一种油田腐蚀监测用挂环器及其尺寸确定方法技术

本发明专利技术提供一种油田腐蚀监测用挂环器及其尺寸确定方法。挂环器与井下油管串接，包括内接头和外接头，外接头的内壁设有内台阶部，内台阶部与内接头的一端围合形成有内环挂置槽；内接头的外壁设有外台阶部，外台阶部与外接头的一端围合形成有外环挂置槽；内环挂置槽和外环挂置槽的壁厚均大于井下油管的壁厚，且内环挂置槽和外环挂置槽的高度以控制形状突变、避免引起挂环器腐蚀开裂为标准选择的高度。挂环器尺寸确定方法包括如下步骤：根据井下油管的内径和壁厚确定内接头的尺寸信息；根据内接头的尺寸信息确定外接头的尺寸信息；验证挂环器是否满足挂环器应力要求。本发明专利技术具有缓解挂环器应力集中，避免挂环器腐蚀开裂和管道失效等优点。道失效等优点。道失效等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种油田腐蚀监测用挂环器及其尺寸确定方法


[0001]本专利技术涉及油气管线和设备腐蚀防护领域，尤其涉及一种油田腐蚀监测用挂环器及其尺寸确定方法。

技术介绍

[0002]井下挂环法是指将用于腐蚀监测的试环(包括内环和外环)设置在专门为之设计的挂环器上，挂环器在油井提管柱作业时随井下油管下入井筒，下一次作业时再随井下油管一起取出，以定性监测和定量计算出井下工况条件下介质对油管的腐蚀状况。采用井下挂环技术监测的井下腐蚀状况完全和井下油管的腐蚀状况相吻合，监测的腐蚀数据真实可靠；同时，该技术既可以监测井下油管的内腐蚀情况，又可以监测井下油管的外环空腐蚀情况，具有良好的腐蚀监测效果。
[0003]目前，现有的挂环器通常只要求满足井下腐蚀监测的功能需求即可，并未考虑实际服役时的安全隐患问题。具体讲，挂环器为固定试环，通常需在挂环器上加工凹槽，而挂环器的凹槽处极易在井下油管重力引起的拉伸载荷作用下出现应力集中问题，局部区域甚至可能高于屈服强度，导致在与井下油管相同的腐蚀环境下，挂环器更容易发生腐蚀开裂，进而引起管道失效风险，特别是在高H2S分压等材料开裂敏感的环境下更加明显，其安全生产隐患大，无法保证井下腐蚀监测的可靠、安全运行，且经济损失大。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种缓解挂环器应力集中，避免挂环器腐蚀开裂和管道失效的油田腐蚀监测用挂环器及其尺寸确定方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种油田腐蚀监测用挂环器，与井下油管串接，包括相互套接的内接头和外接头，其中，所述外接头的内壁设有内台阶部，所述内台阶部与所述内接头的一端围合形成有内环挂置槽；所述内接头的外壁设有外台阶部，所述外台阶部与所述外接头的一端围合形成有外环挂置槽；所述内环挂置槽和外环挂置槽的壁厚均大于所述井下油管的壁厚，且所述内环挂置槽和外环挂置槽的高度以控制形状突变、避免引起挂环器腐蚀开裂为标准选择的高度。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进：
[0008]所述井下油管的壁厚与所述外环挂置槽的壁厚之比为1：1.1～1.4；所述外环挂置槽的壁厚与所述外台阶部的壁厚之比为1：1.1～1.7。
[0009]所述内接头的内径与所述井下油管的内径相等。
[0010]所述外接头的外表面与所述外台阶部的外表面平齐；所述外环挂置槽内安装有外环，所述外环的厚度与所述外环挂置槽的高度相等。
[0011]所述外接头的外径与所述外台阶部的外径相等，所述内台阶部的内径与所述内接头的内径相等。
[0012]所述内环挂置槽的壁厚与所述内台阶部的壁厚之比为1：1.1＜1.3。
[0013]所述内接头的内表面与所述内台阶部的内表面平齐；所述内环挂置槽内安装有内环，所述内环的厚度与所述内环挂置槽的高度相等。
[0014]所述内环挂置槽和所述外环挂置槽的底面与侧面的夹角均为缓解应力集中的圆弧角。
[0015]所述圆弧角的半径等于所述内环挂置槽或外环挂置槽的高度。
[0016]一种上述所述的油田腐蚀监测用挂环器的尺寸确定方法，包括如下步骤：
[0017](1)根据井下油管的内径和壁厚，并利用井下油管与内接头的尺寸比例关系，确定内接头内径、外环挂置槽壁厚及外台阶部壁厚的尺寸信息；
[0018](2)根据内接头的内径、外环挂置槽壁厚及外台阶部壁厚，利用内接头与外接头的尺寸比例关系，确定外接头内径、内环挂置槽壁厚及内台阶部壁厚的尺寸信息；
[0019](3)验证挂环器内壁最大应力是否小于井下油管应力，若是，则满足挂环器应力要求。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0021]本专利技术在挂环器的内外设置有内环挂置槽和外环挂置槽，且内环挂置槽和外环挂置槽的壁厚均大于井下油管的壁厚，即本专利技术加大内环挂置槽和外环挂置槽的壁厚，使得挂环器挂置槽处的应力大于井下油管的应力，以避免了挂环器设置挂置槽后应力水平低于井下油管存在的应力集中问题，使得挂环器在与井下油管相同的腐蚀环境下不易发生腐蚀开裂；同时，内环挂置槽和外环挂置槽的高度以控制形状突变、避免引起挂环器腐蚀开裂为标准选择的高度，即本专利技术通过控制挂置槽的高度避免挂置槽高度过高、形状突变过大引起的应力集中现象，在保证内环和外环可靠安装的同时，尽量缩小内环挂置槽和外环挂置槽的高度，以控制形状突变、减小应力集中。
[0022]本专利技术通过内环挂置槽和外环挂置槽壁厚和高度的尺寸限定，使得挂环器内壁的最大应力有效降低至低于井下油管的应力，有效缓解了挂环器服役时的应力集中现象，降低了挂环器的腐蚀开裂和管道失效风险，以减小损失、保证井下腐蚀监测的可靠、安全运行，满足油田现场腐蚀监测需求。
[0023]同时，本专利技术的挂环器尺寸确定方法同样具有上述优点，且本专利技术将挂环器尺寸与井下油管建立联系，根据井下油管的尺寸信息确定挂环器内接头的尺寸信息，之后根据内接头的尺寸信息确认外接头的尺寸信息，其尺寸确认方法简便，通过挂环器尺寸限定可有效降低应力集中，可广泛应用于高腐蚀开裂风险的油田井下环境。
附图说明
[0024]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0025]图1是本专利技术油田腐蚀监测用挂环器的剖视图。
[0026]图2是本专利技术油田腐蚀监测用挂环器尺寸确定方法的流程图。
[0027]图中各标号表示：
[0028]1、内接头；11、外台阶部；12、外环挂置槽；2、外接头；21、内台阶部；22、内环挂置槽；3、圆弧角；4、外环；5、内环。
具体实施方式
[0029]下面将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。
[0030]如图1所示，本实施例的油田腐蚀监测用挂环器，挂环器与井下油管串接，并随井下油管下入和取出。油田腐蚀监测用挂环器包括相互套接的内接头1和外接头2。其中，外接头2的内壁设有内台阶部21，内台阶部21与内接头1的一端围合形成有内环挂置槽22，以起到固定安装内环5的作用；内接头1的外壁设有外台阶部11，外台阶部11与外接头2的一端围合形成有外环挂置槽12，以起到固定安装外环4的作用。
[0031]本实施例中，内环挂置槽22和外环挂置槽12的壁厚均大于井下油管的壁厚，即本专利技术加大了内环挂置槽22和外环挂置槽12的壁厚，使得内环挂置槽22和外环挂置槽12处的应力大于井下油管的应力，以避免了挂环器设置挂置槽后应力水平低于井下油管存在的应力集中问题，使得挂环器在与井下油管相同的腐蚀环境下不易发生腐蚀开裂。同时，内环挂置槽22和外环挂置槽12的高度以控制形状突变、避免引起挂环器腐蚀开裂为标准选择的高度，即本专利技术通过控制挂置槽的高度避免挂置槽高度过高、形状突变过大引起的应力集中现象，在保证内环5和外环4可靠安装的同时，尽量缩小内环挂置槽22和外环挂置槽12的高度，以控制形状突变、减小应力集中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油田腐蚀监测用挂环器，与井下油管串接，其特征在于，包括相互套接的内接头和外接头，其中，所述外接头的内壁设有内台阶部，所述内台阶部与所述内接头的一端围合形成有内环挂置槽；所述内接头的外壁设有外台阶部，所述外台阶部与所述外接头的一端围合形成有外环挂置槽；所述内环挂置槽和外环挂置槽的壁厚均大于所述井下油管的壁厚，且所述内环挂置槽和外环挂置槽的高度以控制形状突变、避免引起挂环器腐蚀开裂为标准选择的高度。2.根据权利要求1所述的油田腐蚀监测用挂环器，其特征在于，所述井下油管的壁厚与所述外环挂置槽的壁厚之比为1：1.1～1.4；所述外环挂置槽的壁厚与所述外台阶部的壁厚之比为1：1.1～1.7。3.根据权利要求1所述的油田腐蚀监测用挂环器，其特征在于，所述内接头的内径与所述井下油管的内径相等。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的油田腐蚀监测用挂环器，其特征在于，所述外接头的外表面与所述外台阶部的外表面平齐；所述外环挂置槽内安装有外环，所述外环的厚度与所述外环挂置槽的高度相等。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的油田腐蚀监测用挂环器，其特征在于，所述外接头的外径与所述外台阶部的外径相等，所述内台阶部的内径与所述内...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海洋，李芳，胡广强，刘斌，张建军，曾文广，张江江，冯一波，郭玉洁，孙海礁，刘青山，刘强，高秋英，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司西北油田分公司，
类型：发明
国别省市：