石油套管簡稱套管,是石油用管中的一種。石油中的用管我們統稱為石油管,石油管包括成品的油套管、鉆桿、鉆鋌、接箍及短桿等。
套管是支撐油、氣井井壁的鋼管。每一口井根據不同的鉆井深度和地質情況,要使用幾層套管。套管下井后要采用水泥固井,它與油管、鉆桿不同,不可以重復使用,屬于一次性消耗材料。所以,套管的消耗量占全部油井管的70%以上。套管按使用情況可分為:導管、表層套管、技術套管和油層套管,它們在油井中的結構見圖1。導套:主要用于海洋、沙漠中鉆井,用以隔開海水和砂子,鉆井順利進行,這層套管的主要規格為:∮762mm(30in) ×25.4mm、∮762mm(30in)×19.06mm。表層套管:主要用于次開鉆,鉆開地表松軟地層到基巖,為了封隔這部分地層不致坍塌,需用表層套管進行封固。表層套管的主要規格:508mm(20in)、406.4mm(16in)、339.73mm(13-3/8in)、273.05mm(10-3/4in)、244.48mm(9-5/9in)等。下管深度取決于松軟地層的深度,一般為80~1500m。其承受的外壓和內壓都不大,一般多采用K55鋼級或N80鋼級。技術套管技術套管用在復雜地層的鉆進過程中,當遇到坍塌層、油層、氣層、水層、漏失層、鹽膏層等復雜部位時,都需要下技術套管封固,否則鉆井就無法進行。有的井地層深而復雜,而且下井深度達數千米,這種深井需要下好幾層技術套管,其力學性能和密封性能要求都很高,采用的鋼級也較高,除K55以外,更多是采用N80和P110鋼級,有些深井還采用Q125甚至更高的非API鋼級如V150。技術套管的主要規格有: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。 當鉆井鉆到目的層(含油、氣的層位),需用油層套管將油氣層及上部裸露地層全部封住,油層套管內部是油層。油層套管在各類套管中下井深度深,其力學性能和密封性能要求也是較高,采用鋼級有K55、N80、P110、Q125、V150等。油層套管的主要規格有:177.8mm(7in)、168.28mm(6-5/8in)、139.7mm(5-1/2in)、127mm(5in)、114.3mm(4-1/2in)等。
2、套管規格
套管常用規格見表10。
3、套管用接箍尺寸
圓螺紋套管和偏梯形螺紋套管用標準接箍尺寸和重量見表11。
4、套管長度
套管的長度范圍見表12。雖然API 5CT標準規定了三個范圍,但實際上國內外套管交貨長度均使用R3范圍,國內市場一般為10.5~11.0m,國際市場一般為42~44ft(12.77~13.38m)。
5、套管鋼級及化學成份
套管的鋼級有H40、J55、K55、M65、N80、L80、C90、C95、T95、P110、Q125、V150。
H40為較低鋼級,市場上已極少使用。
J55和K55的屈服強度屬同一級別,二者區別在于K55的抗拉強度高于J55。
N80分為N80-1和N80Q。
L80分為L80-1、L80-9Cr和L80-13Cr。
C90分為C90-1和C90-2。
Q125分為Q125-1、Q125-2、Q125-3和Q125-4。
V150是非API高強度鋼級,主要用于深井、超深井。
API標準對套管的化學成分的要求見表6。同油管一樣,API標準對套管的化學成分也是一個范圍很寬的指導性文件,各生產廠家均有自已的套管專用牌號。