石油专用管特殊扣的发展与应用

石油专用管特殊扣的发展与应用
一、引言
在石油的勘探开发过程中，专用管起着不可替代的作用，随着国内多数油田已处于二次采油的后期，油气井开采环境的变化，出现井深、高压、高温、腐蚀工况等情况，普通扣型油套管不再满足使用要求，特殊扣的应用与发展变得日益重要。

二、专用管工作原理、普通螺纹特点及存在问题
1.石油专用管利用接箍连接两根带螺纹的钢管，可使长度为单根十米左右的专用管连接成为数百米甚至数千米的长管柱，深入油气井中。

通过对管口采用气举、深井泵采油法，把石油开采至地面，常用的普通专用管扣型为API STC（短圆螺纹）、API LC（长圆螺纹）和API BC（偏梯螺纹），执行API 5CT及API 5B中的相关标准。

2.普通扣型螺纹的特点。

（1）短圆螺纹（STC）和长圆螺纹（LC）统称为圆螺纹，其加工工艺简单、密封性好、有一定的连接强度、维护和使用都较简单，且价格便宜，因此被大量使用。

（2）偏梯螺纹（BC），牙型为偏梯形，能承受足够大拉伸或压缩载荷。

但偏梯形螺纹也有一定的缺点，它的密封性较低。

3.普通扣型螺纹存在问题及失效实例。

（1）螺纹连接是石油专用管中最薄弱的环节，其质量直接影响到专用管的结构完整性和密封性。

API的标准螺纹的密封主要是通过螺纹脂、金属磷化镀层以及螺纹之间的啮合等方法，从而实现密封作用。

近年来，随着稠油井、超深井、重腐蚀井等苛刻条件井的开采越来越多，井底压力和井内温度日益增高，对螺纹连接强度和密封性的要求也越来越高，圆螺纹和偏梯螺纹这些API标准螺纹暴露出的不适应性也越来越多，螺纹的连接强度和密封性能方面都难以满足钻井技术的要求。

例如，圆螺纹只能承受管体强度60%-80%的拉伸负载，而偏梯螺纹虽然在较高内压下的密封性会变差。

近些年来各国油套管在国内油田使用均发生了螺纹断、接箍纵裂、接箍变形、材质韧性低、螺纹严重粘扣等问题，导致掉井、泄漏等多起失效事故。

（2）1994年辽河油田热采井在热采条件下，套管接头受热应力影响，在注气时管柱温度升高，接头螺纹受压缩力，采油时管柱温度降低，接头螺纹受拉应力，因此热应力循环使接头螺纹发生疲劳破坏及泄漏。

此事故共造成一口探井报废，多口油气井试压稳不住的恶性事故，经济损失高达1000万元。

三、特殊扣应用与发展现状
近年来，欧美国家以及中东各国等产油国在的开采中广泛应用特殊扣专用管。

特别是在深井、超深井、高压气井、稠油热采井、重腐
蚀井等开采难度较大的井况中，大都采用各种类型的特殊扣专用管。

美、日、法、德等发达国家的制造厂甚至还在研制开发新的特殊螺纹接头，以提高工程的安全性、可靠性和油井的开采寿命。

我国各大油田开采程度已达到二次采油中后期，开采条件更加苛刻，使专用管的工作条件更加恶劣，因而对螺纹部分的连接强度及密封性有更加严格的要求，正是在这种情况下，特殊扣石油专用管得到广泛应用。

据估计，我国特殊扣专用管产量和使用量已达到石油专用管总量的50%以上，而且比例会越来越高。

四、结束语
国内特殊扣专用管的设计和生产早在10多年前就已经开始，但是，当时大多是模仿国外的产品。

近几年来，随着我国多个油气田的开发，石油天然气的钻采工程量日益增大，而井况条件却越来越差，对油井管的要求则越来越高。

为了填补国内空白，替代国外产品，我国生产油井管的大型骨干企业也都逐步加大了设计和生产较为先进的特殊扣油井管的力度。

如宝钢开发了BDS和TDS等特殊扣，天钢开发了TP-CQ特殊扣，宝管与长庆油田合作开发了BJC特殊扣，其他一些公司也在努力研制开发不同类型的特殊扣产品，以求在未来油井管的市场上能占有一席之地。

但是，特殊扣油井管是一种技术含量很高、加工难度很大、质量
要求很严、理论和实践性都很强的产品，需要每一支钢管的加工都更要精益求精。

而且，特殊扣的设计要有一只成熟的开发团队，积累和摸索一定的经验，还要经过大量的计算，并经过各类条件非常苛刻的试验验证才能在油田使用。

同时，在下井试验取得成功后，才有希望扩大使用。

因为西部油气田钻采成本的日益提高，使得油田在使用油井管时更加谨慎。

所以，国产特殊扣油井管的推广和使用还有比较长的路子需要走。

在这种情况下，国内油井管制造厂应当携手合作，加大投入，潜心研究，努力创新，真正研制开发出具有自主知识产权、能够形成中国品牌效应的特殊扣专用管新产品。