隨著油田開采環(huán)境變化，深井、超深井、高壓氣井、熱采井、大位移井、復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)井等井況對油套管的連接強(qiáng)度和密封性能提出了更高的要求。
API圓螺紋氣密封性能低，螺紋部分的連接強(qiáng)度只有管體60~80%。API偏梯形螺紋盡管其連接強(qiáng)度較 高，但是螺紋的密封性能不理想。
國內(nèi)使用的特殊連接結(jié)構(gòu)油管主要依賴于進(jìn)口，只有少數(shù)技術(shù)實力較強(qiáng)的單位進(jìn)行了該產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)。 國外特殊扣研究從60年代VAM開始，發(fā)展到目前國外已經(jīng)有30多家，100多種專利產(chǎn)品，適用于鉆采的各種 情況。國外特殊扣使用占其油套管使用量的22％，歐洲高達(dá)60％。
為滿足油氣田開采日趨對螺紋連接強(qiáng)度、密封性能等的需要，常寶成功開發(fā)了CB系列特殊螺紋接頭，同時也與國外相關(guān)公司進(jìn)行合作開發(fā)了多種適用于不同使用環(huán)境下的特殊扣產(chǎn)品。國內(nèi)的大慶、吉林、大港、長 慶、西南、勝利、冀東等油田都已使用常寶的特殊螺紋接頭油套管。國外的Rosneft、Lukoil、厄瓜多爾國家 石油公司、TNK-BP、哥倫比亞國家石油公司、委內(nèi)瑞拉國家石油公司等均使用過。
常寶特殊扣命名方式
CB+功能代碼+系列代碼，CB=常寶CHANGBAO，公司名簡稱； 單臺肩雙金屬氣密封連接，以SEAL的首字母S代表； API無接箍直連型套管，以extreme-line casing的字母X代表； API整體接頭油管，以integral joint tubing的字母IJ代表； 加厚直連型連接，以Semi-Flush的首字母SF為代表； 高扭矩連接，以High Toque的首字母HT為代表； 高抗壓縮連接，以High Compression的首字母HC為代表； 雙臺肩同錐度連接，以Two-Step-Toque的首字母TS為代表； 雙臺肩變錐度連接，以Two-Step-Tapered的首字母TSTA為代表；
高溫高壓連接，以High Pressure and High Temperature的首字母HP為代表；
……
系列代碼
用阿表示拉伯?dāng)?shù)字1、2、3.……表示同一功能扣型下的不同類型。
常寶目前已經(jīng)開發(fā)出的特殊扣型包括
CBS1、CBS2、CBS3（已經(jīng)通過ISO13679-CAL IV評價）；CBS1-OV氣密封對頂扣；CBS3C； CBX；CBIJ；CB-EU-HT；
CB-SF；CB-FJ；CBTS；
合作扣型有Flush-Max，F(xiàn)lash-MaxⅡ/Ⅲ，Super-Max，Super-MaxTS/TS2， MO-EU-PA，MO-CSG-PA，GEOCONN等。
適用產(chǎn)品鋼級
本公司特殊扣適用于本公司生產(chǎn)的各個鋼級。
自主開發(fā)特殊扣
CBS1特殊扣結(jié)構(gòu)特點
考慮到國內(nèi)外油田油氣井開發(fā)需要，常寶CBS1特殊扣扣型設(shè)計具有以下特點：
| 1）接頭強(qiáng)度高——帶接箍連接 |  |
| 2）螺紋連接強(qiáng)度高——偏梯形螺紋（油管每英寸8牙，每英寸套管5牙） | |
| 3）氣密封性能好——雙金屬密封結(jié)構(gòu) | |
4）無渦流和沖刷——內(nèi)孔平滑過渡 | |
| 5）抗粘扣性能好——接箍螺紋和密封面經(jīng)鍍銅合金處理 |
應(yīng)用范圍
深井、超深井
高壓氣井
定向井、復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)井等要求連接強(qiáng)度和密封性能較高的油氣井
抗腐蝕井
常規(guī)規(guī)格CBS1氣密型特殊扣油套管參數(shù)與性能
| 規(guī)格 | 鋼級 | 接箍外徑（mm） | 損失長度（mm） | 管體屈服強(qiáng)度（kN） | 接頭連接屈服強(qiáng)度（kN） | 內(nèi)屈服壓力（MPa） | 抗擠強(qiáng)度（MPa） | 氣密封性能（MPa） | ||
| 外徑 | 壁厚 | A | B | |||||||
| 73.03 | 5.51 | 110 | 88.90 | 66.1 | 886 | 886 | 100.1 | 100.3 | 73.6 | 73.3 |
| 139.7 | 9.17 | 110 | 153.70 | 120.3 | 2853 | 2853 | 87.2 | 76.6 | 85.8 | 64.4 |
氣密封性能欄之A項為按API RP 5C5之3.3.4（最終內(nèi)壓循環(huán)與熱循環(huán)試驗，熱循環(huán)溫度177℃） 的試驗結(jié)果，B項為按TGRC1（彎曲、拉伸條件下氣密封試驗，彎曲狗腿度20°/30m，復(fù)合應(yīng)力達(dá)到 管體屈服應(yīng)力85％）的試驗結(jié)果。
實物性能及應(yīng)用
常寶CB110S-13Cr特殊扣油套管已在中石油油田二氧化碳腐蝕氣井使用，產(chǎn)品實物性能如下表。
| 規(guī)格 | 鋼級 | 屈服強(qiáng)度（MPa） | 抗擠強(qiáng)度（MPa） | Akv(T-10-0) | 硬度（HRC） | 扣型 | |
| 外徑 | 壁厚 | ||||||
| 73.03 | 5.51 | CB110S-13Cr | 823 | 986 | 120 | ≤32 | CBS1 |
| 139.7 | 9.17 | 860 | 979 | ||||
使用環(huán)境：地層壓力41.4-43.2MPa，地層溫度122-140℃，CO2含量平均26.77%，地層水總礦化度1215.4-13775.3mg/L，氯離子含量為287.8-3438.9 mg/L。
檢測報告
CBS2特殊扣結(jié)構(gòu)特點：
扣型特點/ 金屬過盈密封/Metal-to-metal seal ?特定的短錐面金屬過盈密封設(shè)計，使該油管接頭金屬過盈 密封處的面壓優(yōu)化、可靠。 ?按規(guī)定扭矩上扣后，該油管即使在承受拉伸、壓縮及彎曲 等載荷時，其接頭連接處仍具有良好的氣密封性能。 |  |
扭矩臺肩/Torque shoulder ?設(shè)置扭矩臺肩面，有利于準(zhǔn)確控制接頭的擰接位置，并降 低接頭連接部位的環(huán)向應(yīng)力。 ?-20°扭矩臺肩面，可提高接頭擰接后的自鎖效應(yīng)。 | |
螺紋設(shè)計/Thread design ?螺紋齒形的承載側(cè)為3°，該角度可消除油管在受拉伸載荷 時可能出現(xiàn)的接頭滑脫失效，使其螺紋接頭具有良好的連 接強(qiáng)度。 ?多種螺距設(shè)計，可提高接頭連接時的上扣速度。 ?螺紋的連接扣數(shù)較多，可優(yōu)化油管承載時其接頭連接部位 的應(yīng)力分布。 | |
內(nèi)平連接/ ?接箍的與管子擰接，二者的內(nèi)孔間呈無臺肩連續(xù)連接；可 消除管內(nèi)流體在經(jīng)過接頭時可能會產(chǎn)生的紊流等問題。 | |
接箍設(shè)計/Coupling design ?在確保油管接頭連接效率≥100%的前提下，接箍的外徑 和長度均經(jīng)優(yōu)化設(shè)計，盡可能地減小了該油管接頭的尺 寸。 | |
表面處理/ ?接箍的密封面、扭矩臺肩面、螺紋齒形等處均鍍有特殊設(shè) 計的、均勻的銅合金鍍層，可極大地提高該螺紋接頭上卸 扣時的抗粘扣性能。 |
特殊選項/Options
結(jié)合用戶可能的一些特殊使用要求，該油管可在其標(biāo)準(zhǔn)接箍型的基礎(chǔ)上作一些特殊的改變，這些改變的選項如下。
?特殊間隙接箍 可提供同規(guī)格、同扣型的特殊間隙接箍（其接箍外徑小于標(biāo)準(zhǔn)接箍）油管。
?特殊倒角接箍 可提供同規(guī)格、同扣型的特殊倒角接箍（其接箍外倒角的角度有別于標(biāo)準(zhǔn)接箍）油管。
適用范圍/Benefits
?深井、水平井、大位移井、高壓氣井和抗應(yīng)力腐蝕井等。
CBS3特殊扣結(jié)構(gòu)特點：
 | 設(shè)計特點： >公扣齒峰上的間隙增大 ? 螺紋密封脂分布均勻 機(jī)械性能特點： |
合作開發(fā) Integ-max特殊扣
Integ-max 特殊扣為常寶與日本Metalone公司合作開發(fā)的特殊扣型。該特殊扣主要用于廢棄 井和難下鉆及大傾斜井的采油作業(yè)（如俄羅斯第三大油田TNK-BP） ，一般用在小套管和油管連接部位
結(jié)構(gòu)特點
1）規(guī)格范圍:60.32-114.3mm
2）端部加厚——管端外加厚，保證連接強(qiáng)度。
3）整體式連接——鋼管采用整體直連，不使用接箍。
4）雙臺肩密封——雙臺肩設(shè)計抗過扭矩，保證密封性能。
5）采用非API標(biāo)準(zhǔn)偏梯形螺紋，導(dǎo)向面45度，承載面2度。
6）抗彎、抗粘扣能力強(qiáng)
7）公端和母端表面均進(jìn)行磷化或噴砂表面處理。
抗彎曲模型分析
上扣（B0）后軸向應(yīng)力
結(jié)果評價
1.彎曲載荷下臺階不張開
1) 用臺階接觸指數(shù)（SCI）來驗證臺階是閉合還是張開： SCI ( ksi-inch ) =接觸壓力×臺階寬度
2) 只要SCI是正值，臺階就是閉合的。
2. 絲扣上的軸向應(yīng)力不屈服
應(yīng)用范圍
定向井、復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)井等要求連接強(qiáng)度和密封性能較高的油氣井； 廢棄井修復(fù)開采；
深井、超深井、氣井。
使用性能
1、連接強(qiáng)度
拉伸屈服載荷 = 80 %管體屈服強(qiáng)度 抗壓縮性= 80%管體屈服強(qiáng)度
2、密封性能 螺紋密封連接,母扣與公扣雙臺肩密封處亦可起到密封作用。
3、復(fù)合承載能力 采用逆向扭矩臺肩和直角扭矩臺肩相結(jié)合，使接頭抗壓縮、抗彎曲、抗過扭矩能力強(qiáng)，同時在
彎曲及復(fù)合載荷作用下，仍能保持臺肩面上的表面壓力。
4、內(nèi)平滑設(shè)計可有效減少氣體或液體在管道內(nèi)的沖刷和紊流現(xiàn)象，減少能量損失和沖蝕。
5、高抗彎曲性 ，達(dá)到 45 DLS/ 30 m。
6、抗擠毀符合API抗擠毀壓力
INTEGMAX 性能特性
Pipe Body | Collapse | Internal yield pressure | Minimum Yield Load | |||||
Outside | Nominal | Wall | J55 | L80 N80 | J55 | L80 | J55 | L80 |
mm | Kg/m | mm | MPa | MPa | MPa | MPa | ton | ton |
114.3 | 18.9 | 6.91 | 36.5 | 47.2 | 30.6 | 44.5 | 76.0 | 110.6 |
102.0 | 16.4 | 6.65 | 45.4 | 60.7 | 34.8 | 50.6 | 48.7 | 70.9 |
89.0 | 13.9 | 6.45 | 51.0 | 72.7 | 38.5 | 56.1 | 39.8 | 58.1 |
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