CN220134873U - 用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管，复合防腐蚀油气井管包括第一管体、第二管体和第三管体，第一管体的内侧壁以及外侧壁上均形成凸凹麻面结构，第一管体的两端外侧壁上设有公扣，第二管体的两端内侧壁上设有母扣，第三管体的两端外侧壁上设有公扣；第一管体一端的公扣与一个第二管体一端的母扣进行丝扣密封连接，形成第一套管组件；第三管体一端公扣与另一个第二管体一端母扣进行丝扣密封连接，形成第二套管组件；第一套管组件中的第一管体另一端的公扣与第二套管组件中的第二管体另一端的母扣进行丝扣密封连接，形成油气井管；油气井管内侧壁及外侧壁上、公扣端部、母扣端部、公扣与母扣接缝处均喷涂有防腐蚀涂层。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气井管(石油专用套管和石油专用油管统称为油气井管)技术领域，具体涉及一种用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管。
背景技术
在含二氧化碳、硫化氢等酸性气体矿物的油气田，或酸性页岩油田气田勘探、开发生产过程中，油气井使用防腐油气井管(包括石油套管或油管，简称KCL油气井管)，是油气田安全、环保、经济、可持续开发生产的重要措施和关键技术，若油气井内油气井管柱串因腐蚀因素导致管柱串功能失效，会造成油气井管报废，油气井停产或报废，从而造成油气井巨额经济损失，严重时，会出现油气井井控失控发生井喷恶性事故，造成重大安全生产事故和环境污染灾难，带来社会问题。
在含二氧化碳、硫化氢等酸性气体矿物的油气田，油气井常用的油气井管采取的防腐蚀措施和防腐蚀技术手段，通常使用二种类型防腐蚀石油管材。其一是，油气井使用专用不锈钢金属防腐蚀油气井管，优点是防腐蚀可靠性高，防腐蚀效果好；缺点是管材成本高、价格昂贵，是常规油气井管价格的3-10倍，极大推高了油气井防腐蚀成本。其二是，油气井使用内外管壁喷粘防腐胶涂层(或渗浸复合金属防腐渗浸层)的常规油气井管，优点是管材防腐蚀成本低；缺点是防腐蚀可靠性低，防腐蚀效果不理想，表现为：一是井下油气井管接箍丝扣连接处，由于局部腐蚀和腐蚀扩散，使管柱串泄露漏封、密封失效，一直是困扰低成本、高可靠性油气井管柱串防腐蚀领域的卡脖子难题。原因是当井场油气井管连接上扣紧扣时，油气井管接箍丝扣处的密封原理，是靠接箍母扣螺纹面和本体公扣螺纹面直接接触而形成预紧压应力，使丝扣螺纹面产生相互挤压微形变而达成管柱串密封效果。而采用耐腐胶涂层(或渗浸复合金属防腐渗浸层)防腐蚀工艺技术的油气井管，当井场油气井管连接上扣紧扣时，公扣和母扣处螺纹面的防腐蚀层会被破坏掉，从而导致油气井管接箍丝扣连接处没有防腐蚀能力，另外，由于油气井管接箍丝扣连接处，因母扣接箍丝扣和公扣端头及丝扣存在暴露部分，导致管柱串丝扣连接处与酸性气体或酸性液体直接接触，极易造成局部腐蚀和腐蚀扩散，使管柱串泄露漏封、密封失效。所以，目前使用的防腐胶涂层(或渗浸复合金属防腐渗浸层)防腐工艺技术，不能解决API标准常规油气井管接箍丝扣连接处防腐问题。二是目前使用的防腐胶涂层材料自身强度性能指标，不能充分满足管柱串功能要求，或防腐胶涂层(或渗浸复合金属防腐渗浸层)与油气井管的内外管壁结合强度低，粘接、渗浸不够牢固，以至于在运输和油气井起下管柱等作业过程中，存在刮蹭、撞击、磕碰等环节，防腐胶涂层(或渗浸复合金属防腐渗浸层)出现局部损坏与脱落，首先导致在油气井管局部损坏处发生腐蚀，然后腐蚀扩散，导致井下油气井管柱串防腐失效失败；三是防腐胶涂层材料自身抗高温能力低，当井下温度大于180度时，在高温加持作用的环境中，油气井管的防腐胶涂层(或渗浸复合金属防腐渗透层)持续抗腐蚀能力降低，在短于期望使用寿命时间内，就会发生油气井管腐蚀现象，出现油气井管柱串密封失效问题。
从以上油气井管被腐蚀与防腐蚀问题叙述和机理分析可以认知，油气井管因不同部位管体结构不同和丝扣螺纹特定连接密封方式，导致腐蚀机理和腐蚀呈现结果也不同，针对不同管体结构部位，应采用不同的、有针对性的、有效的防腐蚀措施和技术。油气井管接箍母扣与本体公扣及卡钳部位，应采用耐腐蚀不锈钢金属管材“本质”防腐措施；油气井管本体部位应采用内外管壁喷涂(或渗透)防腐层“铠甲”防腐蚀措施。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种，提供了一种用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管，包括第一管体、第二管体和第三管体，所述第一管体的内侧壁以及外侧壁上均形成有凸凹麻面结构，所述第一管体的两端外侧壁上设有公扣(气密封公扣简称公扣)，所述第二管体的两端内侧壁上设有母扣(气密封母扣简称母扣)，所述第三管体的两端外侧壁上设有公扣(气密封公扣简称公扣)；
所述第一管体一端的公扣与一个第二管体一端的母扣进行丝扣密封连接，形成第一套管组件；所述第三管体一端的公扣与另一个第二管体一端的母扣进行丝扣密封连接，形成第二套管组件；所述第一套管组件中的第一管体另一端的公扣与第二套管组件中的第二管体另一端的母扣进行丝扣密封连接，形成油气井管；所述油气井管的内侧壁以及外侧壁上、公扣端部、母扣端部、公扣与母扣的接缝处均喷涂有防腐蚀涂层。
本实用新型的有益效果是：本实用新型很好地解决和平衡了含二氧化碳、硫化氢等酸性气体矿物的油气田，或酸性页岩油气田勘探、开发生产中，以往油气井使用的不锈钢金属防腐蚀油气井管柱串成本价格高或管壁内外喷粘涂层胶(或渗浸复合金属防腐渗浸层)防腐蚀效果不好的矛盾。本实用新型用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管具有防腐能力高，防腐效果好的优点，又具有成本价格低的优点。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述第一管体为金属管，所述第二管体和第三管体为不锈钢金属管。
采用上述进一步方案的有益效果是：第二管件和第三管件采用不锈钢金属管，防腐能力高、防腐效果好。
进一步，所述第一管体的内侧壁、外侧壁以及两端端面上形成有防腐蚀渗浸层，所述防腐蚀涂层喷涂在所述防腐蚀渗浸层外。
采用上述进一步方案的有益效果是：防腐蚀渗浸层能够进一步增强管体的防腐蚀效果。
进一步，所述第一管体的长度与第二管体和第三管体的长度之和的比值大于5。
进一步，所述第一管体、第二管体和第三管体的内径相同。
进一步，所述第二管体为API标准13Cr或超级13Cr或3Cr油气井管母扣接箍；
或，第二管体为API标准N80S或J55S或J55SS或N80SS或P110S或P110SS或T140S或T140SS油气井管母扣接箍。
进一步，所述第一管体为API标准油气井管带公扣光管。
进一步，所述第三管体为API标准13Cr或超级13Cr或3Cr油气井管公扣短接；
或，第三管体为API标准N80S或J55S或J55SS或N80SS或P110S或P110SS或T140S或T140SS油气井管公扣短接。
附图说明
图1为本实用新型第一管体的剖视结构示意图；
图2为本实用新型第二管体的剖视结构示意图；
图3为本实用新型第三管体的剖视结构示意图；
图4为本实用新型第一套管组件的剖视结构示意图；
图5为本实用新型第二套管组件的剖视结构示意图；
图6为本实用新型复合防腐蚀油气井管的剖视结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、第一管体；2、第二管体；3、第三管体；4、公扣；5、母扣。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1～图6所示，本实施例的一种用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管，包括第一管体1、第二管体2和第三管体3，所述第一管体1的内侧壁以及外侧壁上均形成有凸凹麻面结构，所述第一管体1的两端外侧壁上设有公扣4，所述第二管体2的两端内侧壁上设有母扣5，所述第三管体3的两端外侧壁上设有公扣4；
所述第一管体1一端的公扣4与一个第二管体2一端的母扣5进行丝扣密封连接，形成第一套管组件；所述第三管体3一端的公扣4与另一个第二管体2一端的母扣5进行丝扣密封连接，形成第二套管组件；所述第一套管组件中的第一管体1另一端的公扣4与第二套管组件中的第二管体2另一端的母扣5进行丝扣密封连接，形成油气井管；所述油气井管的内侧壁以及外侧壁上、公扣端部、母扣端部、公扣与母扣的接缝处均喷涂有防腐蚀涂层。
其中，所述母扣5为气体密封螺纹母扣，所述公扣4为气体密封螺纹公扣。
本实施例的一个优选方案为，所述第一管体1为金属管，所述第二管体2和第三管体3为不锈钢金属管。第二管件和第三管件采用不锈钢金属管，防腐能力高、防腐效果好。
本实施例还提供了一种可选方案为，所述第一管体1的内侧壁、外侧壁以及两端端面上形成有防腐蚀渗浸层，所述防腐蚀涂层喷涂在所述防腐蚀渗浸层外。防腐蚀渗浸层能够进一步增强管体的防腐蚀效果。
本实施例的一个优选方案为，所述第一管体1的长度与第二管体2和第三管体3的长度之和的比值大于5。
具体的，如图1～图6所示，本实施例的所述第一管体1、第二管体2和第三管体3的内径相同。
优选的，所述第二管体2为API标准13Cr(超级13Cr、3Cr)油气井管母扣接箍；或，第二管体2为API标准N80S(J55S、J55SS、N80SS、P110S、P110SS、T140S、T140SS)油气井管母扣接箍。
优选的，所述第一管体1为API标准油气井管带公扣光管，材质可包括J55、N80、P110、T140等。
优选的，所述第三管体3为API标准13Cr(超级13Cr、3Cr)油气井管公扣短接；或，第三管体为API标准N80S(J55S、J55SS、N80SS、P110S、P110SS、T140S、T140SS)油气井管公扣短接。
用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管简称KCL油气井管，利用符合API标准第一管体，利用符合API标准不锈钢防腐的第二管体，再利用符合API标准不锈钢防腐的第三管体，将三个部件进行重新组合，形成组合金属油气井管。KCL油气井管具有高的经济性。KCL油气井管结构上，是由低价位的第一管体和高价位的第二管体、第三管体连接形成的组合管，低价位的第一管体长度与高价位的第二管体、第三管体的长度之和比值大于5。与目前，油气田在用的不锈钢金属油气井管具有高的性价比、低成本防腐蚀经济优势。KCL油气井管的防腐覆盖率100％。组合管内外管壁、部件丝扣连接处、丝扣连接缝隙都具有防腐蚀能力。第一管体内外管壁面及端部靠高强防腐蚀涂层(或渗浸层)防腐，第二管体和第三管体靠不锈钢金属自身防腐。与目前，油气田在用的常规涂层(或渗浸层)防腐油气井管相比，无防腐盲点，具有高的防腐覆盖率。KCL油气井管丝扣连接处缝隙高的防腐可靠性。第一管体与第二管体、第二管体与第三管体，在工厂高温环境下，进行丝扣密封连接。然后，对第一管体公扣端头、与第二管体丝扣连接处缝隙进行高温防腐密封(或涂层)覆盖工艺处理。KCL油气井管所有部件都符合API标准，技术具有成熟性、油气田应用具有通识性、管柱串在油气井中工作具有高的安全可靠性。
本实施例很好地解决和平衡了含二氧化碳、硫化氢等酸性气体矿物的油气田，或酸性页岩油气田勘探、开发生产中，以往油气井使用的不锈钢金属防腐蚀油气井管柱串成本价格高或管壁内外喷粘涂层胶(或渗浸复合金属防腐渗浸层)防腐蚀效果不好的矛盾。本实施例用于酸性油气开发的复合防腐蚀油气井管具有防腐能力高，防腐效果好的优点，又具有成本价格低的优点。
本实施例还提供了一种用于酸性油气开发的复合防腐蚀油气井管的制备方法，包括以下步骤：
对第一管体1的内侧壁和外侧壁进行清洁除锈处理，对第一管体1的内侧壁和外侧壁进行加工，形成凸凹麻面结构，形成内外管壁微米级及以下尺寸凸凹麻面形管材；
将第一管体1一端的公扣4与一个第二管体2一端的母扣5在20℃～120℃(具体为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃)温度下进行丝扣密封连接，形成带有母扣接箍和公扣的第一套管组件；
将第三管体3一端的公扣4与另一个第二管体2一端的母扣5在20℃～120℃(具体为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃)温度下进行丝扣密封连接，形成带有母扣接箍和公扣的第二套管组件；
将第一套管组件的公扣4和第二套管组件的母扣5在20℃～120℃(具体为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃)温度下进行丝扣密封连接，形成油气井管；
对油气井管的内侧壁以及外侧壁上、公扣端部、母扣端部、公扣与母扣的接缝处均喷涂防腐蚀涂料，150℃～260℃(具体为150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃)温度烘烤后形成耐酸碱盐高强腐蚀的防腐蚀涂层。
进一步，在对第一管体1形成凸凹麻面结构后，将第一管体1的内侧壁、外侧壁以及两端端面在550℃～1100℃(具体为550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃)温度环境下进行渗浸工艺处理，形成100％覆盖表面的防腐蚀渗浸层。
本实施例用于酸性油气开发的复合防腐蚀油气井管的制备方法，制备的油气井管，防腐蚀效果好，成本价格低。
本实施例用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管及其制备方法，主要矛盾问题解决思路：1、耐腐蚀不锈钢金属管材本质防腐。油气井管接箍母扣(即第二管体)、本体公扣短节(即第一管体)及卡钳部位，采用专用耐腐蚀不锈钢金属管材，保证油气井管的接箍母扣和公扣短节丝扣及卡钳部位在井下防腐能力达到设计指标，从根本上解决油气井管接箍丝扣连接部位本质防腐问题。2、高强防腐蚀涂层(渗浸层)铠甲防腐。API标准常规油气井管本体与公扣部位内外管壁表面整体，采用抗260度高温高压高强胶涂层(或渗浸专用金属防腐渗透层)防腐蚀，保证API标准常规油气井管的本体和公扣部位在井下防腐蚀能力达到设计指标，同时，降低防腐蚀油气井管成本。3、内外管壁表面凸凹麻面粘牢涂层牢固防腐。API标准常规油气井管本体部位内外管壁表面整体，采用微米级或以下尺寸凸凹麻面外形，增强防腐胶涂层与油气井管表面粘接强度，提高防腐胶涂层与油气井管表面附着牢固能力。4、内外管壁表面形成高强度渗浸层牢固防腐。API标准常规油气井管本体部位内外管壁表面整体，采用渗浸工艺，在油气井管内外表面，形成高强度复合金属防腐渗透层，与油气井管内外表面附着牢固能力。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管，其特征在于，包括第一管体、第二管体和第三管体，所述第一管体的内侧壁以及外侧壁上均形成有凸凹麻面结构，所述第一管体的两端外侧壁上设有公扣，所述第二管体的两端内侧壁上设有母扣，所述第三管体的两端外侧壁上设有公扣；
所述第一管体一端的公扣与一个第二管体一端的母扣进行丝扣密封连接，形成第一套管组件；所述第三管体一端的公扣与另一个第二管体一端的母扣进行丝扣密封连接，形成第二套管组件；所述第一套管组件中的第一管体另一端的公扣与第二套管组件中的第二管体另一端的母扣进行丝扣密封连接，形成油气井管；所述油气井管的内侧壁以及外侧壁上、公扣端部、母扣端部、公扣与母扣的接缝处均喷涂有防腐蚀涂层。
2.根据权利要求1所述用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管，其特征在于，所述第一管体为金属管，所述第二管体和第三管体为不锈钢金属管。
3.根据权利要求1所述用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管，其特征在于，所述第一管体的内侧壁、外侧壁以及两端端面上形成有防腐蚀渗浸层，所述防腐蚀涂层喷涂在所述防腐蚀渗浸层外。
4.根据权利要求1所述用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管，其特征在于，所述第一管体的长度与第二管体和第三管体的长度之和的比值大于5。
5.根据权利要求1所述用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管，其特征在于，所述第一管体、第二管体和第三管体的内径相同。
6.根据权利要求1所述用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管，其特征在于，所述第二管体为API标准13Cr或超级13Cr或3Cr油气井管母扣接箍；
或，第二管体为API标准N80S或J55S或J55SS或N80SS或P110S或P110SS或T140S或T140SS油气井管母扣接箍。
7.根据权利要求1所述用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管，其特征在于，所述第一管体为API标准油气井管带公扣光管。
8.根据权利要求1所述用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管，其特征在于，所述第三管体为API标准13Cr或超级13Cr或3Cr油气井管公扣短接；
或，第三管体为API标准N80S或J55S或J55SS或N80SS或P110S或P110SS或T140S或T140SS油气井管公扣短接。
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| CN220134873U true CN220134873U (zh) | 2023-12-05 |
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2023
- 2023-05-09 CN CN202321092374.1U patent/CN220134873U/zh active Active
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