第一节 套管螺纹连接 螺纹及螺纹连接是套管柱质量和强度的重要部分。套管螺纹的基 本连接类型可分为 2 类：API 标准和特殊螺纹（各生产厂家自行开发）， 其中 API 标准有 4 种：短圆螺纹（STC）、长圆螺纹（LTC）、偏剃螺纹 （BTC）、直连接螺纹（XL）。 一、 API 螺纹特点： 1、 优点 1） 加工容易，现场配短节方便，成本低。 2） 设计精度允许一般条件下操作，而不至对螺纹造成严重损坏，现
场易修扣。 3） 在优质密封脂配合下满足 69MPa，149℃的流体密封。 4） 可以一定次数的重复上扣。 5） 管子与接箍连接都是通过锥形螺纹，在上紧过程中使得在一定的
啮合点上，公母螺纹保持完全紧密的结合。 2、 缺点 1） 不能适应于超高压油气井，尤其是高压气井。 2） 在腐蚀条件环境时，由于 API 接箍膨胀值（干扰值）大，导致产
生过大周向应力是产生清脆应力破坏的主要源点，或发生应力应 变裂纹。 二、 特殊螺纹特点 1、 螺纹连接强度与管体抗拉强度相等，甚至大于管体抗拉强度。
2、 靠金属与金属密封达到优质密封。 3、 降低轴向螺纹连接产生的接箍径向膨胀的干扰。 4、 内孔面光滑，易对扣上扣，避免产生涡流或产生涡流较小。 5、 具有扭矩台肩，满足扭矩强度的要求，又能控制不发生过大的周
向应力，可适应套管旋转。 6、 满足特殊井眼曲率的大斜度定向井、水平井、分支井对套管柱的
连接强度和密封要求。 7、 提高了螺纹的抗粘扣性能，满足井下完井作业要求。 三、 螺纹连接密封（螺纹连接密封有三种密封形式）： 1、 锥形螺纹靠螺纹金属面对金属面的压合，并以密封脂固体粒子 填充间隙的密封，典型的例子是 API 圆螺纹，由于 API 螺纹生产间隙 允许公差为 0.076mm，使这种间隙存在于啮合面或螺纹顶和根之间， 螺纹密封主要依靠螺纹密封脂所含的金属微粒产生的桥接，另一方面 也靠螺纹尾部分的金属挤压从而达到密封效果。 2、 有一定精度光洁面的金属对金属的封口式密封。这些螺纹设计 均有较大间隙，螺纹没有防漏能力，但对金属密封面设计是细小的接 触面（点）。由此的扭矩能产生高的接触应力，其防漏能力与金属对金 属产生的过盈（弹性范围内）产生的接触应力存在函数关系。 3、 弹性密封，所有的连接密封，必须达到使螺纹间或金属对金属 间产生的承载压力大于套管的内压力或外压力。这种密封是一种补充 密封形式并用于防腐蚀。
第二节 金属气密封套管研究开发 随着石油工业的发展，尤其是深井、超深井、高压气井、定向井 的开发以及高含硫（二氧化碳等腐蚀气体）气井的开采，对石油套管 的使用性能提出了更高的要求。具有 API 标准螺纹连接（如短、长圆 螺纹和偏梯形螺纹）的油、套管在许多情况下难以满足生产需求，所 以国内外开发出各种类型的特殊螺纹连接：VAM-TOP、MUST、TP-CQ 等扣型。这些特殊螺纹连接具有较好的抗粘扣性能、可靠的气密封性 能较高的连接强度。目前龙岗构造使用的金属密封套管主要有 VAM-TOP 套管和 TP-CQ 套管。 一、VAM-TOP 套管 VAM-TOP 套管是法国瓦卢瑞克公司和德国曼内斯曼钢管公司合资 生产的，该套管为改进新型特殊扣套管、20°锥形密封面、抗弯曲能 力 30°/100ft，可承受高扭矩、高压缩力。
接头类型 规格范围 材料 钢级 每英寸牙数 导入面角度 承载面角度 螺纹锥度 抗粘扣处理
1） 密封性能：满足高压（高含硫）气井的使用要求，在轴向拉伸、 内压和温度热循环的载荷条件，不发生泄漏。
2） 抗 H2S 应力腐蚀能力：接头设计为低应力型的，保证接头在腐 蚀环境下不发生失效。
3） 连接强度：具有不低于管体屈服强度的接头连接强度，适应于 深井和超深井。
API 偏梯形螺纹接头具有高的连接强度，特殊螺纹接头的牙型大多 仍采用 API 偏梯形螺纹，为了消除接头拧紧后堆积在接头内的螺纹密 封脂，对母螺纹作了改进，确定了合理的螺纹的过盈量，保证了接头 在腐蚀环境中安全可靠。 3、密封设计
当密封面有间隙时，无论密封面接触压力多高，气体都会通过间隙 泄漏出去。特殊螺纹连接主要设计为高气密性的接头，要求密封面接 触压力要高，接触面要宽，采用了宽接触面积的锥形密封面，并选择 了合理的密封过盈量。合理的密封过盈量保证了接头反复上卸时，密 封面不发生粘扣；同时设计成负角度的扭矩台肩，由于楔形作用，增 加了接头的密封能力。
推荐做法对避免套管及接头由于不适当使用、不适当的井台操作及 不适当的运输所造成的绝大部分损坏提供一个帮助。 2 、参考文献
石头、沙子或污泥（正常钻井泥浆除外）的台架上。不慎把套管拖 入泥土中应重新清洗螺纹。 3.2 下套管前的准备工作和设备
应首先检查所有的附件如：转换短节、安全短节、浮鞋、浮箍、 悬挂器。由于这些附件来自不同的制造厂家，应仔细检查附件上加 工的螺纹符合管柱设计的要求
3.2.1 卡瓦及吊卡 对于长管柱推荐使用卡瓦式吊卡，卡盘和卡瓦应保持清洁，没
有损伤，并配合适当。对重套管柱，应使用超长卡瓦。卡盘平面必 须保持水平。
如使用挂接箍吊卡，应仔细检查支承面： (1) 是否有不均匀磨损。因为这种磨损可能导致接箍一侧升高， 有接箍脱出的危险。 (2) 当载荷作用于支撑面时，负荷是否均匀分布。 3.2.2 对扣器 坚持使用对扣器。对扣器在公端下放进入母端时提供导向。下 套管前检查对扣器与套管外径相配及橡胶块的状态。 3.2.3 液压大钳 液压大钳的状态应完好，卡爪应与套管的外径相配。推荐使用 带背钳的液压大钳。液压大钳应可控制转速，并应能够以最小 5 rpm 的转速操作。上扣扭矩必须能够准确的检测和控制。扭矩测量装置
应经过校验并检定的周期内。 拉力传感器的拉绳应与大钳的力臂成 900，如果拉绳不能安装
3.2.5 鼠洞的准备 下套管时，如需要在鼠洞内存放套管，应清理鼠洞。或更换另
1、下套管前每支套管应进行全长通径。通径头的外径应符合 API 标准的要求或用户的特殊要求。
2、通径前应保证套管的内表面干净无异物。 3、向管内放入和从管子里拉出通径头时应小心。通径时应将
下套管前应测量每根套管的长度。应使用钢卷尺测量。长度测 量应从接箍端面测量到公端密封面鼻端。
3.3.3 清洗 1、必须保证上扣时螺纹及密封面上无坚硬的异物。 2、应在即将使用前清洗丝扣。卸下公、母扣上的护丝，用适当
的方法，如非金属的刷子和蒸汽或快干溶剂（不含氯）清洗丝扣油 或储存脂。应确保清洗不造成环境污染。
3、检查并清里管子内部，防止异物在套管对扣下放时落入接 箍。如有压缩空气，应从母端向公端吹扫管子内部。
在钻台上扣前，应在管架上对所有的螺纹进行目视外观检查， 如有损伤应剔除。 3.3.5 从管架吊运套管至钻台
1、管子吊运至钻台时，应始终带上护丝 2、每根套管在管架应小心地下放或滚动到走台上，不得抛掷。 要避免套管碰撞井架或其它设备的任何部位。在井架大门处应备有 缓冲（档）绳。 3.3.6 耐腐蚀管使用要求： 1、使用尼龙吊带吊送套管； 2、尽可能将管子保持在包装架内，直到最后下井前，才放到准备 作业架上，在任何有可能与金属接触的地方使用垫料，包括运输，保
管和处置的全过程； 3、使用无金属通径规 (高合金管) ； 4、在移动管子时,确认干净的护丝是妥善安装在管子上的； 5、确保所有起出/剩余的管子是被安放在原始包装架上。
将套管提升到垂直的位置，卸下护丝，擦干净螺纹、检查螺纹， 保证螺纹及密封端面无损伤并已清洗干净。 3.4.2 涂套管密封脂
套管公母扣在场地上清洗干净后，将母扣擦干，在场地上把套 管密封脂均匀涂抹在母扣上，涂上螺纹脂后应可见螺纹的轮廓。用 于涂抹螺纹脂的刷子或用具不得有异物；同时螺纹脂不能稀释。推 荐使用 API Bul 5A3 《螺纹脂通报》最新版本中规定的经过改进的 高压螺纹脂，或使用用户指定的具有固化密封功能的特殊螺纹脂， 如 Cast101。 3.4.3 对扣、上紧
套管上扣时按对扣→引扣→进扣→紧扣工序进行，高速进扣、 低速紧扣，严格控制上扣转速，高速15rpm，低速5rpm，套管 上扣质量以扭矩和进扣长度两者控制，扭矩值达到最佳值。
1、在对扣时使用对扣器帮助对扣，应小心下放套管，以免损 伤螺纹和密封面。
3、如对扣后，套管向一侧倾斜，则应提起来，检查。如发现 螺纹损伤，应清洗，用锉刀和油石修理，然后仔细清除任何挫屑， 重新涂上螺纹脂。
4、在对好扣后，应首先用带钳或缓慢地转动套管，以保证螺 纹正常啮合，不发生错扣。
5、上扣扭矩应符合厂家推荐的扭矩范围。金属密封扣套管典 型的上扣图形如下图。TP-CQ 特殊扣套管在公端打印有三角形标 记，当上扣图形未见明显对顶时，可通过三角形标记来判断上扣是 否到位；VAM-TOP 套管通过规定扭矩值和进扣长度判断上扣达到 最佳值。
3.5.3 套管的下放 应以适当的速度下放或提升套管，避免激动压力和抽吸。套管
井段下放速度控制在 30～60 s/根、水平段下放速度控制在 90～120 s/根。 3.5.4 注泥浆和循环泥浆及连接
1、根据下套管前的实际钻井液密度ρ灌浆，管内外压差取 5MPa，即下入井段 H＝5/（0.01×ρ）。
2、下套管期间如要循环泥浆，需要使用的泥浆循环接头（建 议将循环接头的密封端面去掉，以免损坏接箍螺纹和密封面）。适 当程度的将泥浆循环接头与套管接箍连接。而后再将方钻杆与泥浆 循环接头连接。
3、应指定专人观察泥浆出口，随时报告出口返浆情况，及时发现 井漏、井涌及其它异常情况。开云 开云体育官网
