中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物资供应处物资检验所 山东东营 257000
摘要：油套管接头密封面的加工精度直接影响接头的密封性能，建立相应的检测手段具有重要的意义。分析了油套管接头的密封结构，利用三坐标测量机对一种密封结构进行检测。将测量数据与实际值进行对比，结果表明，测量误差不超过1%，测量精 度高，对于油套管接头密封面的优化设计具有一定的参考价值。
关键词：油套管接头；密封；检测
引言
油套管接头的密封性能是评价螺纹联接性能的一项重要指标，对油气井生产安全与环境将产生重要影响.本文通过对油套管接头拧紧时的受力与摩擦分析，在前期研究成果的基础上，结合有关文献推导出台阶油套管接头上扣时所需的拧紧力矩的计算表达式.搭建了油套管接头密封性能试验装置，针对具有不同密封初始间隙和密封面表面粗糙度的螺纹接头，模拟试验研究了拧紧力矩、气体密封压力、密封初始间隙和密封表面粗糙度等因素对泄漏率的影响规律，获得了相应的变化曲线，并对这些曲线进行了分析。
一．油套管接头密封面的原理与特点
1.油套管特殊螺丝接头主要包括三个部分：连接螺纹，密封面和扭矩台肩，连接螺纹用于接箍和管柱之间的连接，密封面用于阻止油气泄露，扭矩台肩保证了上扣的精准性和用于辅助密封。密封面的精度在一定意义上保证了油套管接头的连接稳定性，密封性以及使用寿命，若密封面的加工精度低，会导致螺纹接头和接箍密封面不能完全接触，产生间隙，从而使密封面处应力分布不均匀，产生应力集中，同时也会引发漏油事故，影响螺纹连接部分，降低油套管接头的连接性能和密封性能。
油套管接头常用的密封结构有圆弧密封，柱面密封，锥面密封等多种形式。综合考虑密封性，结构稳定性，制作成本，加工有效性，检验方便等因素，发现锥面密封结构密性好，应用广泛。
2.油套管接头与接箍之间采用锥面密封形式，密封处皆为锥形密封面，两者相互贴合起到密封作用，防止油气泄露。在空间中，密封面为光滑曲面，为了保证良好的密封性，密封面的加工精度要求高，加工时不允许出现凹坑现象，更不能出现加工参数不达标的情况，为了防止密封面存在加工误差的油套管接头被使用，建立相应的检测方法对相关参数进行检测，不仅可以发现问题，而且能够减少不必要的经济损失。
3.在注水压力较高条件下，注入水可从泥岩的原生微裂缝和节理侵入，也可沿砂泥岩界面处侵入。由于泥岩中富含蒙脱石等吸水矿物，会使泥岩发生体积膨胀，此时泥岩往往处于塑性状态，当具备一定倾角时便会发生塑性流动，从而对套管产生挤压，导致套管损坏。
套变套漏处泥岩进一步大量吸水导致套管外周围泥岩聚集膨胀，造成套管错断，
二．油套管的检测参数
1.作者通过本文主要是对油套管接头锥形密封面的检测进行了研究，主要包括两个方面，一是轴截面内锥形密封面与轴线的夹角，二是密封面的接触长度，密封面接触面积越大，密封效果就会越好，而接触长度是否达到要求，将会间接的影响密封性能。
2.抽油机的四连杆机构参数，油井工况和平衡等都会影响到程度的波动情况，电动机的负荷率是影响着电动机热损失最重要的因素，所以需要使用周期性载荷系数，此时代表着电动机热的损失最小，抽油机则更加节能。
3.密封面设计采用大锥度与短密封面的设计。由于锥度增大，径向分力带来的管端缩颈现象得到改善，接触压力及接触长度随之增加，接触压力在密封面上的分布更均匀。而且，较短的锥面在加工时锥度的一致性容易得到保证。由于特殊螺纹接头采用了勾形螺纹形式，螺纹参数的齿高、螺距、锥度等测量项目、测量方法和采用的工具与API偏梯形螺纹基本一致，API标准采用环规与塞规间接测量螺纹直径，而本项目采用中径规与专用标准块直接测量螺纹的直径和密封面直径。采用有限元与实物实验相结合的方法研究油套管特殊螺纹接头，在接头结构初步设计完成后，通过有限元法进行理论分析，对结构进行优化，最后通过实验，模拟油田的实际工作情况，来验证产品设计的使用性能。
4.随着科技的不断发展进步，水平井修井套管保护技术也在不断提高完善。目前，水平井修井套管保护技术有金属小管径连续管修井技术、碳纤维连续管修井技术及爬行机器人测试工具等多种。水平井测井因水平井的特殊钻井轨迹，一直以来都是由修井管柱携带测试工具来完成的，不仅测试精度低、施工速度慢且对油层套管磨损大，是急需解决的水平井修井工艺难题，而爬行机器人测试工具的出现，无疑将是水平井修井及测试工艺技术的一次革命。
结束语
为了提升特殊螺纹套管接头的密封性能，通过模拟油套管下井后的实际工作环境，利用ANSYS有限元分析软件研究和分析不同轴向拉伸裁荷对套管接头密封性能的影响.研究结果表明：在复合载荷作用下，过大的轴向拉伸载荷会使螺纹粘扣现象严重，而且还会在密封接触面间产生泄漏通道，同时会使接触面间的接触压力和接触长度减小，接头密封效果变差。因此，必须以预防为主，对已报废的油水井进行封井，防止临近注水井注水强度过大，在报废井处形成注入水二次水窜，影响注水开发效果，同时对周边井造成的破坏；在报废封井时一定要保证封井质量，确保油层有效封固，杜绝浅水层与油层联通，形成浅层水窜。增加新井表层套管深度及钢级，防止浅层水窜，推挤套管造成套管错断；新井固井时保证固井侯凝时间，侯凝时间不能小于24小时。在生产管理方面，调整和制定合理的注采压力，减小套管受压，延长使用寿命；实行细分注水，及时落实分层注水方案，调整吸水剖面，均衡注水强度。
参考文献：
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