徐 凱， 唐家睿， 楊曉龍， 魏耀奇，田永強(qiáng)， 董 超

（1. 國(guó)家石油天然氣管材工程技術(shù)研究中心， 陜西寶雞 721008；2. 寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司， 陜西寶雞 721008）

0 前 言

套管連接性能是影響井筒完整性的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)， 因此生產(chǎn)企業(yè)會(huì)投入大量的時(shí)間和資源。廣泛的應(yīng)用環(huán)境及復(fù)雜的載荷條件使得套管接頭性能評(píng)價(jià)很難采用統(tǒng)一的方法， 考慮到套管接頭作為保護(hù)含水層不受井下流體影響的屏障和進(jìn)入生產(chǎn)地層管道的重要性， 必須確保套管接頭的性能評(píng)價(jià)能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)施工條件， 并以適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

1958 年， API 發(fā)布了首個(gè)全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 作為推薦實(shí)施規(guī)程 （RP） 以及套管和油管接頭設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的驗(yàn)證試驗(yàn)程序。 隨著時(shí)間的推移， 高壓/高溫 （HPHT） 井和深井環(huán)境的挑戰(zhàn)不斷增加， 井筒設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性也相應(yīng)增加， 套管接頭制造企業(yè)認(rèn)識(shí)到需要更嚴(yán)格的性能評(píng)價(jià)方法。同時(shí)， 惡劣環(huán)境下接頭性能的需求有效推動(dòng)了行業(yè)有限元分析 （FEA）、 全尺寸測(cè)試技術(shù)和程序的發(fā)展。

盡管之前有公布的接頭試驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)， 但I(xiàn)SO 13679 （第1 版） 和API RP 5C5 （第3 版） 《套管和油管接頭測(cè)試程序》 是自公布以來(lái)最受認(rèn)可和廣泛使用的接頭評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（為清楚起見， 兩個(gè)版本在本文中均稱為ISO 13679）。 接頭制造企業(yè)已使用ISO 13679 作為許多油套管接頭評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，并且將根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)的接頭用于油井設(shè)計(jì)。

ISO 13679 的基本程序是對(duì)接頭試樣進(jìn)行一系列試驗(yàn)， 這些試驗(yàn)代表了可能的載荷和載荷順序， 這些載荷和順序近似于接頭在使用中可能受到的載荷。 除了載荷類型外， ISO 13679 還確定了測(cè)試接頭的嚴(yán)苛等級(jí)。 這些嚴(yán)苛等級(jí)被稱為接頭應(yīng)用程序級(jí)別 （CAL）， 其中CAL IV最為嚴(yán)苛的。

典型的ISO 13679 CAL IV 級(jí)試驗(yàn)包括四個(gè)階段： 材料理化性能檢測(cè)、 上卸扣試驗(yàn)、 密封性能檢測(cè)和極限載荷試驗(yàn)。 材料理化性能檢測(cè)是為了評(píng)估管材的實(shí)際材料性能， 從管體上切下連接試樣， 在計(jì)算密封性能試驗(yàn)的特定荷載點(diǎn)時(shí)， 相關(guān)參數(shù)將在評(píng)估程序中使用。 根據(jù)連接試樣的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行上卸扣試驗(yàn)， 試驗(yàn)后的接頭可用于評(píng)估程序中剩余試驗(yàn)。 在上卸扣試驗(yàn)之后是三個(gè)密封性試驗(yàn)系列： A 系列、 B 系列和C 系列。 A 系試驗(yàn)是將接頭置于包括軸向載荷在內(nèi)的組合載荷下 （內(nèi)壓、 外壓、 拉伸和壓縮）； B 系試驗(yàn)是將接頭置于內(nèi)壓下軸向拉伸或壓縮的組合載荷下， 并在關(guān)鍵載荷步驟處施加彎曲， 模擬井內(nèi)建井段的狗腿度； C 系試驗(yàn)在相應(yīng)的內(nèi)壓和軸向拉伸載荷下對(duì)接頭進(jìn)行多次熱循環(huán)。 一旦接頭通過一系列的密封性試驗(yàn)，它們將在各種不同的極限荷載組合 （如拉伸、壓縮、 內(nèi)壓、 外壓等） 下進(jìn)行試驗(yàn)， 達(dá)到或超過其結(jié)構(gòu)承載力。

接頭不僅要經(jīng)過嚴(yán)格的試驗(yàn)檢測(cè)， 而且符合相關(guān)性能標(biāo)準(zhǔn)， 這些標(biāo)準(zhǔn)有助于確定接頭是否滿足未來(lái)的施工要求。 相關(guān)性能標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)：密封完整性和結(jié)構(gòu)完整性。 對(duì)于CAL IV 試驗(yàn)程序， 密封性能試驗(yàn)系列中， 每個(gè)載荷點(diǎn)處限制氣體滲漏小于0.06 mL/min 的接頭被視為 “合格” 的接頭。

隨著油井設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展， 接頭和管材性能的要求在不斷變化， 油套管作業(yè)者和制造企業(yè)都意識(shí)到ISO 13679 標(biāo)準(zhǔn)存在一些限制， 因此行業(yè)專家致力于更新ISO 13679 標(biāo)準(zhǔn)， 以反映目前油井的新設(shè)計(jì)要求和載荷條件， 例如海上高壓井，接頭的失效可能帶來(lái)非常嚴(yán)重的影響。

由于ISO 和API 標(biāo)準(zhǔn)不再是等效的技術(shù)文件， 2017 年API RP 5C5 （RP 5C5） 第4 版發(fā)布， 同時(shí)ISO 13679 也在持續(xù)更新。 在大多數(shù)情況下， API RP 5C5 建立了與ISO 13679 相同的試驗(yàn)類型， 但是， 在CAL IV 級(jí)試驗(yàn)中， 接頭密封性能試驗(yàn)順序按B-C-A 系列進(jìn)行。 此外， 單獨(dú)的密封性能試驗(yàn) （特別是A 系列） 規(guī)定接頭需要承受環(huán)境溫度和高溫下的組合載荷， 這是接頭評(píng)價(jià)試驗(yàn)的新要求。

雖然API RP 5C5 現(xiàn)在是評(píng)價(jià)大多數(shù)接頭設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)， 但API RP 5C5 中的載荷順序側(cè)重于靜態(tài)海上高壓井條件， 并未涉及到多段水平壓裂井 （MFHW） 中的特定載荷。 此外， 完成API RP 5C5 CAL IV 測(cè)試項(xiàng)目的成本很高， 如果評(píng)價(jià)過程不能反映現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況， 相關(guān)人員通常不愿意進(jìn)行大量的研究和開發(fā)投資。

1 壓裂水平井接頭評(píng)價(jià)的出現(xiàn)

在北美地區(qū)， 鑒于壓裂水平井（MFHW） 行業(yè)的增長(zhǎng)， 運(yùn)營(yíng)商和接頭制造企業(yè)一直在共同努力， 以確定如何評(píng)估MFHW 應(yīng)用程序中的接頭連接性能。 針對(duì)MFHW 的接頭設(shè)計(jì)也越來(lái)越普遍， 制造企業(yè)正在創(chuàng)建定制的測(cè)試程序， 以模擬水力壓裂井的典型現(xiàn)場(chǎng)條件。

2015 年， 美國(guó)石油學(xué)會(huì)發(fā)布了API RP 100-1《水力壓裂-油井完整性和裂縫控制》， 為行業(yè)提供了水力壓裂井設(shè)計(jì)指南和參考。 API RP 100-1第5.3 節(jié)闡述了套管設(shè)計(jì)， 并總結(jié)了選擇MFHW套管接頭時(shí)需要考慮的關(guān)鍵荷載因素， 包括壓裂增產(chǎn)載荷、 回流載荷、 采氣載荷、 套管下入載荷、 連接彎曲強(qiáng)度、 抗壓和抗拉承載力、 氣密密封能力（如有要求）、 疲勞載荷。

許多上述荷載未在API RP 5C5 中表示出來(lái)。這種情況之前也出現(xiàn)過， 因?yàn)槠渌堑湫途畱?yīng)用都有具體的評(píng)價(jià)方法， 如熱采井應(yīng)用、 蒸汽輔助重力排水井（SAGD） 和循環(huán)蒸汽吞吐井（CSS）。由于該行業(yè)認(rèn)識(shí)到在ISO 13679 標(biāo)準(zhǔn)中沒有表述溫度驅(qū)動(dòng)的應(yīng)變載荷 （API RP 5C5 標(biāo)準(zhǔn)的最終更新中也沒有該內(nèi)容）， 故發(fā)布了熱井套管連接驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)ISO/PAS 12835。

2 針對(duì)MFHW 接頭評(píng)價(jià)開發(fā)的工業(yè)協(xié)議

2016 年， 根據(jù)API WI 3081 成立了一個(gè)行業(yè)專家委員會(huì)， 以解決MFHW 相關(guān)評(píng)價(jià)協(xié)議的分歧。 針對(duì)MFHW 井中存在的工藝驅(qū)動(dòng)循環(huán)載荷， 該委員會(huì)制定了一個(gè)MFHW 井所用接頭的評(píng)價(jià)協(xié)議。

MFHW 應(yīng)用的一個(gè)獨(dú)特方面是井下環(huán)境的臨界載荷， 這是特殊應(yīng)用， 與現(xiàn)有井下環(huán)境條件相比， 作業(yè)者的井筒設(shè)計(jì)、 完井和增產(chǎn)策略以及產(chǎn)量對(duì)接頭性能的影響可能更大。 鑒于此，針對(duì)MFHW 應(yīng)用的任何行業(yè)開發(fā)協(xié)議都必須是靈活的， 并且是針對(duì)運(yùn)營(yíng)商的實(shí)際需要而專門構(gòu)建的， 創(chuàng)建一個(gè) “一刀切” 的方法不切實(shí)際。

在設(shè)計(jì)MFHW 協(xié)議時(shí)， 還應(yīng)當(dāng)考慮另一個(gè)與應(yīng)用相關(guān)的要素， 即有些井可能穿過地層表層上方的敏感含水層， 有些井可能擁有大狗腿度（DLS） 的建井段， 進(jìn)而進(jìn)入大位移水平生產(chǎn)層段。 對(duì)于每個(gè)接頭， 每個(gè)應(yīng)用程序可能需要不同的標(biāo)準(zhǔn)。

委員會(huì)認(rèn)識(shí)到， 提供一致的試驗(yàn)方法和允許準(zhǔn)則能夠讓使用者靈活制定盡可能代表現(xiàn)場(chǎng)條件的試驗(yàn)方案。 由于委員會(huì)希望得到的協(xié)議是一個(gè)指南而不是一個(gè)要求， 因此會(huì)選擇將其作為技術(shù)報(bào)告 （TR） 而不是推薦規(guī)程 （RP） 進(jìn)行開發(fā)，API 將其命名為API TR 5SF。

3 API TR 5SF 的一般理念

API TR 5SF 將使評(píng)價(jià)人員能夠創(chuàng)建一個(gè)定制的檢測(cè)程序， 以滿足他們的實(shí)際需求。 試驗(yàn)程序?qū)⒂杀环Q為試驗(yàn)程序元素 （TPE） 的單個(gè)組件組成， 每個(gè)測(cè)試程序元素側(cè)重于代表油井作業(yè)中特定過程或階段的特定載荷。 與API RP 5C5 相比， API TR 5SF 接頭評(píng)價(jià)的一個(gè)重要區(qū)別在于，API TR 5SF 沒有規(guī)定廣泛的性能標(biāo)準(zhǔn)， 也未采用CAL 類型的系統(tǒng)來(lái)定義評(píng)價(jià)程序的嚴(yán)苛程度。沒有規(guī)定數(shù)量的試樣必須按照API TR 5SF 進(jìn)行試驗(yàn)， 具體參數(shù)由試驗(yàn)人員確定。 與油井設(shè)計(jì)的許多方面一樣， 接頭性能適用性要求試驗(yàn)人員進(jìn)行工程判斷， 不僅要了解試驗(yàn)程序如何能夠代表MFHW 應(yīng)用， 還要了解試驗(yàn)程序在現(xiàn)場(chǎng)全面評(píng)估接頭性能所有方面的能力如何受到限制。

盡管API TR 5SF 允許試驗(yàn)人員選擇試驗(yàn)程序要素， 但其推薦遵循接頭上卸安裝載荷、 壓裂載荷、 采氣載荷的加載順序。 加載順序很重要，因?yàn)镸FHW 應(yīng)用中的大部分載荷可能會(huì)對(duì)接頭結(jié)構(gòu)（可能還有密封） 及性能產(chǎn)生累積影響。 因此， 在試驗(yàn)過程中應(yīng)盡可能模擬現(xiàn)場(chǎng)的工況條件， 特別是在循環(huán)載荷方面， 因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致接頭連接處局部發(fā)生屈服。

委員會(huì)制定API TR 5SF 的另一個(gè)目標(biāo)是通過引用其他API 文件中的相關(guān)信息， 進(jìn)而減少來(lái)自API 文件 （如API RP 5C5） 的重復(fù)信息。這種方法的另一個(gè)好處是確保引用的信息取自最新版本， 從而降低文件之間信息不一致的風(fēng)險(xiǎn)。

4 試驗(yàn)程序要素

API TR 5SF 提出的試驗(yàn)程序要素包含四類載荷， 以及油井施工、 增產(chǎn)和生產(chǎn)各階段的循環(huán)載荷條件。 試驗(yàn)程序旨在模擬現(xiàn)場(chǎng)工況條件， 因此沒有規(guī)定軸向載荷、 DLS 目標(biāo)曲率等參數(shù)， 而是由試驗(yàn)人員確定。

4.1 接頭上卸扣試驗(yàn)

試驗(yàn)程序的第一步是接頭上卸扣試驗(yàn)， 包括試驗(yàn)人員是否希望在標(biāo)準(zhǔn)接頭組件之外增添補(bǔ)充試驗(yàn)選項(xiàng)。

如果試驗(yàn)人員想在最終接頭上卸扣前進(jìn)行多次上卸扣， 他們可以對(duì)試樣進(jìn)行抗粘扣試驗(yàn)。API TR 5SF 中未規(guī)定抗粘扣試驗(yàn)程序， 但參考API RP 5C5 中的試驗(yàn)程序； 由試驗(yàn)人員確定是否將API RP 5C5 抗粘扣性能的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)引入本試驗(yàn)程序。

如果檢驗(yàn)人員要模擬下套管作業(yè)中出現(xiàn)的過扭矩情況， 接頭試樣應(yīng)當(dāng)夾持短節(jié)進(jìn)行上扣， 這樣可以模擬試樣受到上扣后的過扭矩情況。 但是在螺紋和接箍連接的情況下， 這種上扣方式會(huì)引起接箍的滑動(dòng)。 雖然在典型的抗粘扣試驗(yàn)中（API RP 5C5） 要避免這種情況， 但它更能代表在下套管過程中過扭矩對(duì)接頭的影響。

4.2 下套管載荷

下套管載荷會(huì)對(duì)接頭試樣產(chǎn)生循環(huán)載荷。 這些測(cè)試元素是為了模擬套管從地面下入至指定位置過程中所經(jīng)歷的載荷。 多段壓裂水平井設(shè)計(jì)通常包含穿過產(chǎn)層的長(zhǎng)水平套管或襯管， 這可能需要一個(gè)或多個(gè)造斜段來(lái)調(diào)整井眼方向。 套管單靠重力作用不能通過這種軌跡復(fù)雜的井眼， 施工人員會(huì)通過旋轉(zhuǎn)套管或上提下放來(lái)克服井眼的摩阻。

在加載循環(huán)載荷之前， 試驗(yàn)人員需要驗(yàn)證接頭試樣的抗拉伸性能。 這對(duì)于半直連接頭、 直連接頭或其他不能達(dá)到100%管體效率的接頭尤為重要。 拉伸載荷試驗(yàn)用來(lái)模擬卡瓦到造斜點(diǎn)之間的套管對(duì)接頭的載荷作用。

旋轉(zhuǎn)和彎曲的復(fù)合載荷是這個(gè)測(cè)試單元的基礎(chǔ)。 這種復(fù)合作用模擬了套管在抵達(dá)預(yù)定位置過程中接頭所受的載荷。 旋轉(zhuǎn)下套管時(shí)， 接頭在大狗腿度的多段壓裂水平井中會(huì)出現(xiàn)顯著的局部拉伸-壓縮交替載荷。

針對(duì)旋轉(zhuǎn)-彎曲復(fù)合試驗(yàn)， API TR 5SF 給出了多種選擇。 例如： 試驗(yàn)人員可以根據(jù)設(shè)備條件等來(lái)選擇長(zhǎng)周期或短周期的循環(huán)試驗(yàn)， 同時(shí)在旋轉(zhuǎn)-彎曲試驗(yàn)中選擇性地增加內(nèi)壓、 軸向載荷和扭矩。

4.3 壓裂載荷

與其他油氣開發(fā)技術(shù)比， MFHW 的顯著特點(diǎn)是需要重復(fù)進(jìn)行水力壓裂。 多段壓裂水平井的設(shè)計(jì)發(fā)展非常迅速， 為了獲得更高的產(chǎn)量， 生產(chǎn)的管柱越來(lái)越長(zhǎng)， 壓裂段數(shù)越來(lái)越多。 在水力壓裂過程中， 接頭會(huì)受到大量的高強(qiáng)度及高速率的壓力循環(huán)， 這可能會(huì)影響接頭的性能。

壓力循環(huán)載荷是測(cè)試單元的基礎(chǔ)。 壓力循環(huán)載荷試驗(yàn)需要對(duì)試樣施加可以代表MFHW 工藝的多個(gè)壓力循環(huán)。 壓力循環(huán)試驗(yàn)中， 壓力的變化速度比常規(guī)接頭變化速度更快， 但試驗(yàn)設(shè)備很難產(chǎn)生與實(shí)際水力壓裂作業(yè)中同樣的壓力峰值。 與旋轉(zhuǎn)-彎曲載荷試驗(yàn)相同， 在壓力循環(huán)試驗(yàn)中， 試驗(yàn)人員也可以選擇性地增加軸向載荷或大狗腿度。

4.4 生產(chǎn)載荷

與套管下入和壓裂載荷相比， 多段壓裂水平井中的生產(chǎn)載荷相對(duì)平穩(wěn)。 API TR 5SF 委員會(huì)認(rèn)為， API RP 5C5 中的試驗(yàn)?zāi)軌虼砩a(chǎn)載荷；但試驗(yàn)人員必須確定相應(yīng)的試驗(yàn)程序。 API TR 5SF 文件中未給出生產(chǎn)載荷測(cè)試單元中的密封性閾值的許可標(biāo)準(zhǔn)， 這就需要試驗(yàn)人員必須在試驗(yàn)期間評(píng)估接頭性能的適用性。

5 創(chuàng)建定制的API TR 5SF 試驗(yàn)程序

測(cè)試人員可以根據(jù)API TR 5SF 來(lái)定制試驗(yàn)程序以滿足特定需求。 與其它試驗(yàn)文件不同，API TR 5SF 中既沒有測(cè)試樣本最少數(shù)量的要求，也沒有測(cè)試程序中必須包含的測(cè)試單元系列要求。 下面兩個(gè)案例介紹了如何根據(jù)不同的試驗(yàn)?zāi)康膩?lái)設(shè)計(jì)試驗(yàn)程序進(jìn)而評(píng)估接頭的性能， 分別是： 大位移井的建設(shè)方和新設(shè)計(jì)的半直連接頭制造方。

5.1 大位移井套管接頭試驗(yàn)程序設(shè)計(jì)示例

在此案例中， 建設(shè)方有一口大狗腿度（DLS） 的大位移井。 在固井程序中， 套管需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和上提下放， 以提高固井質(zhì)量。 該井的水平段有80 個(gè)壓裂段， 并且建設(shè)方希望采用單一直徑井眼設(shè)計(jì)（同種接頭、 同種套管， 套管從井口下到井底不使用懸掛器）。 建設(shè)方要在生產(chǎn)段注水泥， 他們非常關(guān)心水平段的井眼軌跡或尺寸變化引起的水泥空隙。 一旦出現(xiàn)空隙， 壓裂液將會(huì)沿著生產(chǎn)管柱傳播， 進(jìn)而使套管段承受高外壓。 由于地層溫度較高， 套管的材料性能可能也會(huì)受到影響。

試驗(yàn)人員制定了一個(gè)評(píng)價(jià)方案， 包括一部分測(cè)試單元， 這個(gè)評(píng)價(jià)方案可以處理井身設(shè)計(jì)和關(guān)鍵載荷中會(huì)影響接頭在服役過程中整體性能的多個(gè)因素。 接頭試樣的數(shù)量應(yīng)該能夠驗(yàn)證井下不同位置接頭的性能， 或者能夠驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性， 然而考慮經(jīng)濟(jì)性可能會(huì)減小試驗(yàn)程序中某些重復(fù)性的試驗(yàn)程序單元。 在這個(gè)案例中， 試驗(yàn)人員制定了一個(gè)包括3 組試樣的評(píng)價(jià)方案， 每組試樣包含一系列的測(cè)試單元來(lái)檢驗(yàn)接頭在井下不同位置的性能。 每組試樣的試驗(yàn)步驟如圖1 所示。

圖1 根據(jù)API TR 5SF 制定的大位移井套管接頭試驗(yàn)程序

在本案例中， 接頭試樣1 代表井口位置，這一部分套管不會(huì)經(jīng)過造斜段， 因此不必進(jìn)行旋轉(zhuǎn)-彎曲試驗(yàn)， 但是它要進(jìn)行壓裂載荷試驗(yàn)和生產(chǎn)載荷試驗(yàn)。 考慮到接頭在井眼中的位置， 生產(chǎn)載荷測(cè)試單元沒有選擇大狗腿度； 但是為了模擬高溫產(chǎn)出流體， 生產(chǎn)載荷測(cè)試單元選擇了高溫。

接頭試樣2 代表造斜位置， 這部分套管要經(jīng)歷大量的旋轉(zhuǎn)-彎曲循環(huán)， 并且在生產(chǎn)階段還要保持彎曲狀態(tài)。 接頭試樣3 代表產(chǎn)層位置， 這部分套管已經(jīng)穿越了造斜段， 回到了伸直狀態(tài)。 雖然接頭試樣3 與其他兩個(gè)試樣同樣會(huì)承受內(nèi)壓，但是試驗(yàn)人員選擇性地評(píng)價(jià)了它的抗外壓性能。

5.2 新型半直連型套管接頭試驗(yàn)程序設(shè)計(jì)示例

第二個(gè)案例來(lái)自一家接頭制造企業(yè)， 他們開發(fā)了一種新的半直連型接頭， 并對(duì)它在MFHW 中的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。 他們想知道旋轉(zhuǎn)-彎曲復(fù)合載荷會(huì)對(duì)接頭有什么樣的影響， 還想知道接頭在失效前可以承受多少次旋轉(zhuǎn)-彎曲載荷循環(huán)。 由于這是對(duì)接頭性能的初步評(píng)估， 制造企業(yè)不想在初期試驗(yàn)中投入太多的試樣， 后續(xù)的設(shè)計(jì)可能會(huì)根據(jù)初期試驗(yàn)結(jié)果而改變。 API TR 5SF 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)程序如圖2 所示。 在本案例中，試驗(yàn)人員為試樣1 和試樣2 進(jìn)行非常相近的試驗(yàn)程序 （1 號(hào)樣增加了抗粘扣試驗(yàn)）， 以驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果可重復(fù)。 在按照API RP 5C5 系列B系試驗(yàn)程序進(jìn)行試驗(yàn)之前， 兩個(gè)接頭試樣都承載了相同的套管下入和壓裂載荷試驗(yàn)。 試樣3 是試驗(yàn)人員為了向接頭制造企業(yè)提供關(guān)于接頭結(jié)構(gòu)的性能范圍信息。 因此， 試樣3 與其他兩個(gè)試樣一樣，在進(jìn)行了低周旋轉(zhuǎn)-彎曲試驗(yàn) （40 000 次循環(huán)）后， 將其安裝至高周旋轉(zhuǎn)-彎曲試驗(yàn)系統(tǒng)中， 對(duì)試樣3 進(jìn)行超過500 000 次的高周循環(huán)或直至試樣失效。

圖2 根據(jù)API TR 5SF 制定的半直連型套管接頭試驗(yàn)程序

6 結(jié)束語(yǔ)

API TR 5SF 目標(biāo)是為接頭在多段壓裂水平井中的適用性評(píng)估提供一個(gè)框架。 多年來(lái)， 試驗(yàn)人員和制造商都有制定滿足不同目的的試驗(yàn)方案， 但是沒有一個(gè)統(tǒng)一的框架作為試驗(yàn)方案的基礎(chǔ)， 不同接頭在不同領(lǐng)域中的性能對(duì)比非常困難。 由于API TR 5SF 還在開發(fā)中， 因此它的一些內(nèi)容在最終出版前還會(huì)發(fā)生變化， 但是委員會(huì)已經(jīng)明確了一點(diǎn)， 須制定有代表性的試驗(yàn)方案。對(duì)于任何接頭的評(píng)價(jià)方案， 試驗(yàn)人員和用戶都要根據(jù)工程評(píng)價(jià)意見來(lái)確定給定的接頭是否適用特定的多段壓裂水平井。 如果API TR 5SF 的目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)， 那么它的出版會(huì)增加接頭評(píng)價(jià)的一致性。

致謝：對(duì)原文作者以及C-FER 技術(shù)公司和阿納達(dá)科石油公司的研究表示感謝。