浅析方钻杆旋塞阀失效原因分析及对策 摘要：本文通过分析方钻杆旋塞阀失效的形式和原因,确定了方钻杆旋塞阀的薄弱环节，进一步分析出方钻杆旋塞阀的主要失效形式为旋钮无法转动、旋塞本体产生裂纹和旋钮孔处泥浆溢出以及密封失效。并提出了相应的改进措施,对预防和减少方钻杆旋塞阀使用中存在的问题和优化旋塞阀结构设计有一定的参考价值。 主题词方钻杆旋塞阀失效分析对策 方钻杆旋塞阀简称“旋塞”，是一种重要的钻具内防喷工具，安装在方钻杆上端的称方钻杆上旋塞，安装在方钻杆下端的称方钻杆下旋塞。用专用的扳手转动阀芯，实现旋塞阀的打开和关闭，平时为常开，当发生溢流或井喷时，关闭方钻杆旋塞阀，截断钻具内通道，达到钻具内防喷的目的；当水龙带、高压管汇损坏时，关闭该装置，即可进行安全更换。我们井控车间在检验旋塞时频繁发生阀芯与阀座之间密封失效，阀座刺坏；阀芯长期不活动，阀座密封面锈蚀严重，旋钮不能转动，无法实现旋塞的开关动作，开关耍圈等等多种失效形式。为此，我们针对旋塞的失效进行分析统计通过研究提出解决方案，为新型旋塞的研制提供一定的理论参考。 1构造及工作原理 方钻杆旋塞阀由以下几个部分组成：本体、孔卡、卡环、挡圈、上阀座、密封件、挡环、定位环、旋钮、拨块、球阀、下阀座、叠簧和密封件等组成（图1）。 旋塞内部结构实物图 旋塞通过专用扳手扭动旋钮，带动拨块，使球阀发生转动，以实现开关状态的转变。球阀是一个带通孔的阀，在其通孔与旋塞阀水眼一致时，其为开位。当再旋转90°，其通孔与水眼垂直，堵塞水眼，封闭其水眼。 2现场主要失效形式 在油田生产中旋塞阀的主要失效形式如下：（1）旋钮开关力矩过大，旋钮内六方孔磨损，无法传递足够的开关力矩；（2）旋钮锈蚀或旋钮固死，导致旋钮开关力矩过大或旋钮无法转动（3）泥浆颗粒较大，旋塞阀开关不到位（4）使用时间较长，旋塞本体产生裂纹或旋钮左右两侧有裂纹(5) 阀芯加工工艺差，球芯刺坏(6)旋钮孔密封圈损坏，旋钮密封失效泥浆溢出(7) 阀体膨胀变形(8) 阀芯
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D R I L L P I P E&T O O L J O I N T D I M E N S I O N A L D A T A A N D P E R F O R M A N C E P R O P E R T I E S 1. Tool joint plus drill pipe. 2. The tensile strength of the tool joint pin is based on 120,000 psi yield and the cross sectional area at the root of the thread 5/8 inch from the shoulder. 3. Torsional yield strength based on shear strength of 57.7% of the minimum strength. 4. Recommended make-up torque is half of tool joint torsional yield 5. Tensile strength for the connection exceeds that of the pipe, use pipe strength as guide. 6. Data obtained from table 4.2, PP12 & 13, ED, API SPEC.7, August 1, 1990. And reprinted from table 2.10, PP 13 & 14, Table 2.11, PP 15,16 & 17, Table 2.1, 2.2 & 2.3, PP 6-8, 14ED, API RP7G, August 1, 1990.
GB/T 9253.1－1999 石油钻杆接头螺纹 代替GB/T 9253.1－1988 Threads on rotary shouldered connections for petroleum industry 1 范围 本标准规定了数字型(NC)、内平型(LF)、贯眼型(FH)和正规型(REG)石油钻杆接头螺纹(即带台肩连接螺纹，简称螺纹)的牙型、基本尺寸、公差和标记。 由于数字型螺纹的牙型和锥度较内平型、贯眼型和正规型螺纹更合理。在新产品设计时推荐选用数字型螺纹。 本标准适用于井下工具和钻柱结构件的连接。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 4749－1993 石油钻杆接头螺纹量规。 3定义和符号 本标准采用下列定义。
3.1术语 3.1.1数字型螺纹number (NC) style connection threads 采用V-0.038R螺纹牙型，并以螺纹基面中径的英寸数和十分之一英寸数表示的螺纹。 注：NC10-NC16采用V-0.055牙型 3.1.2内平型螺纹internal-flush(IF)style connection threads 采用V-0.065螺纹牙型，内平型钻杆接头采用的螺纹。 3.1.3贯眼型螺纹full-hole(FH) style connection threads 采用V-0.040、V-0.050或V0.065螺纹牙型，贯眼型钻杆接头采用的螺纹。 3.1.4正规型螺纹regular (REG) style connection threads 采用V-0.040或V-0.050螺纹牙型，正规型钻杆接头采用的螺纹。 3.1.5紧密距standoff 在规定的条件下，旋合的内外锥螺纹其规定测量点或面之间的轴向距离。 3.2符号 V-0.038R——牙底圆弧半径为0.038in的牙型代号 V-0.040——牙底为圆弧，牙顶宽度为0.040in的牙型代号 V-0.050——牙底为圆弧，牙顶宽度为0.050in的牙型代号 V-0.055——平牙底，牙顶宽度0.055in的牙型代号 V-0.065——平牙底，牙顶宽度为0.065in的牙型代号 P——螺距
常用钻头、钻杆接头、钻铤螺纹尺寸表 序号钻头、钻杆、 钻铤规格 螺纹 代号 螺纹 牙型 螺 距 (mm) 锥 度 倾 斜 角 外螺纹 锥体大 端大径 (mm) 外螺纹 锥体 长度 (mm) 内螺纹有 效螺纹最 小长度 （mm） 内螺纹 锥体 长度 (mm) 内螺纹 镗孔大 端直径 (mm) 内螺纹锥 体在端面 小径 (mm) 1 φ89钻铤 2 3/8IF/NC26 V0.065 6.35 1:6 4°45′48″73.050 76.2 79.4 92.1 74.6 67.78 2 φ73钻杆/ φ105钻铤2 7/8IF-NC31 -211/210 6.35 1:6 4°45′48″86.131 88.9 92.1 104.8 87.7 80.86 3 φ89钻杆/ φ121钻铤/ φ127钻铤3 1/2IF-NC38 -311/310 6.35 1:6 4°45′48″102.006 101.6 104.8 117.5 103.6 96.74 4 φ146钻铤 4 1/2FH-421V0.040 5.08 1:4 7°7′30″121.717 101.6 104.8 117. 5 123.8 116.45 5 φ146钻铤 φ152钻铤/ φ159钻铤 4IF-NC46 4A11/4A10 V0.065 6.35 1:6 4°45′48″122.784 114.3 11 7.5 130.2 124.6 117.51 6 φ127钻杆/ φ165钻铤/ φ178钻铤4 1/2IF-NC50 411/410 6.35 1:6 4°45′48″133.350 114.3 117.5 130.2 134.9 128.07 7 φ203钻铤 5 1/2IF 6.35 1:6 4°45′48″162.484 127 130.2 142.9 163.9 157.21 8 φ152钻头 3 1/2REG/331V0.040 5.08 1:4 7°7′30″88.900 95.2 98.4 111.1 90.5 83.63 9 φ190钻头 φ216钻头 4 1/2REG/431V0.040 5.08 1:4 7°7′30″117.475 107.9 111.1 123.8 119.1 112.21 10 φ244.5钻头 φ311钻头 6 5/8REG/631V0.050 6.35 1:6 4°45′48″152.197 127.0 130.2 142.9 154.0 145.60 11 φ444.5钻头7 5/8REG V0.050 6.35 1:4 7°7′30″177.800 133.3 136.5 149.2 180.2 171.24 12 φ108立轴外加厚φ89钻杆细扣 3.175 1:16 1°47′24″93.724/88.9 77.184 67 80 100.3 90.230
API钻杆接头螺纹检验 1、总则 本文适用于API Sspec7-2、API Spec 5DP标准，并依据本厂制定的内控标准，或以订货合同规定的标准与技术条件协议作为生产的钻杆接头螺纹的检验，包括螺纹尺寸要求及质量要求。 2、工作程序 检验人员应严格按照图纸规定检验产品。 3、检验项目 外观检查、锥度、螺距、齿高、紧密距、内外螺纹长度、台肩面倒角直径、螺纹轴线与台肩面垂直度、台肩面平整度、内螺纹镗孔直径、大钳吊卡长度、外径、内径。 4、检验前的准备 4.1量具准备 检验前根据所检产品规格，准备相应的量具、量规和单向仪，并对量具和单向仪进行有效性的检查及校对。 4.2待检产品准备 检查前螺纹表面的乳液、铁屑等异物用压缩空气吹干净，螺纹起始端的翻边必须去除。 5、检验频度与质量要求 5.1 外观检验 5.1.1采用视觉、手感等方法进行检验 5.1.2检验频度：每件
5.1.3质量要求 从管端起，螺纹应无明显的撕裂、刀伤、划痕、铁屑镏、台肩、波纹或破坏螺纹连续性的任何缺欠，外螺纹起始点应位于管端倒角面大于1mm，螺纹加工应具有一定的牙形和尺寸精度及粗糙度，同时台肩面不允许存在肉眼可见的任何缺欠。 5.2锥度检验 锥度是单位长度内螺纹节圆直径的变化量。 5.2.1质量要求 锥度偏差及范围见下表： 5.2.2测量频度 每班首检三件外，检验频度不得低于10%，当设备发生故障重新加工时，应按首件进行检验，当抽检中发现锥度不合格，必须往前逐根检验，直至合格。 5.3螺距检验 螺距是螺纹上某一点到下一螺纹对应点之间平行于螺纹轴线的距离。 5.3.1质量要求
螺距偏差与范围见下表： 5.3.2测量频度 每班首检三件外，检验频度不得低于10%，当设备发生故障重新加工时，应按首件进行检验，当抽检中发现锥度不合格，必须往前逐根检验，直至合格。 5.4齿高检验 齿高是螺纹顶部与螺纹根部之间垂直于螺纹轴线的距离。 5.4.1质量要求 齿高偏差与范围见下表： 5.4.2测量频度 每班首检三件外，检验频度不得低于10%，当设备发生故障重新
石油常用专用管螺纹和管材的类型及规格 一、前言 在石油工业发展过程中，API系列规范的石油管专用螺纹起着不可或缺的作用。石油管专用螺纹主要分为两大类：用于井下工具及钻柱构件连接的石油钻具接头螺纹及用于油套管连接的油套管接头螺纹。 随着油井气钻采作业向更深、更高压力和更高温度等更苛刻工况条件的方向发展，而且石油钻采工艺技术不断的进步，常规石油管螺纹很难满足油田的开发需求。本文就石油常用专用管螺纹和管材的主要类型、规格及发展现状作相应的介绍。 二、钻具接头螺纹 钻具接头螺纹用于如钻铤、钻杆、钻具稳定器及转换接头等钻井工具及钻柱构件的连接。目前生产和检验依据的标准主要是API SPEC 7。（螺纹外观见图3） API SPEC 7称钻具接头螺纹为“旋转台肩连接”，是石油钻探行业连接钻柱构件最主要的机械机构。这种带锥螺纹具有通过轴向位移来补偿连结部分直径误差的特点，因此互换性程度高、结合紧密和装拆容易。其技术特点为英制锥管螺纹、有台肩连接、三角形螺纹，在管材连接中应用极为广泛。其主要螺纹型式如表1所示。 表1：钻具接头螺纹类型 序号螺纹型式英文写法螺纹牙型规格与种类 1 数字型 （NC） Number style connection theads V-0.038R NC23-NC77 共计13种 2 内平型 （IF） Internal-flush style connection threads V-0.065 23/8in-51/2in 共计6种 3 贯眼型 （FH） Full-hole style connection threads V-0.065 V-0.050 V-0.040 31/2in-65/8in 共计5种 4 正规型 （REG） Regular style connection threads V-0.050 V-0.040 23/8in-85/8in 共计8种 1. 内平型螺纹 该型钻具接头螺纹连接外加厚或内外加厚钻杆，形成钻杆接头内径、管体加厚内径与管体内径相等或近似的通径。所有规格螺纹均采用V-0.065平顶平底三角形牙型，这种牙型为平牙底，牙顶较宽度为0.065英寸（1.651mm）。除51/2IF外，其它规格螺纹的因结构尺寸与相应的数字型螺纹完全相同，故具有互换性。该型螺纹因其牙型结构易导致应力集中，API 已将其淘汰，其中包括41/2IF和4IF，它们就是曾经在我油田被大量使用的410、411和4A10、4A11，取而代之的是NC50和NC46数字型螺纹。
钻头、钻杆技术规格书 一、使用地点 主要用于煤矿井下打注锚杆、锚索、炮眼施工、水文地质钻孔施工、注水施工等。 二、货物名称及供货范围 序号 存货名称 规格型号 单位 备注 1 六角成品钎 B2 2 公斤 第1至24项必须为投标人自行生产 2 风镐尖 350mm 根 3 风钻头 28mm 个 4 风钻头 32mm 个 5 风钻头 36mm 个 6 风钻头 43mm 个 7 锚杆钻头 2 8 个 8 锚杆钻头 30 个 9 锚杆钻杆 B19 米 10 锚索钻杆 B19 米 11 锚索钻杆 B19(1*8) 套 12 锚索钻杆 B19(1*10) 套 13 锚索钻杆 B22(1*10) 套 14 锚索钻杆连接器 B19 个 15 锚索钻杆连接套 B19 个 16 探水钻头 Ф43mm 个 17 探水钻杆 Ф43mm 米 18 探水钻杆 Ф43*1m 根 19 探水钻杆连接器 Ф43mm 个 20 探水钻杆钎尾 Ф43mm 个 21 湿式煤钻头 Ф28mm 个 22 湿式煤钻头 Ф43mm 个 23 湿式煤钻杆 Ф28mm 米 24 湿式煤钻杆 Ф43mm 米
25 煤钻杆注水器 （带轴承） Ф28mm 个可外购 26 煤钻杆注水器 （带轴承） Ф43mm 个可外购 二、执行标准 3.1风钻头、探水钻头执行标准：MT/T984-2006。 3.2锚索钻杆、锚杆钻杆执行标准：MT/T905-2002。 3.3凿岩钎杆（六角成品钎）执行标准：GB/T6481-2002。 3.4 风镐尖执行标准：Q/ZFD1-2000。 3.5 锚杆钻头、湿式煤钻头执行标准：GB/T6480-2002。 3.6探水钻干、煤钻杆执行标准：GB/T905-2002 三、技术要求 4.1风钻头、煤钻头参数 序号项目标准及公差 1 外观表面光滑，发蓝处理 2 对称度≤0.4 mm 3 切削刃尖高度差≤0.5 mm 4 抗扭矩≥150 N.m 5 静抗剪切强度≥160 MPa 6 基本 尺寸 钻头直径28mm、43mm（±0.3mm）钻头体大端直径28mm、43mm（±0.1mm）钻头高度44mm 4.2锚索钻杆参数 序号项目标准及公差 1 外观表面光滑，无裂纹、疤痕、夹渣、毛刺、毛边等缺陷，且钻杆表面应进行防腐处理。 2 表面硬度（HRC）≥32 3 抗推力（mm/m）1.0m钻杆在250N.m弯矩作用下，应不产生断裂或残余弯曲变形，变形量不大于1.6mm/m。 4 抗弯曲（mm/m）1.0m钻杆在12KN推力作用下，应不产生断裂或残余弯曲变形，变形量不大于1.6mm/m。 5 直线度（mm/1m）≤1mm 6 承受扭矩≥250N.m 7 水孔畅通钻杆水孔应畅通，且孔径应不小于5.5mm
井控装置维修使用手册 钻具浮阀 塔里木油田工程技术部 二〇〇七年五月
目录 钻具浮阀 (1) 1. 概述 (1) 2. 型号及表示方法 (1) 2.1. 分类 (1) 2.2. 表示方法 (2) 2.3. 规格及技术参数表 (2) 3. 浮阀的结构和工作原理 (2) 3.1. 浮阀的结构 (2) 3.2. 浮阀的工作原理 (4) 4. 产品检验 (4) 4.1. 入库检验 (4) 4.2. 现场检验 (6) 5. 使用操作 (7) 5.1. 安装 (7) 5.2. 使用 (7) 5.3. 使用注意事项 (8) 6. 维护保养 (8) 6.1. 使用前维护 (8) 6.2. 现场维护 (8) 6.3. 浮阀的安装与拆卸 (8) 7. 判废 (9) 8. 标准规范 (9)
钻具浮阀 1. 概述 钻具浮阀简称浮阀，是一种全通径的钻具内防喷工具。 2. 型号及表示方法 2.1. 分类 2.1.1. 按阀体的连接形式：可分为A型和B型两种。 A型钻具浮阀接头为上母下公结构，B型钻具浮阀接头为双母结构。其内部结构相似，见图1、2。 1 阀体， 2 浮阀芯总成 图1 A型钻具浮阀 1 阀体， 2 浮阀芯总成 图2 B型钻具浮阀 2.1.2. 按阀板结构分：可分为盲板式和孔板式两种。 盲板式在浮阀关闭时，钻具内通道全部封闭；而孔板式浮阀，由于阀板上有一个小孔，钻具内通道未完全堵死，从地面能观测到井下压力。 2.1. 3. 按阀芯结构形式分：可分为阀板式浮阀和箭形浮阀两种。
井控手册－内防喷工具－旋塞 板式结构箭形结构 图3 板式结构及箭形结构 2.2. 表示方法 FZF □ / □ —□ 接头螺纹代号（左旋为LH） 最大压力（MPa） 阀体外径（mm） 名称代号 2.3. 规格及技术参数表 图表1. 主要参数表： 3.1. 浮阀的结构 浮阀主要由浮阀本体及阀芯总成组成，见图4、5。
API钻具接头螺纹的特点、类型、加工要求及技术参数随着牙轮钻进，空气潜孔锤钻进，气举反循环钻进等钻探工艺的推广使用。API系列井内钻柱构件和井下工具也得到了越来越广泛的应用。尤其是连接钻柱构件的API系列钻具接头螺纹，更是起着不可或缺的作用。因此，熟悉和掌握API系列钻具接头螺纹的相关技术规范和设计要求，采用合理的加工参数及检测方法，是保证API系列井内钻柱构件和井下工具正常使用的重要工作之一。本文拟在API SPEC7、GB/T9253. 1—1999、SY/T5144—2007及GB/T4749—2003等标准的基础上，并结合生产实践及使用过程中遇到的实际问题，分别就API系列钻具接头螺纹的特点、类型、规格、加工要求、检测方法、及螺纹的主要失效形式等方面进行论述，以帮助我们加深对API相关技术规范的理解和认识，正确掌握API系列钻具接头螺纹的生产加工和操作使用。 一、螺纹特点 API系列钻具接头螺纹主要用于钻杆、钻铤、钻具稳定器和转换器等钻井工具及钻柱构件的连接。目前生产和检验的主要依据标准为：API SPEC 7《旋转钻柱构件规范》（2001年11月第40版）和GB/T9253.1—1999《石油钻杆接头螺纹》。 API SPEC 7将钻具接头螺纹称为“旋转台肩连接”，这种带锥螺纹具有通过轴向位移来补偿连接部分直径误差的特点。因此互换程度高、结合紧密、装拆容易。其技术特点为：“英制锥管螺纹、有台肩连接、三角形螺纹”，因此在管材连接中应用极为广泛。 API系列钻具接头螺纹按螺纹形式分为四大类，分类情况见表一。 表一钻具接头螺纹类型 序号螺纹形式英文写法螺纹牙型规格与种类 1 数字型（NC）Number Style Connection Threads V-0.038R NC23~NC77 共计13种 2 内平型（IF）Internal Flush Style Connection Threads V-0.0658 5 2in~ 2 1 5in 共计6种 3 贯眼型（FH）Full Holo Style Connection Threads V-0.065 V-0.050 V-0.040 3 2 1 in~6 8 5 in 共计5种 4 正规型（REG）Regular Style Connection Threads V-0.050 V-0.040 2 8 3 in~8 8 5 in 共计8种 二、螺纹类型 1、数字型螺纹（NC） 这是以螺纹基面中径的英寸和十分之一英寸数值表示的螺纹。所有规格螺纹均采用V-0.038R 平顶圆底三角形牙型。牙型特点为：圆形牙底，牙底半径为0.038英寸（0.965毫米）。 数字形螺纹（NC）是API推荐优先使用的螺纹类型。该螺纹有1：6和1：4两种锥度标准，主要应用于钻杆、钻铤、钻具稳定器等钻柱构件的连接，NC50还可应用于在钻头螺纹的连接上。 2、内平型螺纹（IF） 该型螺纹主要用于连接外加厚或内外加厚的钻杆、接头内径、管端加厚处内径与钻杆内径有着相等或近似相等的通径。所有规格螺纹均采用V-0.065平顶平底三角形牙形。这种牙型的特点为：平牙顶、平牙底、牙顶宽度为0.065英寸（1.651毫米）。
石油钻杆接头螺纹量规 标签： 杂谈石油钻杆接头量规是检验石油钻杆接头螺纹的一种综合量具，根据钻杆接头形式的不同，量规可分为正规型、贯眼型、内平型和数字型四种，每种又有一系列的规格。是石油钻杆接头、水龙头、方钻杆、钻铤等钻杆构件的连接螺纹的检验量具。 石油专用螺纹量规的特点在于：控制塞规和环规的螺纹单项要素（锥度、螺距、半角和塞规中径）；用校对塞规作为检验基准，与它配对的校对环规作为传递基准，把校对环规与校对塞规的配对紧密距，传递给工作规得到互换紧密距，再传递给产品螺纹。 石油螺纹用于石油行业，根据使用需要细分成直的和有锥度的、不同的牙型，其品种、规格较多，主要分为四大类： 1、石油钻具接头螺纹量规，是检验石油钻杆接头、方钻杆和钻铤等钻杆结构件的连接螺纹的检验量具。根据钻具接头形式的不同，量规可分为正规型(REG)、贯眼型(FH)、数字型(NC)三种；而内平型（IF）则在逐步淘汰。 石油钻具接头螺纹量规正规型（REG）规格有23/8REG、 27/8REG、31/2REG、41/2REG、51/2REG、65/8REG、75/8REG、 85/8REG。 贯眼型（FH）规格有31/2FH、41/2FH、51/2FH、65/8FH。
数字型（NC）较常用规格有NC 23、NC 26、NC 31、NC 35、NC 38、NC 40、NC 44、NC 46、NC 50、NC 56、NC 61、NC 70、NC77等等。 2、石油套管螺纹量规， CSG（短圆螺纹套管，螺纹为圆螺纹，齿顶、齿底为圆弧状；锥度为1：16；牙型角为60，牙侧角 为30；螺距为3、175和2、54，牙型高度:1、8 10、1、412，每英寸8牙、10牙时），长圆螺纹套管代号（LCSG）。B CSG（偏梯形螺纹套管，133/8″以下锥度为1：16，16″以上锥度为1：12，螺距为5、08(5牙/寸);牙型高为1、575;牙侧角为3和13,牙型角为13。 注：133/8″以下，螺纹齿顶、齿底与母线平行；16″以上，螺纹齿顶、齿底与轴线平行。C SG常用规格有41/2CSG、5CSG、
井控装置维修使用手册 钻具内防喷工具 方钻杆旋塞阀 塔里木油田工程技术部 二〇〇七年五月
目录 方钻杆旋塞阀 (1) 1. 概述 (1) 2. 方钻杆旋塞阀的类型及表示方法 (1) 2.1. 方钻杆旋塞阀的类型 (1) 2.2. 方钻杆旋塞阀的表示方法 (1) 2.3. 规格及技术参数 (1) 3. 方钻杆旋塞阀的结构和工作原理 (2) 3.1. 方钻杆旋塞阀的结构 (2) 3.2. 方钻杆旋塞阀的工作原理 (3) 3.2.1. 旋塞阀的打开 (3) 3.2.2. 旋塞阀的关闭 (3) 4. 产品检验 (3) 4.1. 入库检验 (3) 4.1.1. 超声波探伤 (3) 4.1.2. 磁粉荧光探伤 (4) 4.1.3. 密封性能检验 (4) 4.1.4. 开关力矩检验 (5) 4.2. 现场检验 (5) 5. 使用操作 (5) 5.1. 安装 (5) 5.2. 使用 (6) 5.3. 注意事项 (7) 6. 维护保养 (8) 6.1. 入库维护保养 (8) 6.2. 现场维护保养 (8) 6.3. 旋塞的装配与拆卸 (8) 7. 判废 (12) 8. 典型故障分析 (13) 9. 标准规范 (14)
方钻杆旋塞阀 1. 概述 方钻杆旋塞阀简称“旋塞”，是一种重要的钻具内防喷工具，安装在方钻杆上端的称方钻杆上旋塞，安装在方钻杆下端的称方钻杆下旋塞。用专用的扳手转动阀芯，实现旋塞阀的打开和关闭。当发生溢流或井喷时，关闭方钻杆旋塞阀，截断钻具内通道，达到钻具内防喷的目的。 2. 方钻杆旋塞阀的类型及表示方法 2.1. 方钻杆旋塞阀的类型 方钻杆旋塞阀按其在钻柱组合中的安装位置可分为： 方钻杆上旋塞阀（简称上旋塞）； 方钻杆下旋塞阀（简称下旋塞)。 方钻杆上旋塞安装在水龙头下端与方钻杆上端之间，上部连接为内螺纹（母扣），下部连接为外螺纹（公扣），采用左旋螺纹（反扣）连接。 方钻杆下旋塞接于方钻杆下端和钻柱之间，上部内连接为内螺纹，下部连接为外螺纹，采用右旋螺纹（正扣）连接。 2.2. 方钻杆旋塞阀的表示方法 FXS □/□－□ 接头螺纹代号（左旋为LH） 最大压力（MPa） 阀体外径（mm） 旋塞阀的名称代号 2.3. 规格及技术参数 塔里木油田常用的旋塞阀的规格及技术参数，见下表。
石油专用管螺纹管材的类型及规格之一 ---------钻具接头螺纹 钻具接头螺纹用于如钻铤、钻杆、钻具稳定器及转换接头等钻井工具及钻柱构件的连接。 目前生产和检验依据的标准主要是API SPEC 7。 API SPEC 7称钻具接头螺纹为“旋转台肩连接”，是石油钻探行业连接钻柱构件最主要的机械机构。这种带锥螺纹具有通过轴向位移来补偿连结部分直径误差的特点，因此互换性程度高、结合紧密和装拆容易。其技术特点为英制锥管螺纹、有台肩连接、三角形螺纹，在管材连接 中应用极为广泛。其主要螺纹型式如表1所示。 表1：钻具接头螺纹类型 序号螺纹型式螺纹牙型规格与种类 1 数字型（NC） V-0.038R NC23-NC77共计13种 2 内平型（IF） V-0.065 23/8in-51/2in共计6 种 3 贯眼型（FH） V-0.065V-0.050V-0.040 31/2in-65/8in共计5种 4 正规型（REG） V-0.050V-0.040 23/8in-85/8in共计8种 1. 内平型螺纹 该型钻具接头螺纹连接外加厚或内外加厚钻杆，形成钻杆接头内径、管体加厚内径与管体内径相等或近似的通径。所有规格螺纹均采用V-0.065平顶平底三角形牙型，这种牙型为平牙底，牙顶较宽度为0.065英寸（1.651mm）。除51/2IF外，其它规格螺纹的因结构尺寸与相应的数字型螺纹完全相同，故具有互换性。该型螺纹因其牙型结构易导致应力集中，API已将其淘汰，其中包括41/2IF和4IF，它们就是曾经在我油田被大量使用的410、411和4A10、4A11，取而代之 的是NC50和NC46数字型螺纹。 2. 贯眼型螺纹 该型钻杆接头螺纹连接内外加厚钻杆，形成钻杆接头内径和加厚端内径相等，而均小于钻杆管体内径的通径。该型螺纹的规格虽然为数不多，但却使用了V-0.065、V-0.050（牙底为圆弧，牙顶宽度为0.050英寸，1.27mm）和V-0.040（牙底为圆弧，牙顶宽度为0.040英寸，1.02mm）
常用钻具技术参数
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钻杆 （1）2-7/8〞钻杆 1)★外径：2-7/8〞（73mm）； 2)内径：2.151”(54.6mm)； 3)★钻杆钢级：G105； 4)★加工形式： EU； 5)壁厚：9.19mm； 6)★重量：10.4ppf 7)总长度（从台肩到台肩）:31ft±0.5ft ； 8)材质硬度：HB(TJ)285-340； 9)★接头扣型:NC31； 10)螺纹旋型：右旋； 11)★接头外径：104.8mm； 12)★接头内径：50.8mm； 13)焊接方法：摩擦焊接； 14)接头扣钳部分长度：10〞 Pin(不含扣长)x12.5〞 Box； 15)吊卡台肩：18°； 16)管子表面：清漆； 17)★内部涂装：TK34； 18)接头和管体材料产地：宝钢； 19)接头耐磨带：母接头端敷焊宽度为3〞ARNCO-100XT的耐磨带,在母扣 18°台肩面上敷焊宽度为1〞的ARNCO-100XT耐磨带。 20)含接头估重：16.5KG/M （2）3-1/2”钻杆 1)★外径：3-1/2〞（88.9mm）； 2)内径：2.764”(70.2mm)； 3)★钻杆钢级：S135； 4)★加工形式： EU； 5)壁厚：9.35mm；
6)★重量：13.3ppf 7)总长度（从台肩到台肩）:31ft±0.5ft ； 8)材质硬度：HB(TJ)285-340； 9)★接头扣型:NC38； 10)螺纹旋型：右旋； 11)★接头外径：127mm； 12)★接头内径：54mm； 13)焊接方法：摩擦焊接； 14)接头扣钳部分长度：10〞 Pin(不含扣长)x12.5〞 Box； 15)吊卡台肩：18°； 16)管子表面：清漆； 17)★内部涂装：TK34； 18)接头和管体材料产地：宝钢； 19)接头耐磨带：母接头端敷焊宽度为3〞ARNCO-100XT的耐磨带,在母扣 18°台肩面上敷焊宽度为1〞的ARNCO-100XT耐磨带。 20)含接头估重：22.21KG/M （3）4”钻杆 1)★外径：4〞（101.6mm）； 2)内径：3.340”(84.84mm)； 3)★钻杆钢级：S135； 4)★加工形式： EU； 5)壁厚：8.38mm； 6)★重量：14ppf 7)总长度（从台肩到台肩）:31ft±0.5ft ； 8)材质硬度：HB(TJ)285-340； 9)★接头扣型:NC46； 10)螺纹旋型：右旋； 11)★接头外径：152.4mm； 12)★接头内径：76.2mm；
钻杆接头螺纹检验规范 编制: 王子丰 审核: 汪力 2014年07月31日发布2014年07月31日实施 鞍山申阔机械制造有限公司发布
1、总则 本文参照API Spec7-1、Spec7-2及其增补标准，并依据本厂制定的内控标准，或以订货合同规定的标准与技术条件协议作为生产的钻杆接头螺纹的检验，包括螺纹尺寸要求及质量要求。 2、工作程序 检验人员应严格按照图纸规定检验产品，并认真填写螺纹检验记录。 3、检验项目 外观检查、锥度、螺距、齿高、紧密距、内外螺纹长度、台肩面倒角直径、螺纹轴线与台肩面垂直度、台肩面平整度、内螺纹镗孔直径。 4、检验前的准备 4.1量具准备 检验前根据所检产品规格，准备相应的量具、量规和单向仪，并对量具和单向仪进行有效性的检查及校对。 检验人员必须具有一定的专业知识和实际工作经验，且能满足生产产品对检验工作的各项要求。 检验人员所有的检测器具必须是经相关部门校验合格并在规定的检定周期内。 4.2待检产品准备 检查前螺纹表面的乳液、铁屑等异物用压缩空气吹干净，螺纹起始端的翻边必须去除。 所有检测工具均应置于与被检验产品相同的温度条件下、并保持足够的时间以清除温差。 5、检验频度与质量要求 5.1 外观检验
5.1.1采用视觉、手感等方法进行检验 5.1.2检验频度：每件 5.1.3质量要求 从管端起，螺纹应无明显的撕裂、刀伤、划痕、铁屑镏、台肩、波纹或破坏螺纹连续性的任何缺欠，外螺纹起始点应位于管端倒角面大于1mm，螺纹加工应具有一定的牙形和尺寸精度及粗糙度，同时台肩面不允许存在肉眼可见的任何缺欠。 5.2锥度检验 锥度是单位长度内螺纹节圆直径的变化量。 测量器具：用JZW型测量外螺纹锥度。 用JZN型测量内螺纹锥度。 5.2.1质量要求 锥度偏差及范围见下表：
钻探技术参数 钻压 钻压选择： a) 钻进节理发育岩石和产状陡立、松散破碎、软硬互层、强研磨性等地层及钻孔弯曲、超径的情况下，应适当减压； b) 经初磨的新钻头，采用正常钻压可获得高钻速。钻进中随着金刚石磨钝，钻速下降，应逐渐平稳增大钻压。 绳索取心钻头比普通双管钻头钻压稍大，见表 表表20 不同规格钻头适用钻压单位为千牛 表格 转速 转速选择： a) 钻进坚硬弱研磨性地层、裂隙破碎地层、软硬互层及产状陡立易斜地层时，应适当降低转速；在软岩层中钻进，亦应限制转速； b) 钻孔结构和钻具级配要合理，钻杆与孔壁间隙小，适于采用高转速。钻孔结构复杂，换径多，环状间隙大，钻具回转的稳定性差，不宜开高转速。 转速范围见表。 表 绳索取心钻探适用转速单位为转每分 表格 泵量 泵量选择： a)钻进坚硬、颗粒细的岩层，钻速低，岩粉少，泵量可小些；钻进软及中硬岩层，钻速高，岩粉多，泵量应大些。钻进裂隙，有轻微漏失地层，泵量应稍大于正常情况。钻进研磨性强的岩层，泵量可增大； b)应保持上返流速为0.5m/s～1.5m/s。表镶钻头采用的泵量应比孕镶钻头稍小。 孕镶钻头泵量范围见表 表不同规格孕镶钻头泵量单位为升每分 表格 泥浆钻进操作要求 a) 提下钻应先取出内管总成； b) 控制提下钻速度； c) 提钻和打捞内管时，应向孔内回灌冲洗液；
d) 采用冲洗液压送内管时，泵量不宜过大。 钻杆内壁结垢防治措施 a) 在不降低钻速的条件下，尽量降低钻具转速； b) 应采用固相控制措施，以清除占90%左右大于20μm粒度的固相颗粒； c) 结垢已经影响打捞时，在提钻前半小时采用稀释原浆循环，冲刷泥垢，增大流动通径；或者先提出上部结垢严重的钻杆再下打捞器； d) 使用防止结垢的专用冲洗液。 冲击回转钻探 技术特点和适用条件 坚硬、破碎地层液动冲击回转钻进，可减轻岩心堵塞，增加回次进尺，提高机械钻速。 冲击回转钻进通常可减缓钻孔弯曲。绳索取心液动冲击回转钻进还可减轻绳索取心钻杆内壁结垢现象。 硬质合金液动冲击回转钻进适合于可钻性级别5～6级和部分7级岩层。 金刚石液动冲击回转钻进适用于可钻性级别6～12级。在坚硬、致密的“打滑”岩层应用液动冲击回转钻进，可缓解金刚石钻头“打滑”问题。 液动冲击器类型 液动冲击器按照作用原理分为阀式正作用液动冲击器、阀式反作用液动冲击器、阀式双作用液动冲击器。阀式双作用液动冲击器主要有压差式、射流式、射吸式和复合式等类型。9.2.2 液动冲击器可与绳索取心钻具配套组成金刚石绳索取心液动冲击器。9.2.3 应根据钻进方法、钻孔深度、钻孔直径、岩石可钻性和破碎程度以及冲洗介质类型等合理选用液动冲击器。硬质合金冲击回转钻进宜选用低频高功型冲击器，金刚石冲击回转钻进宜选用高频低功型冲击器。 钻探设备及附属装置的选择 应选择转速调节范围较大、钻压控制精度较高的岩心钻机。进行硬质合金液动冲击回转钻进时，钻机的最低转速不高于40r/min。 应选择泵压较大（4MPa～6MPa）、泵量可调的泥浆泵。泥浆泵应配抗震压力表。 应配用心轴通孔直径较大，转动灵活，密封性好，耐高压，维护方便的水龙头。 泥浆泵高压胶管的内径不小于φ25mm，耐压力不低于10MPa。同时应使用耐高压的专用接头。 通常在泥浆泵输出管与水龙头高压胶管之间设置稳压罐。稳压罐容积应不小于0.03 m3，安全压力不低于15MPa。
公称尺寸 in 公称重量 lb/ft 本体外径 mm 钢级 壁厚 mm 加厚型式 本体内径 mm 内容积 l/m 闭排 l/m 开排 l/m 重量 kg/m 截面积 mm2抗扭强度 ( 管体) N ·m 抗扭强度 ( 接头) N ·m 抗拉强度 ( 管体) KN 抗拉强度 ( 接头) KN 抗内压强度 Mpa 抗挤强度 Mpa 加厚段外径 mm 加厚段内径 mm 外加厚段长 mm 内锥面段长 mm 接头外径 in/mm 母接头内径 mm 公接头内径 mm 母接头长度 mm 公接头长度 mm 丝扣连接型 式 扣型 扣数 锥度 紧扣扭矩 N·m 塔里木油田常用钻杆技术参数 51″″ 4 1 4 ″ 3 1 2 7 2 3 / 2 ″ /2″/2″/8″/8″ 5 5 非标 21.919.524.512015.713.310.4 6.65 139.7127127114.3101.688.973.02560.325 S135S135S135S135S135S135S135S135 9.179.199.6510.929.659.359.1957.112 IEU IEU EU IEU IU EU EU EU 121.4108.62107.792.582.370.254.63546.101 11.359.169.11 6.56 5.2 3.87 2.36 1.68 16.2513.3513.3310.798.51 6.7 4.48 3.02 4.9 4.19 4.22 4.23 3.31 2.83 2.12 1.34 38.4832.8726.729.8423.3922.2516.6710.54 376034033557.635392786233718431189 1235421002901042008992062883451892814715239 10995686000839007193062883406792300012864 35033170331133042598217617181108 79046904643167663726398827751848 106.9117.9123.8155.72154.7177205192.4 95.2108.16119160.89160175.13204.8193.5 141.3131.8136121.410697.181.867.5 101.690.510071.571.4X X X 76.222028076.276.276.276.276.2 ≥ 120≥ 120≥ 120≥ 120≥ 120≥ 120≥ 120≥ 120 71/4"/184.0 6 5/8"/168.3 6 3/4"/172 6 1/4"/158.8 5 1/2"/139.75"/12 7 4 3/8"/111.1 3 1/2"/88.9 7 1/2"/190.5 88.988.910076.265.15450.8/41.341.3 88.969.888.963.565.15450.8/41.341.3 280-305280-305254300304.8279.4254254 254228.6203.2230-235228.6254203.2203.2 5 1/2"FH NC50NC52NC46HT40NC38NC31NC26 V-0.065V-0.038R V-0.038R V-0.038R V-0.038R V-0.038R V-0.038R V-0.038R 4扣 /inch4扣 /inch4扣 /inch4扣 /inch4扣 /inch4扣 /inch4扣 /inch4扣 /inch 1:061:061:061:061:061:061:061:06 591004300050300345002500018000118004700
石油钻杆接头螺纹量规 (2012-09-11 22:47:35) 标签： 杂谈 石油钻杆接头量规是检验石油钻杆接头螺纹的一种综合量具，根据钻杆接头形式的不同，量规可分为正规型、贯眼型、内平型和数字型四种，每种又有一系列的规格。是石油钻杆接头、水龙头、方钻杆、钻铤等钻杆构件的连接螺纹的检验量具。 石油专用螺纹量规的特点在于：控制塞规和环规的螺纹单项要素（锥度、螺距、半角和塞规中径）；用校对塞规作为检验基准，与它配对的校对环规作为传递基准，把校对环规与校对塞规的配对紧密距，传递给工作规得到互换紧密距，再传递给产品螺纹。 石油螺纹用于石油行业，根据使用需要细分成直的和有锥度的、不同的牙型，其品种、规格较多，主要分为四大类： 1、石油钻具接头螺纹量规，是检验石油钻杆接头、方钻杆和钻铤等钻杆结构件的连接 螺纹的检验量具。根据钻具接头形式的不同，量规可分为正规型(REG)、贯眼型(FH)、数字型(NC)三种；而内平型（IF）则在逐步淘汰。 石油钻具接头螺纹量规正规型（REG）规格有2 3/8REG、2 7/8REG、3 1/2REG、4 1/2REG、5 1/2REG、6 5/8REG、7 5/8REG、8 5/8REG。贯眼型（FH）规格有3 1/2FH、4 1/2FH、5 1/2FH、6 5/8FH。 数字型（NC）较常用规格有NC23、NC26、NC31、NC35、NC38、NC40、NC44、NC46、NC50、NC56、NC61、NC70、NC77等等。2、石油套管螺纹量规，CSG（短圆螺纹 套管，螺纹为圆螺纹，齿顶、齿底为圆弧状；锥度为1：16；牙型角为60°，牙侧角为30°；螺距为3.175和2.54，牙型高度:1.810、1.412，每英寸8牙、10牙时），长圆螺纹套管代号（LCSG）。
常用钻具转换接头螺纹参数（SY5200、SY5369） 序号 代号 螺纹类型 螺纹规范 接头毛坯 公螺纹 母螺纹 刀片型号 牙/寸 锥度 外径D 内径d 大径DS 小径DF 螺纹长L 镗孔QF 螺纹长L 1 NC23 4 1：6 79 32 65.1 52.4 76.2 66.7 92 4Y1W3 4Y1N3 2 2A10 NC26（23/8＂F ） 4 1：6 （86）88.9 （44.5）38 73 60.35 76.2 74.6 92 3 210 NC31（27/8＂IF ） 4 1：6 10 5 51 86.13 71.32 88.9 87.7 104.8 4 NC35 4 1： 6 121 51 94.9 7 79.09 95.2 96. 8 111.1 5 310 NC38（31/2＂F ） 4 1：6 127 （60）57 102 85.07 101.6 103.6 117.5 6 4A20 NC40（4＂FH ） 4 1：6 133 71 108.71 89.66 114.3 110.3 130.2 7 NC44 4 1：6 152 57-71 117.48 98.43 114.3 119.1 130.2 8 4A10 NC46（4＂IF ） 4 1：6 （152）160 57-71 122.48 103.73 114.3 124.6 130.2 9 410 NC50（41/2＂IF ） 4 1：6 （162）177.8 71 133.35 114.3 114.3 134.9 130.2 10 NC56 4 1：4 197 71 149.25 117.5 127 150.8 142.9 4Y2W3 4Y2N3 11 NC61 4 1：4 229 71 163.52 128.8 139.7 165.1 155.6 12 NC70 4 1：4 247 76 185.75 147.65 152.4 187.3 168.3 13 NC77 4 1：4 279 76 203.2 161.95 165.1 204.8 181 14 2A30 23/8＂REG 5 1:4 80 32 66.67 47.625 76.2 68.3 92.1 5Y4W4 5Y4N4 15 230 27/8＂RED 5 1:4 95 32 76.2 53.975 88.9 77.8 104.8 5Y3W3 5Y3N3 16 330 41/2＂RED 5 1:4 108 38 88.9 65.075 95.2 90.5 111.1 17 430 41/2＂RED 5 1:4 140 57 117.47 90.475 108 119.1 123.8 18 530 51/2＂RED 4 1:4 172 70 140.21 110.06 120.6 141.7 136.5 4Y4W3 4Y4N3 19 630 65/8＂RED 4 1:6 197 71 152.2 131.04 127 154 142.9 4Y5W3 4Y5N3 20 730 75/8＂RED 4 1:4 241 76 177.8 144.48 133.4 180.2 149.2 4Y4W3 4Y4N3 21 830 85/8＂RED 4 1:4 201.98 167.84 136.52 204.4 152.4 22 320 31/2＂FH 5 1:4 118 54 101.45 77.622 95.2 102.8 111.1 5Y3W3 5Y3N3 23 420 41/2＂FH 5 1:4 146 64 121.72 96.317 101.6 123.8 117.5 24 520 51/2＂FH 4 1:6 177.8 76 147.96 126.79 127 150 142.9 4Y5W3 4Y5N3 25 620 65/8＂FH 4 1:6 203 71 171.5 150.36 127 173.8 142.9 26 51/2＂IF 4 1:6 162.48 141.32 127 163.9 142.9