石油套管

1、石油套管（1）定义：石油套管是用于支撑油、气井井壁的钢管，以保证钻井过程进行和完井后整个油井的正常运行。每一口井根据不同的钻井深度和地质情况，要使用几层套管。套管下井后要采用水泥固井，它与油管、钻杆不同，不可以重复使用，属于一次性消耗材料。所以，套管的消耗量占全部油井管的70%以上。套管按使用情况可分为：导管、表层套管、技术套管和油层套管。（2）分类：在石油开采过程中使用的不同类型的套管：表层石油套管-保护钻井，使其避免受浅水层及浅气层污染，支撑井口设备并保持套管的其他层重量。技术石油套管-分隔不同层面的压力，以便钻液额度正常流通并保护生产套管，以便在钻井内安装反爆裂装置、防漏装置及尾管。油层石油套管（生产套管）-将石油和天然气从地表下的储藏层里导出，用于保护钻井，将钻探泥浆分层。石油套管生产时，外径通常为114.3毫米到508毫米。①导套：主要用于海洋、沙漠中钻井，用以隔开海水和砂子，保证钻井顺利进行，这层套管的主要规格为：Ø762mm(30in)×25.4mm、Ø762mm(30in)×19.06mm。②表层套管：主要用于第一次开钻，钻开地表松软地层到基岩，为了封隔这部分地层不致坍塌，需用表层套管进行封固。表层套管的主要规格：508mm(20in)、406.4mm(16in)、339.73mm(13-3/8in)、273.05mm(10-3/4in)、244.48mm(9-5/8in)等。下管深度取决于松软地层的深度，一般为80~1500m。其承受的外压和内压都不大，一般多采用K55钢级或N80钢级。③技术套管：用在复杂地层的钻进过程中，当遇到坍塌层、油层、气层、水层、漏失层、盐膏层等复杂部位时，都需要技术套管封固，否则钻井就无法进行。有的井地层深而复杂，而且下井深度达数千米，这种深井需要下好几层技术套管，其力学性能和密封性能要求都很高，采用的钢级也较高，除K55以外，更多是采用N80和P110钢级，有些深井还采用Q125甚至更高的非API钢级如V150。技术套管的主要规格有：339.73mm(13-3/8in)、273.05mm(10-3/4in)、244.48mm(9-5/8in)、219.08mm(8-5/8in)、193.68mm(7-5/8in)、177.8mm(7in)等④油层套管：当钻井钻到目的层(含油、气的层位)，需用油层套管将油气层及上部裸露地层全部封住，油层套管内部是油管。油层套管在各类套管中下井深度最深，其力学性能和密封性能要求也是最高，采用钢级有K55、N80、P110、Q125、V150等。油层套管的主要规格有：177.8mm(7in)、168.28mm(6-5/8in)、139.7mm(5-1/2in)、127mm(5in)、114.3mm(4-1/2in)等。（3）石油套管是维持油井运行的生命线。由于地质条件不同，井下受力状态复杂，拉、压、弯、扭应力综合作用作用于管体，这对套管本身的质量提出了较高的要求。一旦套管本身由于某种原因而损坏，可能导致整口井的减产，甚至报废。按钢材本身的强度套管可分为不同钢级，即J55、K55、N80、L80、C90、T95、P110、Q125、V150等。规格主要为139.77.72R-2，177.89.19R-2，244.58.94R-2，244.510.03R-2，244.511.05R-2等。API规定长度有三种：即R-1为4.88～7.62m，R-2为7.62～10.36m，R-3为10.36m至更长井况、井深不同，采用的钢级也不同。在腐蚀环境下还要求套管本身具有抗腐蚀性能。在地质条件复杂的地方还要求套管具有抗挤毁性能。套管端部加工形式：短圆螺纹，长圆螺纹，偏梯形螺纹，特殊扣等。用于石油井钻探主要用于钻井过程中和完井后对井壁的支撑，以保证钻井过程的进行和完井后整个油井的正常运行。（3）性能：油套管韧性差的解决方法一是采用回火后快速冷却的方法避免高温脆性，获取韧性。、二是亚温淬火法通过钢种的不完全奥氏体化以有效地改善有害元素及杂质，提高韧性。第一种方法，对热处理设备要求相对严格，需要添加额外成本。低温淬火较常规温度低，减小了淬火的应力，从而减小了淬火的变形，这样保证了热处理的生产的顺利操作，而且为后续的车丝加工等提供了很好的原料。（4）注意：鉴于机械擦伤对石油套管腐蚀产生加速作用，建议在油管接箍上加一橡胶圈或在井斜严重部位加一扶正器，避免在作业过程以及注水过程中油管刮伤套管以及一侧接触套管套管常用规格（5）化学成分：套管钢级及化学成份套管的钢级有H40、J55、K55、M65、N80、L80、C90、C95、T95、P110、Q125、V150。H40为最低钢级，市场上已极少使用。J55和K55的屈服强度属同一级别，二者区别在于K55的抗拉强度高于J55。N80分为N80-1和N80Q。L80分为L80-1、L80-9Cr和L80-13Cr。C90分为C90-1和C90-2。Q125分为Q125-1、Q125-2、Q125-3和Q125-4。V150是非API高强度钢级，主要用于深井、超深井。API标准对套管的化学成分的要求见表。同油管一样，API标准对套管的化学成分也是一个范围很宽的指导性文件，各生产厂家均有自已的套管专用牌号。套管化学成分钢级类型碳锰钼铬镍Max铜Max磷Max硫Max硅maxminMaxMinMaxMinMaxminmaxJ55----------0.0300.030-N801----------0.0300.030-N80Q----------0.0300.030-L801-0.43-1.90----0.250.350.0300.0300.45L809Cr-0.150.300.600.901.108.0010.00.500.250.0200.0101.00L8013Cr0.150.220.251.00--12.014.00.500.250.0200.0101.00C901-0.35-1.000.250.75-1.200.99-0.0200.010-C902-0.50-1.90-NL-NL0.99-0.0300.010-T951-0.35-1.200.250.850.401.500.99-0.0200.010-T952-0.50-1.90----0.99-0.0300.010-P110----------0.0300.030-2、N80石油套管（1）N80石油套管是石油钻探用重要器材，其主要器材还包括钻杆、岩心管和套管、钻铤及小口径钻进用钢管等。国产套管以地质钻探用钢经热轧或冷拔制成，钢号用“地质”(DZ)表示，常用的套管钢级有DZ40、DZ55、DZ753种（2）石油套管计算公式：(外径-壁厚)*壁厚*0.02466=kg/米(每米的重量)