氣井套管頭研究與應(yīng)用

1、.報(bào)告編號(hào)：2012210000848L 科 技 查 新 報(bào) 告項(xiàng)目名稱：氣井套管頭研究與應(yīng)用委 托 人：中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院委托日期： 2012年05月23日查新機(jī)構(gòu)（蓋章）：遼寧省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所查新完成日期： 2012年05月28日 中 華 人 民 共 和 國(guó) 科 學(xué) 技 術(shù) 部 二年制查新項(xiàng)目名 稱中文：氣井套管頭研究與應(yīng)用英文：查新機(jī)構(gòu)名 稱 遼寧省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所通訊地址沈陽(yáng)市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)渾南二路8號(hào)郵政編碼110181負(fù) 責(zé) 人孫玉茹電話 23931010 聯(lián) 系 人連麗艷電話 23930447-618 E-mail：lianliyan006一

2、、查新目的申報(bào)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科技成果鑒定(獎(jiǎng)勵(lì))。二、查新項(xiàng)目的科學(xué)技術(shù)要點(diǎn)“氣井套管頭研究與應(yīng)用”項(xiàng)目是針對(duì)蘇里格氣田以往使用的幾種套管頭存在漏氣、安裝復(fù)雜、成本高等問(wèn)題而提出的，研究設(shè)計(jì)了一種臺(tái)階承托式套管頭及配套工藝，使蘇里格氣田以往使用套管頭存在漏氣、安裝復(fù)雜、成本高等問(wèn)題得到有效解決。該套管頭安全可靠、操作簡(jiǎn)單、成本低，具有以下創(chuàng)新點(diǎn)： 1）采用臺(tái)階承托懸掛取代卡瓦懸掛，管柱可自動(dòng)定位居中，承載能力大幅度提高，省去割、焊導(dǎo)管操作，避免了割壞氣套的風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約安裝時(shí)間35小時(shí)； 2）研制采用獨(dú)創(chuàng)的混合密封脂解決了螺紋密封問(wèn)題，取代了橡膠件密封，避免了橡膠件老化造成的漏氣問(wèn)題，安裝一次成功

3、率達(dá)到100%，目前漏氣率為0%； 3）研制采用調(diào)平扶正支撐系統(tǒng)，在氣套短節(jié)外增設(shè)支撐套，通過(guò)調(diào)節(jié)支撐套與底法蘭之間頂絲環(huán)上頂絲對(duì)底法蘭進(jìn)行水平調(diào)節(jié)，保證采氣樹穩(wěn)定和水平； 4）研制的新型懸掛器，集成了懸掛、循環(huán)、環(huán)空后期處理功能，增設(shè)的循環(huán)孔道，固井時(shí)可作為環(huán)空循環(huán)通道，固井后可滿足環(huán)空擠水泥等作業(yè)； 5）研制了井口帶壓堵漏配套工具，形成配套堵漏技術(shù)，簡(jiǎn)化了漏氣處理過(guò)程，減少了漏氣處理成本。自2006年以來(lái)，該套管頭在蘇里格氣田、永和氣田累計(jì)推廣應(yīng)用800余套，創(chuàng)產(chǎn)值5000余萬(wàn)元，為施工方節(jié)約建井成本3000余萬(wàn)元，同時(shí)為建設(shè)方節(jié)約套管頭及堵漏作業(yè)成本3000余萬(wàn)元。三、查新點(diǎn)與查新要求查

4、新點(diǎn)：1、采用API螺紋配合專用復(fù)合密封脂（加入密封膠）作為主密封，極容易連接，又能達(dá)到了套管頭氣密封的目的。2、采用臺(tái)階承托懸掛，達(dá)到了管柱自動(dòng)定位居中、承載能力大幅提高的目的。3、采用調(diào)平扶正支撐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了井口采氣樹水平調(diào)平的目的。查新要求：國(guó)內(nèi)有無(wú)相同或同類研究。四、文獻(xiàn)檢索范圍及檢索策略 國(guó)內(nèi)聯(lián)機(jī)檢索：數(shù)據(jù)庫(kù)：中國(guó)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù) 1989-2012中國(guó)科學(xué)技術(shù)成果庫(kù) 1986-2012中國(guó)科技經(jīng)濟(jì)新聞數(shù)據(jù)庫(kù) 1992-2012國(guó)家科技成果信息網(wǎng) 1991-2012中國(guó)專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù) 1985-2012中國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文數(shù)據(jù)庫(kù) 1989-2012中國(guó)學(xué)位論文數(shù)據(jù)庫(kù) 1989-2012檢索

5、策略：1. 氣井*套管頭*密封*螺紋*脂2. 氣井*套管頭*臺(tái)階承托3. 氣井*套管頭*調(diào)平*扶正*支撐五、檢索結(jié)果經(jīng)國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)檢索，查到有關(guān)該課題的主要相關(guān)文獻(xiàn)6篇，其中專利4篇，科技論文2篇。1HT高密封性特殊螺紋套管在氣井中的應(yīng)用Application of specially-threaded casings in natural gas wells由于普通API螺紋套管難以承受高于70 MPa高壓氣體,開發(fā)加工了高密封性能的SEAL-LOCK HT特殊螺紋套管.這種螺紋套管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:端面和側(cè)面為特殊結(jié)構(gòu)密封,套管的氣密封性能好;采用倒鉤螺紋設(shè)計(jì),提高了螺紋的抗拉和抗內(nèi)外壓能力,可防

6、止套管倒扣松動(dòng);螺紋結(jié)構(gòu)先進(jìn),套管插入方便,入扣不易錯(cuò)扣;抗過(guò)扭矩能力強(qiáng),螺紋聯(lián)接可靠.室內(nèi)試驗(yàn)表明,該螺紋套管加載432 kN,施加氣壓79.9 MPa,氣密封良好.8口井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用均取得成功,下套管節(jié)約812 h,節(jié)約套管成本10%15%,解決了高氣壓井的密封問(wèn)題.作 者： 李飛 李玉民 張飛躍 肖艷平 張建設(shè) 作者單位： 李飛,李玉民(中原石油勘探局管具工程處)張飛躍,肖艷平(中原油田分公司物資供應(yīng)處)張建設(shè)(中原油田分公司井況防治中心) 刊 名： 石油機(jī)械 ISTIC PKU 英文刊名： CHINA PETROLEUM MACHINERY 年，卷(期)： 2004 32(1) 分類號(hào)：

7、TE9 關(guān)鍵詞： 特殊螺紋套管 氣密封性能 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 室內(nèi)試驗(yàn) 天然氣井 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 機(jī)標(biāo)分類號(hào)： TE9 TE2 機(jī)標(biāo)關(guān)鍵詞： 氣密封性能特殊螺紋套管氣井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用套管成本室內(nèi)試驗(yàn)高氣壓能力螺紋設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)先進(jìn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)密封節(jié)約高壓氣體下套管內(nèi)外壓過(guò)扭矩松動(dòng)抗拉 2石油套管螺紋密封接頭一種用于石油套管的螺紋密封接頭，特別適用于高壓氣井、深井的套管連接的螺紋密封接頭。主密封部分是由管體外凸圓部分及接箍?jī)?nèi)錐面形成，并對(duì)凸圓曲率半徑以及內(nèi)限位臺(tái)肩到密封點(diǎn)的相應(yīng)尺寸做了規(guī)定，并在主密封前后各設(shè)有一段環(huán)形螺紋脂貯存腔。該螺紋密封接頭密封性高，同時(shí)能夠與接頭保持互換性，為油井管柱設(shè)計(jì)配件的配制和螺紋維

8、修提供了方便。申請(qǐng)（專利）號(hào): CN96232958.4 申請(qǐng)日期: 1996-4-12 公開(公告)日: 1997-3-5 公開(公告)號(hào): CN2248815 主分類號(hào): F16L15/00,F,F16,F16L,F16L15 分類號(hào): F16L15/00,F,F16,F16L,F16L15 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都無(wú)縫鋼管廠 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷國(guó)茂,江永進(jìn),李平,黃俊斌,張勇 主申請(qǐng)人地址: 610069四川省成都市牛市口 國(guó)別省市代碼: 四川(51) 主權(quán)項(xiàng): 1一種用于石油套管的螺紋密封接頭，特別適用于高壓氣井、深井的套管連接的螺紋密封接頭，其中備有一個(gè)。它由一個(gè)在外螺紋的端部沿軸

9、線方向形成為凸園的密封部分和一個(gè)在內(nèi)螺紋的內(nèi)壁上形成的錐形密封部分，以及外螺紋端部和一個(gè)在內(nèi)螺紋內(nèi)壁上形成的一個(gè)密封限位臺(tái)肩組成。該螺紋密封接頭其特征如下：1）外螺紋（管體）凸園密封部分的曲率半徑2mmR80mm。2）內(nèi)螺紋（接箍）的內(nèi)壁的錐面與鈾線夾角45710°。3）主密封的切點(diǎn)與限位臺(tái)肩的端部距離5mmL8mm。 3一種高氣密封性螺紋密封脂本發(fā)明涉及一種高氣密封性螺紋密封脂；A組分各成分按重量百分比為：甲醇5074、水128、乙二胺四乙酸四鈉鹽128；B組分各成分按照重量百分比為：四乙二醇二甲基丙烯酸酯6595、對(duì)苯醌535；C組分各成分按照重量百分比為：四乙二醇二甲基丙烯酸甲

10、酯526、四乙二醇雙異辛酸酯519、正辛醇418、雙酚A富馬酸樹脂822、云母218、石墨粉325、柔性石墨0.54、過(guò)氧化氫異丙苯0.53、氣相二氧化硅116，重量比ABC4101310400；提高了油管、套管和管線管接頭的密封性；可替代特殊螺紋接頭油套管；適用于氣井、深井和中深井。申請(qǐng)（專利）號(hào): CN200910076327.6 申請(qǐng)日期: 2009-1-9 公開(公告)日: 2010-7-14 公開(公告)號(hào): CN101775265A 主分類號(hào): C09K3/10(2006.01)I,C,C09,C09K,C09K3 分類號(hào): C09K3/10(2006.01)I,C,C09,C09

11、K,C09K3,C09K3/10 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司,中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田峰,王耀光,林凱,王建軍,上官豐收 主申請(qǐng)人地址: 100011北京市東城區(qū)安德路16號(hào)洲際大廈519室 國(guó)別省市代碼: 北京;11 主權(quán)項(xiàng): 一種高氣密封性螺紋密封脂，其特征在于：A為穩(wěn)定劑、B為阻聚劑、C為主料；A組分內(nèi)各成分按重量百分比為：甲醇5074、水128、乙二胺四乙酸四鈉鹽128；B組分內(nèi)各成分按照重量百分比為：四乙二醇二甲基丙烯酸酯6595、對(duì)苯醌535；C組分的各成分按照重量百分比為：四乙二醇二甲基丙烯酸甲酯526、四乙二醇雙異辛酸酯519、正辛

12、醇418、雙酚A富馬酸樹脂822、云母218、石墨粉325、柔性石墨0.54、過(guò)氧化氫異丙苯0.53、氣相二氧化硅116，按重量比ABC4101310400。 4臺(tái)階承托式套管頭本實(shí)用新型涉及一種用于油氣井井口表層套管與內(nèi)層套管之間的封固裝置臺(tái)階承托式套管頭，它是由承壓板、卡瓦座、楔形鉸鏈?zhǔn)娇ňo機(jī)構(gòu)、密封圈、上墊圈、下墊圈等組成。使用該裝置不但可以使自由管串處于最佳垂直狀態(tài)，防止其扭曲變形造成的危害，而且有效地消除了卸聯(lián)頂節(jié)時(shí)內(nèi)部套管串隨轉(zhuǎn)的弊病。本裝置重量輕，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝，造價(jià)低廉。申請(qǐng)（專利）號(hào): CN87210737 申請(qǐng)日期: 1987-11-13 公開(公告)日: 19

13、88-10-5 公開(公告)號(hào): CN87210737 主分類號(hào): E21B17/08,E,E21,E21B,E21B17 分類號(hào): E21B17/08,E,E21,E21B,E21B17 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼河石油勘探局鉆井一公司 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜鴻雁 主申請(qǐng)人地址: 遼寧省盤錦市興隆臺(tái)鉆井一公司 國(guó)別省市代碼: 遼寧(21) 主權(quán)項(xiàng): 一種用于油氣井井口表層套管與內(nèi)層套管之間的封固裝置臺(tái)階承托式套管頭，包括承壓板、錐形螺絲、卡瓦座、楔形絞鏈卡緊機(jī)構(gòu)、密封圈、下墊圈、上墊圈、工藝墊板，其特征在于：所述的工藝墊板上放置一個(gè)卡瓦座，卡瓦座下部側(cè)面的兩個(gè)對(duì)稱的通孔中，分別放有由螺絲、絞鏈、卡

14、瓦片組成的楔形絞鏈卡緊機(jī)構(gòu)，卡瓦座的上部側(cè)面均布三個(gè)螺紋孔。 法律狀態(tài): 公開 ，授權(quán) ，專利權(quán)的終止(未繳年費(fèi)專利權(quán)終止) 5穩(wěn)拱式油氣井套管扶正器本實(shí)用新型公開一種穩(wěn)拱式油氣井套管扶正器。它由固定環(huán)和彈簧鋼片組成，彈簧鋼片為“Y”形叉狀，彈簧鋼片的兩頭用鉚釘鉚接在固定環(huán)上。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.固定環(huán)與彈簧鋼片之間采用鉚釘固定，其綜合抗拉力大幅度提高；2.彈簧鋼片為“Y”形叉狀結(jié)構(gòu)，減少了彈簧鋼片嵌入井壁的深度，降低了其對(duì)井壁的破壞程度，提高了油氣井固井質(zhì)量；3.減小了套管串在井下的運(yùn)動(dòng)阻力，大大降低了出現(xiàn)卡套管事故及其它復(fù)雜情況的幾率。申請(qǐng)（專利）號(hào): CN02252652.8 申

15、請(qǐng)日期: 2002-9-9 公開(公告)日: 2003-9-3 公開(公告)號(hào): CN2570443 主分類號(hào): E21B17/10,E,E21,E21B,E21B17 分類號(hào): E21B17/10,E,E21,E21B,E21B17 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石化集團(tuán)中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張兆盈,田紹臣,劉晏華,舒尚文 主申請(qǐng)人地址: 457001河南省濮陽(yáng)市中原油田科技處 國(guó)別省市代碼: 河南(41) 主權(quán)項(xiàng): 1、一種穩(wěn)拱式油氣井套管扶正器由固定環(huán)(1)和彈簧鋼片(2)組成，其特征在于：彈簧鋼片(2)為“Y”形叉狀，彈簧鋼片(2)的兩頭用鉚釘(3)鉚接在固定環(huán)

16、(1)上。 法律狀態(tài): 授權(quán) ，專利權(quán)的終止(未繳年費(fèi)專利權(quán)終止) 6普光氣田高含硫氣井安全快速優(yōu)質(zhì)鉆完井配套技術(shù)侯樹剛 劉東峰 李鐵成 李濤 中國(guó)石化中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院 中國(guó)石化中原油田普光分公司侯樹剛等普光氣田高含硫氣井安全快速優(yōu)質(zhì)鉆完井配套技術(shù)天然氣工業(yè)， ，（） ： 摘要普光氣田是目前中國(guó)已發(fā)現(xiàn)的最大的高含硫天然氣田，天然氣儲(chǔ)層埋藏深，其天然氣具有高溫、高壓、高含硫的特點(diǎn)，鉆井面臨噴、漏、塌、卡、斜、硬、毒等世界級(jí)難題。為此，圍繞高含硫氣井安全鉆井技術(shù)、快速鉆井技術(shù)和優(yōu)質(zhì)固井技術(shù)的科技攻關(guān)、配套和現(xiàn)場(chǎng)示范應(yīng)用，形成了普光氣田安全優(yōu)快鉆井集成配套技術(shù)： 配套了 MPa 封井

17、器、內(nèi)防噴工具組合為主的雙加雙井控裝備，確定鉆井液安全密度附加值，強(qiáng)化鉆井液、加重料、堵漏材料的儲(chǔ)備和硫化氫監(jiān)測(cè)及檢測(cè)，井控安全率達(dá)到了 ，井噴失控事故率為 ； 普光陸相地層集成應(yīng)用空氣、霧化、泡沫、氮?dú)?、空氣錘等鉆井技術(shù)快速鉆進(jìn)易漏、易塌、地層出水出氣等復(fù)雜地層，海相地層應(yīng)用PDC 螺桿復(fù)合鉆井技術(shù)，全井鉆井周期平均縮短了 ，平均機(jī)械鉆速提高了 ； 應(yīng)用耐腐蝕防氣竄膠乳水泥漿體系、高強(qiáng)低密度水泥漿體系并綜合應(yīng)用尾管懸掛、正注反擠、分級(jí)固井等工藝技術(shù)，技術(shù)套管固井合格率為 ，產(chǎn)層套管固井合格率達(dá) 、優(yōu)良率為 。實(shí)現(xiàn)了該氣田高含硫氣井安全、快速、優(yōu)質(zhì)鉆完井的目標(biāo)。關(guān)鍵詞普光氣田高含硫天然氣安全快

18、速優(yōu)質(zhì)鉆完井配套技術(shù)井控鉆井液固井DOI ： j issn 套管頭根據(jù)普光氣田的最大地層壓力或高一個(gè)壓力級(jí)別進(jìn)行選擇，具有氣密封、高抗硫、全金屬密封、絲扣懸掛的能力；環(huán)空安裝壓力表和引流管線，以滿足高H S 、高CO 氣井的鉆井要求。技術(shù)套管和油層套管采用芯軸式懸掛器，并備有應(yīng)急卡瓦；配備相應(yīng)尺寸的試壓塞防磨套和送取工具；套管頭上安裝法蘭扶正圈，利于鉆頭等工具的順利下入。六、查新結(jié)論經(jīng)國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)檢索，查到有關(guān)該課題的主要相關(guān)文獻(xiàn)6篇，其中專利4篇，科技論文2篇。文獻(xiàn)1提及了HT高密封性特殊螺紋套管在氣井中的應(yīng)用，開發(fā)加工了高密封性能的SEAL-LOCK HT特殊螺紋套管.這種螺紋套管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是

19、:端面和側(cè)面為特殊結(jié)構(gòu)密封,套管的氣密封性能好;采用倒鉤螺紋設(shè)計(jì),提高了螺紋的抗拉和抗內(nèi)外壓能力,可防止套管倒扣松動(dòng);螺紋結(jié)構(gòu)先進(jìn),套管插入方便,入扣不易錯(cuò)扣;抗過(guò)扭矩能力強(qiáng),螺紋聯(lián)接可靠。文獻(xiàn)2介紹了石油套管螺紋密封接頭，特別適用于高壓氣井、深井的套管連接的螺紋密封接頭。主密封部分是由管體外凸圓部分及接箍?jī)?nèi)錐面形成，并對(duì)凸圓曲率半徑以及內(nèi)限位臺(tái)肩到密封點(diǎn)的相應(yīng)尺寸做了規(guī)定，并在主密封前后各設(shè)有一段環(huán)形螺紋脂貯存腔。該螺紋密封接頭密封性高，同時(shí)能夠與接頭保持互換性，為油井管柱設(shè)計(jì)配件的配制和螺紋維修提供了方便。文獻(xiàn)3介紹了一種高氣密封性螺紋密封脂，A組分各成分按重量百分比為：甲醇5074、水128、乙二胺四乙酸四鈉鹽128；B組分各成分按照重量百分比為：四乙二醇二甲基丙烯酸酯6595、對(duì)苯醌535；C組分各成分按照重量百分比為：四乙二醇二甲基丙烯酸甲酯526、四乙二醇雙異辛酸酯519、正辛醇418、雙酚A富馬酸樹脂822、云母218、石墨粉325、柔性石墨0.54、過(guò)氧化氫異丙苯0.53、氣相二氧化硅116，重量比ABC4