目 录
一、 石油管有关基本知识--------------------------------------------------------------------
1、 石油管相关专用名词解释----------------------------------------------------------
2、 石油管相关标准----------------------------------------------------------------------
3、 英制与米制换算值-------------------------------------------------------------------
4、 油套管管柱结构----------------------------------------------------------------------
二、 油管-----------------------------------------------------------------------------------------
1、 油管分类-------------------------------------------------------------------------------
2、 油管作用-------------------------------------------------------------------------------
3、 油管规格-------------------------------------------------------------------------------
4、 加厚油管加厚端形状及尺寸-------------------------------------------------------
5、 油管用接箍尺寸----------------------------------------------------------------------
6、 油管长度-------------------------------------------------------------------------------
7、 油管钢级-------------------------------------------------------------------------------
8、 油管及其接箍的牌号、化学成分和交货状态----------------------------------
9、 油管及其接箍的力学性能----------------------------------------------------------
10、 油管连接型式-------------------------------------------------------------------------
11、 油套管及其接箍色标----------------------------------------------------------------
三、 套管-----------------------------------------------------------------------------------------
1、 套管分类及作用----------------------------------------------------------------------
2、 套管规格-------------------------------------------------------------------------------
3、 套管用接箍尺寸----------------------------------------------------------------------
4、 套管长度-------------------------------------------------------------------------------
5、 套管钢级及化学成分----------------------------------------------------------------
6、 套管连接型式-------------------------------------------------------------------------
四、 钻杆-----------------------------------------------------------------------------------------
1、 油井钻具结构-------------------------------------------------------------------------
2、 钻具用管分类及其作用-------------------------------------------------------------
3、 钻杆尺寸-------------------------------------------------------------------------------
4、 钻杆加厚端形状及尺寸-------------------------------------------------------------
5、 钻杆钢级、牌号及交货状态-------------------------------------------------------
6、 钻杆力学性能-------------------------------------------------------------------------
五、 管线管--------------------------------------------------------------------------------------
1、 管线管分类----------------------------------------------------------------------------
2、 管线管标准----------------------------------------------------------------------------
3、 关于PSL1和PSL2------------------------------------------------------------------
4、 管线管钢级和化学成分-------------------------------------------------------------
5、 管线管拉伸性能----------------------------------------------------------------------
6、 管线管冲击性能----------------------------------------------------------------------
7、 管线管水压和无损要求-------------------------------------------------------------
8、 GB/T9711.1与API5L的钢级对应关系------------------------------------------
六、 石油管螺纹--------------------------------------------------------------------------------
1、 石油管螺纹类型----------------------------------------------------------------------
2、 石油管螺纹量规----------------------------------------------------------------------
3、 石油管螺纹尺寸----------------------------------------------------------------------
4、 特殊扣简介----------------------------------------------------------------------------
石油管基本常识
一、石油管有关基本知识
1、石油管相关专用名词解释
API：它是英文American Petroleum Institute的缩写，中文意思为美国石油学会。
OCTG：它是英文Oil Country Tubular Goods的缩写，中文意思为石油专用管材，包括成品油套管、钻杆、钻铤、接箍、短接等。
油管：在油井中用于采油、采气、注水和酸化压裂的管子。
套管：从地表面下入已钻井眼作衬壁，以防止井壁坍塌的管子。
钻杆：用于钻井眼的管子。
管线管：用于输送油、气的管子。
接箍：用于连接两根带螺纹管子并具有内螺纹的圆筒体。
接箍料：用于制造接箍的管子。
API螺纹：API 5B标准规定的管螺纹，包括油管圆螺纹、套管短圆螺纹、套管长圆螺纹、套管偏梯形螺纹、管线管螺纹等。
特殊扣：具有特殊密封性能、连接性能以及其它性能的非API螺纹扣型。
失效：在特定的服役条件下发生变形、断裂、表面损伤而失去原有功能的现象。油套管失效的主要形式有：挤毁、滑脱、破裂、泄漏、腐蚀、粘结、磨损等。
2、石油相关标准
API 5CT：套管和油管规范
API 5D：钻杆规范
API 5L：管线钢管规范
API 5B：套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范
GB/T 9711.1：石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第1部分：A级钢管
GB/T 9711.2：石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第2部分：B级钢管
GB/T 9711.3：石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第3部分：C级钢管
3、英制与米制换算值
1英寸(in)=25.4毫米(mm)
1英尺(ft)=0.3048米(m)
1平方英寸(sp.in)=645.16平方毫米(mm2)
1磅(lb)=0.45359千克(kg)
1磅每英尺(lb/ft)=1.4882千克每米(kg/m)
1磅每平方英寸(psi)=6.895千帕斯卡(kPa)
=0.006895兆帕(Mpa)
1英尺磅(ft-lb)=1.3558焦耳(J)
4、油套管管柱结构
油套管管柱典型结构示意见图1。
二、油管
1、油管的分类
油管分为平式油管(NU)、加厚油管(EU)和整体接头油管。平式油管是指管端不经过加厚而直接车螺纹并带上接箍。加厚油管是指两管端经过外加厚以后，再车螺纹并带上接箍。整体接头油管是指一端经过内加厚车外螺纹，另一端经过外加厚车内螺纹，直接连接不带接箍。
2、油管的作用
① 抽取油汽：油气井打完并固井之后，在油层套管中放置油管，以抽取油气至地面。
② 注水：当井下压力不够，通过油管往井里注水。
③ 注蒸汽：在稠油热采过程中，要用隔热油管向井下输入蒸汽。
④ 酸化和压裂：在打井后期或为了提高油气井的产量，需要对油气层输入酸化和压裂的介质或固化物，介质和固化物都是通过油管输送的。
3、油管的规格
油管常用规格见表1。
表1 油管常用规格
尺 寸 代 号 | 重量代号 |
外径 D mm |
壁厚 S mm |
内径 d mm | 计算重量 | ||||
平式(带螺纹和接箍) | 外加厚(带螺纹和接箍) |
平端 kg/m | 因端部加工而增减的重量kg | ||||||
平式(带螺纹和接箍) | 外加厚 | ||||||||
标准 接箍 | 特殊间隙接箍 | ||||||||
1.900 | 2.75 | 2.90 | 48.26 | 3.68 | 40.9 | 4.05 | 0.27 | 0.91 | - |
2-3/8 | 4.60 | 4.70 | 60.32 | 4.83 | 50.66 | 6.61 | 0.73 | 1.81 | 1.34 |
2-7/8 | 6.40 | 6.50 | 73.02 | 5.51 | 62.00 | 9.17 | 1.45 | 2.54 | 1.71 |
2-7/8 | 8.60 | 8.70 | 73.02 | 7.82 | 57.38 | 12.57 | 1.18 | 2.27 | 1.43 |
3-1/2 | 9.20 | 9.30 | 88.90 | 6.45 | 76.00 | 13.12 | 2.27 | 4.17 | 2.45 |
3-1/2 | 12.70 | 12.95 | 88.90 | 9.52 | 69.86 | 18.64 | 1.81 | 3.72 | 2.00 |
4 | 10.70 | 11.00 | 101.60 | 6.65 | 88.30 | 15.57 | - | 4.81 | - |
4-1/2 | 12.60 | 12.75 | 114.30 | 6.88 | 100.54 | 18.23 | 2.72 | - | - |
4、加厚油管的加厚端形状及尺寸
常用规格加厚油管的加厚端形状见图2、加厚端尺寸见表2。加厚油管全部为外加厚。
图2 加厚端形状
表2 常用加厚油管加厚端尺寸Leu
5、油管用接箍尺寸
平式油管和加厚油管的接箍尺寸以及接箍料的推荐尺寸分别见表3和表4
表3 平式油管接箍
尺寸代号 | 油管外径 | 接箍外径 | 接箍最小长度 | 单重，kg | 接箍料推荐尺寸(外径×壁厚) |
1.900 | 48.26 | 55.88 | 95.25 | 0.56 | 55.9×8 |
2-3/8 | 60.32 | 73.02 | 107.95 | 1.28 | 73×11 |
2-7/8 | 73.02 | 88.90 | 130.18 | 2.34 | 88.9×12.5 |
3-1/2 | 88.90 | 107.95 | 142.88 | 3.71 | 108×15 |
4 | 101.60 | 120.65 | 146.05 | 4.35 | 120.7×15.5 |
4-1/2 | 114.30 | 132.08 | 155.58 | 4.89 | 132×15 |
表4 加厚油管接箍
尺寸代号 | 油管外径 | 接箍外径 | 接箍最小长度 | 单重，kg | 接箍料推荐尺寸(外径×壁厚) |
1.900 | 48.26 | 63.50 | 98.42 | 0.84 | 63.5×9.5 |
2-3/8 | 60.32 | 77.80 | 123.82 | 1.55 | 77.8×11.5 |
2-7/8 | 73.02 | 93.17 | 133.35 | 2.40 | 93.17×13 |
3-1/2 | 88.90 | 114.30 | 146.05 | 4.10 | 114.3×15.5 |
4 | 101.60 | 127.00 | 152.40 | 4.82 | 127×16 |
4-1/2 | 114.30 | 141.30 | 158.75 | 6.02 | 141.3×17 |
6、油管长度
油管的长度范围见表5，国内通常按二级长度R2某一范围定尺交货，如9.4-9.6m是常见的油管交货长度，长短差太大不利于油管下井操作。
表5 油管长度范围
一级长度R1 | 二级长度R2 | 三级长度R3 | |
总长度范围 | 6.10-7.32 | 8.53-9.75 | 11.58-12.80 |
100％车载量长度范围的最大变化量 | 0.61 | 0.61 | 0.61 |
7、油管的钢级
油管钢级有：H40、J55、N80、L80、C90、T95、P110。
N80分为N80-1和N80Q，二者的相同点是拉伸性能一致，二者的不同点是交货状态和冲击性能区别，N80-1按正火状态交货或当终轧温度大于临界温度Ar3且张力减径后经过空冷时，又可用热轧代替正火，冲击功和无损检验均不作要求;N80Q必须经过调质(淬火加回火)热处理，冲击功应符合API 5CT规定，且应进行无损检验。
L80分为L80-1、L80-9Cr和L80-13Cr。它们的力学性能和交货状态均相同。不同之处表现在用途、生产难度和价格上，L80-1为普通型，L80- 9Cr和L80-13Cr均为高抗腐蚀性油管，生产难度大，价格昂贵，通常用于重腐蚀油井。
C90和T95均分为1型和2型，即C90-1、C90-2和T95-1、T95-2。
8、油管及其接箍料的牌号、化学成分和交货状态
API 5CT标准对油管化学成分要求见表6，这是一个范围很宽的指导性要求，其中J55、N80、P110等钢级油管只规定了硫、磷含量要求，其它主要元素均由生产厂家根据性能和使用要求而自行规定。因此，各制造厂均有自已的油管牌号，表7列出了衡阳钢管(集团)有限公司各钢级的油管及其接箍的牌号和交货状态。淬火加回火称为调质。
表6 油套管化学成分％
钢级 | 类型 | 碳 | 锰 | 钼 | 铬 | 镍 Max | 铜 Max | 磷 Max | 硫 Max | 硅 max | ||||
min | Max | Min | Max | Min | Max | min | max | |||||||
J55 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.030 | 0.030 | - | |
N80 | 1 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.030 | 0.030 | - |
N80 | Q | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.030 | 0.030 | - |
L80 | 1 | - | 0.43 | - | 1.90 | - | - | - | - | 0.25 | 0.35 | 0.030 | 0.030 | 0.45 |
L80 | 9Cr | - | 0.15 | 0.30 | 0.60 | 0.90 | 1.10 | 8.00 | 10.0 | 0.50 | 0.25 | 0.020 | 0.010 | 1.00 |
L80 | 13Cr | 0.15 | 0.22 | 0.25 | 1.00 | - | - | 12.0 | 14.0 | 0.50 | 0.25 | 0.020 | 0.010 | 1.00 |
C90 | 1 | - | 0.35 | - | 1.00 | 0.25 | 0.75 | - | 1.20 | 0.99 | - | 0.020 | 0.010 | - |
C90 | 2 | - | 0.50 | - | 1.90 | - | NL | - | NL | 0.99 | - | 0.030 | 0.010 | - |
T95 | 1 | - | 0.35 | - | 1.20 | 0.25 | 0.85 | 0.40 | 1.50 | 0.99 | - | 0.020 | 0.010 | - |
T95 | 2 | - | 0.50 | - | 1.90 | - | - | - | - | 0.99 | - | 0.030 | 0.010 | - |
P110 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.030 | 0.030 | - | |
表7 油管及其接箍的钢级、牌号及交货状态
钢级 | 牌号 | 交货状态 |
J55油管 | 37Mn5 | 平式油管：热轧代替正火 |
加厚油管：加厚以后全长正火 | ||
N80-1油管 | 36Mn2V | 平式油管：热轧代替正火 |
加厚油管：加厚以后全长正火 | ||
N80-Q油管 | 30Mn5 | 全长调质 |
L80-1油管 | 30Mn5 | 全长调质 |
P110油管 | 25CrMnMo | 全长调质 |
J55接箍 | 37Mn5 | 热轧在线常化 |
N80接箍 | 28MnTiB | 全长调质 |
L80-1接箍 | 28MnTiB | 全长调质 |
P110接箍 | 25CrMnMo | 全长调质 |
9、油管及其接箍的力学性能
油管及其接箍的力学性能见表8规定。
表8 油管及其接箍力学性能
钢级 | 屈服强度 MPa | 抗拉强度 MPa | 洛氏硬度 HRC | 布氏硬度 HB |
J55 | 379-552 | ≥517 | - | - |
N80-1 | 552-758 | ≥689 | - | - |
N80-Q | 552-758 | ≥689 | - | - |
L80-1 | 552-655 | ≥655 | ≤23 | ≤241 |
L80-9Cr | 552-655 | ≥655 | ≤23 | ≤241 |
L80-13Cr | 552-655 | ≥655 | ≤23 | ≤241 |
C90 | 621-724 | ≥689 | ≤25.4 | ≤255 |
T95 | 655-758 | ≥724 | ≤25.4 | ≤255 |
P110 | 758-965 | ≥862 | - | - |
10、油管的连接型式
平式油管、加厚油管和整体接头油管的连接形式分别见图3、图4、图5。
11、油套管及其接箍色标
油套管及其接箍应逐支喷凃色标，以区别不同钢级。油套管色标是在距任一端≥600mm处喷凃色环，接箍是在整个外表面喷凃顔色，然后再喷凃色环。油套管及其接箍的色标见表9。
表9 油套管及其接箍色标
钢级 | 油套管色环 | 接箍顔色 | |
整个接箍 | 色带 | ||
H40 | 由制造厂选择不标色或黑色带 | 无 | 与管子同 |
J55油管 | 一条明亮绿色 | 明亮的绿色 | 无 |
J55套管 | 一条明亮绿色 | 明亮的绿色 | 一条白色 |
K55 | 两条明亮绿色 | 明亮的绿色 | 无 |
M65 | 一条明亮绿色、一条蓝色 | M65钢级管子使用L80钢级1类接箍 | |
N80-1 | 一条红色 | 红色 | 无 |
N80-Q | 一条红色、一条明亮绿色 | 红色 | 绿色 |
L80-1 | 一条红色、一条棕色 | 红色 | 一条棕色 |
L80-9Cr | 一条红色、一条棕色、两条黄色 | 红色 | 两条黄色 |
L80-13Cr | 一条红色、一条棕色、一条黄色 | 红色 | 一条黄色 |
C90-1 | 一条紫色 | 紫色 | 无 |
C90-2 | 一条紫色、一条黄色 | 紫色 | 一条黄色 |
T95-1 | 一条银色 | 银色 | 无 |
T95-2 | 一条银色、一条黄色 | 银色 | 一条黄色 |
C95 | 一条棕色 | 棕色 | 无 |
P110 | 一条白色 | 白色 | 无 |
Q125-1 | 一条橙色 | 橙色 | 无 |
Q125-2 | 一条橙色、一条黄色 | 橙色 | 一条黄色 |
Q125-3 | 一条橙色、一条绿色 | 橙色 | 一条绿色 |
Q125-4 | 一条橙色、一条棕色 | 橙色 | 一条棕色 |
三、 套管
1、套管的分类及作用
套管是支撑油、气井井壁的钢管。每一口井根据不同的钻井深度和地质情况，要使用几层套管。套管下井后要采用水泥固井，它与油管、钻杆不同，不可以重复使用，属于一次性消耗材料。所以，套管的消耗量占全部油井管的70％以上。套管按使用情况可分为：导管、表层套管、技术套管和油层套管，它们在油井中的结构见图1。
① 导套：主要用于海洋、沙漠中钻井，用以隔开海水和砂子，保证钻井顺利进行，这层套管的主要规格为：∮762mm(30in ) ×25.4mm、∮762mm(30in) ×19.06mm。
② 表层套管：主要用于第一次开钻，钻开地表松软地层到基岩，为了封隔这部分地层不致坍塌，需用表层套管进行封固。表层套管的主要规格：508mm(20in)、406.4mm(16in)、339.73mm(13-3/8in)、273.05mm(10-3/4in)、244.48mm(9-5/8in)等。下管深度取决于松软地层的深度，一般为80~1500m。其承受的外压和内压都不大，一般多采用K55钢级或N80钢级。
③ 技术套管
技术套管用在复杂地层的钻进过程中，当遇到坍塌层、油层、气层、水层、漏失层、盐膏层等复杂部位时，都需要下技术套管封固，否则钻井就无法进行。有的井地层深而复杂，而且下井深度达数千米，这种深井需要下好几层技术套管，其力学性能和密封性能要求都很高，采用的钢级也较高，除K55以外，更多是采用N80和P110钢级，有些深井还采用Q125甚至更高的非API钢级如V150。技术套管的主要规格有：339.73mm(13-3/8in)、273.05mm(10-3/4in)、244.48mm(9-5/8in)、219.08mm(8-5/8in)、193.68mm(7- 5/8in) 、177.8mm(7in)等。
④ 油层套管
当钻井钻到目的层(含油、气的层位)，需用油层套管将油气层及上部裸露地层全部封住，油层套管内部是油管。油层套管在各类套管中下井深度最深，其力学性能和密封性能要求也是最高，采用钢级有K55、N80、P110、Q125、V150等。油层套管的主要规格有：177.8mm(7in)、168.28mm(6-5/8in)、139.7mm(5-1/2in)、127mm(5in)、114.3mm(4-1/2in)等。
2、套管规格
套管常用规格见表10。
表10 套管常用规格
尺寸代号 | 重量代号 | 外径 D mm | 壁厚 S mm | 内径 d mm | 计算重量 | |||
平端 kg/m | 因端部加工螺纹而增减的重量，kg | |||||||
短圆螺纹 | 长圆螺纹 | 标准偏梯形螺纹 | ||||||
4-1/2 | 9.50 | 114.3 | 5.21 | 103.88 | 14.02 | 1.91 | ― | ― |
4-1/2 | 11.60 | 114.3 | 6.35 | 101.60 | 16.91 | 1.54 | 1.72 | 2.09 |
5 | 13.00 | 127.0 | 6.43 | 114.14 | 19.12 | 2.18 | 2.63 | 2.99 |
5 | 15.00 | 127.0 | 7.52 | 111.96 | 22.16 | 1.91 | 2.36 | 2.63 |
5-1/2 | 14.00 | 139.7 | 6.20 | 127.30 | 20.41 | 2.45 | ― | ― |
5-1/2 | 15.50 | 139.7 | 6.98 | 125.74 | 22.85 | 2.18 | 2.63 | 2.90 |
5-1/2 | 17.00 | 139.7 | 7.72 | 124.26 | 25.13 | 2.0 | 2.45 | 2.63 |
5-1/2 | 20.00 | 139.7 | 9.17 | 121.36 | 29.52 | ― | 2.0 | 2.09 |
5-1/2 | 23.00 | 139.7 | 10.54 | 118.62 | 33.57 | ― | 1.45 | 1.54 |
7 | 23.00 | 177.8 | 8.05 | 161.70 | 33.70 | 3.63 | 4.72 | 4.99 |
7 | 26.00 | 177.8 | 9.19 | 159.42 | 38.21 | 3.27 | 4.26 | 4.35 |
7 | 29.00 | 177.8 | 10.36 | 157.08 | 42.78 | ― | 3.63 | 3.72 |
7 | 32.00 | 177.8 | 11.51 | 154.78 | 47.20 | ― | 2.99 | 3.08 |
7-5/8 | 26.40 | 193.68 | 8.33 | 177.02 | 38.08 | 6.89 | 8.62 | 9.34 |
9-5/8 | 40.00 | 244.48 | 10.03 | 224.4 | 57.99 | 9.71 | 13.61 | 13.15 |
9-5/8 | 43.50 | 244.48 | 11.05 | 222.4 | 63.61 | ― | 12.79 | 12.34 |
9-5/8 | 47.00 | 244.48 | 11.99 | 220.5 | 68.75 | ― | 12.07 | 11.61 |
9-5/8 | 53.50 | 244.48 | 13.84 | 216.8 | 78.72 | ― | 10.61 | 10.16 |
10-3/4 | 51.00 | 273.05 | 11.43 | 250.2 | 73.75 | 10.25 | ― | 13.34 |
13-3/8 | 54.50 | 339.73 | 9.65 | 320.4 | 78.55 | 13.97 | ― | 18.23 |
13-3/8 | 61.00 | 339.73 | 10.92 | 317.9 | 88.55 | 12.88 | ― | 16.69 |
13-3/8 | 68.00 | 339.73 | 12.19 | 315.3 | 98.46 | 11.70 | ― | 15.24 |
13-3/8 | 72.00 | 339.73 | 13.06 | 313.6 | 105.21 | 10.98 | ― | 14.33 |
3、套管用接箍尺寸
圆螺纹套管和偏梯形螺纹套管用标准接箍尺寸和重量见表11。
表11 套管标准接箍尺寸和重量
套管规格 mm | 接箍外径 mm | 圆形螺纹 | 偏梯形螺纹 | ||||
短圆螺纹 | 长圆螺纹 | ||||||
最小长度mm | 重量 kg | 最小长度 mm | 重量 kg | 最小长度 mm | 重量 kg | ||
114.30 | 127.00 | 158.75 | 3.62 | 177.80 | 4.15 | 225.42 | 4.55 |
127.00 | 141.30 | 165.10 | 4.66 | 196.85 | 5.75 | 231.78 | 5.85 |
139.70 | 153.67 | 171.45 | 5.23 | 203.20 | 6.42 | 234.95 | 6.36 |
177.80 | 194.46 | 184.15 | 8.39 | 228.60 | 10.83 | 154.00 | 10.54 |
193.68 | 215.90 | 190.50 | 12.30 | 234.95 | 15.63 | 263.52 | 15.82 |
244.48 | 269.88 | 196.85 | 18.03 | 266.70 | 25.45 | 269.88 | 23.16 |
273.05 | 298.45 | 203.20 | 20.78 | ― | ― | 269.88 | 28.03 |
339.73 | 365.12 | 203.20 | 25.66 | ― | ― | 269.88 | 31.77 |
4、套管长度
套管的长度范围见表12。虽然API 5CT标准规定了三个范围，但实际上国内外套管交货长度均使用R3范围，国内市场一般为10.5~11.0m，国际市场一般为42~44ft(12.77~13.38m)。
表12 套管长度范围m
一级长度 R1 | 二级长度 R2 | 三级长度 R3 | ||
总长度范围 | 4.88~7.62 | 7.62~10.36 | 10.36~14.63 | |
≥95%车载量 | 长度变化量 | ≤1.83 | ≤1.52 | ≤1.83 |
最小长度 | 5.49 | 8.53 | 10.97 | |
5、套管钢级及化学成份
套管的钢级有H40、J55、K55、M65、N80、L80、C90、C95、T95、P110、Q125、V150。
H40为最低钢级，市场上已极少使用。
J55和K55的屈服强度属同一级别，二者区别在于K55的抗拉强度高于J55。
N80分为N80-1和N80Q。
L80分为L80-1、L80-9Cr和L80-13Cr。
C90分为C90-1和C90-2。
Q125分为Q125-1、Q125-2、Q125-3和Q125-4。
V150是非API高强度钢级，主要用于深井、超深井。
API标准对套管的化学成分的要求见表6。同油管一样，API标准对套管的化学成分也是一个范围很宽的指导性文件，各生产厂家均有自已的套管专用牌号。
6、套管的连接型式
各种类型套管的连接型式见图6、图7、图8和图9。
四、钻杆
1、 油井钻柱结构。
油井钻柱结构示意见图10。
1、 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核心钻孔工具，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。
2、 钻杆尺寸
常用钻杆的尺寸见表13。
表13 常用钻杆的尺寸
规格代号 | 重量代号 | 加厚形式 | 外径 D mm | 壁厚 S mm | 内径 d mm | 平端重量 kg/m |
2 3/8 | 6.65 | 外加厚EU | 60.32 | 7.11 | 46.10 | 9.33 |
2 7/8 | 10.40 | 外加厚EU | 73.03 | 9.19 | 54.46 | 14.47 |
3 1/2 | 13.30 | 外加厚EU | 88.90 | 9.35 | 70.20 | 18.34 |
4 1/2 | 16.60 | 外加厚EU | 114.30 | 8.56 | 97.18 | 22.32 |
5 | 19.50 | 内外加厚IEU | 127.00 | 9.19 | 108.62 | 26.70 |
3、 钻杆加厚端形状及尺寸
常用钻杆加厚端的形状见图11，加厚端尺寸见表14。
表14 常用钻杆加厚端尺寸mm
规格 代号 | 重量 代号 | 加厚 形式 | 加厚端外径Dou +3.18 -0.79 | 加厚端内径dou ±1.59 | 内加厚长度Liu +38.1 -12.7 | 内加厚锥面长度Miu | 外加厚长度Leu | 外加厚消失点至管端长度Leu+Meu | 加厚增加的重量(kg) |
2 3/8 | 6.65 | EU | 67.46 | 39.69 | 107.9 | ― | ≥76.2 | ≤139.7 | 2.09 |
2 7/8 | 10.40 | EU | 82.55 | 49.21 | 107.9 | ― | ≥76.2 | ≤139.7 | 2.82 |
3 1/2 | 13.30 | EU | 101.6 | 63.5 | 107.9 | ― | ≥76.2 | ≤139.7 | 4.63 |
4 1/2 | 16.60 | EU | 131.78 | 90.49 | 107.9 | ― | ≥76.2 | ≤139.7 | 7.81 |
5 | 19.50 | IEU | 131.78 | 90.49 | 107.9 | ≥76.2 | ≥76.2 | ≤139.7 | 7.63 |
1、 钻杆钢级、牌号及交货状态
钻杆的钢级、牌号及其交货状态见表15。API 5D标准对钻杆的化学成分仅规定磷、硫含量，其它成分由生产厂自行选择，只要符合性能及使用要求即可。国内外各钻杆生产厂均有自已的专用牌号，表15中的牌号是衡阳钢管(集团)公司的专用牌号。
表15 钻杆钢级牌号及交货状态
钢级 | 牌号 | 交货状态 |
E75 | 30Mn5 | 加厚以后全长调质热处理 |
X95 | 25CrMnMo | 加厚以后全长调质热处理 |
G105 | 26CrMoNbTiB | 加厚以后全长调质热处理 |
S135 | 26CrMoNbTiB | 加厚以后全长调质热处理 |
2、 钻杆力学性能
钻杆力学性能见表16。
表16 钻杆力学性能
钢级 | 屈服强度 MPa | 抗拉强度 MPa | 冲击功10×10×55，J | |
平均值 | 最小值 | |||
E75 | δ0.5:517~724 | ≥689 | ≥54 | ≥47 |
X95 | δ0.5:655~862 | ≥724 | ≥54 | ≥47 |
G105 | δ0.6:724~931 | ≥793 | ≥54 | ≥47 |
S135 | δ0.7:931~1138 | ≥1000 | ≥54 | ≥47 |
四、 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第一部分：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。PSL2高于PSL1，这2个规范水平不仅仅是检验要求不同，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高分为：A25、A、B、X42、X46、X52、X60、X65、X70和X80。
管线管的化学成分见表17和表18。
表17 PSL1无缝管熔炼分析和成品分析化学成分％
钢级和钢类 | C | Mn | P | S | Ti | 其它 | |
Max a | Max a | Min | Max | Max | Max | ||
A25,Ⅰ类 | 0.21 | 0.60 | - | 0.030 | 0.030 | - | - |
A25,Ⅱ类 | 0.21 | 0.60 | 0.045 | 0.080 | 0.030 | - | - |
A | 0.22 | 0.90 | - | 0.030 | 0.030 | - | - |
B | 0.28 | 1.20 | - | 0.030 | 0.030 | 0.04 | b,c,d |
X42 | 0.28 | 1.30 | - | 0.030 | 0.030 | 0.04 | c,d |
X46,X52,X56 | 0.28 | 1.40 | - | 0.030 | 0.030 | 0.04 | c,d |
X6O f | 0.28 | 1.40 | - | 0.030 | 0.030 | 0.04 | c,d |
X65 f ,X70 f | 0.28 | 1.40 | - | 0.030 | 0.030 | 0.06 | c,d |
表18 PSL2无缝管熔炼分析和成品分析化学成分％
钢级 | C maxa | Mn maxa | P max | S max | Ti max | 其它 |
B | 0.24 | 1.20 | 0.025 | 0.015 | 0.04 | d,e |
X42 | 0.24 | 1.30 | 0.025 | 0.015 | 0.04 | c,d |
X46,x52,x56,x60f | 0.24 | 1.40 | 0.025 | 0.015 | 0.04 | c,d |
X65 f,X70 f,X80 f | 0.24 | 1.40 | 0.025 | 0.015 | 0.06 | c,d |
注：a.碳含量比规定最大碳含量每降低0.01％，锰含量则允许比规定最大锰含量提高0.05％，但对X42～X52钢级，最高锰含量不允许超过1.50％；对高于X52但低于X70钢级，最高锰含量不允许超过1.65％;对X70及以上钢级，最高锰含量不允许超过2.00％。
b.铌与钒含量之和不应超过0.03％，经购方和制造厂协商，可改变最大含量。
c.由制造厂选择可以添加铌、钒或其组合。
d.铌、钒、钛含量之和不应超过0.15％。
e.铌与钒含量之和不应超过0.06％,经购方和制造厂协商，可改变最大含量。
f.只要满足脚注d的要求及表中对P和S含量要求，经购方和制造厂协商，钢管可按其它化学成分交货。
5、 管线管拉抻性能
管线管的拉伸性能见表19和表20。
表19 PSL1拉伸要求
钢级 | 屈服强度 | 抗拉强度 | 2in(50.8mm)标距长度伸长率最小值(%) | ||
Min | Min | ||||
psi | MPa | psi | MPa | ||
A25 | 25000 | 172 | 45000 | 310 | 见API 5L表D-2 |
A | 30000 | 207 | 48000 | 331 | |
B | 35000 | 241 | 60000 | 414 | |
X42 | 42000 | 290 | 60000 | 414 | |
X46 | 46000 | 317 | 63000 | 434 | |
X52 | 52000 | 359 | 66000 | 455 | |
X56 | 56000 | 386 | 71000 | 490 | |
X60 | 60000 | 414 | 75000 | 517 | |
X65 | 65000 | 448 | 77000 | 531 | |
X70 | 70000 | 483 | 82000 | 565 | |
表20 PSL2拉伸要求
钢级 | 屈服强度 | 抗拉强度 | 2in(50.8mm)标距长度伸长率最小值(%) | ||||||
Min | Max | Min | Max | ||||||
psi | MPa | psi | MPa | psi | MPa | psi | MPa | ||
B | 35000 | 241 | 65000 | 448 | 60000 | 414 | 110000 | 758 | 见API 5L表D-2 |
X42 | 42000 | 290 | 72000 | 496 | 60000 | 414 | 110000 | 758 | |
X46 | 46000 | 317 | 76000 | 524 | 63000 | 434 | 110000 | 758 | |
X52 | 52000 | 359 | 77000 | 531 | 66000 | 455 | 110000 | 758 | |
X56 | 56000 | 386 | 79000 | 544 | 71000 | 490 | 110000 | 758 | |
X60 | 60000 | 414 | 82000 | 565 | 75000 | 517 | 110000 | 758 | |
X65 | 65000 | 448 | 87000 | 600 | 77000 | 531 | 110000 | 758 | |
X70 | 70000 | 483 | 90000 | 621 | 82000 | 565 | 110000 | 758 | |
X80 | 80000 | 552 | 100000e | 690 | 90000 | 621 | 120000 | 827 | |
6、 管线管冲击性能
PSL1不要求做冲击性能
PSL2除x80以外的所有钢级，全尺寸0℃ Akv平均值：纵向≥41J，横向≥27J。
X80钢级，全尺寸0℃ Akv平均值：纵向≥101J，横向≥68J。
7、 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。
8、 GB/T 9711.1-1997与API 5L的钢级对应关系
GB/T 9711.1-1997是等效采用API 5L第41版，二者钢级的对应关系见表21。
表21 GB/T9711.1-1997与API 5L钢级对应关系
GB/T9711.1 | API 5L |
L175,Ⅰ类 | A25，Ⅰ类 |
L175，Ⅱ类 | A25，Ⅱ类 |
L210 | A |
L245 | B |
L290 | X42 |
L320 | X46 |
L360 | X52 |
L415 | X60 |
L450 | X65 |
L485 | X70 |
L555 | X80 |
五、 石油管螺纹
1、 石油管螺纹类型
常用的石油管螺纹有如下类型：
1、 石油螺纹量规
量规是螺纹的检测工具，不同的螺纹类型，不同的尺寸均要使用不同的量规。所以，螺纹加工厂需要配备大量的量规，而且量规属消耗品，当它受上一级量规检测不合格时应予以报废。
量规有不同的等级，螺纹加工厂通常应配备工作规和校对规。工作规是用于检验钢管螺纹，校对规是用于检验工作规。
每一种量规又分为塞规和环规，塞规用于检验接箍内螺纹，环规用于检验管体外螺纹。
2、 石油管螺纹尺寸
石油管螺纹的尺寸见图12及表22、表23、表24、表25、表26。
表22 不加厚油管螺纹尺寸in
外径规格 | 大端直径 | 每英寸牙数 | 管端至手紧面长度 | 有效螺纹长度 | 管端至消失点总长度 | 手紧面处中径 | 机紧后管端至接箍中心 | 接箍端面至手紧面长度 | 接箍镗孔直径 | 接箍镗孔深度 | 手紧紧密距牙数 | 从管端起全顶螺纹最小长度 |
D4 | L1 | L2 | L4 | E1 | J | M | Q | q | A | Lc | ||
1.050 | 1.050 | 10 | 0.448 | 0.925 | 1.094 | 0.98826 | 0.500 | 0.446 | 1.113 | 5/16 | 2 | 0.300 |
1.315 | 1.315 | 10 | 0.479 | 0.956 | 1.125 | 1.25328 | 0.500 | 0.446 | 1.378 | 5/16 | 2 | 0.300 |
1.660 | 1.660 | 10 | 0.604 | 1.081 | 1.250 | 1.59826 | 0.500 | 0.446 | 1.723 | 5/16 | 2 | 0.350 |
1.900 | 1.900 | 10 | 0.729 | 1.206 | 1.375 | 1.83826 | 0.500 | 0.446 | 1.963 | 5/16 | 2 | 0.475 |
2 3/8 | 2.375 | 10 | 0.979 | 1.456 | 1.625 | 2.31326 | 0.500 | 0.446 | 2.438 | 5/16 | 2 | 0.725 |
2 7/8 | 2.875 | 10 | 1.417 | 1.894 | 2.063 | 2.81326 | 0.500 | 0.446 | 2.938 | 5/16 | 2 | 1.163 |
3 1/2 | 3.500 | 10 | 1.667 | 2.144 | 2.313 | 3.43826 | 0.500 | 0.446 | 3.563 | 5/16 | 2 | 1.413 |
4 | 4.000 | 8 | 1.591 | 2.140 | 2.375 | 3.91395 | 0.500 | 0.534 | 4.063 | 3/8 | 2 | 1.375 |
4 1/2 | 4.500 | 8 | 1.779 | 2.328 | 2.563 | 4.41395 | 0.500 | 0.534 | 4.563 | 3/8 | 2 | 1.563 |
所有规格的管子螺纹在直径上的锥度为0.0625in/in。 | ||||||||||||
表23 外加厚油管螺纹尺寸in
外径规格 | 大端直径 | 每英寸牙数 | 管端至手紧面长度 | 有效螺纹长度 | 管端至消失点总长度 | 手紧面处中径 | 机紧后管端至接箍中心 | 接箍端面至手紧面长度 | 接箍镗孔直径 | 接箍镗孔深度 | 手紧紧密距牙数 | 从管端起全顶螺纹最小长度 |
D4 | L1 | L2 | L4 | E1 | J | M | Q | q | A | Lc | ||
1.050 | 1.315 | 10 | 0.479 | 0.956 | 1.125 | 1.25328 | 0.500 | 0.446 | 1.375 | 5/16 | 2 | 0.300 |
1.315 | 1.469 | 10 | 0.604 | 1.081 | 1.250 | 1.40706 | 0.500 | 0.446 | 1.531 | 5/16 | 2 | 0.350 |
1.660 | 1.812 | 10 | 0.729 | 1.206 | 1.375 | 1.75079 | 0.500 | 0.446 | 1.875 | 5/16 | 2 | 0.475 |
1.900 | 2.094 | 10 | 0.792 | 1.269 | 1.438 | 2.03206 | 0.500 | 0.446 | 2.156 | 5/16 | 2 | 0.538 |
2 3/8 | 2.594 | 8 | 1.154 | 1.703 | 1.938 | 2.50775 | 0.500 | 0.534 | 2.656 | 3/8 | 2 | 0.938 |
2 7/8 | 3.094 | 8 | 1.341 | 1.890 | 2.125 | 3.00775 | 0.500 | 0.534 | 3.156 | 3/8 | 2 | 1.125 |
3 1/2 | 3.750 | 8 | 1.591 | 2.140 | 2.375 | 3.66395 | 0.500 | 0.534 | 3.813 | 3/8 | 2 | 1.375 |
4 | 4.250 | 8 | 1.716 | 2.265 | 2.500 | 4.16395 | 0.500 | 0.534 | 4.313 | 3/8 | 2 | 1.500 |
4 1/2 | 4.750 | 8 | 1.841 | 2.390 | 2.625 | 4.66395 | 0.500 | 0.534 | 4.813 | 3/8 | 2 | 1.625 |
所有规格的管子螺纹在直径上的锥度为0.0625in/in。 | ||||||||||||
表24 套管短圆螺纹尺寸in
外径 规格 | 大端 直径 | 公称重量(带螺纹和接箍) | 每英寸牙数 | 管端至手紧面长度 | 有效螺纹长度 | 管端至消失点总长度 | 手紧面处中径 | 机紧后管端至接箍中心 | 接箍端面至手紧面长度 | 接箍镗孔直径 | 接箍镗孔深度 | 手紧紧密距牙数 | 从管端起全顶螺纹最小长度 |
D4 | lb/ft | L1 | L2 | L4 | E1 | J | M | Q | q | A | Lc | ||
4 1/2 | 4.500 | 9.50 | 8 | 0.921 | 1.715 | 2.000 | 4.40337 | 1.125 | 0.704 | 4 19/32 | 0.500 | 3 | 0.875 |
4 1/2 | 4.500 | 其余 | 8 | 1.546 | 2.340 | 2.625 | 4.40337 | 0.500 | 0.704 | 4 19/32 | 0.500 | 3 | 1.500 |
5 | 5.000 | 11.50 | 8 | 1.421 | 2.215 | 2.500 | 4.90337 | 0.750 | 0.704 | 5 3/32 | 0.500 | 3 | 1.375 |
5 | 5.000 | 其余 | 8 | 1.671 | 2.465 | 2.750 | 4.90337 | 0.500 | 0.704 | 5 3/32 | 0.500 | 3 | 1.625 |
5 1/2 | 5.500 | 全部 | 8 | 1.796 | 2.590 | 2.875 | 5.40337 | 0.500 | 0.704 | 5 19/32 | 0.500 | 3 | 1.750 |
6 5/8 | 6.625 | 全部 | 8 | 2.046 | 2.840 | 3.125 | 6.52837 | 0.500 | 0.704 | 6 23/32 | 0.500 | 3 | 2.000 |
7 | 7.000 | 17.00 | 8 | 1.296 | 2.090 | 2.375 | 6.90337 | 1.250 | 0.704 | 7 3/32 | 0.500 | 3 | 1.250 |
7 | 7.000 | 其余 | 8 | 2.046 | 2.840 | 3.125 | 6.90337 | 0.500 | 0.704 | 7 3/32 | 0.500 | 3 | 2.000 |
7 5/8 | 7.625 | 全部 | 8 | 2.104 | 2.965 | 3.250 | 7.52418 | 0.500 | 0.709 | 7 25/32 | 0.433 | 3 1/2 | 2.125 |
8 5/8 | 8.625 | 24.00 | 8 | 1.854 | 2.715 | 3.000 | 8.52418 | 0.875 | 0.709 | 8 25/32 | 0.433 | 3 1/2 | 1.875 |
8 5/8 | 8.625 | 其余 | 8 | 2.229 | 3.090 | 3.375 | 8.52418 | 0.500 | 0.709 | 8 25/32 | 0.433 | 3 1/2 | 2.250 |
9 5/8 | 9.625 | 全部 | 8 | 2.229 | 3.090 | 3.375 | 9.52418 | 0.500 | 0.709 | 9 25/32 | 0.433 | 3 1/2 | 2.250 a |
9 5/8 | 9.625 | 全部 | 8 | 2.162 | 3.090 | 3.375 | 9.51999 | 0.500 | 0.713 | 9 23/32 | 0.433 | 4 | 2.250b |
10 3/4 | 10.750 | 32.75 | 8 | 1.604 | 2.465 | 2.750 | 10.64918 | 1.250 | 0.709 | 10 29/32 | 0.433 | 3 1/2 | 1.625a |
10 3/4 | 10.750 | 其余 | 8 | 2.354 | 3.215 | 3.500 | 10.64918 | 0.500 | 0.713 | 10 29/32 | 0.433 | 3 1/2 | 2.375 a |
10 3/4 | 10.750 | 其余 | 8 | 2.287 | 3.215 | 3.500 | 10.64499 | 0.500 | 0.713 | 10 29/32 | 0.433 | 4 | 2.375 b |
11 3/4 | 11.750 | 全部 | 8 | 2.357 | 3.215 | 3.500 | 11.64918 | 0.500 | 0.709 | 11 29/32 | 0.433 | 3 1/2 | 2.375 a |
11 3/4 | 11.750 | 全部 | 8 | 2.287 | 3.215 | 3.500 | 11.64499 | 0.500 | 0.713 | 11 29/32 | 0.433 | 4 | 2.375 b |
13 3/8 | 13.375 | 全部 | 8 | 2.354 | 3.215 | 3.500 | 13.27418 | 0.500 | 0.709 | 13 17/32 | 0.433 | 3 1/2 | 2.375 a |
13 3/8 | 13.375 | 全部 | 8 | 2.287 | 3.215 | 3.500 | 13.26999 | 0.500 | 0.713 | 13 17/32 | 0.433 | 4 | 2.375 b |
所有规格的管子螺纹在直径上的锥度为0.0625in/in。 | |||||||||||||
表25 套管长圆螺纹尺寸in
外径规格 | 大端直径 | 每英寸牙数 | 管端至手紧面长度 | 有效螺纹长度 | 管端至消失点总长度 | 手紧面处中径 | 机紧后管端至接箍中心 | 接箍端面至手紧面长度 | 接箍镗孔直径 | 接箍镗孔深度 | 手紧紧密距牙数 | 从管端起全顶螺纹最小长度 |
D | D4 | L1 | L2 | L4 | E1 | J | M | Q | q | A | Lc | |
4 1/2 | 4.500 | 8 | 1.921 | 2.715 | 3.000 | 4.40337 | 0.500 | 0.704 | 4 19/32 | 0.500 | 3 | 1.875 |
5 | 5.000 | 8 | 2.296 | 3.090 | 3.375 | 4.90337 | 0.500 | 0.704 | 5 3/32 | 0.500 | 3 | 2.250 |
5 1/2 | 5.500 | 8 | 2.421 | 3.215 | 3.500 | 5.40337 | 0.500 | 0.704 | 5 19/32 | 0.500 | 3 | 2.375 |
6 5/8 | 6.625 | 8 | 2.796 | 3.590 | 3.875 | 6.52837 | 0.500 | 0.704 | 6 23/32 | 0.500 | 3 | 2.750 |
7 | 7.000 | 8 | 2.921 | 3.715 | 4.000 | 6.90337 | 0.500 | 0.704 | 7 3/32 | 0.500 | 3 | 2.875 |
7 5/8 | 7.625 | 8 | 2.979 | 3.840 | 4.125 | 7.52418 | 0.500 | 0.709 | 7 25/32 | 0.433 | 3 1/2 | 3.000 |
8 5/8 | 8.625 | 8 | 3.354 | 4.215 | 4.500 | 8.52418 | 0.500 | 0.709 | 8 25/32 | 0.433 | 3 1/2 | 3.375 |
9 5/8 | 9.625 | 8 | 3.604 | 4.465 | 4.750 | 9.52418 | 0.500 | 0.709 | 9 25/32 | 0.433 | 3 1/2 | 3.625 a |
9 5/8 | 9.625 | 8 | 3.537 | 4.465 | 4.750 | 9.51999 | 0.500 | 0.713 | 9 25/32 | 0.433 | 4 | 3.625 b |
所有规格的管子螺纹在直径上的锥度为0.0625in/in。 | ||||||||||||
表26 偏梯形套管螺纹尺寸in
外径 规格 | 大端 直径 | 每英寸牙数 | 不完整螺纹长度 | 完整螺纹长度 | 管端至消失点总长度 | 中径 | 机紧后管端至接箍中心 | 手紧后管端至接箍中心 | 接箍端面至E7平面长度 | 管端至三角形标记长度 | 手紧紧密距牙数 | 接箍镗孔直径 | 从管端起全顶螺纹最小长度 |
D | D4 | g | L7 | L4 | E7 | J | Jn | A1 | A | Q | Lc | ||
4 1/2 | 4.516 | 5 | 1.984 | 1.6535 | 3.6375 | 4.454 | 0.500 | 0.900 | 1.884 | 3 15/16 | 1/2 | 4.640 | 1.2535 |
5 | 5.016 | 5 | 1.984 | 1.7785 | 3.7625 | 4.954 | 0.500 | 1.000 | 1.784 | 4 1/16 | 1 | 5.140 | 1.3785 |
5 1/2 | 5.516 | 5 | 1.984 | 1.8410 | 3.8250 | 5.454 | 0.500 | 1.000 | 1.784 | 4 1/8 | 1 | 5.640 | 1.4410 |
6 5/8 | 6.641 | 5 | 1.984 | 2.0285 | 4.0125 | 6.579 | 0.500 | 1.000 | 1.784 | 4 5/16 | 1 | 6.765 | 1.6285 |
7 | 7.016 | 5 | 1.984 | 2.2160 | 4.2000 | 6.954 | 0.500 | 1.000 | 1.784 | 4 1/2 | 1 | 7.140 | 1.8160 |
7 5/8 | 7.641 | 5 | 1.984 | 2.4035 | 4.3875 | 7.579 | 0.500 | 1.000 | 1.784 | 4 11/16 | 1 | 7.765 | 2.0035 |
8 5/8 | 8.641 | 5 | 1.984 | 2.5285 | 4.5125 | 8.579 | 0.500 | 1.000 | 1.784 | 4 13/16 | 1 | 8.765 | 2.1285 |
9 5/8 | 9.641 | 5 | 1.984 | 2.5285 | 4.5125 | 9.579 | 0.500 | 1.000 | 1.784 | 4 13/16 | 1 | 9.765 | 2.1285 |
10 3/4 | 10.766 | 5 | 1.984 | 2.5285 | 4.5125 | 10.704 | 0.500 | 1.000 | 1.784 | 4 13/16 | 1 | 10.890 | 2.1285 |
11 3/4 | 11.766 | 5 | 1.984 | 2.5285 | 4.5125 | 11.704 | 0.500 | 1.000 | 1.784 | 4 13/16 | 1 | 11.890 | 2.1285 |
13 3/8 | 13.391 | 5 | 1.984 | 2.5285 | 4.5125 | 13.329 | 0.500 | 1.000 | 1.784 | 4 13/16 | 1 | 13.515 | 2.1285 |
所有规格的管子螺纹在直径上的锥度为0.0625in/in。 | |||||||||||||
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广泛的应用，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多种享有专利技术的特殊扣，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扣、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。
