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山西石油套管怎麼選

發布時間: 2024-11-27 03:27:50

A. 一般套管比管道大幾號依據是什麼

套管比管道要大兩個型號,依據是《建築給水排水及採暖工程施工質量標准》。

套管是一種將帶電導體引入電氣設備或穿過牆壁的一種絕緣裝置。前者稱為電器套管,後者稱為穿牆套管。套管通常用在建築地下室,是用來保護管道或者方便管道安裝的鐵圈。套管的分類有剛性套管、柔性防水套管、鋼管套管及鐵皮套管等。

套管結構一般由導體(導桿)、絕緣體和金屬法蘭三個部分組成。導體沿圓柱形絕緣體的軸線穿過,金屬環形法蘭則安裝在絕緣體外並用以接地。

(1)山西石油套管怎麼選擴展閱讀:

穿牆套管的選擇:

1、種類和型式選擇

根據裝設地點可選屋內型和屋外型,根據用途可選擇帶導體的穿牆套管和不帶導體的母

線型穿牆套管。屋內配電裝置一般選用鋁導體穿牆套管。

2、額定電壓選擇

按穿牆套管的額定電壓碸不得低於其所在電網額定電壓的條件來選擇。當有冰雪時,3~20kV屋外穿牆套管應選用高一級電壓的產品。對3~6kV,也可採用提高兩級電壓的產品。

3、額定電流選擇

帶導體的穿牆套管,其額定電流不得小於所在迴路最大持續工作電流。母線型穿牆套管本身不帶導體,沒有額定電流選擇問題,但應校核窗口允許穿過的母線尺寸。

B. 鑽具結構

科學超深井取心鑽具應用在高溫、高壓及地應力強烈釋放的地層條件下,由孔底動力沖擊回轉驅動,應具備以下條件:

1)有足夠的強度、剛度、穩定性,以確保惡劣工況下的安全性;

2)可靠的單動性能在超深井高溫、高壓、高密度鑽井液環境中不失效,保障岩心採取率和原狀性;

3)合理的鑽頭內、外徑與內、外管間隙配合,以實現同等鑽孔直徑下,鑽頭切削麵積最小化。

石油天然氣鑽井只進行點取心,且所採用的取心結構碎岩面積大,不利於長井段高效連續取心作業。KT型取心鑽具有CCSD-1井4638m取心的成功經驗,又經SK-1井(主孔)強塑性泥岩、弱膠結砂岩及緻密泥頁岩等多變地層,和WFSD-2、WFSD-3孔極破碎地層的實踐與提高,已具備在超深孔高溫、高圍壓、地應力釋放強烈的條件下和深孔多變復雜地層進行取心鑽進的功能。

圖2.1 KZ型單動雙管鑽具結構

選用圖2.1所示KT型單動雙管鑽具結構為13000m科學超深井提鑽取心鑽具,其結構特點是:

1)單動機構由上、下兩盤高強度推力球軸承、軸承腔及心軸組成。軸承腔為外總成的一部分,為高強度大軸承提供了空間;無密封橡膠件的全泵量開式強制潤滑、軸承腔內部微循環清垢設計,使得鑽具不受高溫、高壓及高密度鑽井液的影響。

2)懸掛機構與單動機構連為一整體,內總成通過絲扣與心軸連接懸掛,採用高強度背帽和彈性墊圈防松,同時,實現了心軸與內管接頭螺紋調節鑽頭內台階與卡簧座的間隙。

3)心軸通孔中的台階與鋼球組成自動泄壓單向閥,正常取心鑽進時,鑽井液通過心軸側流通道及軸承腔水眼流向內、外管環狀間隙,隨著岩心的不斷進入,內管壓力升高阻礙岩心入管時,即頂開單向閥鋼球自動泄壓平衡管內、外壓力。

2.1.1 規格設計與管材選型

2.1.1.1 取心鑽進技術方案

13000m科學超深井擬定兩種套管程序和鑽進施工程序:一是採用超前孔裸眼鑽進方法施工,二是採用等井徑鑽井方法。兩種程序均採用Φ250mm(≯7500m井段)、Φ215.9mm(>7500m井段)兩種規格鑽頭進行點取心作業。

我國通過中國大陸科學鑽探工程CCSD-1井、松遼盆地大陸科學鑽探計劃SK-1井(主井)、汶川地震斷裂帶科學鑽探(WFSD)工程等三大工程,形成了科學探井取心鑽進口徑Φ150~156mm、岩心直徑Φ95mm的技術參數。這不僅因為該直徑的鑽孔可取Φ95mm的岩心,可滿足地學研究對岩心的要求,還因這一口徑與石油鑽井的Φ152mm井眼直徑相近,可以直接套用石油鑽井上成熟的井口與井下工具,同時也具有較好的技術經濟性。近年來,高效、低成本、環保的小井眼、微小井眼鑽井技術迅速發展,已成為石油天然氣鑽井工程的重要發展方向,我國塔深一井採用Φ149mm口徑在8408m取心成功,充分證明Φ150~156mm口徑可用於超深孔取心鑽進。因此,可將Φ150~156mm口徑取心鑽具作為備選方案,用於難鑽進的長井段連續取心作業,可節約取心鑽進的時間、經濟成本。

超前孔裸眼鑽進方法在9500~11500m井段、等井徑鑽進方法在7500~11500m井段,設計全面鑽進鑽頭直徑均為Φ269.9mm。超深井段針對高硬度的結晶岩地層進行碎岩方式設計,即使是全面鑽進和擴孔鑽進,首選也採用了渦輪馬達驅動孕鑲金剛石,因此,還可以將Φ269.9mm口徑取心鑽具作為該井段備選方案,供比較選擇。13000m科學超深井取心技術方案設計見表2.1和表2.2。

表2.1 取心鑽進技術方案(超前孔裸眼鑽進方法)

表2.2 取心鑽進技術方案(等井徑鑽進方法)

2.1.1.2 規格設計與管材選型

設計4種規格取心鑽具(表2.3)。除KT140鑽具內管使用地質管材外,其他鑽具內、外管都選用API標准石油套管。

表2.3 取心鑽具規格設計

2.1.2 鑽具組合

2.1.2.1 超前孔裸眼鑽進方法

(1)0~7500m(一開~四開)

首選:250mm取心鑽頭+178mm液動錘+172mm螺桿馬達(172mm渦輪馬達)+248mm扶正器+178mm鑽鋌+127mm鑽桿。

備選1、2:152mm取心鑽頭+127mm液動錘+120mm螺桿馬達(127mm渦輪馬達)+151mm扶正器+121mm鑽鋌+89mm鑽桿+127mm鑽桿。

(2)7500~9500m(五開)

首選:216mm取心鑽頭+172mm渦輪馬達+214mm扶正器+178mm鑽鋌+127mm鑽桿。

備選1、2:152mm取心鑽頭+127mm液動錘+127mm渦輪馬達+151mm扶正器+121mm鑽鋌+89mm鑽桿+127mm鑽桿。

(3)9500~11500m(六開)

首選:216mm取心鑽頭+172mm渦輪馬達+214mm扶正器+178mm鑽鋌+127mm鑽桿。

備選1:152mm取心鑽頭+127mm液動錘+127mm渦輪馬達+151mm扶正器+121mm鑽鋌+89mm鑽桿+127mm鑽桿。

備選2:270mm取心鑽頭+195mm渦輪馬達+267mm扶正器+203mm鑽鋌+178mm鑽鋌+127mm鑽桿。

(4)11500~13000m(七開)

216mm取心鑽頭+172mm渦輪馬達+214mm扶正器+178mm鑽鋌+127mm鑽桿。

2.1.2.2 等井徑鑽進方法

除五開備選方案2,其餘同超前裸眼鑽進方法取心鑽具組合。

7500~9500m(五開)備選2:270mm取心鑽頭+195mm渦輪馬達+267mm扶正器+203mm鑽鋌+178mm鑽鋌+127mm鑽桿。

2.1.3 外總成螺紋設計

2.1.3.1 牙型選擇

科學超深井取心鑽具處在井內鑽柱的最下端,由螺桿(或渦輪)馬達(+液動錘)高速回轉(沖擊)鑽進,是整個鑽柱最薄弱的環節。外總成螺紋設計受到鑽具結構的限制,其外管螺紋是粗徑鑽具最為薄弱的地方,因此,外管螺紋強度決定了取心鑽具的強度,並限制著整個取心鑽進時的鑽進參數。

KT140在CCSD-1井中就採用了不帶錐度的大螺距高強偏梯形螺紋,取得了很好的效果,並在其後的SK-1井(主井)、WFSD工程中應用。其特點是:採用了8mm螺距、2mm牙高和5°牙型斜角,在保持螺紋高強度的同時兼顧螺紋密封性;外端面採用15°密封角,進一步加強螺紋密封性能。近年來,隨著石油天然氣鑽井取心深度的和增加,也在改進取心鑽具外總成螺紋,如新研製的川7-5型取心鑽具,就將其外總成螺紋也由傳統的三角螺紋改為偏梯形螺紋。因此,科學超深井外管可選用圖2.2所示的偏梯形螺紋牙型。

圖2.2 高強螺紋結構示意圖

2.1.3.2 抗扭測試

為驗證所選牙型的抗扭強度,對螺距6mm、牙高1.2mm的同樣扣型,在無錫鑽通工程機械有限公司進行了抗扭測試。螺紋設計上扣扭矩8~10kN·m、最大安全扭矩12kN·m。在該公司的扭矩測試台上,螺紋預上扭矩4.6kN·m後開始逐級載入,加到12.7kN·m時公母螺紋無位移、無異樣,13.3kN·m時發生輕微線位移(周向6mm,試件外徑Φ140mm)但無損傷,載入至15kN·m發生周向線位移12mm仍無損傷如圖2.3(a),自16kN·m加至17kN·m時扣端擠損,發生大幅度位移,如圖2.3(b)所示。試件坯料選用的40Cr材質,調質到HRC30~32,如鑽具正規設計選用石油套管Q125、P110鋼級,接頭端面抗擠壓能力會進一步提高,螺紋的抗扭強度還會增加。而且,所設計的四種鑽具將分別採用8mm和12mm螺距、2mm和3mm牙高,因此,所選螺紋牙型完全滿足鑽具的抗扭要求。

圖2.3 測試實驗

2.1.3.3 螺紋副加強優化

KT140鑽具螺紋雖已應用至5000多米深的鑽井,但未經超深井考驗。從鑽具結構分析及應用情況來看,外管與軸承腔的連接螺紋最易出現脹扣、粘扣、不易卸扣和根部斷扣等現象。對超深部取心鑽具外管上端與軸承腔、軸承腔與上接頭連接螺紋副做如下加強改進(圖2.4):外管上端墩粗形成內加厚端;螺紋根部設計應力槽;螺紋採用1∶5~1∶10的錐度;KT194、KT219、KT245鑽具螺距為12mm、牙高3mm。該螺紋副增強了外管內螺紋強度,加強了高溫、高壓環境中的密封性,根部應力集中情況大幅度減輕。

圖2.4 加強螺紋副示意圖

鑽頭、擴孔器都處於鑽柱最底端,工作狀態相對穩定,扭矩、彎矩不易在此集中,且外管下端因結構限制不能採用內加厚形式,因此,鑽頭與擴孔器、擴孔器與外管下端螺紋副仍採用不帶錐度、不加厚螺紋,設置根部應力槽。

2.1.4 中、長鑽程鑽具及其扶正設計

2.1.4.1 方案設計

提下鑽速度、機械鑽速及回次長度三因素決定科學超深井取心鑽進總效率。提下鑽速度在選定施工設備時即已確定;地層的可鑽性級別很大程度上制約著機械鑽速的提高,通過改進鑽頭切削方式和結構、使用合適的驅動方式和鑽進參數,可在一定范圍內提高機械鑽速;而提高回次進尺是可以成倍增加超深井孔取心鑽進效率的技術手段,且隨著孔深增加,這一優勢將隨之增大。

我國CCSD-1井已研製並成功使用9m取心鑽具,這一長度配合自主研發的螺桿鑽+液動錘二合一孔底動力驅動金剛石硬岩取心技術,在結晶岩地層成功鑽達5180m。為進一步提高5000m以深取心鑽進效率,擬使用岩心管對接方式提高回次長度,實現中、長鑽程取心鑽進,方案如下:

設計圖2.5所示可內、外扶正的中間扶正器,連接上、下兩根外管;上、下內管採用帶卡簧的連接卡簧座連接;中間扶正器與連接卡簧座錯位(如圖2.6配合關系,中間扶正器在上),便於孔口操作。

圖2.5 中間扶正器

圖2.6 內、外扶正配合關系

2.1.4.2 組裝、入井

採用對接的中、長鑽程鑽具將達到2~3個單根長度,不能採用地表一次性安裝的作業方法,需分段在地表、孔口組裝,裝配、入孔順序如下:

第一步:地表組裝單動總成,並與上外管和上內管連接,組成鑽具的上總成;將中間扶正器及下擴孔器、鑽頭與下外管連接,組成下外總成;連接卡簧座、卡簧座與下內管連接,組成下內總成。

第二步:將上總成提至孔口,在小鼠洞內將上內管與下內總成連接;再連接上外管和下外總成,完成整個取心鑽具的組裝並下井。

2.1.4.3 接單根

在進行中、長鑽程取心過程中,要進行接單根作業。一種方式是上提鑽具割斷岩心,完成接單根後頂松卡簧繼續取心鑽進。第二種方式是鑽頭不離開井底,藉助滑動接頭或頂驅實現連續取心鑽進。石油鑽井採用中、長鑽程取心鑽具取心,多藉助滑動接頭來完成接單根操作。取心鑽進時,靠六方滑動管和六方滑動套傳遞扭矩和鑽壓,接單根時提起六方滑動套(六方滑動管可在六方滑動套內上下滑動),保證取心鑽頭不離開井底。

20世紀80年代,頂部驅動鑽井裝置研製成功,隨著技術的日益成熟,在石油天然氣鑽井中迅速推廣。頂驅技術改變了傳統的方鑽桿傳遞扭矩和接單根方式,中、長鑽程取心鑽進可藉助頂驅一次不中斷鑽進1根立柱。