BTC套管上扣标准,确保连接安全与密封的关键

在石油天然气钻井、完井及生产作业中,BTC套管(Buttress Thread Casing,梯形螺纹套管)因其良好的连接强度和密封性能,被广泛应用于油气井的构建,BTC套管的上扣质量直接关系到整个井筒的完整性、密封性以及后续作业的安全与效率,严格遵守BTC套管上扣标准是每一位现场作业人员必须恪守的准则。

BTC套管上扣的核心目标

BTC套管上扣操作的核心目标在于:

  1. 实现可靠连接:确保套管接头的螺纹部分充分啮合,达到设计要求的连接强度,能够承受井下复杂的拉伸、压缩、弯曲及内外压力。
  2. 保证有效密封:通过螺纹过盈及密封脂的作用,阻止井内流体(油、气、水)沿螺纹连接处泄漏,确保井筒的密封完整性。
  3. 防止螺纹损坏:避免因上扣扭矩过大导致螺纹滑扣、粘扣或过小导致连接不紧、密封不严等问题,保护螺纹副的完好性。随机配图
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BTC套管上扣的关键标准与步骤

BTC套管的上扣标准通常由套管制造商根据API(美国石油学会)标准或企业内部规范制定,并在套管手册中明确给出,现场上扣操作需严格遵循以下关键标准与步骤:

  1. 准备工作——清洁与检查

    • 清洁:使用专用工具(如螺纹刷、清洁布)彻底清洁公母螺纹、台肩及密封面,去除油污、泥沙、金属碎屑等杂质,确保螺纹干燥、清洁。
    • 检查:仔细检查螺纹是否有磕碰、变形、毛刺、腐蚀等缺陷,检查台肩是否平整、无损伤,检查密封圈(如使用带密封圈的BTC套管)是否完好、正确安装。
  2. 涂抹螺纹脂——均匀适量

    • 选择符合API标准或制造商推荐的螺纹脂。
    • 按照规定用量,将螺纹脂均匀涂抹在公螺纹和母螺纹的承载面及密封面上,涂抹应薄而均匀,避免过多或过少,过多可能导致“挤脂”,过少则影响润滑和密封。
  3. 对扣——手动缓慢引入

    • 使用吊卡或吊钳将套管柱对中,确保公母螺纹轴线对正。
    • 手动缓慢旋转套管,使公螺纹顺利进入母螺纹,严禁猛蹾、敲打或强行错扣,以免损坏螺纹。
  4. 初步上扣——确认紧密贴合

    当公螺纹母螺纹用手旋合后,使用大钳(如液压猫头或动力钳)以低扭矩进行初步上扣,直至台肩紧密接触,此步骤需确保螺纹对中良好,无“错扣”现象。

  5. 最终上扣——控制扭矩与圈数

    • 扭矩控制:这是BTC套管上扣的核心环节,根据套管尺寸、钢级、壁厚以及制造商提供的上扣扭矩表,使用经过校准的扭矩扳手或动力钳,将扭矩控制在规定范围内,通常会有一个推荐扭矩值和一个允许的公差范围。
    • 圈数控制(参考):部分情况下,除了扭矩,还会参考旋转圈数(通常是从台肩接触开始计算),圈数可以作为扭矩控制的辅助验证手段,但扭矩是最终的控制依据。
    • 操作要点:上扣过程应平稳、连续,避免冲击载荷,达到规定扭矩后,应稳住扭矩保持一段时间(如数秒),确保螺纹充分啮合和应力分布。
  6. 紧扣后的检查

    • 扭矩确认:再次确认扭矩值是否达到标准要求。
    • 标记检查:有些标准会要求在套管接头处做标记,以便检查是否有退扣现象。
    • 外观检查:检查接头处是否有螺纹脂 excessive 挤出或密封脂泄漏异常情况。

上扣过程中的注意事项与常见问题

  • 严禁超扭矩上扣:超扭矩是导致螺纹滑扣、粘扣甚至套管本体损坏的主要原因之一。
  • 严禁欠扭矩上扣:欠扭矩会导致连接强度不足、密封不严,可能引发泄漏或接头脱开。
  • 保持螺纹清洁与润滑良好:这是防止螺纹磨损和粘扣的关键。
  • 对扣准确:避免错扣,强行错扣会严重损伤螺纹。
  • 使用合格的工具设备:扭矩扳手应定期校准,动力钳工作状态应良好。
  • 环境因素:低温环境下,螺纹脂粘度可能增大,需考虑对上扣参数进行适当调整或使用低温螺纹脂。
  • 记录完整:详细记录每根套管的上扣扭矩、圈数、操作时间、操作人员等信息,以便追溯和质量控制。

BTC套管上扣标准是油气井工程中一项至关重要的技术规范,它不仅涉及到单根套管的连接质量,更直接关系到整个油气井的寿命、安全生产以及经济效益,现场作业人员必须深刻理解上扣标准的重要性,熟练掌握上扣操作技能,严格按照规程进行操作,并通过精细化管理确保每一个接头都达到最佳的上扣状态,才能为油气井的长期稳定运行奠定坚实的基础。


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