油管接箍的散熱特征給油田開采帶來的影響

　　目前，國內(nèi)外稠油開采的主要方法是注蒸汽，即向地下油藏注入高溫高壓蒸汽。一方面可以提高儲(chǔ)層溫度，降低重油粘度，另一方面可以提高儲(chǔ)層壓力，增加排量。油管接箍廠家表示，目前重油注汽井筒采用保溫管，減少井筒熱損失。通常，在內(nèi)螺紋上鍍一定厚度的錫或鋅層，并且使用具有優(yōu)異性能的密封油脂作為間隙填料以實(shí)現(xiàn)密封。因此，研究保溫管的保溫性能，降低井筒熱損失，對(duì)提高重油采收率具有重要意義。

　　單根真空隔熱油管分為隔熱油管和油管接箍兩部分。隔熱油管部分由內(nèi)管、外管和隔熱層組成;油管接箍部分由襯管、襯套、密封圈和接箍組成。在井筒內(nèi)，隔熱油管之間是靠接箍連接在一起的。油管接箍的長度與隔熱油管比起來小得多，但是油管接箍的隔熱性能比隔熱油管差很多。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，在20世紀(jì)40年代，API引入了與梯形螺紋接頭(BC)的相對(duì)高程度的連接。因此，油管接箍散熱量占整個(gè)隔熱油管散熱的比例比較大，將接箍引起的散熱損失忽略掉，會(huì)對(duì)整個(gè)井筒散熱損失的計(jì)算結(jié)果帶來比較大的誤差。

　　近年來，許多學(xué)者在研究注汽井筒傳熱問題時(shí)，都考慮了油管接箍散熱的影響，但都是將絕熱管的散熱乘以一定的修正系數(shù)來修復(fù)油管接箍散熱的影響。但是，在不同的工作環(huán)境F中，油管接箍的散熱損失占總散熱損失的比例是不同的。套管和接頭是與石油和然氣產(chǎn)品一起工作的最直接工具，接頭是整個(gè)管柱中最薄弱的環(huán)節(jié)，因此管柱接頭的性能尤為重要。用一定的修正系數(shù)來修正油管接箍的散熱損失是不科學(xué)的，勢必給井內(nèi)散熱計(jì)算帶來很大的誤差。

　　油管接箍的傳熱性能可以通過導(dǎo)熱率來測量。套管油管接箍的導(dǎo)熱率約為0.4W/(ml)，是真空絕緣管的導(dǎo)熱系數(shù)的幾倍甚至幾百倍。在實(shí)驗(yàn)條件下，油管接箍的熱損失占總熱損失的1/3以上。盡管油管接箍的長度非常短，但其導(dǎo)熱率相對(duì)較大。油管短接廠家講解：石油短接和石油短節(jié)的主要用途石油短接/石油短節(jié)主要用途：①抽取油汽：井打完并固井之后，在油層套管中放置油管/短接，以抽取油氣至地面。因此，應(yīng)采取必要措施，提高油管接箍的保溫性能，保證整個(gè)絕緣油管的保溫性能。

　　合理控制螺紋參數(shù)可以提高N80石油套管的抗粘性

　　螺紋參數(shù)在很大程度上限制了石油套管的抗粘性能，合理地控制螺紋參數(shù)可以提高石油套管的抗粘性能。研究表明，API的螺紋單一參數(shù)不適合作為主要控制參數(shù)。螺紋的抗粘性能與其表面粗糙度有關(guān)。如果毛刺在啟動(dòng)螺桿的螺紋上，摩擦力就會(huì)增加，從而加大摩擦力，產(chǎn)生粘扣。油管短接廠家講解：J55套管接箍的加工檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)保證了其成品率大直徑J55套管接箍是指直徑超過φ300mm的石油套管專用接箍。另一方面，如果螺紋表面不粗糙，摩擦系數(shù)和摩擦力越小，粘扣現(xiàn)象就越少。

　　科學(xué)家A.ErtasSt]使用模型實(shí)驗(yàn)證明了N80石油套管表面粗糙度與粘扣性質(zhì)之間的相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)，粘扣性能與N80石油套管表面粗糙度有很強(qiáng)的關(guān)系，即使模型的速度足夠，即使壓力也很小，粘扣也可能發(fā)生?？傊?，大多數(shù)研究表明，減小螺紋表面的粗糙度可以增加石油套管螺紋的阻力，反之亦然。石油和然氣勘探的環(huán)境非常艱難，為了滿足高壓和高溫環(huán)境的要求，石油套管廠家逐步推出了適應(yīng)惡劣環(huán)境的特殊口口型石油套管。利用扇形夾具的夾緊方案，成功地解決了J55套管接箍內(nèi)螺紋加工的圓度失容問題。這些特殊的帶扣在進(jìn)行勘探時(shí)容易上扣，不易彎曲，抗粘性能優(yōu)異，可以反復(fù)上銬，不會(huì)損壞螺紋。

　　目前，為了提高石油套管螺旋線的抗粘性能，可以采用磷化、鍍銅等表面處理技術(shù)。然而，不同的表面處理工藝會(huì)導(dǎo)致不同的防粘效果。研究表明，鍍層的熔點(diǎn)、厚度、硬度和晶粒形態(tài)直接影響石油套管螺紋的抗粘性能。

　　CAE技術(shù)在J55石油套管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　傳統(tǒng)的石油套管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一定的局限性。由于某些重要因素和零件的綜合考慮比較困難，在計(jì)算時(shí)往往造成變形值和應(yīng)力的較大誤差。因此，必須尋找一種安全系數(shù)較大的方法來彌補(bǔ)傳統(tǒng)的石油套管。

　　CAE技術(shù)的主要特點(diǎn)是以科學(xué)和工程問題為背景，根據(jù)問題建立相應(yīng)的計(jì)算機(jī)模型，進(jìn)行分析，并將該技術(shù)應(yīng)用于石油套管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。在過去的條件限制下，產(chǎn)生了許多無法解決的問題。如今得到很好的解決方案，簡化許多工程問題，不僅節(jié)省了時(shí)間，而且避免了重復(fù)的工作。2、車尾、缸徑、內(nèi)螺紋工件夾緊工件的夾緊是機(jī)床加工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。它可以更快、更準(zhǔn)確地分析問題，促進(jìn)石油套管設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步。

　　在石油套管工作過程中，J55石油套管內(nèi)外的壓力和軸力主要受影響。影響其承載能力的主要因素有幾何尺寸、自身制造缺陷、外部干擾、化學(xué)成分、斷裂韌性、機(jī)械強(qiáng)度、制造精度、質(zhì)量等。

　　石油套管作為一種高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品，必須100%合格。如果在使用過程中出現(xiàn)一些不必要的質(zhì)量問題，就會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著社會(huì)市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)外油田套管損壞逐漸呈現(xiàn)上升趨勢。其主要表現(xiàn)為腐蝕嚴(yán)重、變形嚴(yán)重、斷裂、擠壓等。據(jù)了解，目前國內(nèi)可生產(chǎn)大直徑J55套管接箍的廠家不多，主要原因是工藝不合格，或由于缺乏大型數(shù)控車床，同時(shí)由于原料價(jià)格高，廢品損失大(一般加工收率僅為80%左右)。這些故障對(duì)油田的正常生產(chǎn)造成了很大的影響，造成了人力物力的浪費(fèi)，已成為我國石油開采中亟待解決的問題。加強(qiáng)石油套管的可靠性分析，采取相應(yīng)措施提高石油套管的使用壽命和可靠性勢在必行。