ISO 13679 油套管接头试验评价技术介绍.ppt
《ISO 13679 油套管接头试验评价技术介绍.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ISO 13679 油套管接头试验评价技术介绍.ppt(65页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、2019/8/12,1,套管、油管接头质量及适用性评价,2019/8/12,2,背景 特殊接头的发展 评价方法发展 试验评价内容,内容提要,2019/8/12,3,背景,油管柱和套管柱通常要承受 几十或上百兆帕的内压或外压不均匀外压 拉伸/压缩载荷 弯曲、扭矩 高温/低温 腐蚀介质腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀等 疲劳载荷温度循环、载荷循环、振颤 载荷的时效地层破坏后性质变化、油气长期开采后成分变化,2019/8/12,4,背景,为了满足油田工况要求,油套管接头类型也有了较大发展。,2019/8/12,5,油井管的质量好坏和性能优劣,直接影响着油公司的勘探开发效益和安全生产,对石油工业的发展关系重大
2、。,背景,几何尺寸 力学性能,2019/8/12,6,背景 特殊接头的发展 评价方法发展 试验评价内容,2019/8/12,7,特殊接头的发展,API圆螺纹接头易发生滑脱 气密封性能不足 API偏梯形螺纹接头连接强度高,密封性能不足,2019/8/12,8,特殊接头的发展,同样气密 封性能下 抗高拉伸、 弯曲、压缩 、疲劳能力 提高,提高可靠性、 易操作性, 满足特殊应用,2019/8/12,9,背景 特殊接头的发展 评价方法发展 试验评价内容,2019/8/12,10,评价方法与以下因素发展相关 油井管服役工况 试验技术/方法 试验设备,评价方法发展,2019/8/12,11,单纯依据强度校
3、核的管柱设计方法无法保证管柱经济、安全可靠性。,评价方法发展,2019/8/12,12,管柱选择和验证评价是管柱设计的补充和完善,是保证管柱设计可靠性不可缺少的环节。,管柱种类较多,性能差异很大,一些性能无法通过简单力学方法确认,如管体的抗挤强度、接头的连接强度和密封性能等,只有通过验证评价才能进行确认。,标准给出的只是接头单轴强度,套管的复合承载能力(尤其是接头的密封性和耐腐蚀性)一般并没有给出。,对于特殊工况条件的油、气井,需要模拟现场工况条件对所选套管的承载能力进行评价,以确认设计是否安全可靠。,评价方法发展,2019/8/12,13,评价方法发展,2019/8/12,14,90年代中期
4、,国际标准化组织,着手制定油井管柱设计验证评价标准,API RP 5C5 2nd,2002年底,石油天然气工业-套管和油管试验程序 API RP 5C5 3rd/ISO13679第1版,密封包络线和强度包络线的概念,介绍了需进行特殊检测的特殊工艺,强化了不同井况条件下油、套管接头性能验证,修改补充,评价方法发展,2019/8/12,15,评价方法发展,API RP 5C5 (1991、1996) 套管和油管接头评价程序推荐作法,2019/8/12,16,评价方法发展,API RP 5C5 (2003)/ISO 13679 (2002) 套管和油管接头评价程序推荐作法 试样数量减少,试验难度增加
5、,2019/8/12,17,评价方法发展,API RP 5C5/ISO 13679 (2009征求意见稿) 套管和油管接头评价程序推荐作法 试样数量再次减少,试验难度增加,2019/8/12,18,评价方法发展,为避免使用中发生失效,国外各大石油公司普遍制定了自己的油套管接头质量评价方法,并在订货补充条件中规定了必须进行的关键试验内容。,2019/8/12,19,随着新的钻完井技术和油井管技术出现,接头评价技术也需发展 可膨胀管 连续柔性管 套管钻井,评价方法发展,2019/8/12,20,背景 特殊接头的发展 评价方法发展 试验评价内容,2019/8/12,21,一般过程 确定油井管服役工况
6、 分析油井管可能的失效类型,即结构失效和密封失效,试验评价内容,2019/8/12,22,确定油井管服役工况,试验评价内容,2019/8/12,23,分析油井管可能的失效类型,即结构失效和密封失效,包括以下类型 变形:弯曲、压扁、凹陷、失稳等 破裂:管体爆裂、接箍纵裂、管体断裂、错断、应力腐蚀开裂、疲劳或腐蚀疲劳断裂 表面损伤:腐蚀、磨损、磨损、螺纹粘结 螺纹连接失效:泄漏、滑脱、粘扣、跳扣、断裂。,试验评价内容,2019/8/12,24,试验评价内容,确定油井管服役工况,2019/8/12,25,API 5C5/ISO 13679接头质量评价 API 5C5/ISO 13679:规定接头的设
7、计和生产质量验证试验内容,为一般的质量检测 涉及载荷少:均匀内压、外压,轴向拉伸/压缩,弯曲,温度 为管柱强度设计提供数据参数 极限性能、载荷包络线 工况模拟试验: 尽可能接近实际工况:温度、内压/外压、弯曲、轴向载荷、冲击、振动、腐蚀 受设备、技术限制,多种工况不能模拟:超高压/高温/高速下的冲蚀、振颤,试验评价内容,2019/8/12,26,API RP 5C5/ISO 13679:2002规定的试验内容 试验分级 CAL(接头级别)(8个试样):适用最苛刻的用途。 气井生产和注采用的油管、套管,使接头承受各种循环载荷,包括内压、外压,拉伸、压缩与弯曲作用。使接头经受180(356)高温和
8、气体压力下的热/压力-拉伸循环。在压力-轴向力图的四个象限里都要进行极限载荷试验 CAL(接头级别) (6个试样):适用苛刻的用途。油、气井生产和注采用的油管、套管。其试验程序是使接头承受各种循环载荷,包括内压、外压,拉伸和压缩作用。弯曲作用是可选择的载荷。温度和温度/压力-拉伸循环试验条件不如CAL 那么严格,在135(275)高温和气体压力下试验5个h。在压力-轴向力图的四个象限里都要进行极限载荷试验。,试验评价内容,2019/8/12,27,API RP 5C5/ISO 13679:2002规定的试验内容 试验分级 CAL (接头级别)(4个试样):适用较不苛刻的用途。适用于油、气井生产
9、和注采并承受有限外压的油管、套管及技术套管。其试验程序是使接头承受各种循环载荷,包括内压、拉伸和压缩作用(无外压)。弯曲可选。 135(275)高温和气体压力下试验。只在内压-轴向力图的两个象限内进行极限载荷试验。 CAL(接头级别) (3个试样):适用最不苛刻的用途。适用于油井。其试验程序是使接头承受各种循环载荷,包括内压,拉伸和压缩作用 (无外压) ,用液体做试验压力介质,弯曲可选,室温。只在内压-轴向力图的两个象限内进行极限载荷试验,试验评价内容,2019/8/12,28,API RP 5C5/ISO 13679:2002规定的试验内容 试样准备:接头按规定极限公差加工。,试验评价内容,
10、1 槽口最小0.2mm(0.008in)深,两个互成180度角 2 对两个槽口进行打磨以防粘扣发生,槽口不能穿过金属密封面。,标准值,试样1、5、6,试样2,试样3,试样4、7、8,2019/8/12,29,试样准备: a) 管体应来自同一批材料; b) 接箍应来自同一批材料; c) 整体接头所有材料应来自同一批; d) 所有材料均应满足相应材料规范的要求; e)管体实测最小壁厚应不大于试样管体的名义壁厚。,1 夹持固定端 2 弯曲用应变片 3 应变片与接头间距离:,应变片与夹持端距离:,) 4 外螺纹 5 内螺纹,管体最小无支撑长度Lpj,试验评价内容,2019/8/12,30,试样准备:
11、试样长度及应变片位置,1 夹持固定端 2 弯曲用应变片 3 应变片与接头间距离:,应变片与夹持端距离:,) 4 外螺纹 5 内螺纹,管体最小无支撑长度Lpj,试验评价内容,2019/8/12,31,试验评价内容,每根试样的试验内容,2019/8/12,32,试验评价内容,如果上述部分试验内容,不必整套试验,已足以验证接头对特定用途的适用性;或者其它规格试样的经验和相关的试验数据可以利用,实际操作中可对标准规定的试验做改动: 预计的改动已预先清楚地记录在案; 相关各方一致同意; 在试验研究报告中,要清楚地说明这些变动。,2019/8/12,33,试验室及设备要求 进行全尺寸试验的试验室应由认可的
12、国家或国际检定组织授权。 压力传感器、应变计和热电偶之类的检测和记录装置,应定期标定。 确保所有使用的试验机架整机都经过了合法标定。 温度、压力、拉伸/压缩载荷在标定范围内相对误差应不超过1.0%。 根据试验载荷的需要或过去的使用状况,应具有试验过程中的设备标定能力。 试验室的标定标准和标定操作均应记录,可追溯。 建议进行预演试验。 在正式试验前用简化的程序检验接头设计、试验程序和试验室能力。 正式试样宜在预演试验后进行螺纹加工。 金属密封过盈量较小的试样应进行压力密封试验,金属密封过盈量较大的试样应用来检测接头对粘扣的敏感性。,试验评价内容,2019/8/12,34,上/卸扣试验 试验的上/
13、卸方法及螺纹脂宜和油田现场作业一致 试验设备必须能记录扭矩-圈数关系曲线 分为抗粘扣上/卸扣试验、循环上/卸扣试验、最终上扣 制造厂推荐最大及最小螺纹脂用量 最小扭矩:设计最大扭矩的95% 上扣速度:制造厂推荐最大速度的90% 宜垂直上扣,试验评价内容,2019/8/12,35,试验评价内容,上/卸扣试验 每次卸扣后应仔细检查接头,并作记录。 评估并记录扭矩-圈数曲线与观测到的接头粘扣的相关性,并在扭矩-圈数曲线图上记录所有对改进其他上扣有益的现象和变化 每次卸扣后,内、外螺纹仅可采用接头制造厂为油田使用而制定的技术方法进行修复。 所有修复及修复时间都应完整记录。,2019/8/12,36,气
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- ISO 13679 油套管接头试验评价技术介绍 套管 接头 试验 评价 技术 介绍
链接地址:https://www.31doc.com/p-3324768.html