熱到規(guī)定溫度時(shí),焊接宜立即開(kāi)始。焊接作業(yè)時(shí),宜避開(kāi)大風(fēng)、吹起的塵土和砂子,以及下雨等。
  9.7.2 若使用金屬電弧焊,宜使用直徑不大于4.18mm的電焊條。最好采用雙層焊,這樣第二層焊縫容易控制,只需堆焊在焊縫金屬上,而不需擴(kuò)大到套管。第二層焊縫的作用是使下面的焊縫及其鄰近金屬得到回火或退火。如果第二層焊縫擴(kuò)大到套管上,則該目的達(dá)不到。在清理好第一層焊縫后,宜迅速焊第二層焊縫,以免被第一層焊縫加熱的金屬迅速冷卻而變脆焊縫的橫向擺動(dòng)宜降低到最小,電流宜在焊條制造廠推薦的低值范圍內(nèi)。要盡量防止咬邊。
  9.7.3 在焊接下一層焊道以前,鏟除或磨掉留在焊層上的任何焊渣或焊劑。
  9.7.4 附件安裝時(shí),盡可能貼近套管表面。
  9.7.5 電弧不應(yīng)在套管上起弧,因?yàn)槊刻庪娀∽苽紩?huì)產(chǎn)生硬塊,并且損傷套管。裂紋往往是由于在套管上起弧造成的。電弧宜在附件上起弧,因附件所用的鋼材不易損傷。如必須在套管上起弧時(shí),宜在焊接部位進(jìn)行。
  9.7.6 焊接電纜宜謹(jǐn)慎地在套管上接地。接地線要牢固地夾緊在被焊接的套管上,或固定在管子卡瓦之間適當(dāng)位置,不宜焊在套管上。接觸不良可能產(chǎn)生火花,進(jìn)而產(chǎn)生硬點(diǎn),硬點(diǎn)下面可能產(chǎn)生初始裂紋。焊接電纜不宜在鉆臺(tái)、轉(zhuǎn)盤(pán)底座或套管架上接地。
  9.7.7 焊接盡可能在套管架上進(jìn)行,而不要在鉆臺(tái)上或套管正懸掛在井內(nèi)時(shí)進(jìn)行。這樣做有雙重優(yōu)點(diǎn):
  a) 在比較有利的條件下施焊;
  b) 焊縫冷卻速度可以減慢,且易于控制。
  9.7.8 在焊接接箍、浮箍或引鞋時(shí),為了防止螺紋松動(dòng),宜熔敷上足夠的金屬。如果套管在轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)要對(duì)浮箍和套管接箍進(jìn)行焊接時(shí),或者如果不進(jìn)行全周長(zhǎng)焊接時(shí),則對(duì)244.5mm的套管,宜每隔120°焊一條75mm長(zhǎng)的焊縫,對(duì)大于244.5mm的套管,宜每隔120°焊一條100mm長(zhǎng)的焊縫,對(duì)小于244.5mm的套管,宜每隔120°焊一條50mm長(zhǎng)的焊縫。
  9.7.9 如果焊縫長(zhǎng)度達(dá)100~150mm,則分段退焊是有利的。例如:一道焊縫已從左向右焊上了150mm長(zhǎng),則操作者在已焊焊縫左側(cè)約150mm處開(kāi)始,向已焊焊縫的開(kāi)始點(diǎn)施焊。
  9.7.10 整個(gè)角焊縫上的焊腳尺寸宜基本一致。注意避免咬邊。優(yōu)先選用雙層焊接法,第二層焊接前宜清理底層焊道。
  9.7.11 當(dāng)焊片被焊在套管上時(shí),焊縫宜圍繞焊片端部向外延伸。在焊片端部附近起弧,焊接該端,并使焊縫回到焊片中心,這是一種較好的操作方法。電弧瞬間中斷,會(huì)將焊片割斷或燒掉一段,要把未焊接的一端從套管上用鐵錘打下來(lái)。隨后焊接圍繞第二個(gè)端部繼續(xù)進(jìn)行,電弧中斷前回到焊縫處。用這種方法,既可以不在端部起弧,又可以不在端部熄弧,還可把各端焊好。
  9.7.12 在套管上焊接扶正器和刮泥器時(shí),焊縫長(zhǎng)度最短為50mm,焊縫間隔為50mm。
  9.7.13 在套管上焊接旋轉(zhuǎn)刮泥器時(shí),各端要焊足長(zhǎng)度。在前邊兩個(gè)相同間隔焊19mm,在后邊中心焊19mm就完全滿(mǎn)足了。
  附錄A
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  API RP 7G 鉆柱設(shè)計(jì)和操作限度 石油工業(yè)出版社,1995.10,第1版

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