各种套管丝扣的图形和密封原理
各种套管丝扣的图形及密封原理
各种套管丝扣的图形和密封原理随着天然气井的勘探和开发，对天然气井生产套管的要求越来越高，从过去单一的长圆扣套管发展到现在的3SB扣、SEC扣、FOX 扣、TM扣和TP-CQ扣套管，都是为了提高套管丝扣部分的强度和密封性改进，设计和研制的。
一．3SB套管1．扣型母扣公扣2 .主要特点A、3SB是日本NKK公司设计制造的，螺纹承载面角为0°，导向角为45°的偏梯形扣，连接程度高;B、具有三重密封面：锥面密封，台阶密封，导向角球面密封;C、台肩面为90°抗过扭矩能力强;D、对扣和上扣容易;E、在外螺纹上有三角形上扣标记。
二．SEC扣套管1．扣型母扣公扣2．主要特点A 、SEC是阿根廷设计生产的，螺纹承载面角为3°，导向角为10°，连接强度较高；B 、具有锥面金属密封和台阶面负15°的密封面密封，这种密封套管弯曲载荷作用下能维持密封。
三．FOX扣套管1．扣型母扣公扣2．主要特点A 、FOX 扣套管是日本川崎公司生产的螺纹套管。
螺纹承载面为0°，导向角为45°，而且内螺纹采用变螺距设计，两端螺距较大，有效的改善了螺纹的应力分布，负载主要由中间部分螺纹承受，两端螺纹应力较低；B 、具有弧面金属密封和台肩弧面负25°密封结构，有利于在弯曲载荷作用下的密封性。
四． TM 扣套管1． 扣型母扣 公扣2．主要特点A 、 TM 扣套管是日本住友公司生产的螺纹套管，螺纹承载面角为3°，导向角为10°，连接程度高；B 、 锥面金属密封；C 、直角台阶，抗过扭矩，抗弯曲能力强；D 、在螺纹上有台阶形标记，内螺纹有箭头标记，有效的控制套管上扣；E 、内螺纹根部为双台阶面。
五．TP-CQ扣套管1．扣型母扣公扣2 .主要特点A、TP-CQ扣套管是天钢有限责任公司研制的一种特殊扣，螺纹承载面角为3°，导向角为10°，连接强度较高；B、锥面金属密封，台阶有负15°密封面，这种密封在套管弯曲载荷作用下能维持密封，外螺纹跟SEC扣的几何尺寸一样；C、内螺纹是双台阶并有15°角密封面，保证密封的可靠性。
钻井钻具扣型知识
扣型是工具中最常见的部分，也是比较难区分的一部分。
扣型对于工具师或是监督是很重要的，一个工具师如果不了解扣型，要料、准备到指挥作业都是行不通的，要出大问题的。
这一周主要是学习认识各种常见扣型，包括油管扣型，冲管扣型，筛管盲管扣型，密封单元连接扣形，钻杆扣型等。
1、常见油管扣型(Tubing Joint) 油管常用扣型分为三种分别是EU 、NU 和NewVam 。
这三种扣型在工具车间都能找到，其中EU 和NU 单独从扣的外观上很难区分，都是三角扣型，但是从整个管柱就能很容易区分，那就是EU 表示外加厚NU 表示没有外加厚。
New Vam 实际是一种梯形扣(扣截面呈矩形)，也是不带外加厚的，所以也很容易区分。
下面将用示意图详细介绍三种扣型。
1)EU(External upset) 外加厚EU 扣是一种外加厚油管扣型。
在车间货架上认识变扣接头过程中还会发现三种和EU 有关的biano 标识。
其中EUE(External Upset End) 表示外加厚端，EUP(External Upset Pin) 表示外加厚公扣，EUB(External Upset Box) 表示外加厚母扣。
除了用pin 和box 表示公扣母扣外，其他表示公扣有1. external thread 2. male 3. male thread 。
母扣有1. female thread 2. internal thread 3. box 4. box thread 。
图1-1 EU 扣型2)NU(Non-upset) 没有外加厚NU 表示是没有外加厚的油管接头。
除了没有外加厚外和EU 一般还有一种区别就是NU 一般每英寸10扣，EU 一般每英寸8扣。
其中NUE 表示非加厚端或者说端部非加厚。
同样E表示End o ［以上说法来源《石油大典》。
］图1-2 NU 扣型3)New VAM这种扣型特点是扣截面基本为矩形，螺距间隔相等，锥度不大，没有外加厚。
宝钢特殊扣产品介绍概述.
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宝钢BGC套管特殊扣产品
使用井况条件 高压气井 深井
高温高压井
定向井 水平井
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宝钢BGC套管特殊扣产品
西安管材研究所全尺寸实物评价试验
宝钢 BGC 套管在西安管材研究所系统地完成了
全尺寸实物评价试验（在国内特殊扣套管中是最全 面的）。 内容包括： API RP 5C5Ⅱ级、 TGRC1 、 TGRC3 试 验。
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宝钢BGT1油管特殊扣产品
使用井况条件 高压气井 深井
热采井
定向井 水平井
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宝钢BGT1油管特殊扣产品
西安管材研究所全尺寸实物评价试验
西安管材研究所系统地完成了全尺寸实物评价试验 （在国内特殊扣油管中是最全面的）。 内容包括：API RP 5C5Ⅱ级、TGRC1、TGRC2试验。
2004 年 10 月、 11 月， 2005年10月，500米 ～ 550 米套钻井 6 口； 1160米套钻井1口
吉林油田
BGC
Ф139.7 mm×9.17mm BG80-3Cr
中石化西南 分公司
2005 年 11 月下井， 井 深 3001 米，水 平 井，气井
2006 年 3 月 ， 井 深 3890米，气井
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宝钢BGC套管特殊扣产品
1、螺纹设计：采用连接效率高的偏梯形螺纹，承载面 角3°，导向面角10°，保证接头抗拉强度大于管体， 实现套管结构完整性。同时，通过优化螺纹中径，控制 螺纹过盈量，提高了螺纹的上扣完整性。
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宝钢BGC套管特殊扣产品
2、密封结构：采用了径向金属对金属过盈密封结构， 该结构的气密封抗泄漏能力达到了管体内屈服压力。 3、扭矩台肩：采用了逆向15°扭矩台肩结构，设计扭 矩台肩目的是控制上扣扭矩，克服API扣上扣位置及扭 矩范围宽对其使用性能造成的不良影响，提高接头的耐 粘扣性和抗过扭矩能力。 4、内平设计：接箍扭矩台肩处内径与管体端部内径结 合处设计成平滑过渡，可以消除管内的油气紊流，提高 接头的抗腐蚀能力。
套管知识
首选需要明确一点常规套管一般指API丝扣API钢级的套管API丝扣三种长圆短圆偏梯扣气密封套管是丝扣部分经过特殊研发，增加气密封结构目前的气密封结构的主流是金属对金属密封锥面结构还有其他的金属对金属密封，但是是球面对锥面等结构国内常见VAM扣里面的VAM TOP，日本的FOX，3SB等，国内生产的TPCQ，BGC等世界上按照市场占有率第一大是VAM系列，市场占有率约50%，然后是hydril, Hunting，TMK等这个问题详细说起来特别复杂。
简单一句话气密扣套管就是增加了气密封结构，丝扣结构经过改良，使用上比常规普通套管性能好PI 5CT石油套管扣型长圆扣短圆扣偏梯扣，石油套管是石油钻探用重要器材，其主要器材还包括钻杆、岩心管和套管、钻铤及小口径钻进用钢管等。
国产套管以地质钻探用钢经热轧或冷拔制成，钢号用“地质”(DZ)表示，常用的套管钢级有DZ40、DZ55、DZ753种。
压扁试验(GB246-97)拉力试验(GB228-87)及水压试验。
(2)按美国石油学会APISPEC5CT1988年第1版规定作静水压试验、压扁试验、硫化物应力腐蚀开裂试验、硬度试验(ASTME18或E10最新版本规定进行)、拉伸试验、横向冲击试验(ASTMA370、ASTME23和有关标准最新版本规定进行)、晶粒度测定(ASTME112最新版本或其他方法)。
日本、罗马尼亚、捷克、意大利、英国、奥地利、瑞士、美国，阿根廷、新加坡也有进口。
进口标准多参照美国石油学会标准API5A，5AX，5AC。
钢级是H-40，J-55，N-80，P-110，C-75，C-95等。
规格主要为139.77.72R-2，177.89.19R-2，244.58.94R-2，244.510.03R-2，244.511.05R-2等。
(2)API规定长度有三种：即R-1为4.88～7.62m，R-2为7.62～10.36m，R-3为10.36m至更长。
各种套管丝扣的图形和密封原理
各种套管丝扣的图形和密封原理随着天然气井的勘探和开发，对天然气井生产套管的要求越来越高，从过去单一的长圆扣套管发展到现在的3SB扣、SEC扣、FOX 扣、TM扣和TP-CQ扣套管，都是为了提高套管丝扣部分的强度和密封性改进，设计和研制的。
一．3SB套管1．扣型母扣公扣2 .主要特点A、3SB是日本NKK公司设计制造的，螺纹承载面角为0°，导向角为45°的偏梯形扣，连接程度高;B、具有三重密封面：锥面密封，台阶密封，导向角球面密封;C、台肩面为90°抗过扭矩能力强;D、对扣和上扣容易;E、在外螺纹上有三角形上扣标记。
二．SEC扣套管1．扣型母扣公扣2．主要特点A 、SEC是阿根廷设计生产的，螺纹承载面角为3°，导向角为10°，连接强度较高；B 、具有锥面金属密封和台阶面负15°的密封面密封，这种密封套管弯曲载荷作用下能维持密封。
三．FOX扣套管1．扣型母扣公扣2．主要特点A、FOX扣套管是日本川崎公司生产的螺纹套管。
螺纹承载面为0°，导向角为45°，而且内螺纹采用变螺距设计，两端螺距较大，有效的改善了螺纹的应力分布，负载主要由中间部分螺纹承受，两端螺纹应力较低；B 、具有弧面金属密封和台肩弧面负25°密封结构，有利于在弯曲载荷作用下的密封性。
四．TM扣套管1．扣型母扣公扣2．主要特点A 、TM扣套管是日本住友公司生产的螺纹套管，螺纹承载面角为3°，导向角为10°，连接程度高；B 、锥面金属密封；C、直角台阶，抗过扭矩，抗弯曲能力强；D 、在螺纹上有台阶形标记，内螺纹有箭头标记，有效的控制套管上扣；E 、内螺纹根部为双台阶面。
五．TP-CQ扣套管1．扣型母扣公扣2 .主要特点A、TP-CQ扣套管是天钢有限责任公司研制的一种特殊扣，螺纹承载面角为3°，导向角为10°，连接强度较高；B、锥面金属密封，台阶有负15°密封面，这种密封在套管弯曲载荷作用下能维持密封，外螺纹跟SEC扣的几何尺寸一样；C、内螺纹是双台阶并有15°角密封面，保证密封的可靠性。
螺纹（丝扣）连接介绍
丝扣连接：又称螺纹连接，它是通过内外螺纹把管道与管道、管道与阀门连接起来。
这种连接主要用于钢管、铜管和高压管道的连接，焊接钢管的螺纹目前大部分采用套螺纹机操作，而对于螺纹加工精度和表面粗糙度要求很高的高压管道都必须用车床加下。
一、螺纹简述(英文名:screw thread)：在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分。
螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹；按其在母体所处位置分为外螺纹、内螺纹，按其截面形状（牙型）分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹，三角形螺纹主要用于联接，矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动；按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹，一般用右旋螺纹；按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹；联接用的多为单线，传动用的采用双线或多线；按牙的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹等，按使用场合和功能不同，可分为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹、专用螺纹等。
二、螺纹分类螺纹按其截面形状(牙型)分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。
其中三角形螺纹主要用于联接（见螺纹联接），矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。
螺纹分布在母体外表面的叫外螺纹，在母体内表面的叫内螺纹。
在圆柱母体上形成的螺纹叫圆柱螺纹，在圆锥母体上形成的螺纹叫圆锥螺纹。
螺纹按螺旋线方向分为左旋的和右旋的两种，一般用右旋螺纹。
螺纹可分为单线的和多线的，联接用的多为单线；用于传动时要求进升快或效率高，采用双线或多线,但一般不超过4线。
圆柱螺纹的主要参数有外径 (d)、内径(d1)、中径(d2 )、螺距(t)、线数(n)、导程(s=n t)、升角(λ)和牙形角(α)等。
除管螺纹以管子内径为公称直径外,其余螺纹都以外径为公称直径。
螺纹升角小于摩擦角的螺纹副，在轴向力作用下不松转，称为自锁，其传动效率较低。
圆柱螺纹中，三角形螺纹自锁性能好。
它分粗牙和细牙两种，一般联接多用粗牙螺纹。
细牙的螺距小，升角小，自锁性能更好，常用于细小零件薄壁管中，有振动或变载荷的联接，以及微调装置等。
国外特殊扣的主要类型及其主要特点
国外油井管特殊扣的主要类型及其特点张居勤沧州华北石油专用管材有限公司国外油井管特殊扣的主要类型及其特点张居勤（沧州华北石油专用管材有限公司）摘要介绍了国外生产和应用比较广泛的几种主要特殊扣油井管的接头类型及其结构形式，并分析了各种特殊扣的特点和优点及其使用情况，对国内各油井管生产厂家开发特殊扣油井管具有一定的借鉴作用。
关键词油井管特殊扣类型0前言在石油工业的发展过程中，随着油井气钻采作业向更大井深、更高压力和温度、更苛刻工况条件的方向发展以及石油钻采工艺技术自身的进步，石油专用管常用的APISTC、APILC和APIBC型螺纹接头[1]已难以满足油田的开发要求。
虽然API圆螺纹有比较优良的密封性能，但其螺纹部分的连接强度却只相当于管体部分的60%～80%，而API偏梯形螺纹尽管螺纹部分连接强度较高，但密封性能不理想[2]。
所以，世界各大石油专用管制造厂都致力于开发连接强度和密封性能更优越的特殊螺纹油井管。
1特殊扣的主要类型目前，国外生产和使用的特殊扣油井管约有上百种，而比较典型、应用较为广泛的却只有十多种[3]。
1.1TM特殊扣由日本住友金属工业公司开发，其扣型和密封形式见下图1：a.螺纹牙形b.密封形式螺纹参数：承载面角度：3°APIBC改进型增加双金属密封导向面角度：10°锥度：1：16每英寸牙数：5牙表面处理：内外螺纹磷化。
密封形式：锥面对锥面金属密封，90°台肩端面密封兼为扭矩台肩。
TM属于比较简单、经济但实用可靠、用途广泛的特殊扣产品。
1.2SM-EF特殊扣由日本住友金属公司开发其牙形见图2，无金属密封。
螺纹参数：承载面角度：3导向面角度：45°或30°齿高：1.982㎜（APIBC为1.575㎜）锥度：1：8.5表面处理：镀锌。
1.3NK3SB特殊扣由日本钢管公司（NKK）开发。
见图3a.螺纹牙形b.密封形式螺纹参数：承载面角度：0°可降低接箍的周向应力；导向面角度：45°螺纹牙顶平行于管子轴线，易对扣。
各种封隔器的特点及坐封原理
精选课件
7
四、操作说明：
1、下入：在地面将丢手部分与封隔器联接 好， （丢手 公扣对封隔器母扣），封隔器下部配一根尾管、丝 堵（尾管也可不接），然后与管柱一起下入井内达 预定位置。
2、坐封：封隔器下到预定位置后，管柱顶部离井口要 有一定距离（一般为500mm左右），地面管线联 接好后，从油管加液压10MPa,稳压5min,泄压至零, 再加液压至15MPa, 稳压5min,(注:坐封压力包括井 内管柱的液面压差),坐封完毕。
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四、技术参数：
1．工具总长（mm）：1040 2．钢体最大外径（mm）：115 3．内通径（mm）：62 4．两端连接丝扣：27/8″TBG 5．座封压力（MPa）：15 6．验封压力（MPa）：17 7．密封压差（MPa）：25 8．适用范围：51/2″套管
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Y241-100封隔器
各种封隔器的
用途与特点 结构与工作原理
技术参数 操作说明
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1
Y441-115(B)丢手封隔 器
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2
一、用途与特点：
该封隔器主要用于油、水井卡堵底层，若将丢手部分 去掉，也可用于分层采油，具有如下特点：
1、采用双锥体双向卡瓦锚定机构，具有锚定可靠， 承受负荷大的特性。。
2、采用马牙环锁紧机构，锁紧方便，可靠。
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4）测试与分注：
测试时只将一个配水器芯子由死嘴换成所需的水嘴单 层注水，记录注入量，如合乎配注需要则该层测试合格， 反之更换水嘴再测直至合格，然后再测其余层，当全部 合格则测试完毕，分注时将所有的芯子换成测试合格的 水嘴进行注水即可。 （说明：由于从油管注水时，油管 的压力永远高于油套环形空间的压力，这样洗井阀是处 于关闭状态，再加上坐封时封隔件密封了油套环形空间。 封隔器上下是分隔开的层间不串通，故可实现分注）。
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各种套管丝扣的图形和密
封原理
Final revision by standardization team on December 10, 2020.
各种套管丝扣的图形和密封原理
随着天然气井的勘探和开发，对天然气井生产套管的要求越来越高，从过去单一的长圆扣套管发展到现在的3SB扣、SEC扣、FOX扣、TM扣和TP-CQ扣套管，都是为了提高套管丝扣部分的强度和密封性改进，设计和研制的。
一．3SB套管
1．扣型
母扣公扣
2 .主要特点
A、 3SB是日本NKK公司设计制造的，螺纹承载面角为0°，导向角为45°的偏梯
形扣，连接程度高;
B、具有三重密封面：锥面密封，台阶密封，导向角球面密封;
C、台肩面为90°抗过扭矩能力强;
D、对扣和上扣容易;
E、在外螺纹上有三角形上扣标记。
SEC扣套管
1．扣型
母扣公扣
2．主要特点
A 、 SEC是阿根廷设计生产的，螺纹承载面角为3°，导向角为10°，连接强度较高；
B 、具有锥面金属密封和台阶面负15°的密封面密封，这种密封套管弯曲载荷作用下能维持密封。
三．FOX扣套管
1．扣型
母扣公扣
2．主要特点
A、FOX扣套管是日本川崎公司生产的螺纹套管。
螺纹承载面为0°，导向角为45°，而且内螺纹采用变螺距设计，两端螺距较大，有效的改善了螺纹的应力分布，负载主要由中间部分螺纹承受，两端螺纹应力较低；
B 、具有弧面金属密封和台肩弧面负25°密封结构，有利于在弯曲载荷作用下的密封性。
四．TM扣套管
1．扣型
母扣公扣
2．主要特点
A 、 TM扣套管是日本住友公司生产的螺纹套管，螺纹承载面角为3°，导向角为10°，连接程度高；
B 、锥面金属密封；
C、直角台阶，抗过扭矩，抗弯曲能力强；
D 、在螺纹上有台阶形标记，内螺纹有箭头标记，有效的控制套管上扣；
E 、内螺纹根部为双台阶面。
五．TP-CQ扣套管
1．扣型
母扣公扣
2 .主要特点
A、TP-CQ扣套管是天钢有限责任公司研制的一种特殊扣，螺纹承载面角为3°，导向角为10°，连接强度较高；
B、锥面金属密封，台阶有负15°密封面，这种密封在套管弯曲载荷作用下能维持密封，外螺纹跟SEC扣的几何尺寸一样；
C、内螺纹是双台阶并有15°角密封面，保证密封的可靠性。
六．圆螺纹
1.扣型
2.主要特点
A、螺纹的牙型角是60度并对称；
B、扣力矩要求不太严格；
C、多次上卸扣，抗拉强度较低；
D、螺纹套管在气井上基本淘汰。
七．各种套管和钢级的上扣扭矩
见附表：
附表：
各种套管基本扭矩值
规格直径钢级壁厚扣型
扭矩范围(NM)
小佳大
7N803SB93601170014040。