获奖项目名称:深井超深井用高性能特殊螺纹接头（TP-G4）产品创新设计及其产业化应用

　　主要完成单位:天津钢管制造有限公司

　　主要完成人:骆敬辉、闫龙、陈玉鹏、张丽敏、郭强、刘光运、张旭、吕春莉、汪凤华、杨腾飞

　　二、项目背景 

　　全球能源需求增长，油气资源开发向深井、超深井进军，石油套管面临更为严苛的工况要求，接头的连接及密封功能的可靠性决定了油气开采的成败与安全。随着国家“向地球深部进军”战略的实施，中石油和中石化相继提出“万米深井”开发项目，常规性能套管螺纹接头产品在密封可靠性、压缩性能及现场操作性能等方面越来越不能满足使用要求。2016年，石油套管产品评价标准ISO 13679升级为更苛刻的API 5C5（2017），通过新标准认证成为筛选高性能套管螺纹接头的基本要求。 

　　三、创新成果 

　　本项目在新版评价标准颁布之际而立项，目标是开发一种具备超高强度、优异密封性和抗复合载荷能力的高性能套管螺纹接头产品。项目基于专利技术创新螺纹结构，接头具有稳定的机械结构优异的承载性能并有效降低了对/脱扣时的螺纹磕碰，该技术在连接效率和应力控制水平方面超越了多数国内外同类产品。在密封结构设计方面，突破了传统定性评价的局限，采用密封性能定量化评价方法描述接头的密封性能，在局部可控塑变下实现密封与抗粘扣的最优平衡。基于悬臂梁原理的多重密封结构采用关键密封和二级辅助密封的组合设计，改变了常规性能套管螺纹接头单一密封面结构设计，提升了密封结构在动态超高压、高低温交替等恶劣工况下的稳定性，多重密封结构及消除过定位下的弹性密封结构组合设计属国内首创，解决了对顶间隙的有效封堵防止腐蚀介质侵入的难题，该设计方法获得国家发明专利。在接头的可操作性方面，以“低扭矩实现最优密封”的创新理念颠覆了传统认知“高扭矩确保密封”，通过巧妙的结构设计和特殊布局，在低扭矩控制下实现持久密封性，达到了密封与连接的高性能输出，产品具有更可靠的、更友好的操作性。产品多个规格在国内外第三方权威机构通过认证，与国内外同类技术主要参数对比，关键技术指标相当或优于同类产品，达到国际先进水平。 

2022年1月，高性能套管TP-G4产品的首次生产照片 

　　四、推广应用情况 

　　天津钢管制造有限公司开发的高性能套管螺纹接头，解决了深井、超深井、中螺纹接头的结构完整性、密封完整性和操作可靠性问题。项目形成了完整的自主知识产权体系，在关键技术环节获得发明专利5项。2022至今该产品累计供货7.99万吨，产品已经应用于国内外20多家石油公司，特别是成功应用于中石油西南万米井超级工程—深地川科1井。 

高性能套管TP-G4产品首次应用于中石油西南油气田 

高性能套管TP-G4产品首次应用于中石油西南油气田的下井照片 

　　万米深地油气钻探是全球油气勘探领域的超级工程，已成为衡量工程技术与装备水平高低的重要标志之一，而地处四川盆地的“深地川科1井”因其复杂的地质结构成为全球钻进难度最高的万米深井，是我国在四川盆地实施的一口万米深井，设计井深10520米，旨在探索超深层油气资源和地球科学奥秘。