石油套管简称套管,是石油用管中的一种。石油中的用管我们统称为石油管,石油管包括成品的油套管、钻杆、钻铤、接箍及短杆等。
1、套管的分类及作用
套管是支撑油、气井井壁的钢管。每一口井根据不同的钻井深度和地质情况,要使用几层套管。套管下井后要采用水泥固井,它与油管、钻杆不同,不可以重复使用,属于一次性消耗材料。所以,套管的消耗量占全部油井管的70%以上。套管按使用情况可分为:导管、表层套管、技术套管和油层套管,它们在油井中的结构见图1。
① 导套:主要用于海洋、沙漠中钻井,用以隔开海水和砂子,保证钻井顺利进行,这层套管的主要规格为:∮762mm(30in) ×25.4mm、∮762mm(30in)×19.06mm。
② 表层套管:主要用于{dy}次开钻,钻开地表松软地层到基岩,为了封隔这部分地层不致坍塌,需用表层套管进行封固。表层套管的主要规格:508mm(20in)、406.4mm(16in)、339.73mm(13-3/8in)、273.05mm(10-3/4in)、244.48mm(9-5/9in)等。下管深度取决于松软地层的深度,一般为80~1500m。其承受的外压和内压都不大,一般多采用K55钢级或N80钢级。
③ 技术套管
技术套管用在复杂地层的钻进过程中,当遇到坍塌层、油层、气层、水层、漏失层、盐膏层等复杂部位时,都需要下技术套管封固,否则钻井就无法进行。有的井地层深而复杂,而且下井深度达数千米,这种深井需要下好几层技术套管,其力学性能和密封性能要求都很高,采用的钢级也较高,除K55以外,更多是采用N80和P110钢级,有些深井还采用Q125甚至更高的非API钢级如V150。技术套管的主要规格有:339.73mm(13-3/8in)、273.05mm(10-3/4in)、244.48mm(9-5/8in)、219.08mm(8-5/8in)193.68mm(7- 5/8in) 、177.8mm(7in)等。
④ 油层套管
当钻井钻到目的层(含油、气的层位),需用油层套管将油气层及上部裸露地层全部封住,油层套管内部是油层。油层套管在各类套管中下井深度最深,其力学性能和密封性能要求也是{zg},采用钢级有K55、N80、P110、Q125、V150等。油层套管的主要规格有:177.8mm(7in)、168.28mm(6-5/8in)、139.7mm(5-1/2in)、127mm(5in)、114.3mm(4-1/2in)等。
2、套管规格
套管常用规格见表10。
3、套管用接箍尺寸
圆螺纹套管和偏梯形螺纹套管用标准接箍尺寸和重量见表11。
4、套管长度
套管的长度范围见表12。虽然API 5CT标准规定了三个范围,但实际上国内外套管交货长度均使用R3范围,国内市场一般为10.5~11.0m,国际市场一般为42~44ft(12.77~13.38m)。
5、套管钢级及化学成份
套管的钢级有H40、J55、K55、M65、N80、L80、C90、C95、T95、P110、Q125、V150。
H40为{zd1}钢级,市场上已极少使用。
J55和K55的屈服强度属同一级别,二者区别在于K55的抗拉强度高于J55。
N80分为N80-1和N80Q。
L80分为L80-1、L80-9Cr和L80-13Cr。
C90分为C90-1和C90-2。
Q125分为Q125-1、Q125-2、Q125-3和Q125-4。
V150是非API高强度钢级,主要用于深井、超深井。