一种小直径排水采气管柱制造技术

本实用新型专利技术涉及一种小直径排水采气管柱；由井筒上部的45#碳钢构成的无缝管和接头，井筒下部5083铝合金构成的无缝管和接头，以及两者之间的绝缘转换接头组成，管柱为Φ38×4mm，井筒上部的45#碳钢构成的无缝管和接头长度在3000m，下部5083铝合金构成的无缝管和接头长度在1800m，该组合管柱可适用于4800m以内深井；该管柱的排水采气功能与连续油管相当，但成本仅为连续油管的40-50%，它是通过缩小气井的采气通道，提高气井携液能力，及时将地层水从井筒排出，恢复气井产能，延长生产期。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种小直径排水采气管柱；由井筒上部的45#碳钢构成的无缝管和接头，井筒下部5083铝合金构成的无缝管和接头，以及两者之间的绝缘转换接头组成，管柱为Φ38×4mm，井筒上部的45#碳钢构成的无缝管和接头长度在3000m，下部5083铝合金构成的无缝管和接头长度在1800m，该组合管柱可适用于4800m以内深井；该管柱的排水采气功能与连续油管相当，但成本仅为连续油管的40-50%，它是通过缩小气井的采气通道，提高气井携液能力，及时将地层水从井筒排出，恢复气井产能，延长生产期。【专利说明】一种小直径排水采气管柱
本技术涉及一种小直径排水采气管柱。
技术介绍
国内绝大部分低压低产气井在生产过程中，会有烃类凝析液或地层水流入井底。生产初期，地层压力大，携液能力强，产出水会随采出气带至地面。随着气井生产年数的增力口，地层能量自然减弱，使得气井携液能力越来越差，采出气会因流速过小而达不到连续携液的要求，导致井筒内积液不断增多，井底回压不断增大，有时甚至会将气井完全压死以致关井，直接影响到气井的产量和开采率。另外，随着井筒积液的增加，管柱的腐蚀会加剧，严重影响气井的运行安全和使用寿命。因此，选择合适的排水采气技术，及时将井筒积液排出，恢复气井正常生产十分重要。目前常用的排水采气技术主要有:泡沫排水采气、连续油管排水采气、柱塞气举、气举复产等，这些技术均有各自的特点和适用环境。如泡沫排水采气技术，虽然应用十分广泛，但主要是对于那些具有一定地层压力且产量大于0.8X IO4HiVd的积液气井效果明显，措施后产气量增幅约为30%左右。柱塞气举和气举复产技术主要适用于产气量小于0.3X 104m3/d的积液气井或着水淹停产气井，产气量增幅可达50%以上。连续油管排水采气技术，是通过缩小油管直径，来提高井筒中气流的携液能力，从而达到有效排出井底积液的目的，该技术对于产气量在0.3-0.8 X 104m3/d的积液气井有明显优势，可以使气井产量增幅70%以上，油套压差降低3.6MPa。从以上几种技术的对比可以看出，连续油管排水采气技术的增产效果最为明显，是目前最具潜力的排水采气技术之一。但是，由于连续油管的价格较高，且需要配套专业的作业工具，单井施工费用一般在45万元以上，很大程度上限制了该技术的应用和推广。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种低成本的小直径排水采气管柱，提高气井携液能力，及时将地层水从井筒排出，恢复气井产能，延长生产期，管柱成本仅为连续油管的40-50%ο本技术所述的小直径排水采气管柱由井筒上部的45#碳钢构成的无缝管和接头，井筒下部5083铝合金构成的无缝管和接头，以及两者之间的绝缘转换接头连接组成，管柱为Φ 38 X 4mm,井筒上部的45#碳钢构成的无缝管和接头长度在3000m，井筒下部5083铝合金构成的无缝管和接头长度在1800m。绝缘转换接头由上接头、绝缘填料、勾套、螺纹、绝缘垫、绝缘圈、绝缘密封垫、夕卜套、下接头、-内凸缘、O形密封圈组成；上接头由管柱和管柱下端管外壁上设有的凸缘构成，凸缘的外表面呈八边形状，绝缘圈内表面呈与其相对应的八边形卡在凸缘的外表面，上接头管外壁上依次由绝缘填料、绝缘垫、绝缘圈、绝缘密封垫，O形密封圈密封；下接头由管柱和管柱上端的铝合金构成的外套组成，绝缘圈的外表面呈八边形状，铝合金构成的外套的内环勾槽表面呈与其对应的八边形卡在绝缘圈的外表面；勾套嵌在绝缘填料的勾槽中，外表面上设有螺纹，铝合金构成的外套与勾套螺纹连接；上接头管柱上端设有内螺纹，下接头下端管柱设有外螺纹。铝金外套合的内环勾槽表面呈八边形，与此对应装配的碳钢内凸缘的外形也呈八边形，两者之间通过绝缘套装配后，可有效防止上下管柱间的转动弯扭松扣，提高接头绝缘性能；铝合金外套与碳钢内凸缘外周对应啮合面进行阳极化氧化处理；铝合金外套的勾套采用直螺纹与外套连接。绝缘接头按从下往的顺序装配后，灌注环氧树脂，上紧勾套，最后用热收缩套作为接头护套。无缝管I的材质有两种:一种为45#碳钢，所述的45#碳钢化学成分(质量分数)为:C042-0.50%、Si0.17-0.37%、Mn0.50-0.80%、Cr ( 0.25%、Ni ( 0.30%、Cu ( 0.25%、S^0.35%、P^0.35%、其余Fe ;另一种为5083铝合金无缝管，所述的5083铝合金化学成分(质量分数)为:Mg4.0-4.9%、Si2-3.8%、Fe0.4%、Cu0.17%、Mn0.3-1.0%、Cr0.05-0.25%、Zn0.25%、Ti0.15%、其余Al。所述小直径排水采气管柱的规格为Φ38Χ4πιπι。小直径排水采气管柱的接头2通过管端热处理、墩粗、车扣、检测等工序加工而成，扣型选择油管常用梯形螺纹，最大抗拉伸载荷可达350kN，抗内压能力达65MPa，气密封性能良好。对Φ38Χ4πιπι管柱的拉伸强度进行校核，45#碳钢的最小屈服强度为353MPa，5083铝合金的最小屈服强度 为211MPa。按照平端管油管公式，油管的单位质量Wpe为:Wpe=3.14*P *(D-t)t (公式 I)式中，p为油管密度，45#钢密度为7.80g/cm3，5083铝合金密度为2.72g/cm3;D为油管外径；t为油管厚度。由公式I可以得出，45#碳钢管单位长度质量为:3.33kg/m ；5083铝合金管单位长度质量为:1.16kg/m。由此可知，在屈服强度范围内，油管的最大下深H为: Os * 5(公式 2)I ,I * λ* Wpe式中，Ss为油管屈服强度，45#钢屈服强度为353MPa，5083铝合金屈服强度为21IMPa ；S为油管的横截面积，此规格油管横截面积为427.04mm2 ；a为安全系数，通常取1.5。由公式2可以得出，单独使用45#碳钢油管最大下深为3078m，单独使用5083铝合金管最大下深为1840m。因此，小直径排水采气管柱的下入方式按气井深度可以有2种结构:当井深< 3000米时，全井段采用45#碳钢无缝管(I)及其接头(2)，采用接单根方式下入。当井深> 3000米时，管柱采用组合方式下入，井筒上部采用45#碳钢无缝管(I)及其接头(2);下部采用5083铝合金无缝管(I)及其接头(2)，采用接单根方式下入。两种油管之间采用绝缘接头(3)过渡，避免电偶腐蚀发生。关于每种材质油管的长度可根据公式2计算，由于5083铝合金无缝管价格高于45#碳钢无缝管，因此5083铝合金无缝管的用量要适中，安全系数取1.5即可。本技术的有益效果:(I)小直径排水采气管柱成本低，仅为连续油管成本的40-50%。 (2)小直径排水采气管柱可以显著提高气井携液能力，及时将地层水从井筒排出，恢复气井产能，延长生产期。(3)绝缘转换接头满足上部碳钢管柱与下部铝合金管柱的转换连接强度，适应高温高压气井内作业与生产环境，不发生周向转动失效，保证铝合金管与上部碳钢管材的电性绝缘，避免直接连接导致的电偶腐蚀。(4)两种管柱的组合式下入方式可以满足4800米以内深井的排水采气需求，管柱整体重量较轻。【专利附图】【附图说明】图1是无缝管I和接头2的结构示意图。图1中，1.无缝管，2.接头。图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小直径排水采气管柱，其特征在于：由井筒上部的45#碳钢构成的无缝管和接头，井筒下部5083铝合金构成的无缝管和接头，以及两者之间的绝缘转换接头组成，管柱为Φ38×4mm，井筒上部的45#碳钢构成的无缝管和接头长度在3000m以内，下部5083铝合金构成的无缝管和接头长度在1800m以内，组合管柱可适用于4800m以内深井； 所述的绝缘转换接头由上接头、绝缘填料、勾套、螺纹、绝缘垫、绝缘圈、绝缘密封垫、外套、下接头、‑内凸缘、O形密封圈组成；上接头由管柱和管柱下端管外壁上设有的凸缘构成，凸缘的外表面呈八边形状，绝缘圈内表面呈与其相对应的八边形卡在凸缘的外表面，上接头管外壁上依次由绝缘填料、绝缘垫、绝缘圈、绝缘密封垫，O形密封圈密封；下接头由管柱和管柱上端的铝合金构成的外套组成，绝缘圈的外表面呈八边形状，铝合金构成的外套的内环勾槽表面呈与其对应的八边形卡在绝缘圈的外表面；勾套嵌在绝缘填料的勾槽中，外表面上设有螺纹，铝合金构成的外套与勾套螺纹连接；上接头管柱上端设有内螺纹，下接头下端管柱设有外螺纹。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：奚运涛，慕立俊，付钢旦，杨全安，李琼玮，李明星，董晓焕，程碧海，李慧，张振云，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11