SY/T 7866-2025 水平井套管螺纹连接试验方法

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资源简介

ICS 75.180.10 CCS E 92

中华人民共和国石油天然气行业标准

SY/T 7866—2025

水平井套管螺纹连接试验方法

Procedures for testing casing connections in horizontal wells

2025-12-18发布 2026—06-18实施

国家能源局发布

目次

前言 Ⅱ

1 范围 1

2 规范性引用文件 1

3 术语和定义 1

4 总则 1

4.1 试验目的 1

4.2 失效形式 2

5 试验前准备 2

5.1 通则 2

5.2 试样刻槽 2

5.3 螺纹连接试样加工 3

5.4 螺纹脂 3

6 试验程序 3

6.1 试验程序单元和步骤 3

6.2 接头上扣试验程序单元 5

6.3 模拟下入套管试验程序单元 7

6.4 模拟多段压裂试验程序单元 10

6.5 模拟生产载荷试验程序单元 12

6.6 极限载荷试验程序单元 12

7 试验报告 13

I

前言

本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由石油工业标准化技术委员会石油管材专业标准化技术委员会(CPSC/TC5) 提出并归口。

本文件起草单位:中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司、中国石油集团工程材料研究院有限公司、中国石油集团宝石管业有限公司、天津钢管制造有限公司、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司、中国石油化工股份有限公司西南油气分公司、衡阳华菱钢管有限公司。

本文件主要起草人:王春生、冯少波、赵密锋、胡芳婷、谢俊峰、龙岩、徐婷、王蕊、罗金恒、 张志、唐家睿、杨永昌、文春宇、王鹏、杨川、何思龙、陈宏伟、杨晓莉。

1 范围

本文件规定了评价套管螺纹接头在水平井工况下密封和结构完整性的试验程序和试验报告要求。 本文件适用于水平井生产套管下入、固井、多段压裂等工况下螺纹接头的性能评价。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 19830 石油天然气工业油气井套管或油管用钢管

GB/T 20657—2022 石油天然气工业套管、油管、钻杆和用作套管或油管的管线管性能公式及计算

GB/T 21267 石油天然气工业套管及油管螺纹连接试验程序

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

多段压裂 multi-stage fracturing

根据地质需求,采用分段压裂工艺改造储层以提高油气井生产能力的技术。

3.2

试验程序单元 test program element

依据本文件设计整个试验程序的基本单元。

注:每个试验程序单元是独立的,旨在模拟水平井生产套管作业时各使用阶段的载荷。

3.3

水平井 horizontal well

最大井斜角达到或接近90°(一般不小于86°),并在目的层中维持一定长度的水平井段的特殊井。

3.4

弯曲疲劳试验 bending fatigue test

用于评估材料或结构在反复弯曲负载作用下耐久性能的方法。

4 总则

4.1 试验目的

4.1.1 本文件的试验程序由接头上扣、模拟下入套管、模拟多段压裂、模拟生产载荷、极限载荷五个

独立的试验程序单元组成。

4.1.2 接头上扣试验程序旨在模拟套管旋转下入或套管旋转固井作业中可能发生的粘扣或再次上扣, 包括抗粘扣试验、二次上扣试验。

4.1.3 模拟下入套管试验程序包括拉伸载荷试验、旋转弯曲疲劳试验(包含四点旋转弯曲疲劳试验和共振弯曲疲劳试验)、旋转弯曲复合载荷试验。

其中,四点旋转弯曲疲劳试验旨在模拟套管旋转下入或套管旋转固井作业中接头经历的多次旋转弯曲载荷,是生产套管接头在设定狗腿度下的低周疲劳(循环次数不大于1×10⁵)试验,试验时旋转弯曲循环次数可根据现场工况确认,狗腿度宜设定为管柱在下入过程中的最大狗腿度。

共振弯曲疲劳试验旨在对生产套管接头进行疲劳失效试验,是生产套管接头在设定狗腿度下的高周疲劳(循环次数大于1×10⁵)试验,试验时可选择代表苛刻工况的狗腿度,在给定应力范围内得到试样能承受的最大疲劳次数。

4.1.4 模拟多段压裂试验程序旨在模拟水力压裂过程对接头性能的影响,包括内压循环试验、内压循环复合载荷试验。

4.1.5 模拟生产载荷试验程序旨在模拟套管下入、多段压裂等累积效应在生产载荷下对螺纹接头的综合影响,包括GB/T 21267中螺纹接头的B 系、C 系和A 系密封试验。

4.1.6 极限载荷试验旨在通过对螺纹接头施加载荷直至失效以获取其极限性能。

4.2 失效形式

本文件包括三种失效形式:

——结构完整性失效,包括内螺纹或外螺纹的过度变形、螺纹错扣或断裂及管体的过度变形; ——液密封性失效,指液体发生泄漏;

——气密封性失效,指气体泄漏量超过0.9cm³/15 min。

5 试验前准备

5.1 通则

5.1.1 试验设备的校准和检定应符合GB/T 21267的规定。

模拟内压循环试验单元可使用复合载荷试验装置,也可使用能满足内压循环的其他试验设备。若试验过程中选择轴向压缩,应使用防失稳设备,防止试样在试验过程中发生屈曲。

5.1.2 试样材料性能应符合GB/T 19830的要求。试样材质及内、外螺纹的表面处理方法应与供货产品相同。试验程序中如选取模拟生产载荷单元,试样的几何公差组合应符合GB/T 21267的要求;若与生产载荷单元无关,宜对最苛刻的组合进行试验,也可随机选取试样组合。最苛刻的组合宜经分析、计算和/或试验后确定。

5.1.3 接箍外径、管体外径、壁厚的测量方法应符合GB/T 21267的要求。

5.1.4 宜准备备用试样,其管体与正式试样宜来自同一热处理批,接箍坯料来自同一根母管。

若试样在未完成试验前发生非试样自身原因的损坏,应使用相同几何尺寸组合的备用试样继续试验。

5.1.5 试样连接到复合载荷试验装置时,其端部可采用焊接或螺纹连接的方式。

5.2 试样刻槽

5.2.1 对于有扭矩台肩的试样且试验程序涉及内压载荷时,宜在扭矩台肩进行刻槽,刻槽方法应符合 GB/T 21267的要求。

2

5.2.2 若试验程序不涉及内压载荷,可不在试样的扭矩台肩刻槽,试验后扭矩台肩和螺纹密封面应保持完好。

5.2.3 对于复杂特殊螺纹密封结构或有特殊需求的试样,可根据需要选择是否刻槽,破坏除主要密封结构外的其他辅助结构,刻槽方法宜参考GB/T 21267。

5.3 螺纹连接试样加工

5.3.1 螺纹接头的加工和质量控制程序应符合GB/T 21267的要求。

5.3.2 对带接箍的套管接头,A 端(工厂端)和B 端(现场端)应按相同的尺寸公差加工。

5.3.3 对于不进行表面处理的特殊螺纹接头,其各部位表面粗糙度应与供货产品相同。

5.3.4 试样的螺纹加工完成后,螺纹中径、密封面直径、螺纹锥度、外螺纹鼻端厚度及表面硬度应符合相关产品标准要求,并记录。

5.4 螺纹脂

5.4.1 螺纹脂的类型和使用方法应与制造商推荐或用户要求保持一致。

5.4.2 应明确螺纹脂的最大、最小、最佳涂敷量及允许偏差。

5.4.3 接头上扣试验程序单元应称重并记录使用螺纹脂的质量。

6 试验程序

6.1 试验程序单元和步骤

6.1.1 通则

6.1.1.1 可根据4.1选择试验程序单元。

6.1.1.2 试验步骤如图1所示。

接头上扣模拟下入套管模拟多段压裂模拟生产载荷极限载荷

图 1 试验步骤

6.1.1.3 试验加载顺序在接头上扣试验单元中(图1),抗粘扣试验和二次上扣试验为可选试验,上扣试验为必选试验。

模拟下入套管试验单元、模拟多段压裂试验单元、模拟生产载荷试验单元和极限载荷试验单元中所有试验均为可选试验;模拟生产载荷试验单元宜根据工况需求在B 系、C 系和A 系密封试验中选择。

6.1.1.4 模拟生产载荷试验单元时,应按照GB/T 21267选择相应接头评价等级开展试验。

6.1.1.5 若在试验过程中使用应变片来测量管体应力,应使用2个及以上应变片。

6.1.1.6 若试验程序中包含了弯曲载荷的试验,应按照GB/T 21267 使用应变片测量弯矩。

6.1.1.7 本文件提出的试验条件是对现场工况的简化,未考虑以下因素:

——动态效应,如管柱和井壁之间的振动和相互作用;

——旋转时交替施加的扭矩;

——套管的磨损对管柱和接头的影响;

——腐蚀环境和/或开裂环境影响。

3

6.1.2 试验矩阵

6.1.2.1 宜根据评价需求制定试验程序,可分为适用性评价和设计验证。

6.1.2.2 水平井现场应用的生产套管进行适用性评价时,宜至少准备3个试样,并根据生产套管所处井段制定相应的试验程序,试验矩阵可参考表1。

6.1.2.3 进行设计验证时,宜至少准备2个试样,试验矩阵可参考表2。

表1水平井生产套管螺纹接头评价试验矩阵

试验程序

单元

井口生产套管1#试样

造斜段生产套管2#试样

水平段生产套管3#试样

名称

试验条件

接头上扣

抗粘扣试验

B端进行2次上卸扣

上扣试验

A端、B端按低扭矩最终上扣

A端、B端按低扭矩最终上扣

二次上扣试验

A 端、 B 端施 加最 佳扭矩的110%进行二次上扣

模拟下人

套管

拉伸载荷

试验

接头最大屈服强度的 95%进行拉伸试验

四点旋转弯

曲试验时施加内压载荷

10000次旋转弯曲试验, 狗腿度为0°/30 m,内压载荷为0.689 MPa

四点旋转弯曲试验时施加内压载荷

20000次旋转弯曲试验,

狗腿度为20°/30m,

内压载荷为0.689 MPa

四点旋转

弯曲试验

时施加内压载荷

40000次旋转弯曲试验,狗腿度为 20°/30m,内压载荷为0.689 MPa

模拟多段

压裂

内压循环试验(室温)

室温下内压循环100次, 狗腿度为0°/30 m,内压载荷依据套管额定抗内压强度的90%进行

弯曲载荷下的内压循环

井底 温度 下内 压循 环100次, 狗腿度为

20°/30m, | 内压载荷依据套管额定抗内压强度的90%进行试验

内压循环

试验(高温)

井底温度下内压循环100次,狗腿度为0°/30m,内压载荷依据套管额定抗内压强度的90% 进行试验

模拟生产载荷

参照GB/T 21267试验

参照GB/I 21267试验

极限载荷

上扣至失效

弯曲下内压至失效

保持狗腿度为20°/30m, 施加内压直至失效

极限载荷路径3

施加内压直至失效

表2水平井生产套管螺纹接头设计验证试验矩阵

试验程序单元

苛刻工况验证1#试样

测试套管疲劳寿命2#试样

B端进行3次上卸扣

A端、B端按低扭矩最终上扣

A、B端按低扭矩最终上扣

二次上扣试验

A、B端施加最佳扭矩的110%进行二次上扣

4

表2(续)

模拟下入套管

四点旋转弯曲疲劳试验

40000次旋转弯曲试验,狗腿度为上 20°/30m,内压载荷为0

40000次旋转弯曲试验,狗腿度为20°/30m,内压载荷为0

共振弯曲疲劳试验

200000次共振弯曲疲劳或失效,狗腿度为10°/30m,内压载荷为0

模拟多段压裂

弯曲下的内压循环

室温或井底温度下内压循环100 次,内压载荷依据套管额定抗内压强度的90%进行试验,狗腿度为 20°/30m

模拟生产载荷

6.2 接头上扣试验程序单元

6.2.1 通则

6.2.1.1 宜使用自带浮动背钳的液压大钳进行垂直上扣,配备扭矩一圈数记录系统,抗粘扣试验不应浮动上扣(每一端应单独上扣)。

6.2.1.2 上扣速度应不大于10 r/min。

6.2.1.3 按照制造商规定的螺纹脂涂敷方式(包括种类、涂抹量、允许偏差及涂敷区域)进行。

6.2.1.4 对于规定使用高扭矩上扣,不应小于最大扭矩的80%与最小扭矩的20%之和;对于规定使用低扭矩上扣,不应大于最小扭矩的80%与最大扭矩的20%之和。

6.2.1.5 若适用,台肩扭矩应在最佳扭矩的10%~80%。

6.2.2 抗粘扣试验

应按照GB/T 21267进行抗粘扣试验,并记录试验结果。

6.2.3 二次上扣试验

6.2.3.1 二次上扣应在初次上扣后夹持螺纹接头的设备完全松开不少于15 min 后再进行。

6.2.3.2 在进行二次上扣之前,可以用划线或其他方式标记每个接头的内、外螺纹的相对位置,线条宽度不超过1 mm, 接头的划线应对齐,如图2所示。

6.2.3.3 二次上扣扭矩的最大值不应超过用户与供应商协商确定的可操作扭矩值。

注:可操作扭矩为螺纹接头保持完全密封性能的最大扭矩。

6.2.3.4 在进行二次上扣时,若接头或管体未通过通径检查,试验应终止。

6.2.3.5 应记录最终上扣扭矩值。根据施加二次扭矩记录的外螺纹和内螺纹的相对位置(图3),采用公式(1)计算内、外螺纹旋转角度。

5

标引序号说明:

1——管体;

2——管体划线位置;

3——接箍划线位置;

4——接箍。

图2 接头二次上扣前划线示意图

图3 二次上扣后接头划线相对位置示意图

6

 

… ……………………………………

(1)

式中:

△R——接头旋转角度,单位为度(°);

L——二次上扣后划线位置变化的弧长,单位为毫米 (mm);

Dpin——外螺纹消失端管体直径,单位为毫米( mm)。

6.2.4 试验记录

6.2.4.1 试验记录应包括:

——上扣速度、控制扭矩、终止扭矩、台肩上扣圈数、上扣圈数、上扣曲线、卸扣曲线、卸扣扭

矩、螺纹脂用量(外螺纹和内螺纹)、时间、试验设备和上卸扣试验前后螺纹接头照片;

——上卸扣过程中的异常现象,包括粘扣、错扣等其他问题。

6.2.4.2 接头上扣和卸扣的扭矩—圈数曲线图应包含具体数字。

6.2.4.3 若进行抗粘扣试验,应按照GB/T 21267记录试验结果。

6.2.4.4 若进行二次上扣试验,除6.2.4.1规定内容外,还应记录接头上扣前、二次上扣试验及上扣相关的照片、扭矩,并参照公式(1)计算内、外螺纹旋转角度。

6.3 模拟下入套管试验程序单元

6.3.1 拉伸载荷试验

6.3.1.1 将试样安装在能够施加轴向载荷的复合载荷试验装置中。

6.3.1.2 若试验程序中有模拟生产载荷的试验(见6.5),拉伸试验可不做。

6.3.1.3 试样上应安装应变片,应变片粘贴及载荷施加应符合GB/T 21267 的规定。

6.3.1.4 为确认接头的稳定性,可选1组试样进行拉伸试验,在零载荷和最大轴向拉伸载荷之间应至少有一个中间载荷步骤,每个载荷下的保载时间宜不少于5min, 可参考表3。

表3套管接头拉伸载荷试验加载步骤示例

加载步骤

轴向载荷

kN

测试时间 min

轴向载荷取值参考

1

578

屈服强度的25%

1223

屈服强度的50%

2180

屈服强度的90%

注:本表为φ139.70 mm×7.72 mm P110套管接头的拉伸载荷试验加载步骤示例,管体屈服强度为758 MPa。

6.3.2 旋转弯曲疲劳试验

6.3.2.1 四点旋转弯曲疲劳试验

6.3.2.1.1 四点旋转弯曲疲劳试验装置应能够在旋转试样的同时施加所需的狗腿度,但不限于特定的加载方式及结构设计,可参考图4。试样旋转是通过电机与万向轴承(或其他柔性连接结构)连接试样来实现的,旋转时的曲率可通过在试样上施加弯曲载荷实现。

1——驱动电机;

2——四点弯曲加载装置;

3——万向轴承或柔性连接结构;

4——试样。

图4 四点弯曲疲劳试验装置示意图

7

6.3.2.1.2 试样长度应超过GB/T 21267规定的最小长度,且宜根据设备操作空间选择尽可能长的长度。

6.3.2.1.3 应变片粘贴位置应符合GB/T 21267的规定。

6.3.2.1.4 试验过程可能造成试样的局部硬化,试验完成后宜进行材料性能分析。根据分析结果,若材料发生局部硬化,应切掉材料硬化部分(如图5所示),再进行后续试验。

1 — — 接触位置;

2 ——管体;

3 — — 接箍;

4——切割位置。

图5 四点弯曲试样切割位置示意图

6.3.2.1.5 试验时可根据现场工况提高转速以缩短试验时间,但不应超过设备限定的安全转速。

6.3.2.1.6 试验时应记录但不限于如下试验参数:设定狗腿度、设定旋转速度、旋转圈数、失效位置及形貌。表4为低周旋转弯曲疲劳试验加载示例。

表4低周旋转弯曲疲劳试验加载示例

序号

设定狗腿度

(°) /30m

定旋转速度 r/min

旋转圈数圈

失效位置及形貌

10

30

2000

管体

20

外螺纹根部

6.3.2.2 共振弯曲疲劳试验

6.3.2.2.1 试验设备可由内压增压系统、支撑结构、激振系统、控制及数据采集系统构成。支撑结构包括支撑试样两端的专用卡具及配重块,支撑的两端作为驻点,试样的螺纹接头应在两个驻点之间的中点或接近中点。数据采集系统应记录全过程正弦响应。图6为该设备示意图。

6.3.2.2.2 应根据试验设备确定试样的长度,若后续还需进行试验,可将试样切割成适合后续试验装置的长度,并应符合GB/T 21267的要求。

6.3.2.2.3 宜采用应变片监测应变数据,可在接头及管体两侧粘贴应变片,位置可参考图7。

6.3.2.2.4 若试验旨在定义套管接头的S-N 曲线(应力—疲劳寿命曲线),则应分别在高、中和低应力下进行试验,且在各应力范围内至少使用2个试样,即总计不少于6个试样,以表5为例。

6.3.2.2.5 交变弯曲应力的范围和平均应力宜与现场套管接头受力工况相符。

6.3.2.3 试验要求

6.3.2.3.1 试验达到目标疲劳次数或发生4.2规定的失效时,应结束试验。

6.3.2.3.2 若试样发生失效,应仔细观察试样,特别是接箍周围是否存在裂纹和其他异常。

6.3.2.3.3 若试样发生断裂,应记录断裂特征。

8

1——内压增压系统;

2——管体;

3 ——支撑工装; 4——接箍;

5 ——激振系统;

6——控制及数据采集系统。

图6 共振弯曲疲劳试验设备示意图

单位为毫米

114.3

139.7

5000

1——内压注入堵头;

2——粘贴应变片截面1,每隔90°粘贴1个应变片;

3——粘贴应变片截面2,每隔90°粘贴1个应变片;

4——粘贴应变片截面3,每隔90°粘贴1个应变片;

5 ——封板。

图 7 试样应变片布置示意图

表5 S-N方法试验示例

试样数量

狗腿度 (°)/30m

疲劳次数

是否失效

1×107

12

9

6.3.2.3.4 若试样未失效且达到疲劳次数,则试样可以继续进行后续试验。

6.3.2.3.5 宜按照图2对接头进行划线,观察并记录划线的位置,若接头发生了持续上扣(内、外螺纹旋转角度为正),则可进行后续试验;若接头发生了卸扣(内、外螺纹旋转角度为负),则该试验试样作废。

6.3.2.3.6 本试验程序单元禁止在试验后将接头恢复到初始上扣位置。

6.3.3 旋转弯曲复合载荷试验

6.3.3.1 轴向载荷下的旋转弯曲

6.3.3.1.1 轴向载荷可通过液压缸施加、由内压产生的封堵效应或其他轴向载荷施加方式实现,试验过程中应满足轴向载荷精度要求。

6.3.3.1.2 施加轴向载荷后应对试样曲率进行校核,试验过程中曲率应保持不变。

6.3.3.1.3 施加轴向载荷宜与现场套管接头受力工况相符。

6.3.3.2 内压载荷下的旋转弯曲

6.3.3.2.1 若在旋转弯曲试验过程中施加内压,应确保试样的堵头在试验压力下能够保持液密封,不发生渗漏或泄漏。

6.3.3.2.2 施加内压载荷宜与现场套管接头受力工况相符。

6.3.3.2.3 施加内压到设定试验压力,关闭压力阀门,使试验过程中内部压力恒定。

6.3.3.2.4 试验过程中应记录内压的变化。

6.3.3.2.5 在施加内压载荷后应进行试样的曲率校核,试验过程中曲率应保持不变。

6.3.4 试验记录

6.3.4.1 拉伸试验的记录宜包括每个加载步骤载荷、时间历程图、试验过程相关照片及对试验和试样的观察结果。

6.3.4.2 旋转弯曲疲劳试验及复合载荷试验的记录应包含但不限于以下内容:

——试验方法(根据现场工况或S-N 曲线试验);

——用于试验的设备类型(四点弯曲、共振或其他);

——试验载荷参数(轴向载荷、压力、转速、弯曲载荷、狗腿度等);

——试样的数量、试验次数;

——试验期间完成的疲劳次数;

——试验结束的说明(失效、完成周期数等);

——失效评价方法及相关图片,如磁粉检测等(如适用);

——失效的位置及形貌;

——应力范围与施加的狗腿度和疲劳次数的关系图(如适用);

——试样的划线位置及应变片粘贴位置(如位置发生变化,应记录)。

6.4 模拟多段压裂试验程序单元

6.4.1 内压循环试验

6.4.1.1 试验设备

6.4.1.1.1 进行内压循环试验时,宜将蓄能器和阀门系统集成在高压管线上。

6.4.1.1.2 宜在试样中安放芯棒。

6.4.1.2 试验过程

6.4.1.2.1 试验前应先确定以下参数:内压循环的频率宜不少于现场内压循环次数;内压循环压力变化宜与现场相同;内压循环持续时间可参考表6或GB/T 21267。

表6内压循环试验步骤(室温)

周期点

压力

MPa

压力变化

保压时间

min

1.1

0

1.2

69.0

1.3

1.4

-69.0

2.1

2.2

2.3

2.4

4.1

4.2

4.3

4.4

注:本表为φ139.70 mm×7.72 mm P110套管接头进行四次内压循环试验的步骤,管体的最小抗内压强度为

73.36 MPa;压力数值保留1位小数,并圆整至最接近的0.5 MPa或1 MPa。

6.4.1.2.2 试验压力宜与现场水力压裂中的压力相同,但不应超过试样的抗内压强度。

6.4.1.2.3 宜记录达到设定试验压力之前的升压速率和保压之后的降压速率。

6.4.1.2.4 在试验过程中各载荷升压速率、降压速率和试验压力可不一致,可在不同压力、速率(升压或降压)及保压时间下进行多个内压循环试验,可参考表6。

6.4.1.2.5 若模拟井底温度下内压循环,应对井底温度下材料的屈服性能进行试验,并按照GB/T 20657—2022中公式(10)计算抗内压强度,作为该温度下的额定抗内压强度。

6.4.1.2.6 为消除封堵效应产生的轴向载荷,试验前可调整载荷框架以抵消该载荷,也可将载荷框架设置为位移控制,限制试样伸长。

11

6.4.2 内压循环复合载荷试验

6.4.2.1 弯曲载荷下的内压循环

6.4.2.1.1 模拟造斜段管柱承受内压与弯曲的复合载荷时,试样宜在内压循环时施加恒定的狗腿度, 可使用符合GB/T 21267要求的弯曲试验设备。

6.4.2.1.2 内压循环产生的累积应力与最大曲率下试样外侧的拉伸应力之和应不超过材料的屈服强度。

6.4.2.2 轴向载荷下的内压循环

内压循环时的轴向载荷可采用以下两种方式:

——复合载荷试验装置上的轴向拉伸载荷;

——通过控制位移实现轴向加载。

6.4.3 试验记录

6.4.3.1 试验记录应包括试样的内压循环次数、压力增加/减少的幅度、试验压力、保压时间及试验温度。

6.4.3.2 记录宜包括对试验和试样的观察结果及试验期间相关照片。

6.5 模拟生产载荷试验程序单元

6.5.1 试验设备

试验设备可根据试验载荷不同进行调整并应符合GB/T21267的要求。

6.5.2 试验过程

6.5.2.1 水平井套管接头在生产载荷下进行评价时,试验过程可参考GB/T 21267。

6.5.2.2 无论套管接头是否在使用前已按照GB/T 21267进行了接头等级评价试验,模拟生产载荷试验都宜纳入整体评价程序中。

6.5.2.3 宜参考GB/T 21267 制定生产载荷试验程序并计算载荷。

6.5.3 试验记录

试验数据记录应包括与试验程序相关的信息,包括但不限于:

——接头的性能说明;

——泄漏试验结果。

6.6 极限载荷试验程序单元

6.6.1 通则

6.6.1.1 极限载荷试验应在以下两种情况下终止:

——接头发生密封性和/或结构完整性的失效;

达到了试验设备的极限。

6.6.1.2 出于安全考虑,包含内压的极限载荷试验应采用液体压力介质。

6.6.1.3 宜采用下列7种极限载荷路径:

——极限载荷路径1:内压恒定,施加拉力直至失效(可参考GB/T21267);

——极限载荷路径2:施加拉力直至失效(可参考GB/T 21267);

——极限载荷路径3:施加内压直至失效;

——极限载荷路径4:上扣至失效;

——极限载荷路径5:弯曲至失效;

——极限载荷路径6:弯曲下内压至失效;

——极限载荷路径7:疲劳失效。

6.6.1.4 极限载荷试验过程中可对试样施加恒定的狗腿度。

6.6.1.5 除GB/T 21267和6.6.1.3规定的极限载荷试验外,也可进行其他极限载荷试验。

6.6.2 上扣至失效

上扣扭矩宜超过螺纹接头的最大推荐扭矩,直至失效。

6.6.3 弯曲至失效

6.6.3.1 本试验可与6.3.2.1使用相同的试验设备。

6.6.3.2 对试样施加弯曲载荷直至失效,应在每个载荷点进行保载,保载时间不少于15 min, 达到试验终止条件时确定极限载荷。

6.6.3.3 应记录每次试验和内径变形量的测量结果,并附试验期间及失效代表性照片。

6.6.4 弯曲下内压至失效

6.6.4.1 本试验可与6.3.2.1使用相同的试验设备。

6.6.4.2 在保持恒定弯曲度的同时,对试样施加内压直至失效。

6.6.4.3 应记录每次的测量和测试结果,并附试验期间及失效代表性照片。

6.6.5 疲劳失效

6.6.5.1 可参照旋转弯曲疲劳试验(见6.3.2)或内压循环试验(见6.4.1)对试样进行疲劳试验直至失效。

6.6.5.2 应详细记录试验设备、所施加的载荷和失效的疲劳次数。

6.6.6 试验记录

除6.2.4、6.6.3.3、6.6.4.3、6.6.5.2的要求外,应标绘每根试样载荷曲线,曲线应显示最终极限载荷点或结束载荷点,包括极限载荷试验前后的试样照片。

7 试验报告

7.1 报告中应提供以下信息的完整记录:

——接头规格、质量、钢级、几何尺寸(上扣损失、接箍外径、接箍长度)、接头示意图、接头

性能参数、试验编号、接头组合、过盈计算;

——管体外径、壁厚、内表面状态(如喷丸);

——螺纹相关参数(包括但不限于密封面直径、锥度、螺纹直径、椭圆度、螺距等)、推荐上扣

扭矩、螺纹表面处理;

——螺纹脂涂敷要求、上扣要求及转速要求;

——管体和接箍的材质说明、取样图及机械性能数据表;

13

——试验程序步骤、各试验单元的设备和试验数据、试验温度、试验矩阵、试验加载程序、保载时间、试验结果、试验操作者证书、试验地点、试验时间、监督试验第三方证明(如适用)、 附加试验(如有)及与本文件的差异。

7.2 应说明试验目的及评价结论。

7.3 若在试验过程中进行了本文件外的附加评价试验,应予以说明,并在附件中明确超出本文件范围的特殊要求。

7.4 报告中涉及的数据应真实,照片应清晰。

7.5 若涉及生产载荷试验,应提供试验接头载荷包络线。

7.6 应附有试验准备、试验设备的描述或照片、试验设备的校准证书等内容。

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  • 本文由 发表于 2026年7月8日 14:52:06
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