胶圈密封在20″螺纹套管中应用的重要意义与可行性分析

1胶圈密封在２０″螺纹套管中应用的重要意义与可行性分析摘要：20″螺纹套管是井身套管结构中的重要组成部分，锥螺纹密封性能是20″螺纹套管的一项重要技术指标。螺纹套管加工好后，需要通过水压试验来检验锥螺纹密封性能。胶圈密封的作用就是与锥螺纹共同作用，达中海油基到双重密封，提高20″螺纹套管的密封性能指标。密封胶圈可以很容易地起到增强套管密封性能的作用，即使在锥螺纹加工精度因误差影响没有达到标准密封要求，而螺纹尺寸检验又难以确定其是否达到密封要求的情况下，仍然可以保证螺纹套管具有良好的密封性能。在生产上，可以降低生产成本，提高生产效率和套管产品合格率。关键词：井身套管结构；20″螺纹套管；锥螺纹密封性能及检测；胶圈密封；套管产品合格率120″螺纹套管锥螺纹密封的误差因素和密封性能2从油管螺纹的牙型特点和密封机理来分析，锥度误差、螺距误差和牙型误差等因素对20″油管螺纹连接密封性能都会产生不同程度的影响。虽然锥度误差在油管螺纹连接时的累积手紧间隙值中所占的比例较小，相应对密封性能的影响也较小。但由于锥度误差造成连接紧密部位的位置发生变化，因而对油管螺纹连接的稳定性、可靠性及连接强度、连接应力的大小有很大影响。虽然国标及APIstd5B规定的牙型误差只有两项(牙型高度公差和牙型角公差)，而且从表面上看这两项公差值都较大，但实际上油管螺纹加工时因工件装夹和加工方法而引起的牙型形状误差及横截面圆度误差都应包含在内。而且油管螺纹是一种很特殊的连接螺纹，除牙侧是主要工作面外，其牙顶与牙底也是工作面，并同样对油管螺纹连接的密封性能产生重大影响。从理论上分析，螺距误差是影响油管螺纹密封性能的最主要因素，但在生产实践中，由于油管螺纹的螺距误差处于累积螺距公差状态时的情况极少。因此，要从多方面采取相3应措施，使油管螺纹的牙型误差得到有效控制，让工件的油管螺纹牙型最大程度地符合理想状态，才是提高油管螺纹的加工质量，保证油管螺纹连接密封性能的最佳途径。在海洋石油钻井作业中，广泛应用20″套管作为井身套管结构的第二层套管。通常每根20″螺纹套管长约12米，两端是锥度1：8的外螺纹，套管之间通过螺纹接箍相连。锥螺纹密封性能是20″螺纹套管的一项重要技术指标。螺纹套管加工好后，需要进行产品尺寸质量检验，采用螺纹环规和塞规对油管螺纹进行综合测量，其实质就是检测油管螺纹的手紧紧密距，以保证油管与接箍机紧后，油管外螺纹的不完整螺纹部分不致露出或拧进太多。而最终判定油管螺纹是否连接紧密，并满足使用要求的办法，目前是进行静水压试验来检验锥螺纹密封性能，观察螺纹连接处无水渗漏，稳压符合设计要求，则锥螺纹密封性能良好，产品合格。2套管锥螺纹密封性能检测难度大20″螺纹套管锥螺纹加工难度较大，且加工必然存在一定的加工误差，螺纹锥度、螺纹中径、螺纹牙型、加工光洁4度，以及螺纹旋合长度等都会影响锥螺纹密封效果。20″螺纹套管锥螺纹尺寸检验同样具有一定的难度。螺纹锥度通常靠车床自身精度来保证；螺纹中径通过螺纹塞规或环规近似测量；螺纹牙型利用成型刀具加工保证，并通过牙型样板检测。由于套管锥螺纹尺寸检验方法的局限性，锥螺纹加工好后，很难通过尺寸检验直接确定其密封性能良好，因此需要对每条20″螺纹套管进行水压试验，水压试验合格，则密封性能良好；若水压试验不合格，则需要重新对该条螺纹套管进行质量检验，进行返修等工作，不但增加螺纹套管生产成本，还影响螺纹套管生产效率和产品一次加工合格率。3胶圈密封提高螺纹套管密封性能胶圈密封的作用就是与锥螺纹共同作用，达到双重密封，提高20″螺纹套管的密封性能指标。5密封胶圈可以很容易地起到增强套管密封性能的作用，即使在锥螺纹加工精度因误差影响没有达到标准密封要求，而螺纹尺寸检验又难以确定其是否达到密封要求的情况下，仍然可以保证螺纹套管具有良好的密封性能。胶圈密封槽加工简单，不影响套管材料的机械性能和套管接头连接强度。密封胶圈制作简单，成本低廉。螺纹套管安装上密封胶圈后，不影响套管连接时的接合速度和接合方式，对装配和使用没有任何不利因素。在20″螺纹套管的生产流水线作业中，如果生产过程能够按照质量控制程序严格进行，套管质量稳定，增加胶圈密封后，可以通过设计计算和试验验证，确定螺纹套管的试压抽检率，而不必对螺纹套管100%进行水压试验。在生产上，可以降低生产成本，提高生产效率。同时，双重密封也有效地保证了螺纹套管密封性能指标更容易实现，提高产品质量。