Page 22 - 理化检验-物理分册2021年第三期

胡芳婷, 等: 塔里木油田套管气密封检测技术现状及分析

压强度的 60% 执行较为安全、 可靠。
表 2 不同检测压力下接头的等效应力与安全系数

Tab 2 E q uivalentstressandsafet y factorof j ointunder

differentdetectionp ressure
检测压力 / 最大等效
检测条件 安全系数
MPa 应力 / MPa
套管抗内压强度的 50% 60.10 638 1.51
套管抗内压强度的 60% 72.12 736 1.31
套管抗内压强度的 70% 84.14 830 1.16
套管抗内压强度的 80% 96.16 987 0.98

8 结论

( 1 )经卸扣、 清洗、 涂抹螺纹脂后再次检测气密
封合格套管所占的比例较大, 其原因与现场操作、 使
图 7 气密封检测时螺纹受力示意图 用环境有关, 需要进一步规范螺纹脂的存放、 涂抹以

Fi g 7 Schematicdia g ramoftheforceonthreaddurin gg assealdetection 及螺纹上 扣 等 操 作 过 程, 加 强 对 井 队 现 场 操 作 的
管理。
( 2 )排除外界干扰后再次检测合格套管所占比

例次之, 其原因是受井位和空气湿度的影响, 同时仪

器灵敏度过高, 建议将标准中泄漏判定值适当增大,
今后油田可开展该方面的研究, 再次确定合理的泄

漏判定值。

( 3 )对于螺纹损坏和卸扣后经检测不合格所占
比例虽然最小, 但是是真正出现泄漏问题的套管, 建
议加强对套管质量的检测, 特别是对具有气密封螺
图 8 接头气密封检测有限元模型
纹的套管 在 入 井 前 进 行 100% 检 测, 并 在 运 输、 吊

Fi g 8 Finiteelementmodelof j oint g assealdetection
装、 摆放过程中避免磕碰, 以免造成螺纹损伤。

a meshg enerationoftheoverall b meshg enerationofsealface

( 4 )气密封检测对接头工厂端气密封性提供技
大等效应力与安全系数如表 2 所示。可知检测压力
术保障, 具有必要性, 也增强了套管的可靠性。
为套管抗内压强度的 50% 的接头密封面受到的最
( 5 )在现场增加气密封检测的作业程序, 对比
大 等 效 应 力 为 638MPa ,又 由 于 屈 服 强 度 为

同样 的 气 密 封 螺 纹, 下 套 管 时 间 每 根 增 加 了 近
965MPa , 计算得到安全系数为 1.51 ; 检测压力为套 4min , 相比接头泄漏导致的严重后果, 认为气密封

管抗内压强度的 60% 的接头密封面受到的最大等
检测仍是不可缺少的过程。
效应力为736MPa , 计算得到的安全系数为1.31 ; 检

( 6 )同一规格套管在不同检测压力下, 泄漏率
测压力为套管抗内压强度的 70% 的接头密封面受
不会随着检测压力的增加而增大, 与检测压力无直

到的最大等效应力为 830 MPa , 计算得到的安全系
接关系。采用有限元模拟计算了不同气密封检测压
数为 1.16 。前 3 种检测压力下, 接头密封面受到的
力下接头密封面的受力状况, 结合油田规定的三轴
最大等效应力均低于材料的屈服强度, 未发生塑性
应力安全系数, 认为检测压力为套管抗内压强度的
变形。检测压力为套管抗内压强度的 80% 的接头
60% 较为安全和可靠, 推荐现场使用。

密封面受到的最大等效应力为 987MPa , 超过了材
参考文献:
料的屈服强度, 密封面发生轻微的塑性变形, 但仍能
保证接头的密封性, 该种检测压力下计算的安全系
[ 1 ] 李玲霞, 邓叙燕, 穆增利 . ϕ 139.7 mm×7.72 mmJ55
数为 0.98 , 结合油田规定( 气密封检测压力应综合 低压气密封螺纹套管接头性能[ J ] . 理化检验( 物理分
考虑三轴应力强度及设计安全系数, 三轴应力设计 册), 2017 , 53 ( 8 ): 573-576.
安全系数规定为 1.25 ), 认为检测压力按套管抗内 ( 下转第 13 页)
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