石油常用专用管螺纹和管材的类型及规格
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1.用途用于石油井钻探。
2.种类按SY/T6194-96“石油套管”分短螺纹套管及其接箍和长螺纹套管及其接箍两种。
4.化学成分检验(1)按SY/T6194-96规定。
套管及其接箍采用同一钢级。
含硫量<0.045%,含磷量<0.045%。
(2)按GB222-84的规定取化学分析样。
按GB223中有关部分的规定进行化学分析。
(3)美国石油学会ARISPEC5CT1988第1版规定。
化学分析按ASTME59最新版本制样,按ASTME350最新版本进行化学分析。
5.物理性能检验(1)按SY/T6194-96规定。
作压扁试验(GB246-97)拉力试验(GB228-87)及水压试验。
(2)按美国石油学会APISPEC5CT1988年第1版规定作静水压试验、压扁试验、硫化物应力腐蚀开裂试验、硬度试验(ASTME18或E10最新版本规定进行)、拉伸试验、横向冲击试验(ASTMA370、ASTME23和有关标准最新版本规定进行)、晶粒度测定(ASTME112最新版本或其他方法)。
6.主要进出口情况(1)石油套管主要进口国家有:德国、日本、罗马尼亚、捷克、意大利、英国、奥地利、瑞士、美国,阿根廷、新加坡也有进口。
进口标准多参照美国石油学会标准API5A,5AX,5AC。
钢级是H-40,J-55,N-80,P-110,C-75,C-95等。
规格主要为139.77.72R-2,177.89.19R-2,244.58.94R-2,244.510.03R-2,244.511.05R-2等。
(2)API规定长度有三种:即R-1为4.88~7.62m,R-2为7.62~10.36m,R-3为10.36m至更长。
(3)部分进口货物标有LTC字样,即长丝扣套管。
(4)从日本进口套管除采用API标准外,还有少部分执行日本厂方标准(如新日铁、住友、川崎等),钢号是NC-55E,NC-80E,NC-L80,NC-80HE等。
(5)在索赔案例中,出现过黑扣、丝扣损伤,管体折叠,断扣和螺纹紧密距超差,接箍J值超差等外观缺陷及套管脆裂、屈服强度低等内在品质问题。
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 connectionthreads V-0.065 23/8in-51/2in 共计 6 种3 贯眼型( FH ) Full-hole style connection threads V-0.065V-0.050V-0.040 31/2in-65/8in 共计 5 种4 正规型( REG ) Regular style connection threads 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。
前言
对于工作中常常遇到的管螺纹问题比如:油管、液压表接头英制、公制、美制标准以及英制和公制之间的转换等的时候,我们大部分同事都是模模糊糊的,坏了一条油管要更换,却又不清楚油管接头如何测量,也不知道如何报型号给供应商。
因此,耽误了很多维修时间,下面经过我翻阅了相关资料整理出了下面的培训资料,请大家参考。
了解管螺纹,首先要了解一般油管标记的意义,比如一条管上写着3/4”,其实这就表示这条管本身是英制标准,公称直径是1/4”(6.35mm)吋,其实就是管内径,这与管螺纹没有直接关系,因为1/4”吋的管子接头可以是公制也可以是英制,所以一般管子上的标记迷惑了好多人,因为大家以为1/4”就是管螺纹的内外径或者是管接头的内径,于是拿卡尺怎么都测不出到底哪里尺寸是6.35mm。
但是我们使用的英制标准较多,见下表:
(例如:3/4”的管螺纹就是管子内径3/4”时,每吋14扣)
管螺纹的外径或者管接头的内径和表一对照就知道这个螺纹是英制还是公制,另外,管接头一般又分为平头、凸头、凹头之分,再加上管耐压程度(Mpa)和层数(层越多越耐用,一般是2层和3层)你就可以轻松的使用或者采购油管了不求人了!。
石油常用管丝扣类型及规格一、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。
目前高压油气井越来越多,普通API螺纹油管已经不能满足高压密封的要求,对于压力高于28MPa的油气井,大多数选择了气密封特殊扣型油管。
由于越来越多的含有H2S/CO2/Cl-的油气井将投入开发,普通低碳低合金钢油管不能适应较恶劣的腐蚀环境,油管使用寿命不能达到油气井的设计要求,因而9Cr、13Cr、22Cr、25Cr等耐腐蚀材质油管的应用也越来越广泛。
(一)、公司采用成套无压痕设备起下作业满足以下要求:1. 扭矩管理:气密封特殊螺纹油管的作业,实施单根扭矩管理(扭矩图形记录、过扭矩保护)。
2. 转速管理:特殊材质油管,使用无压痕液压钳,低速上扣(1~6 rpm)。
3.引扣:使用布带钳引扣。
(二)、提供无压痕成套设备和技术: 1.采用国家专利“无牙卡瓦”(专利号ZL 2005 20146989.3)配套液压动力钳和液压站使用。
2.使用NKY-193B型扭矩自动控制系统,记录实时扭矩曲线、过扭矩保护。
3.用布带钳引扣,不伤油管表面防腐层。
(三)、无压痕起下作业具有以下优点:1.油管表面没有咬印,保护油管不受损伤;2.减少作业次数,降低油井维修费用;3.按最佳扭矩上扣,延长油管使用寿命;4.最大程度降低油管破裂损耗几率;5.增强油管串的整体性,提高油管串的安全性。
(公司对外提供特殊材质特殊扣(无压痕)油套管起下成套设备和技术服务)(四)、特殊油套管螺纹介绍随着油气钻采作业向更加苛刻的工况条件的方向发展,以及石油钻采工艺技术的不断进步,API SPEC 5B旗下的圆螺纹和偏梯形螺纹在石油专用管领域已日渐力不从心。
石油油管基本知识一、石油管有关基本知识1、石油管有关专用名词解说API:它是英文American Petroleum Institute的缩写,中文意思为美国石油学会。
OCTG:它是英文 Oil Country Tubular Goods的缩写,中文意思为石油专用管材,包含成品油套管、钻杆、钻铤、接箍、短接等。
油管:在油井顶用于采油、采气、灌水和酸化压裂的管子。
套管:从地表面下入已钻井眼作衬壁,以防备井壁坍塌的管子。
钻杆:用于钻井眼的管子。
管线管:用于输送油、气的管子。
接箍:用于连结两根带螺纹管子并拥有内螺纹的圆筒体。
接箍料:用于制造接箍的管子。
API 螺纹: API 5B 标准规定的管螺纹,包含油管圆螺纹、套管短圆螺纹、套管长圆螺纹、套管偏梯形螺纹、管线管螺纹等。
特别扣:拥有特别密封性能、连结性能以及其余性能的非API 螺纹扣型。
无效:在特定的服役条件下发生变形、断裂、表面损害而失掉原有功能的现象。
油套管无效的主要形式有:挤毁、滑脱、破碎、泄露、腐化、粘结、磨损等。
2、石油有关标准API 5CT :套管和油管规范(当前最新版为第8 版)API 5D :钻杆规范(当前最新版为第 5 版)API 5L :管线钢管规范(当前最新版为第43 版)API 5B :套管、油管和管线管螺纹的加工、丈量和查验规范GB/T :石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分:A级钢管GB/:石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分:B级钢管GB/:石油天然气工业输送钢管交货技术条件第3部分:C级钢管3、英制与米制换算值1 英寸 (in)=毫米(mm)1 英尺 (ft)=12英寸(in)=米(m)1 平方英寸 =平方毫米 (mm2)1 磅 (lb)=千克(kg)1 磅每英尺 (lb/ft)=千克每米(kg/m)1 磅每平方英寸(psi)=千帕斯卡(kPa)= 兆帕 (Mpa)1 英尺磅 (ft-lb)=焦耳(J)4、油套管管柱构造油套管管柱典型构造示建议图1。
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-0.038RNC23-NC77共计13种2 内平型(IF)Internal-flush style connection threads V-0.06523/8in-51/2in共计6种3 贯眼型(FH)Full-hole style connection threadsV-0.065V-0.050V-0.04031/2in-65/8in共计5种4正规型(REG)Regular style connection threadsV-0.050V-0.04023/8in-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。
油管螺纹类型油管螺纹类型是指在石油工业中常用的一种螺纹连接方式。
螺纹连接是将两个管件通过螺纹的互相咬合而实现连接的一种方式,它具有连接牢固、密封可靠等优点,在石油工业中得到了广泛应用。
油管螺纹类型主要分为内螺纹和外螺纹两种。
内螺纹是指管件内部具有螺纹结构,而外螺纹则是指管件外部具有螺纹结构。
根据不同的连接要求和使用场景,油管螺纹类型也有所不同。
在内螺纹方面,常见的油管螺纹类型有NPT、RP和LP等。
NPT是National Pipe Tapered Thread(国家锥度管螺纹)的缩写,它是美国常用的一种内螺纹类型。
NPT螺纹具有锥度角度为1:16,适用于低压液体和气体的连接。
RP是Round Pipe Thread(圆形管螺纹)的缩写,它是英国常用的一种内螺纹类型。
RP螺纹具有锥度角度为1:16,适用于高压液体和气体的连接。
LP是Line Pipe Thread(线管螺纹)的缩写,它是石油工业中常用的一种内螺纹类型。
LP螺纹具有锥度角度为1:16,适用于输送石油和天然气等介质的连接。
在外螺纹方面,常见的油管螺纹类型有BTC、STC和LTC等。
BTC是Buttress Thread Casing(平口管螺纹)的缩写,它是石油工业中常用的一种外螺纹类型。
BTC螺纹具有扁平的锥度角度和大的牙距,适用于油井套管的连接。
STC是ShortThread Casing(短牙管螺纹)的缩写,它也是石油工业中常用的一种外螺纹类型。
STC螺纹具有较小的牙距和较短的长度,适用于一般情况下的油井套管连接。
LTC是Long Thread Casing(长牙管螺纹)的缩写,它也是石油工业中常用的一种外螺纹类型。
LTC螺纹具有较大的牙距和较长的长度,适用于特殊情况下的油井套管连接。
除了上述常见的油管螺纹类型外,还有一些特殊的螺纹类型,如VAM、T&C等。
VAM是一种由法国Vallourec公司开发的高性能油管螺纹,具有优异的密封性能和承载能力,被广泛应用于石油工业中。
油、套管、钻杆螺纹实用尺寸油套管螺纹参数GB9553.1-1999二○○三年四月说明1、手紧紧密距“A”是基本机紧上扣内的基本留量。
2、对于基本机紧上扣,接箍或内螺纹端面旋紧至消失点端面。
3、对于8牙/25.4mm圆螺纹套管,Lc=(L4-28.58)mm。
对于偏梯形套管螺纹Lc=(L7-10.16)mm。
4、对于井下工具上的圆螺纹,消失锥角任选。
5、手紧面即基面。
6、完整螺纹对于外螺纹,第1牙完整螺纹是靠近倒角的螺纹,对于内螺纹,是靠近端面的螺纹,且牙底两侧都是完整螺纹。
对于油管最后一牙完整螺纹的位置在距外螺纹端面(L4-g)处,对于偏梯形螺纹,在距外螺纹端面L7处;对于圆螺纹套管,在管端至螺纹消失点长度(L4-12.70)处。
对于内螺纹,最后一牙完整螺纹的位置应距接箍中心或整体连接油管内螺纹小端J+1p。
7、偏梯形套管螺纹上的中径是大径和小径的中间值。
8、偏梯形外螺纹的完全螺纹长度L7即为管端至E7平面长度。
9、计算值说明:(1)圆螺纹内螺纹大端小径8牙/25.4mm圆螺纹D6=E1+M/16-(H-2Scn)=E1+M/16-1.734;10牙/25.4mm圆螺纹D6=E1+M/16-(H-2Scn)=E1+M/16-1.336; (2)圆螺纹外螺纹小端大径8牙/25.4mm圆螺纹D5=(E1-L1/16)+(H-2S cs)=E1-L1/16+1.73410牙/25.4mm圆螺纹D5=(E1-L1/16)+(H-2S cs)=E1-L1+1.336(3)偏梯螺纹外螺纹小端大径41/2-133/8 (锥度1:16) D5=E7-L7/16+1.575 16-20(锥度1:12) D5=E7-L7/12+1.575 (4) 偏梯螺纹内螺纹大端小径41/2-133/8 (锥度1:16) D6=E7+M/16-1.575 16-20(锥度1:12) D6=E7-M/12-1.575单位mm表2 套管圆螺纹尺寸续表2 套管圆螺纹尺寸注:2)适用于低于P110钢级的接箍。
1.用途用于石油井钻探。
2.种类按SY/T6194-96“石油套管”分短螺纹套管及其接箍和长螺纹套管及其接箍两种。
4.化学成分检验(1)按SY/T6194-96规定。
套管及其接箍采用同一钢级。
含硫量<0.045%,含磷量<0.045%。
(2)按GB222-84的规定取化学分析样。
按GB223中有关部分的规定进行化学分析。
(3)美国石油学会ARISPEC5CT1988第1版规定。
化学分析按ASTME59最新版本制样,按ASTME350最新版本进行化学分析。
5.物理性能检验(1)按SY/T6194-96规定。
作压扁试验(GB246-97)拉力试验(GB228-87)及水压试验。
(2)按美国石油学会APISPEC5CT1988年第1版规定作静水压试验、压扁试验、硫化物应力腐蚀开裂试验、硬度试验(ASTME18或E10最新版本规定进行)、拉伸试验、横向冲击试验(ASTMA370、ASTME23和有关标准最新版本规定进行)、晶粒度测定(ASTME112最新版本或其他方法)。
6.主要进出口情况(1)石油套管主要进口国家有:德国、日本、罗马尼亚、捷克、意大利、英国、奥地利、瑞士、美国,阿根廷、新加坡也有进口。
进口标准多参照美国石油学会标准API5A,5AX,5AC。
钢级是H-40,J-55,N-80,P-110,C-75,C-95等。
规格主要为139.77.72R-2,177.89.19R-2,244.58.94R-2,244.510.03R-2,244.511.05R-2等。
(2)API规定长度有三种:即R-1为4.88~7.62m,R-2为7.62~10.36m,R-3为10.36m至更长。
(3)部分进口货物标有LTC字样,即长丝扣套管。
(4)从日本进口套管除采用API标准外,还有少部分执行日本厂方标准(如新日铁、住友、川崎等),钢号是NC-55E,NC-80E,NC-L80,NC-80HE等。
(5)在索赔案例中,出现过黑扣、丝扣损伤,管体折叠,断扣和螺纹紧密距超差,接箍J值超差等外观缺陷及套管脆裂、屈服强度低等内在品质问题。
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 connectionthreads V-0.065 23/8in-51/2in 共计 6 种3 贯眼型( FH ) Full-hole style connection threads V-0.065V-0.050V-0.040 31/2in-65/8in 共计 5 种4 正规型( REG ) Regular style connection threads 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、4n和4A10、4A11,取而代之的是NC50和NC46数字型螺纹。
图 1 V-0.038R、V-0.050 和 V-0.040 牙型图 2 V-0.065 和 V-0.055 牙型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)三种牙型,曾经被广泛用于水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤和钻头。
现在除51/2FH和65/8FH两种使用V-0.050牙型、1:6锥度的大规格螺纹外, 其余均在API淘汰螺纹之列。
其中唯一使用V-0.065牙型的4FH与内平型螺纹一样被数字型螺纹NC40所取代。
3.正规型螺纹该型钻杆接头螺纹曾用于连接内加厚钻杆,形成钻杆接头内径小于加厚内径,而钻杆加厚端内径又小于管体内径的通径。
API设计正规型螺纹的主要目的是将其应用于钻头连接,由于钻头位于钻柱末端,在这里螺纹牙底的应力集中现象的存在与否无关紧要,因而API把它们所有规格全数保留下来。
该型使用V-0.050 和V-0.040牙型,在API SPEC 7第四十版中新增添了使用V-0.055(平牙底,牙顶宽度为0.055英寸,1.397mm)牙型的1REG和11/2REG两种规格螺纹。
4.数字型螺纹这是以螺纹基面中径的英寸和十分之一英寸的数字值表示的螺纹。
所有规格螺纹采用V-0.038R平顶圆底三角形牙型,这种牙型的特点是圆形牙底半径为0.038英寸(0.965mm),其牙型见图1。
数字型螺纹是API 推荐优先使用的螺纹,该型螺纹还有1:6和1:4两种型式,应用于方钻杆、钻杆、钻铤、钻具稳定器等钻井工具,在大庆油田NC50螺纹还用在钻头上。
螺纹型式V-0.038R指的是螺纹牙底圆弧半径0.038in(0.965mm)的V型螺纹,即数字型螺纹。
V-0.040、V-0.050、V-0.065、V-0.055中各自的数字代表V型螺纹牙顶宽度的英寸数。
这四种螺纹的牙底形状完全不同,V-0.040的螺纹牙底圆弧半径为0.020in(0.51mm),V-0.050的螺纹牙底圆弧半径为0.025in (0.635mm),V-0.065和V-0.055的螺纹牙底是平面。
这些螺纹型式见图1、图2。
图3 钻具接头螺纹5.钻具螺纹检测与识别螺纹在生产过程中按API标准规定使用螺纹工作规检验螺纹紧密距,按一定的检验周期使用钻具螺纹单项检测仪对螺距和锥度进行检测。
使用现场对已磨损的螺纹可以使用牙型规检查螺纹牙的磨损情况,其剩余牙顶宽度不低于原牙顶宽度的 1/2,剩余牙顶高不低于原牙顶高的2/3,磨损牙数不超过3.5牙时,螺纹仍可继续使用,否则应进行修扣处理。
使用现场对螺纹进行识别最有效的方法是使用接头尺,这种尺是一种有专门标记了外螺纹根部直径和内螺纹扩锥孔直径的游标卡尺,使用简便、直观、准确。
此外,还可以直接使用长脚游标卡尺结合钢直尺测量外螺纹根部外径、长度、内螺纹扩锥孔径对照螺纹规范查询。
螺纹竖直放置,从正面看螺旋线上升方向可判别螺纹旋向,向右上升为右旋,向左上升为左旋。
钻具螺纹的三位数表示法是冶金工业部标准SYB12604-63中规定接头的代号,第一位数字表示接头的通称尺寸,第二位数字表示接头的类型,第三位数字表示接头的内外螺纹,具体表示方法用下表说明:第一位数字第二位数字第三位数字通称尺寸接头类型内外螺纹3 4 5 6 1 2 3 0 131/2 41/2 51/16 65/8 内平贯眼正规内螺纹外螺纹淘汰螺纹与数字型螺纹的互换对照表:数字型螺纹淘汰螺纹 SYB12604规定的代号NC26 23/8IF 2A10、 2A11NC31 27/8IF 210、211NC38 31/2IF 310、311NC40 4FHNC46 4IF 4A10、4A11NC50 41/2IF 410、4116.钻具接头螺纹主要失效形式经过多年的生产实践,钻杆接头螺纹主要失效形式如下几种。
1)粘扣和胀扣:发生在有较高的轴向压力情况下,外螺纹强制进入内螺纹,引起内螺纹胀开或粘扣而造成联接失效;上紧扭矩过高或井下产生过高扭矩时,也会因胀扣或粘扣而失效。
2)螺牙剪切失效:螺牙剪切失效也往往发生在最末完全扣处,螺纹锥度越大、螺纹越短越易出现剪切失效。
3)断裂:因为在最末完全扣处应力最大,断裂往往发生在螺纹最末完全扣。
4)滑扣:当螺纹锥度较大时,上紧圈数未达到适当圈数而扭矩就已达到推荐值,此时承受轴向拉力作用,易发生脱扣;当螺纹间隙充填物不合理时也有这种可能性。
5)倒扣:较小的上紧扭矩可能导致螺纹不能承担施加的轴向载荷和井下扭矩,从而造成倒扣失效,可能造成部分钻柱掉入井内,甚至还会造成井眼报废。
6)刺扣和密封失效:钻柱的扭转振动造成钻柱旋转速度时快时慢,当钻柱突然加速旋转时,扭矩可能突然增加,因钻柱与井壁、外螺纹与内螺纹间的交互作用使得在接头处产生很高的热量,从而螺纹脂从螺纹间隙流出,可能造成密封失效,同时高压流体沿着螺纹间隙从管内流出,引起刺扣;轴向拉力也会降低密封能力;上紧扭矩过小,过低的螺纹过盈量也导致较低的密封能力;钻柱的横向振动使钻柱承受交变的弯曲应力同样会造成密封失效;加工误差,不合理的公差配合也是一个重要的原因。
7.高疲劳强度钻具螺纹接头的应用随着深井钻井的逐年增多,钻具断裂事故也在增加。
其中 90%是底部钻具螺纹接头的疲劳断裂,而这其中 80%属于外螺纹接头的疲劳断裂。
主要原因是由于外载和预载荷在钻具头外螺纹接头各圈螺纹牙上的分配为不均匀,螺纹最后啮合区(LET)的螺纹牙承受了大部分载荷,其中第一牙承担的载荷约占总载荷的30%, 因此钻具外螺纹接头很容易在此处发生疲劳断裂。
所以降低LET区螺纹牙载荷成为延长钻具外螺纹接头疲劳寿命的重要途径。
据此,石油管材研究所开发研究一种高疲劳强度钻具外螺纹接头—一LETR外螺纹接头。
这种接头螺纹最后啮合区(LET)的第一螺纹牙承担的载荷降低了约为25%,载荷在各圈螺纹牙上分配比普通接头均匀。
其结构特点是降低了螺纹最后啮合区(LET)的螺纹牙型高度,在提高疲劳强度同时,保持与API钻具螺纹接头相同的抗扭强度、上卸扣性能和密封性能,与API钻具接头螺纹互换。
加工原理就是切削去API外螺纹最后啮合区(LET)的螺纹牙型高度的一部分。
此螺纹在新疆油田应用于底部钻具上,效果良好,大大提高了钻具的疲劳寿命。
目前针对大庆油田深井钻采作业的开展,我们将试用LETR钻具螺纹。
三、油套管螺纹油套管是石油钻采工程中要求高、用量大的深度机械加工产品。
使用螺纹将单根油套管连接成为长达数千米能承受数百大气压的长管柱—一管状高压容器。
1924年API制定了第一个油井管标准,油套管接头螺纹是每英寸10牙和每英寸8牙的V型螺纹,但后来被API8牙圆螺纹及偏梯型螺纹取代,并沿用至今。
API SPEC 5B标准规定常用套管螺纹为圆螺纹(简写CSG)和偏梯形螺纹(简写BCSG)。
我国油气田通常普遍采用这两种螺纹接头。
随着我国油气的勘探开发,尤其是深井、超深井、高压气井、定向井、含硫化氢等井的增多都对油套管接头的使用性能提出更高要求,API圆螺纹及偏梯型螺纹的气密性、连接强度、耐腐蚀性已不适应要求,为此各国纷纷展开特殊螺纹接头的开发和应用。
以下对API圆螺纹、偏梯型螺纹以及部分特殊螺纹进行一一阐述。
1.API圆螺纹圆螺纹有套管短圆螺纹(英文简写CSG,外观如图5所示)与套管长圆螺纹套管(LCSG)之分。
油管圆螺纹英文简写为TBG,细分为不加厚油管螺纹(TBG)、外加厚油管螺纹(UP TBG)。
圆螺纹为无台肩锥管螺纹、需要有接箍连接,牙型为三角形、圆顶圆底,牙形角为60°,螺纹锥度为1:16,牙形角平分线与轴线垂直,当螺纹旋紧后,靠内外螺纹的牙侧面密封,其牙型见图4。
图4 API圆螺纹牙型图5 API圆螺纹外螺纹圆螺纹牙顶和牙底圆弧形有如下优越性:l 改善螺纹在旋紧时由于擦伤而引起的阻力l 上紧螺纹时,牙顶间隙为外来的颗粒和污物提供了一个有控制的间隙l 这种圆弧面牙顶对于因局部刮伤或凹痕损伤不敏感。