文档介绍：油管气密封螺纹接头介绍
螺纹接头发展
API 1924年制定了第一套油套管标准,其中油套管接头的标准规定了油套管螺纹接头有每英寸10牙(管外径范围4 3/4~8 5/8英寸)和每英寸8牙(管外径范围9 5/8~24 1/2英寸)的V型螺纹接头。
后来API标准又发展了10牙圆螺纹管端不加厚油管接头、8牙圆螺纹套管和管端加厚油管接头、偏梯形螺纹套管接头,一直延用至今,逐渐替代了V型接头。
螺纹接头发展
由于生产技术成熟、要求较低,价格便宜,且无知识产权限制,API的8牙及10牙圆螺纹接头和偏梯形螺纹接头在石油工业占据非常重要的位置,占世界油套管使用量的一半,我国油气田油套管使用量的60%左右也是API接头。
随着深井、超深井、高压气井等的开发,API接头由于自身性能的限制,(气体)密封性和连接强度(尤其是压缩连接强度)已不能满足石油工业的要求。
螺纹接头发展
超深高压井使油管柱承受的载荷增加,而高温使承载能力降低(高温降低油套管屈服强度和弹性模量);
H2S、CO2和Cl-单独或复合作用下,油套管的腐蚀都是相当严重的;
近10年来发展的钻井和完井新技术对油管性能的特殊要求。
螺纹接头发展
APl螺纹接头之所以不适应苛刻工况,是由其螺纹结构决定的。APl螺纹接头的密封是通过使用螺纹脂、金属镀膜和螺纹的过盈干涉等方法实现的
上扣后局部位置形成金属对金属接触密封,阻挡介质的泄漏发生,但APl ;偏梯形螺纹导向面一侧的最大间隙,7 5/,7 5/,而且该间隙位于整个齿高范围内。
螺纹接头发展
螺纹脂一方面是填堵螺纹间隙,阻挡内压介质泄漏;另一方面是在接触的螺纹长度范围内造成压力降,降低介质的泄漏速度,仍不足以封堵气体泄漏,尤其是高温烘烤后。
大量的研究结果已表明标准的API螺纹加标准的API螺纹脂在完全合格的拧接条件下,经过180℃ 24小时烘烤后,对气体是不密封的。
螺纹接头发展
由于API螺纹接头强度与密封性能的不足,各制造厂纷纷发展自己的高性能螺纹接头。
第一阶段:API螺纹接头内增加弹性密封环。
第二阶段:开发金属对金属密封接头。
对低产中低压油气井,采用高密封螺纹脂+圆螺纹,开发成本低,易粘扣,不方便再次应用。
螺纹接头发展
弹性密封环堵塞、切断螺纹间隙而产生了密封作用。ATLAS BRADFOD、HYDRIL和GRAY TOOL公司等最早开发了这种弹性密封环结构并于六十年代在美国申请了专利注册。这种密封环结构简单,但是在弹性密封环附近容易产生较高的双轴应力,内/外压力较大时会失去密封作用,尤其在高温和高腐蚀性介质中,其弹性环寿命非常短,螺纹接头的可靠性不高。而且不利于现场的快速操作,容易脱落、移位、损伤,维护要求高。