石油篩管

石油篩管的主要作用就是防沙，由于開采石油使油井所處的地質(zhì)，沙層不同所采用的管子的鋼級(jí)和種類不同。在石油鉆采作業(yè)中，篩管是一種重要的器材，常采用先期完井或采油防砂。目前，使用較多的篩管是繞絲篩管。這種篩管的制造方法是：在均勻分布于周圍篩桿上或開孔的金屬襯管上纏繞某種截面的鋼絲并焊牢，并留出一定的縫隙作為篩孔。雖然這種制造方法在國(guó)內(nèi)已被眾多廠家使用，但是這種篩管在下井時(shí)存在一些問(wèn)題，尤其在強(qiáng)壓通過(guò)大斜度井或水平井的彎段時(shí)，不可避免地要與井壁或套管發(fā)生碰撞、擠壓和摩擦，容易出現(xiàn)“亂絲”現(xiàn)象，造成篩管損壞或縫隙變形，致使完井質(zhì)量和防砂效果降低或失效，針對(duì)繞絲篩管的這一弊端，管、縫一體的割縫篩管出現(xiàn)了。由于割縫篩管得性能優(yōu)越且價(jià)格低廉，它一出現(xiàn)就受到各大油田的高度重視并被廣泛采用?？梢姡羁p篩管的出現(xiàn)為水平井和側(cè)鉆井的發(fā)展及高砂油藏的石油開采提供了物質(zhì)條件。

石油套管按照不同的使用方式可大致分為一、表層套管。二、中間套管。三、生產(chǎn)套管。四、鉆井套管。表面套管主要是：通過(guò)在頂部安裝的套管頭，來(lái)懸掛和支撐后續(xù)各層套管。還有就是將地表淺水層和前部復(fù)雜地層隔離，保護(hù)鉆井不受淺水層的污染。中間套管或者說(shuō)是技術(shù)套管，就是用來(lái)將不同地層壓力的層系或是容易塌陷和容易漏水的復(fù)雜地層隔離。生產(chǎn)套管是用來(lái)保護(hù)生產(chǎn)層的，還有將油氣從生產(chǎn)層輸送至地面所提供的通道。鉆井襯管是用來(lái)減輕套管時(shí)和固井后，所生產(chǎn)后的鉆機(jī)負(fù)荷和套管后的負(fù)荷，節(jié)省套管和水泥，減少固井的成本。在行業(yè)和領(lǐng)域的使用中，石油套管展現(xiàn)了重要的作用和良好性能。

傳統(tǒng)的石油篩管得加工方法有以下幾種：

1方法一：

激光切割法：其加工方法就是用利用極高能量密度的激光束掃描石油篩管表面，基于激光切割的基本原理切出合格的切縫。該方法的優(yōu)點(diǎn)是切縫的縫寬規(guī)則，縫中無(wú)掛渣，切縫質(zhì)量好，并且還可以切割出梯形縫、折線縫、超寬縫等復(fù)雜的縫形。此外，激光切割還具有噪聲低、效率高和成本低等優(yōu)點(diǎn)。

2方法二：

電化學(xué)及機(jī)械加工復(fù)合加工法：其加工過(guò)程大致如下：利用電化學(xué)腐蝕原理，在管的內(nèi)壁腐蝕出與割縫尺寸相同的盲槽，然后，用超聲測(cè)厚儀在管外壁不接觸地測(cè)出槽的中心線，最后，用銑刀激昂盲槽銑穿，形成割縫。該方法效率低，后續(xù)清洗任務(wù)繁重，基本上不適合大批量生產(chǎn)。

3方法三：

陶瓷刀片切割法：其加工方法就是用陶瓷刀片把割縫“銑削”出來(lái)。該方法的關(guān)鍵就是陶瓷刀片的制作工藝。雖然該方法目前有一定的使用范圍，但是它存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：效率低，成本高，刀片進(jìn)給速度慢且易損壞需頻繁更換，割縫形狀單一，不能切割梯形縫、曲線縫和折線縫。

4方法四：

金屬塊鑲嵌法：其制造工藝就是在管上割縫處用機(jī)械加工出比預(yù)定要求寬得多的開口，然后再開口中嵌入稍窄的金屬塊并焊牢形成割縫。該方法工序多，效率低，成本高，有時(shí)還會(huì)影響篩管的強(qiáng)度。

割縫篩管激光加工原理:篩管割縫的加工就是在高強(qiáng)度的合金鋼管上切割出按一定規(guī)律分布的數(shù)千條縫隙。常用縫隙規(guī)格為：縫口寬度0.15～3mm：縫隙長(zhǎng)度50～300mm：縫形截面主要為矩形和梯形。切割時(shí)利用經(jīng)聚焦的高密度激光束照射篩管需要加工部位，同時(shí)輔助同軸吹氧，激光束的能量被材料吸收，引起照射處材料表面溫度急劇上升，使管體材料熔融或汽化，并形成孔洞。當(dāng)光束與工件沿一定軌跡作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可在管體上加工出一定形狀的切縫。

激光加工與傳統(tǒng)機(jī)械加下方法相比具有很多優(yōu)點(diǎn)：①激光切割的切縫窄，最小縫口寬度可以達(dá)到0.1mm;②激光切割是一種高能量、高密度、可控性好的無(wú)接觸加工，無(wú)刀具磨損和噪聲;③切割效率高，通常加工1條縫僅需十幾秒，是機(jī)械加工效率的幾十倍;④工件變形小，加工精度高，縫隙兩端無(wú)殘余圓弧，縫形規(guī)整：⑤加工范圍廣，不但可以加工直線矩形縫，而且可以加工不同規(guī)格的梯形縫，曲線縫等。

篩管割縫激光加工裝備:復(fù)合篩管割縫是用數(shù)控激光加工機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工的。篩管割縫激光加工機(jī)床與常規(guī)板材激光切割機(jī)床相比的最大不同在于它的夾緊分度機(jī)構(gòu)、篩管支撐和拖動(dòng)裝置。夾緊分度機(jī)構(gòu)主要完成加工過(guò)程中篩管的旋轉(zhuǎn)和周向定位，篩管支撐和拖動(dòng)裝置主要完成篩管的拖動(dòng)以及防止篩管的懸伸變形。

常用的數(shù)控激光加工機(jī)床主要有2種形式：懸臂式和龍門式。懸臂式機(jī)床的特點(diǎn)是加工過(guò)程中，整個(gè)篩管不動(dòng)，激光切割頭沿工件軸線方向做高速移動(dòng)，切割效率高。機(jī)床懸臂為鋁合金板材焊接成的框架結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度和剛度高，可避免高速移動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)慣量過(guò)大、光斑漂移等弊病：龍門式機(jī)床的特點(diǎn)是激光切割頭不動(dòng)，篩管相對(duì)于激光切割頭進(jìn)行同轉(zhuǎn)分度和沿軸線方向移動(dòng)。機(jī)床整體剛度好，激光輸出穩(wěn)定。由于篩管長(zhǎng)商重，位移速度慢，裝卸難度也較大。復(fù)合篩管割縫加工常用的是懸臂式機(jī)床。

石油專用管主要用于油、氣井的鉆探及油、氣的輸送。它包括石油鉆管、石油套管、抽油管。石油鉆管主要用于連接鉆鋌和鉆頭并傳遞鉆井動(dòng)力。石油套管主要用于鉆井過(guò)程中和完井后對(duì)井壁的支撐，以保證鉆井過(guò)程的進(jìn)行和完井后整個(gè)油井的正常運(yùn)行。抽油管主要將油井底部的油、氣輸送到地面。

石油套管是維持油井運(yùn)行的生命線。由于地質(zhì)條件不同，井下受力狀態(tài)復(fù)雜，拉、壓、彎、扭應(yīng)力綜合作用作用于管體，這對(duì)套管本身的質(zhì)量提出了較高的要求。一旦套管本身由于某種原因而損壞，可能導(dǎo)致整口井的減產(chǎn)，甚至報(bào)廢。

按鋼材本身的強(qiáng)度套管可分為不同鋼級(jí)，即J55、K55、N80、L80、C90、T95、P110、Q125、V等。井況、井深不同，采用的鋼級(jí)也不同。在腐蝕環(huán)境下還要求套管本身具有抗腐蝕性能。在地質(zhì)條件復(fù)雜的地方還要求套管具有抗擠毀性能。