交变拉伸载荷下油管丝扣密封性能研究*

于法浩， 于振宁， 魏 婷， 刘 召， 王 越

（1. 中海石油（中国） 有限公司天津分公司， 天津300459；2. 渤海装备华油钢管公司， 河北 青县062658；3. 中国石油集团东方地球物理探勘有限公司， 河北 涿州 072759）

0 前 言

水驱或气驱是国内外油田提高采收率的重要手段， 井下管柱是高压水、 气等介质注入地层的流动通道。 为了保证注水或注气驱油技术的安全有效， 防止高压水、 气等流体泄漏对井筒或地面环境的危害， 井下管柱需具有良好的密封性能。井下服役环境中， 注入管柱受自重、 高压等影响， 会长期承受较大的拉伸载荷作用， 尤其是在多次间断停注等工况下， 管柱会承受交变拉伸载荷， 如此复杂的井况及工况条件对油管的密封性能带来了严峻的挑战[1-3]。 井下各根油管通过丝扣连接， 丝扣与油管相比密封性能较薄弱， 因此注入井井下管柱的密封性能由油管丝扣决定[4-6]。 笔者以油田注入井常用的油管平扣、 BGT 扣及FOX扣为研究对象， 通过搭建交变拉伸载荷作用下油管丝扣密封性能试验平台， 模拟了不同拉伸载荷及交变载荷条件下3 种扣型油管的密封性能， 为注入井油管的合理选型提供依据。

1 油管丝扣密封机理

油田应用的油管扣型分为两大类： 一是API扣， 即按照API 标准进行生产、 检验； 另一种是非API 扣， 即特殊扣[7-9]。 由于结构差异， 两类扣型的密封机理有较大不同。 不同类型油管丝扣的结构如图1 所示。

API 扣型主要包括圆形扣 （见图1 （a）） 和偏梯形扣 （见图1 （b））， 其密封形式主要体现在两个方面[8]， 即密封脂以及螺纹牙齿过盈配合产生的接触压力。……