气井套管头研究与应用

1、.报告编号：2012210000848L 科 技 查 新 报 告项目名称：气井套管头研究与应用委 托 人：中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院委托日期： 2012年05月23日查新机构（盖章）：辽宁省科学技术情报研究所查新完成日期： 2012年05月28日 中 华 人 民 共 和 国 科 学 技 术 部 二年制查新项目名 称中文：气井套管头研究与应用英文：查新机构名 称 辽宁省科学技术情报研究所通讯地址沈阳市高新技术产业开发区浑南二路8号邮政编码110181负 责 人孙玉茹电话 23931010 联 系 人连丽艳电话 23930447-618 E-mail：lianliyan006一

2、、查新目的申报国家级、省部级科技成果鉴定(奖励)。二、查新项目的科学技术要点“气井套管头研究与应用”项目是针对苏里格气田以往使用的几种套管头存在漏气、安装复杂、成本高等问题而提出的，研究设计了一种台阶承托式套管头及配套工艺，使苏里格气田以往使用套管头存在漏气、安装复杂、成本高等问题得到有效解决。该套管头安全可靠、操作简单、成本低，具有以下创新点： 1）采用台阶承托悬挂取代卡瓦悬挂，管柱可自动定位居中，承载能力大幅度提高，省去割、焊导管操作，避免了割坏气套的风险，节约安装时间35小时； 2）研制采用独创的混合密封脂解决了螺纹密封问题，取代了橡胶件密封，避免了橡胶件老化造成的漏气问题，安装一次成功

3、率达到100%，目前漏气率为0%； 3）研制采用调平扶正支撑系统，在气套短节外增设支撑套，通过调节支撑套与底法兰之间顶丝环上顶丝对底法兰进行水平调节，保证采气树稳定和水平； 4）研制的新型悬挂器，集成了悬挂、循环、环空后期处理功能，增设的循环孔道，固井时可作为环空循环通道，固井后可满足环空挤水泥等作业； 5）研制了井口带压堵漏配套工具，形成配套堵漏技术，简化了漏气处理过程，减少了漏气处理成本。自2006年以来，该套管头在苏里格气田、永和气田累计推广应用800余套，创产值5000余万元，为施工方节约建井成本3000余万元，同时为建设方节约套管头及堵漏作业成本3000余万元。三、查新点与查新要求查

4、新点：1、采用API螺纹配合专用复合密封脂（加入密封胶）作为主密封，极容易连接，又能达到了套管头气密封的目的。2、采用台阶承托悬挂，达到了管柱自动定位居中、承载能力大幅提高的目的。3、采用调平扶正支撑系统，实现了井口采气树水平调平的目的。查新要求：国内有无相同或同类研究。四、文献检索范围及检索策略 国内联机检索：数据库：中国科技期刊数据库 1989-2012中国科学技术成果库 1986-2012中国科技经济新闻数据库 1992-2012国家科技成果信息网 1991-2012中国专利文献数据库 1985-2012中国学术会议论文数据库 1989-2012中国学位论文数据库 1989-2012检索

5、策略：1. 气井*套管头*密封*螺纹*脂2. 气井*套管头*台阶承托3. 气井*套管头*调平*扶正*支撑五、检索结果经国内文献检索，查到有关该课题的主要相关文献6篇，其中专利4篇，科技论文2篇。1HT高密封性特殊螺纹套管在气井中的应用Application of specially-threaded casings in natural gas wells由于普通API螺纹套管难以承受高于70 MPa高压气体,开发加工了高密封性能的SEAL-LOCK HT特殊螺纹套管.这种螺纹套管的结构特点是:端面和侧面为特殊结构密封,套管的气密封性能好;采用倒钩螺纹设计,提高了螺纹的抗拉和抗内外压能力,可防

6、止套管倒扣松动;螺纹结构先进,套管插入方便,入扣不易错扣;抗过扭矩能力强,螺纹联接可靠.室内试验表明,该螺纹套管加载432 kN,施加气压79.9 MPa,气密封良好.8口井现场应用均取得成功,下套管节约812 h,节约套管成本10%15%,解决了高气压井的密封问题.作 者： 李飞 李玉民 张飞跃 肖艳平 张建设 作者单位： 李飞,李玉民(中原石油勘探局管具工程处)张飞跃,肖艳平(中原油田分公司物资供应处)张建设(中原油田分公司井况防治中心) 刊 名： 石油机械 ISTIC PKU 英文刊名： CHINA PETROLEUM MACHINERY 年，卷(期)： 2004 32(1) 分类号：

7、TE9 关键词： 特殊螺纹套管 气密封性能 结构特点 室内试验 天然气井 现场应用 机标分类号： TE9 TE2 机标关键词： 气密封性能特殊螺纹套管气井现场应用套管成本室内试验高气压能力螺纹设计螺纹联接结构先进结构特点结构密封节约高压气体下套管内外压过扭矩松动抗拉 2石油套管螺纹密封接头一种用于石油套管的螺纹密封接头，特别适用于高压气井、深井的套管连接的螺纹密封接头。主密封部分是由管体外凸圆部分及接箍内锥面形成，并对凸圆曲率半径以及内限位台肩到密封点的相应尺寸做了规定，并在主密封前后各设有一段环形螺纹脂贮存腔。该螺纹密封接头密封性高，同时能够与接头保持互换性，为油井管柱设计配件的配制和螺纹维

8、修提供了方便。申请（专利）号: CN96232958.4 申请日期: 1996-4-12 公开(公告)日: 1997-3-5 公开(公告)号: CN2248815 主分类号: F16L15/00,F,F16,F16L,F16L15 分类号: F16L15/00,F,F16,F16L,F16L15 申请（专利权）人: 成都无缝钢管厂 发明（设计）人: 殷国茂,江永进,李平,黄俊斌,张勇 主申请人地址: 610069四川省成都市牛市口 国别省市代码: 四川(51) 主权项: 1一种用于石油套管的螺纹密封接头，特别适用于高压气井、深井的套管连接的螺纹密封接头，其中备有一个。它由一个在外螺纹的端部沿轴

9、线方向形成为凸园的密封部分和一个在内螺纹的内壁上形成的锥形密封部分，以及外螺纹端部和一个在内螺纹内壁上形成的一个密封限位台肩组成。该螺纹密封接头其特征如下：1）外螺纹（管体）凸园密封部分的曲率半径2mmR80mm。2）内螺纹（接箍）的内壁的锥面与铀线夹角45710°。3）主密封的切点与限位台肩的端部距离5mmL8mm。 3一种高气密封性螺纹密封脂本发明涉及一种高气密封性螺纹密封脂；A组分各成分按重量百分比为：甲醇5074、水128、乙二胺四乙酸四钠盐128；B组分各成分按照重量百分比为：四乙二醇二甲基丙烯酸酯6595、对苯醌535；C组分各成分按照重量百分比为：四乙二醇二甲基丙烯酸甲

10、酯526、四乙二醇双异辛酸酯519、正辛醇418、双酚A富马酸树脂822、云母218、石墨粉325、柔性石墨0.54、过氧化氢异丙苯0.53、气相二氧化硅116，重量比ABC4101310400；提高了油管、套管和管线管接头的密封性；可替代特殊螺纹接头油套管；适用于气井、深井和中深井。申请（专利）号: CN200910076327.6 申请日期: 2009-1-9 公开(公告)日: 2010-7-14 公开(公告)号: CN101775265A 主分类号: C09K3/10(2006.01)I,C,C09,C09K,C09K3 分类号: C09K3/10(2006.01)I,C,C09,C09

11、K,C09K3,C09K3/10 申请（专利权）人: 中国石油天然气集团公司,中国石油天然气集团公司管材研究所 发明（设计）人: 田峰,王耀光,林凯,王建军,上官丰收 主申请人地址: 100011北京市东城区安德路16号洲际大厦519室 国别省市代码: 北京;11 主权项: 一种高气密封性螺纹密封脂，其特征在于：A为稳定剂、B为阻聚剂、C为主料；A组分内各成分按重量百分比为：甲醇5074、水128、乙二胺四乙酸四钠盐128；B组分内各成分按照重量百分比为：四乙二醇二甲基丙烯酸酯6595、对苯醌535；C组分的各成分按照重量百分比为：四乙二醇二甲基丙烯酸甲酯526、四乙二醇双异辛酸酯519、正辛

12、醇418、双酚A富马酸树脂822、云母218、石墨粉325、柔性石墨0.54、过氧化氢异丙苯0.53、气相二氧化硅116，按重量比ABC4101310400。 4台阶承托式套管头本实用新型涉及一种用于油气井井口表层套管与内层套管之间的封固装置台阶承托式套管头，它是由承压板、卡瓦座、楔形铰链式卡紧机构、密封圈、上垫圈、下垫圈等组成。使用该装置不但可以使自由管串处于最佳垂直状态，防止其扭曲变形造成的危害，而且有效地消除了卸联顶节时内部套管串随转的弊病。本装置重量轻，体积小，结构简单，便于安装，造价低廉。申请（专利）号: CN87210737 申请日期: 1987-11-13 公开(公告)日: 19

13、88-10-5 公开(公告)号: CN87210737 主分类号: E21B17/08,E,E21,E21B,E21B17 分类号: E21B17/08,E,E21,E21B,E21B17 申请（专利权）人: 辽河石油勘探局钻井一公司 发明（设计）人: 姜鸿雁 主申请人地址: 辽宁省盘锦市兴隆台钻井一公司 国别省市代码: 辽宁(21) 主权项: 一种用于油气井井口表层套管与内层套管之间的封固装置台阶承托式套管头，包括承压板、锥形螺丝、卡瓦座、楔形绞链卡紧机构、密封圈、下垫圈、上垫圈、工艺垫板，其特征在于：所述的工艺垫板上放置一个卡瓦座，卡瓦座下部侧面的两个对称的通孔中，分别放有由螺丝、绞链、卡

14、瓦片组成的楔形绞链卡紧机构，卡瓦座的上部侧面均布三个螺纹孔。 法律状态: 公开 ，授权 ，专利权的终止(未缴年费专利权终止) 5稳拱式油气井套管扶正器本实用新型公开一种稳拱式油气井套管扶正器。它由固定环和弹簧钢片组成，弹簧钢片为“Y”形叉状，弹簧钢片的两头用铆钉铆接在固定环上。本实用新型具有以下优点：1.固定环与弹簧钢片之间采用铆钉固定，其综合抗拉力大幅度提高；2.弹簧钢片为“Y”形叉状结构，减少了弹簧钢片嵌入井壁的深度，降低了其对井壁的破坏程度，提高了油气井固井质量；3.减小了套管串在井下的运动阻力，大大降低了出现卡套管事故及其它复杂情况的几率。申请（专利）号: CN02252652.8 申

15、请日期: 2002-9-9 公开(公告)日: 2003-9-3 公开(公告)号: CN2570443 主分类号: E21B17/10,E,E21,E21B,E21B17 分类号: E21B17/10,E,E21,E21B,E21B17 申请（专利权）人: 中国石化集团中原石油勘探局钻井工程技术研究院 发明（设计）人: 张兆盈,田绍臣,刘晏华,舒尚文 主申请人地址: 457001河南省濮阳市中原油田科技处 国别省市代码: 河南(41) 主权项: 1、一种稳拱式油气井套管扶正器由固定环(1)和弹簧钢片(2)组成，其特征在于：弹簧钢片(2)为“Y”形叉状，弹簧钢片(2)的两头用铆钉(3)铆接在固定环

16、(1)上。 法律状态: 授权 ，专利权的终止(未缴年费专利权终止) 6普光气田高含硫气井安全快速优质钻完井配套技术侯树刚 刘东峰 李铁成 李涛 中国石化中原石油勘探局钻井工程技术研究院 中国石化中原油田普光分公司侯树刚等普光气田高含硫气井安全快速优质钻完井配套技术天然气工业， ，（） ： 摘要普光气田是目前中国已发现的最大的高含硫天然气田，天然气储层埋藏深，其天然气具有高温、高压、高含硫的特点，钻井面临喷、漏、塌、卡、斜、硬、毒等世界级难题。为此，围绕高含硫气井安全钻井技术、快速钻井技术和优质固井技术的科技攻关、配套和现场示范应用，形成了普光气田安全优快钻井集成配套技术： 配套了 MPa 封井

17、器、内防喷工具组合为主的双加双井控装备，确定钻井液安全密度附加值，强化钻井液、加重料、堵漏材料的储备和硫化氢监测及检测，井控安全率达到了 ，井喷失控事故率为 ； 普光陆相地层集成应用空气、雾化、泡沫、氮气、空气锤等钻井技术快速钻进易漏、易塌、地层出水出气等复杂地层，海相地层应用PDC 螺杆复合钻井技术，全井钻井周期平均缩短了 ，平均机械钻速提高了 ； 应用耐腐蚀防气窜胶乳水泥浆体系、高强低密度水泥浆体系并综合应用尾管悬挂、正注反挤、分级固井等工艺技术，技术套管固井合格率为 ，产层套管固井合格率达 、优良率为 。实现了该气田高含硫气井安全、快速、优质钻完井的目标。关键词普光气田高含硫天然气安全快

18、速优质钻完井配套技术井控钻井液固井DOI ： j issn 套管头根据普光气田的最大地层压力或高一个压力级别进行选择，具有气密封、高抗硫、全金属密封、丝扣悬挂的能力；环空安装压力表和引流管线，以满足高H S 、高CO 气井的钻井要求。技术套管和油层套管采用芯轴式悬挂器，并备有应急卡瓦；配备相应尺寸的试压塞防磨套和送取工具；套管头上安装法兰扶正圈，利于钻头等工具的顺利下入。六、查新结论经国内文献检索，查到有关该课题的主要相关文献6篇，其中专利4篇，科技论文2篇。文献1提及了HT高密封性特殊螺纹套管在气井中的应用，开发加工了高密封性能的SEAL-LOCK HT特殊螺纹套管.这种螺纹套管的结构特点是

19、:端面和侧面为特殊结构密封,套管的气密封性能好;采用倒钩螺纹设计,提高了螺纹的抗拉和抗内外压能力,可防止套管倒扣松动;螺纹结构先进,套管插入方便,入扣不易错扣;抗过扭矩能力强,螺纹联接可靠。文献2介绍了石油套管螺纹密封接头，特别适用于高压气井、深井的套管连接的螺纹密封接头。主密封部分是由管体外凸圆部分及接箍内锥面形成，并对凸圆曲率半径以及内限位台肩到密封点的相应尺寸做了规定，并在主密封前后各设有一段环形螺纹脂贮存腔。该螺纹密封接头密封性高，同时能够与接头保持互换性，为油井管柱设计配件的配制和螺纹维修提供了方便。文献3介绍了一种高气密封性螺纹密封脂，A组分各成分按重量百分比为：甲醇5074、水128、乙二胺四乙酸四钠盐128；B组分各成分按照重量百分比为：四乙二醇二甲基丙烯酸酯6595、对苯醌535；C组分各成分按照重量百分比为：四乙二醇二甲基丙烯酸甲酯526、四乙二醇双异辛酸酯519、正辛醇418、双酚A富马酸树脂822、云母218、石墨粉325、柔性石墨0.54、过氧化氢异丙苯0.53、气相二氧化硅116，重量比ABC4