为了满足油气田特殊井的开发需求,采用有限元分析和实物评价试验的方法,开发了一种具有高气密封稳定性油套管特殊扣。介绍了该特殊扣的结构设计特点,运用有限元方法对密封性能进行了评价,并按照ISO 13679:2002 CALⅣ标准进行了全尺寸实物评价试验。结果表明,该特殊扣结构合理,密封性能优异,在拉伸效率、内压效率、外压效率等方面均达到管体的100%,适用于高温高压井、水平井、大位移井、大狗腿度斜井等苛刻井况。

为了研究油套管螺纹接头不同密封结构参数与密封面粘扣的关系,以Φ346.08 mm×15.88 mm P110套管特殊螺纹接头为例,设计了不同的密封面参数,并进行实物上、卸扣试验,通过试验分析提出可以用摩擦功这一量化指标来表征密封面抗粘扣性能。研究表明,当摩擦功小于387 kJ时,粘扣风险较低;密封结构不匹配会导致密封面接触发生“犁削效果”,即使摩擦功很小也会发生粘扣,属于非正常摩擦磨损。

随着国内油套管技术的发展以及受整体经济下行压力,各油田在特殊螺纹油套管的采购上逐渐国产化,HSM-2特殊螺纹油套管凭借优良的使用性能得到广泛使用,文中对HSM-2特殊螺纹油套管的结构、性能以及油田现场作业要点和技术要求进行介绍,对油田现场使用提供参考。