API圆螺纹套管及接箍螺纹紧密距释疑
API圆螺纹套管外螺纹接头紧密距测量及判定
有规格的长 、短圆螺纹套管外螺纹接头紧密距公差
范围规定为
P1 ,
mm;
P———圆螺纹套管螺距 , 其值为 31175 mm。
测量示意图如图 1a、 b所示 , 即工作环规小端
面与管子端面之间的轴向距离 。当管子端面伸出环
规小端面时紧密距为负 , 反之为正 , 但前提必须是
紧密距用符合 AP I Spec 5B 标准的螺纹量规进 行测量 , 基于种种原因 , AP I圆螺纹套管量规只是 参照短圆螺纹的尺寸进行设计加工 , 需要用一种规 格的量规去测量外径相同 , 但螺纹几何尺寸不同的 多种规格的长 、短圆螺纹套管 。这就增加了判定紧 密距测量结果合格与否的难度 , 如果对 AP I标准理 解不透彻 , 很容易造成误判 , 给套管生产和检验工 作造成重大经济损失 。如 2004 年国内某套管生产 厂加工了近 1 000根 <21911 mm 短圆螺纹套管 , 接 箍已全部机紧在套管上 , 水压试验也已全部完成 , 即将进入成品库 。但最后经反复确认套管两端外螺 纹接头紧密距参数加工有误 , 是因检验人员对标准 理解不准确误判造成的 。为防止不合格套管出厂 , 需卸下所有接箍 , 两端切头重新加工外螺纹接头 , 因返工给工厂造成至少百万元以上的经济损失 。因 此 , 紧密距测量及判定应引起各套管生产 、检验单 位的足够重视 。笔者拟通过对 AP I圆螺纹套管外螺 纹接头紧密距测量时遇到的各种情况进行分析 , 澄
API油、套管、钻具、钻杆螺纹参数公差表
0
57.2
NC50
NC44-67
134.94
154.00
159.50
168.28
71.4
NC44-70
164.70
177.8+4.0
0
57.2
NC44-70
164.70
71.4
NC44-72
169.50
184.24.0
0
71.4
5 1/2FH
/
142.88+9.52 0
≥130.18
0±0.076
+0.051
-0.102
79.38±3.18
内
9.52±3.18
194.46±1.94
≥184.15
180.18+0.79
0
12.70+0.79
0
7CSG（长）
外
22.22±3.18
62.5+5.2
-2.6
0±0.076
+0.051
-0.102
101.60±3.18
内
9.52±3.18
mm
锥度
mm/m
螺距偏差
mm
牙型高度偏差
mm
A1
mm
W
mm
NL
mm
完整螺纹长度内
不完整螺纹长度内
5 BCSG
外
0+2.54
0
62.5+3.5
-1.5
62.5+4.5
-1.5
±0.051
±0.025
103.19±0.79
内
5.08+0
-2.54
API螺纹检验
API螺纹检验API螺纹检验测量位置首牙和末牙完整螺纹的定位a．首牙完整螺纹在外螺纹端上是最靠近倒角的螺纹，在接箍上是最靠近端面的螺纹，齿根俩侧各有一个全顶螺纹。
b. 对于油管和管线管，末牙完整螺纹的位置在外螺纹端上为L4-g ；对于偏梯型套管，应为L7 ；对于套管圆螺纹，最后划线（最后螺纹槽）为-0.500in。
对于套管，管端至末牙完整螺纹的距离称为螺纹参数控制长度，即TELC。
对于内螺纹，末牙完整螺纹的位置应距离接箍中心J+1P。
（API 5B 5.1.4）确定外螺纹长度Lc注：内螺纹不存在Lc区域。
从镗孔到距接箍中心或整体连接接头小端J+1牙平面范围内的所有螺纹按Lc区域的要求进行检验。
这一范围定义为螺纹的完整螺纹长度(PTL)（API 5B1 5.1.5.1）螺纹的分类取决于缺欠所在的位置，缺欠的位置是否在外螺纹Lc 区域或内螺纹的PTL区域内，其接受与拒收标准不相同。
要求测量确定缺欠是否在Lc或内螺纹的PTL范围内。
（API 5B1 5.1.5.2）外观检查所有成品接箍内表面不应有破坏螺纹连续性的缺欠。
（API 5CT 9.14.1）螺纹外观检验是确定螺纹缺欠位置的过程，检验时只使用螺纹轮廓量规而不使用探伤设备和螺纹量规。
这项检验适用于外露的油、套管圆螺纹及外露的套管偏梯型螺纹。
该检验可确定螺纹外观上明显的制造缺陷或机械损伤。
（API 5B1 5.1）从管端起，在全顶螺纹的最小长度（Lc）范围内，从切口或镗孔到离接箍中心J＋1牙的平面或到离整体接头油管小端J＋1牙的平面之间的间隔内，螺纹应无明显的撕裂、刀伤、磨痕、台肩或破坏螺纹连续性的其它任何缺欠。
对偶然遇到的表面刮痕、轻微凹痕和表面不规则，若不影响螺纹表面的连续性，可不必示为有害。
由于难以确定表面刮痕、轻微凹痕和表面不规则及其对螺纹性能的影响程度，因此也不能把此类缺欠作为管子判废的依据。
作为验收准则，最关键的是要考虑到保证螺纹上不存在能使接箍螺纹保护层剥落或损伤啮合面的明显凸点。
API圆螺纹套管锥度公差和中径公差的控制
API圆螺纹套管锥度公差和中径公差的控制API圆螺纹属圆锥螺纹，其锥度和中径是两个重要的参数，二者关系为T=（D大-D小）/L 式中T——螺纹锥度，m/m；D大——螺纹大端中径，mm；D小——螺纹小端中径，mm；L——大端与小端之间的螺纹长度，mm。
螺纹锥度表示单位长度内螺纹中径的增加量。
一方面，螺纹中径直接决定螺纹锥度的大小，另一方面，当锥度确定时，它又影响螺纹中径的变化。
所以，对API圆螺纹而言，螺纹锥度公差和中径公差的选取是相互影响和相互制约的。
API标准的规定有关API 圆螺纹生产、制造和检验方法在API STD 5B标准［1］中给出。
这个标准规定，所有圆螺纹套管锥度在名义尺寸下为1/16，即0.0625m/m （0.0625英寸/英寸），在全长螺纹范围内，公差取-0.0026～+0.0052m/m，因此，API圆螺纹套管锥度实际范围为0.0599～0.0677m/m。
API圆螺纹中径名义值在基准面E1平面给出，不同规格套管中径的名义值在API STD 5B中列表给出。
API并未直接给出中径公差值，而是通过量规（环规和塞规）检验的紧密距公差间接给出，在其它参数为名义值时，紧密距公差折算的中径公差为±0.1984375mm （0.0078125英寸），故API圆螺纹中径变化为E1±0.1984375mm。
从API STD 5B的规定来看，API圆螺纹锥度和中径公差的选择并无直接关系，即锥度和中径公差的确定并未充分考虑其相关性。
这种规定产生的不良后果是：当锥度和基准面处中径合格时，在大端或小端处的中径却有可能不合格；当全长螺纹内中径均合格，锥度却可能不合格，而且这种不合格，按目前的检验方式有可能检验不出来。
锥度公差对中径公差的影响如图1所示，位于大端和小端处的中径可由下面的关系式确定。
图1中径计算示意图对于外螺纹D小=E-L1TD大=E+(L-L1)T对于内螺纹D小=E-LT D大=E式中E——螺纹基准面处的中径，mm；L1——管端至基准面长度，mm。
API油、套管、钻具、钻杆螺纹参数公差表
≥228.60
180.18+0.79
0
12.70+0.79
0
7CSG（短-2）
外
19.05±3.18
62.5+5.2
-2.6
0±0.076
+0.051
-0.102
60.32±3.18
内
9.52±3.18
194.46±1.94
≥184.15
180.18+0.79
0
12.70+0.79
22.2±0.8
≥31.8
19.1(3/4)
P8过
P6止
≤0.05
23.24±0.13
15.09+0.79
0
36.50+1.57
0
38.10+0.13
-0.25
35.70+0.13
-3.17
19.05+0.20
-0.41
25.4±0.8
≥31.8
22.7(7/8)
P8过
P6止
≤0.05
26.42±0.13
0
2 3/8 UP TBG
外
0±3.18
62.5+5.2
-2.6
0±0.076
+0.051
-0.102
49.23±3.18
内
6.35±3.18
77.80±0.78
≥123.82
67.46+0.79
0
9.52+0.79
0
2 7/8 UP TBG
外
0±3.18
62.5+5.2
-2.6
API圆螺纹套管外螺纹接头紧密距测量及判定
Ｐ —— 圆螺纹套管螺距 ，其值为 ３ １５ｍ ．７ ｍ。 测 量示意 图如 图 １ 、ｂ所 示 ，即工作 环 规 小端 ａ
面与管子 端面 之 间 的轴 向距 离 。当管 子端 面 伸 出环
规小端面 时 紧密 距 为负 ，反 之 为正 ，但 前 提 必须 是 螺 纹量规与 所检 的短 圆 螺纹套 管基 本尺 寸 （ 、 、
（ 中国 石 油 管 材 研 究所 ）
摘要
针 对 Ａ Ｉ ｐｃ５ Ｐ ｅ Ｂ标 准 圆螺纹 套 管量 规只 是参 照短 圆螺 纹 的尺 寸进行 设 计和 加工 ，需要 Ｓ
用一 种规格 的量规 测 量 外径相 同，但 螺纹 几何 尺 寸 不 同的 多种 规 格 的长 、短 圆螺纹 套 管 ，增 加 了 判定 紧 密距测 量结 果难 度 的 问题 ，提 出 了凹入 量 的概 念 ，澄 清 了凸 出量 、 凹入 量 及 紧 密 距 三者 之 间的关 系。指 出 Ａ Ｉ ｐｃ Ｂ标 准 推 荐公 式 的不足 ，总结 并给 出 ｌ组 新 的方便 可行 、易于理 解 又不 Ｐ ｅ Ｓ ５ 易 出错 的 紧密距 计 算公 式供测 量 时使 用 ， 以避 免检 验 时产 生误 判 。分析 表 明，实 际测量 的 凸 出量 、
在ＡＩ Ｐ 圆螺纹 套 管检测 中是 必不 可 少 的 。
基 本 概 念
１ ．紧密 距
紧密距 用 符合 Ａ ＩＳｅ Ｂ标 准 的螺 纹量 规 进 Ｐ ｐｃ５
行 测量 ，基 于种 种原 因 ，Ａ Ｉ Ｐ 圆螺纹 套 管 量 规 只 是 参 照短 圆螺 纹 的尺 寸进行 设 计加 工 ，需要 用 一种 规 格 的量 规去测 量 外径 相 同 ，但螺 纹几 何 尺寸 不 同的 多种规 格 的长 、短 圆螺 纹套 管 。这 就增 加 了判定 紧 密 距测 量结 果合 格 与否 的难 度 ，如果 对 Ａ Ｉ 准理 Ｐ标 解 不透彻 ，很 容 易造 成误 判 ，给 套 管生产 和 检验 工
石油管螺纹检测
石油管螺纹检测技术人员等级评定培训班资料（一）（钻具、油套管螺纹检验部分）石油工业专用管材质量监督检验中心石油工业专用螺纹量规计量站二○○七年九月目录一、钻具、油套管螺纹检验二、对标准中几个问题的讨论三、螺纹常见外观缺陷四、API圆螺纹套管及接箍紧密距释疑五、API偏梯形螺纹套管三角形上扣标记疑点分析一、钻具、油套管螺纹检验1 概述1.1 油井管简介国外将钻杆、钻铤、方钻杆、转换接头等钻具和油套管统称为油井管（OCTG），顾名思义——下入油井里的管子，我们石油行业以前将之称为“石油专用管”，其实“石油专用管”还包括管线管（输送管）。
油井管和管线管总称石油专用管。
油井管年需求在120万吨左右（约占全世界的5分之一），耗资达100多亿元，油套管占总需求的90%左右。
油井管柱也就是由所说的三柱组成：钻柱、油管柱和套管柱。
油井管由锥度螺纹将单根油井管连接而成，浅则数百米，深则数千米，甚至上万米。
锥度螺纹具有上卸扣速度快，连接强度高，密封性好等优点。
管柱在不同井段要长时间承受拉伸、压缩、弯曲、内压、外压和热循环等复合应力的作用。
螺纹连接部位是最薄弱的环节，失效事故80%以上发生在螺纹连接处。
因此，油井管螺纹主要应具备两个特性：（1）结构完整性，就是螺纹啮合后应具备足够的连接强度，不致于在外力作用下使结构受到破坏；（2）密封完整性，就是要能够保证含有数以百计螺纹连接接头的管柱在各种不同受力状态下承受内外压差（一般为几百个大气压）的长期作用而不泄漏。
螺纹连接强度和密封性能是油井管极为重要的两个技术指标。
1.2 检验的意义螺纹检验的目的就是要把螺纹质量不合格的管子检查出来,防止不合格管下井,最大限度避免或减少油井管失效事故的发生。
油井管螺纹失效形式主要有：丝扣断裂、粘扣、滑脱、泄漏等。
处理事故少则几十万，多则几百万，甚至整口井报废，造成重大的经济损失。
各油井管生产厂要经过工序检验、入库前抽检（成品库抽检）等多道工序把关；各油田还要进行到货后商检（验收）或派人赴工厂监造或在出厂前、装船（车）前检验，有的油田则委托第三方检验机构驻厂监造。
API紧密距
工作螺纹量规紧密距计算公式和具体尺寸一. 接箍紧密距值计算：对于8牙的圆螺纹： A+（S1-S）±1P （ P = 3.175 ）对于10牙的圆螺纹： A+（S1-S）±11/2P （ P = 2.54 ）对于5牙的偏梯形螺纹： A+（S1-S）+0 -1/2P （ P = 5.08 ）A值可以看API 5B的表（6）、（7）、（9）、（12）、（13）具体尺寸如下：.4 1/2〞～ 7〞 A = 9.525 短圆套管螺纹A值：7 5/8〞～ 13 3/8〞 A = 11.119 5/8〞～ 13 3/8〞（P110） A = 12.74 1/2〞～ 7〞 A = 9.525 长圆套管螺纹A值：7 5/8〞～ 13 3/8〞 A = 11.119 5/8〞（P110） A = 12.74 1/2〞 A = 2.54偏梯形螺纹A值：5〞～ 13 3/8〞 A = 5.082 3/8〞～3 1/2〞 A = 5.08不加厚油管螺纹A值：4〞～ 4 1/2〞 A = 6.35加厚油管螺纹A值： 2 3/8〞～ 4 1/2〞 A = 6.35S值是合格的校对塞规和合格的校对环规的旋合紧密距值.S1值是合格的校对环规和工作塞规的旋合紧密距值.工作螺纹量规紧密距计算公式和具体尺寸二．管子紧密距值计算：1. 公式： P1+公差或 P1+（L1规-L1管）+公差当环规检验长圆螺纹套管时，管子端面伸出环规的小断，其值为：（L长-L 短）-P1，因为是伸出环规的小端，因此其值前面要加一个负号量，则：–〔（L 长-L短）-P1〕+ 公差（但有少数例外）。
2. 油管螺纹紧密距值：2 3/8〞～3 1/2〞（10牙） P1±1 1/2P P1±3.81不加厚油管：4〞～ 4 1/2〞（8牙）P1±1 P P1±3.175加厚油管： 2 3/8〞～ 4 1/2〞（8牙）P1±1 P P1±3.175偏梯形螺纹套管的紧密距值：P1 + 1/2P P1+2.54-0 +03. 圆螺纹套管的紧密距值：（L长-L短）（1）. 短圆螺纹套管的紧密距值：一般P值都是为0，其中：4 1/2〞P值为-9.525，除壁厚为5.21的，P值是0；5〞×5.59 P值为+3.175，其余为0；7〞×5.87 P值为+19.05，其余为0；8 5/8〞×6.71 P值为+9.525，其余为0；10 3/4〞×7.09 P值为+19.05，其余为0；（2）. 长圆螺纹套管的紧密距值：一般P值都是负值，其中：4 1/2〞长圆螺纹的紧密距值是：-25.4；5〞长圆螺纹的紧密距值是：-15.875；5 1/2〞长圆螺纹的紧密距值是：-15.875；6 5/8〞长圆螺纹的紧密距值是：-19.05；7〞长圆螺纹的紧密距值是：-22.225；7 5/8〞长圆螺纹的紧密距值是：-22.225；8 5/8〞长圆螺纹的紧密距值是：-22.225；9 5/8〞长圆螺纹的紧密距值是：-34.925；其计算方法为：上述值+P1值+公差，即为测量管子的值。
紧密距计算参数(含短圆螺纹规检验长圆螺纹)
1
规格D(in)
4-1/2"
5 5-1/2" 6-5/8"
7 7-5/8" 8-5/8" 9-5/8" 10-3/4" 11-3/4" 13-3/8"
16"
18-5/8"
20"
偏梯形套管螺纹尺寸
2 大端直径 D4(in)
3
4
5
6
每英寸螺纹牙 数
手紧紧密距牙 数A
手紧紧密距(mm)
接箍理论紧密距A
4.516
0±3.81 0±3.175
（）±3.81 （）±3.175
0±3.175
（）±3.175
实际参数的具体数值应依据送检合格证中的具体数值计算
7 接箍实际紧密距
A1(mm) A+(S1-S)± 3.81/3.175
8
9
公扣理论紧密距 P(mm)
公扣实际紧密距P1(mm)
0±3.81
（P1）±3.81
1
规格D(in)
1.050"
1.315" 1.660" 1.900" 2-3/8" 2-7/8" 3-1/2"
4" 4-1/2"
外加厚油管尺寸
2
3
4
大端直径 每英寸螺纹牙 手紧紧密距牙
D4(in)
数
数A
1.315
10
2
1.469
10
2
1.812
10
2
2.094
10
2
2.594
8
2
3.094
8
套管、油管圆螺纹加工测量与检验
8 89
1 660
42 2
66 7
46 0
44 470
18 52
30 63
34 92
0 44 649 -0 100
12 06
1 900
48 3
68 3
53 2
51 614
20 12
32 23
36 53
0 51 693 -0 120
13 67
10
2 3/ 8
60 3
101 6
65 9
63 697
29 31
K
A
4 1 / 2 114 3 5 127 0
111 846 124 546 137 426 165 821 175 346 191 114 216 514 241 914 270 489 295 889 337 164 403 839 505 439
0 0 39 27 48 79 59 44 68 96 66 68 76 20 111 126 -0 140 110 531 -0 140
43 26
49 23
0 63 599 -0 120
23 83 8
1:16
2
397
34 06
48 01
53 98
0 76 002 -0 120
28 58
3 1/ 2
88 9
114 3
95 2
93 064
40 41
54 36
30 32
0 92 272 -0 140
L en La
管 规 外 格 径 D
体 加厚部分 管端至手紧面 中径 E1 长度 L1
螺 有效 长度 L2 mm 管端至 消失点 总长度 L4 管 端 外 径 D 1 (h 10 )
API规范石油专用管材螺纹
范围内的管子外径。
外径 D
公差
2 3/8〞～3 1/2〞
+3/32〞(2.38mm)-1/32〞（0.79mm）
3 1/2〞～4〞
+7/64〞(2.78mm)- 1/32〞（0.79mm
4 1/2〞
+7/64〞(2.78mm)-0.75% D
（2）壁厚公差：所有管子均为－12.5％t
（3）重量公差：单根公差＋6.5％、-3.5％；车载批量公差为-1.75％。
第1章 石油套管、油管管体和螺纹的外观检验
1.1 检验项目
1.1.1 管体部分：
1. 尺寸：外径、长度、壁厚、直线度、圆度、电焊管内焊缝高
度、凹槽深度。
2. 单根重量和通径。
3. 直观和无损她探伤检查管体和管端部分内外表面的轧制缺
陷，如裂纹、折叠、结疤、凹坑、锈蚀麻坑、焊缝的超声波
探伤等
1.1.2 螺纹部分：
近年来，随着石油工业的发展和科技进步，API 标准也发生了很大变 化，其内容和指标是在不断地增加、完善和提高。因此，及时地、相应的 修改细则内容是必要的。
94 年曾以 API Spec5 CT，92 年第 4 版为主，修订编写了细则的第三 版，但尚未定稿，95 年 Spec5CT 第五版又出版了，最新的 5CT 在章节编 排和内容上，又有了很大变化，因此又重新编写本细则的第三版的第二版 的第二稿。
油管 42ft（1m）以外的全长管子。
套管
产品、规格
通径规尺寸（最小）
长度
直径
<9 5/8〞
6〞(125mm)
d-1/8〞(d-3.18mm)
<9 5/8〞～13 3/8〞
12〞（305mm）
API工作量规校准
API工作量规校准按制造精度和工作性质不同，螺纹规分校对规和工作规。
工作规在现场使用，校对规必须存放在专门的计量部门恒温室里，以保证尺寸的精确性。
工作规在经过一定次数的旋合使用后，利用校对规进行校准，而校对规经过长期的旋合后，量值也发生变化，根据API Spec7第12章第12.10.1条规定校对规最长不超过7年应进行周期校准。
校准合格后才允许使用。
校对规一般用于校准新的工作规或对现场在用工作规紧密距值的磨损检查。
在极个别的情况，如对工作规检验产品的准确性有所怀疑时，也可用校对规直接检验产品，但是为了确保校对规的精度，尽量避免这样做。
1．钻具接头螺纹工作量规的紧密距校准1．1 校准工作量规紧密距时，必须使用经API授权认可的校准机构校准合格的校对规。
1．2 新制的及修复后的自配紧密距极限偏差为±0.025mm，传递紧密距极限偏差为±0.100mm，使用中后续校准的工作规，其自配紧距极限偏差和传递紧密距极限偏差为±0.100mm。
1．3 工作规的自配紧密距和传递紧密距值的周期校准结果与首次校准结果比较，紧密距值磨损极限偏差为+0.013mm ～ -0.058mm.。
1．4 计算工作规的传递紧密距值时，应补偿校对量规自配紧密距相对于其初如紧密距的差值，因此工作规的紧密距值可按以下公式计算：S1=S'1 -（S'—S）S2=S’2式中：S1——工作塞规对校对环规的传递紧密距；S2——工作环规对校对塞规的传递紧密距；S'1——工作塞规对校对量规的实测传递紧密距；S'2——工作环规对校对塞规的实测传递紧密距；S'——校对环规对校对塞规的周期自配紧密距；S——校对环规对校对塞规的初始自配紧密距；1．5 自配紧密距校准方法将量规清洗干净，工作塞规刚性固定在钳台上，并在螺纹表面用软刷涂上一薄层软质中性润滑油。
将工作环规缓缓旋入，并正反向反复旋合几次，使油在量规表面分布均匀。
提高API螺纹油管和套管密封性的措施
专题综述提高API螺纹油管和套管密封性的措施史交齐 林 凯 解学东 罗卫国(中国石油天然气集团公司石油管材研究所)乐 静(江苏石油勘探局钻井处管子站)孔寒冰(中国长城钻井公司)摘要 API螺纹油管和套管由于在密封性能方面存在一定的缺陷,其使用受到了限制。
为此,从API螺纹油管和套管密封的特点出发,提出5项提高螺纹密封性的措施:(1)改变螺纹加工公差,严格控制螺纹齿高、牙形角、锥度和中径的公差;(2)使用特殊密封螺纹脂,即用国外产的Seallube螺纹脂和国产C ATTS101螺纹脂;(3)提高螺纹表面处理的镀层厚度,使镀层厚度超过60 m;(4)增加密封环,即在接箍螺纹部位加工密封槽,然后放置弹性密封环;(5)严格控制上扣操作,采用扭矩 圈数及扭矩 位置等上扣控制方法。
关键词 API螺纹 油管 套管 密封性能 措施引 言随着石油钻井和采油技术的不断发展,对油管和套管的性能及质量提出了更高的要求,特别是随着天然气及高压油气井的开发,有关油管和套管的密封性问题也受到有关人士越来越多的重视。
从密封机理来看,不同结构的螺纹,其密封性能有所差异。
过去石油工业使用的油管和套管,主要是采用API圆螺纹(STC、LTC)、偏梯形螺纹(B TC)连接,其主要优点是价格便宜、加工维修方便、互换性好、易操作等,在很长一段时间内得到了广泛使用,并取得良好效果。
但API螺纹油管和套管由于在密封性方面存在的缺点,近几年来使用也受到了限制,迫使人们开发和使用具有较高密封性的特殊螺纹油管和套管,但成本也相应增加。
所以如何提高API螺纹的密封性,无论对于油田还是生产厂家都具有重要的经济价值。
鉴于此,从不同角度探讨如何提高API螺纹油管和套管的密封性,具有重要的现实意义。
API螺纹油管和套管密封的特点API螺纹均为锥度螺纹,其设计锥度主要为1/ 16(直径方向),其密封性主要依靠配合螺纹过盈啮合产生的接触压力来获得,属锥度螺纹密封。
API圆螺纹套管及接箍螺纹紧密距释疑
主题词 紧密距 圆螺纹套管 套管接箍 量规 检验
前 言
接箍螺纹紧密距参量 , 将是笔者着重阐述的内容 。
API 圆螺纹套管量规
API 圆螺纹套管的螺纹连接部位是最薄弱的环 节 。螺纹连接的质量直接影响套管柱的结构完整性 和密封完整性 , 而螺纹加工的精度又是螺纹连接质 量的重要影响因素之一 。套管螺纹加工和检验依据 的标准主要是文献 [ 1 ] , 其中关于螺纹质量的控制 指标多达十余项 。螺纹单项参数 , 如锥度 、螺距 、 齿高 、牙型角等用螺纹单项参数测量仪很容易测 量 , 测量的结果直观 , 不需要处理数据 ; 而综合反 映各单项参数 (主要是中径) 及表面加工质量的最重 要的一个参量是紧密距 , 紧密距的检验须用圆螺纹 套管工作量规 。由于要考虑量规的结构型式及与校 对规的传递值 S1 、 P1 , 以及接头螺纹的长 、短 , 套管的壁厚 、钢级等 , 需要对测量数据进行必要的 判断和处理 , 才能获得所要的紧密距 。
遍采用扭矩 - 圈数同时控制的方法上扣 , 圈数靠测 量 J 值 (内控公差为 1217 ±6135mm) 来控制 , 旋入 圈数越多 , J 值越小 。所以对所述接箍在连接时如 要满足扭矩要求 (即达到规定的过盈量) , J 值就容 易超下偏差 , 废品率相应增加 。
油田在检验时若用美制量规 , 也应注意上述问 题 , 否则会造成部分产品误判 。正确的办法是在塞 规上另作三条刻线 , 即将原三条刻线向小端平移 11585mm , 供检验较高钢级接箍时使用 。这几种量 规是 9 &3 CSG、10 ∃/ CSG、11 ∃/ CSG、13 ∃3 CSG、 20CSG。若用国产或日制量规 , 确定 ( S1 - S) + A 时要注意不同钢级 A 的区别 。
紧密距计算参数(含短圆螺纹规检验长圆螺纹)
出,，管端应在环规端面±1p/1.5p(一个螺距/1.5个螺距），为保证规测量准确性，将紧 0.635，故牺牲紧密距偏差的宽度来弥补规的测量误差；也可以直接带入检验报告的数值 A+(S1-S)±1p/1.5p值的范围。但偏梯形螺纹紧密距公差（0-"-0.5p"),即塞规测量端面不
数的情况。
1
规格D(in)
8
2
4.250
8
2
4.750
8
2
5 手紧紧密距
A(mm)
5.08
5.08 5.08 5.08 6.35 6.35 6.35 6.35 6.35
6
接箍理论紧密距A
5.08±3.81
5.08±3.81 5.08±3.81 5.08±3.81 5.08±3.175 5.08±3.175 5.08±3.175 5.08±3.175 5.08±3.175
1
规格D(in)
4-1/2" 5
5-1/2" 6-5/8"
7 7-5/8"
套管长圆螺纹尺寸
2 大端直径 D4(in)
4.500 5.000 5.500 6.625 7.000 7.625
3 每英寸螺纹牙
数 8 8 8 8 8 8
4 手紧紧密距牙
数A 3 3 3 3 3
3.5
5
手紧紧密距(mm)
9.5250 9.5250 9.5250 9.5250 9.5250 11.1125
0±3.81 0±3.81 0±3.81 0±3.175 0±3.175 0±3.175 0±3.175 0±3.175
（）±3.81 （）±3.81 （）±3.81 （）±3.175 （）±3.175 （）±3.175 （）±3.175 （）±3.175
API接箍(内)螺纹检验规程汇总
API接箍(内）螺纹检验规程1.0 目的本规程对API内螺纹检测的程序作了规定，以确保按照API Spec 5B 的要求加工合格的接箍.2.0适应范围本规程和“API Spec 5B”中规定的内容作为API内螺纹的检验和验收/拒收的依据.3.0 检验依据1． API Spec 5B 套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规定.2．API Spec 5CT 套管和油管规范（第八版）.4。
0 检验项目API内螺纹(接箍）检验包括检验以下项目：程序No。
1:外观检验程序No.2：紧密距检验程序No.3：锥度检验程序No.4：齿高检验程序No。
5：齿形检验程序No。
6:镗孔直径程序No.7：镗孔深度（BTC螺纹除外）程序No.8：螺距检验程序No.9：接箍外径检测程序No。
10:接箍长度检验程序No.11:承载面宽度检验5。
0 检验量规进行API内螺纹（接箍)检验要求使用下列检验量规：1。
表面光洁度比较仪2。
游标卡尺3.外径千分尺4。
内径千分尺5.深度规6。
各种规格各种扣型的塞规7。
内螺纹锥度规8.内螺纹齿高规以及相应的标准块9。
螺距量规以及相应的标准块10.投影仪11。
螺纹齿形胶片6。
0 检验规则1。
根据生产规格、螺纹类型准备好量规及相应的标准块和量规触 2头，检查量规是否在校准周期内，各种量规及相关标准块均须保证无任何氧化现象，检验过程中需轻放轻拿，避免损坏量规。
2。
每班开始加工时，前三件产品的须完成全部螺纹参数检验项目，检验内容全部符合要求时，方可进入正常生产.3。
机床加工过程中，在螺距参数、锥度参数在调整螺距参数、锥度参数、紧密距参数后，须检验调整后前两件产品的螺距、锥度和紧密距。
4。
首件加工的产品按照“API套管和油管螺纹接头首件检验操作程序”的要求进行检验,待合格后,进入正常生产检验。
5。
如任何一项检验项目出现不合格，必须对此件前后相邻两件进行相应检查项目的检验。
如再发现不合格，须继续向前和向后进行追查，排除所有不合格产品. 6。
基于API Spec 5B、5CT的油套管圆螺纹参数计算
基于API Spec 5B、5CT的油套管圆螺纹参数计算
摘要：API 油（套）管螺纹作为一种连接及密封性能优越的螺纹，已成为石油石化工业常用的螺纹类型之一。
本文根据API Spec 5B及API Spec 5CT标准提供的相关尺寸参数，对油（套）管圆螺纹的尺寸进行推导计算，得出的螺纹尺寸数据，可为API油套管圆螺纹设计人员提供参考。
关键词：API螺纹油套管螺纹圆螺纹螺纹计算
一、油套管圆螺纹牙型及手紧上紧基本尺寸
图1 油（套）管圆螺纹牙型
图2 油（套）管螺纹手紧上紧基本尺寸
注：牙型倾斜角为ψ=1°47′24″=1.79°；圆锥度为2 tgψ=1：16
二、油（套）管圆螺纹牙型高度尺寸
API Spec 5CT表C.35、C.37和C.38。
四、油（套）管螺纹尺寸
1.油管螺纹设计常用尺寸
（注：d2为油管端面螺纹大径，d3为油管端面螺纹小径，D4为接箍端面螺纹大径，D5为接箍端面螺纹小径。
）
2.套管圆螺纹设计常用尺寸
表4 套管圆螺纹尺寸表（STC&LC）
（注：d2为套管端面螺纹大径，d3为套管端面螺纹小径，D4为接箍端面螺纹大径，D5为接箍端面螺纹小径。
）
参考文献：
1.API Spec 5B《套管，油管和管线螺纹的加工，测量和检验规范》第15版
2.API Spec 5CT《套管和油管规范》第8版
3.杨小平等.油管螺纹参数的计算[J].新疆石油科技.2003年第2期。
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紧密距 ( stand2off ) 指在规定的扭矩或条件下 , 旋合的内外锥体螺纹或量规上规定的基准面之间的 轴向距离 , 是螺纹作用中径的间接反映 (螺纹单项 参数偏差很小时 ,作用中径近似于实际中径) 。套管 外螺纹的紧密距 P1 是工作环规小端基准面至管子 端面的距离 , 而接箍内螺纹的紧密距 ( S1 - S ) + A 是工作塞规台肩面至接箍端面的距离 。套管外螺纹 与接箍内螺纹紧密距值允许偏差范围均为 ±1 牙 (31175mm) 。测量示意图见图 2 。测量时 , 有几个 易被忽视和误解的紧密距参量 。
因对 API 有关标准的某些概念理解不十分准 确 , 同时检验使用的螺纹量规结构不尽相同 , 在生 产控制和检验中有可能出现一些易被忽视和误解的 问题而影响生产控制或产品检验 , 甚至造成不应有 的经济损失或质量误判 。因此 , 在实际工作中如何 科学 、准确 、有效地控制和检验各种圆螺纹套管及
在文献[ 1 ]中 , 外径尺寸相同的圆螺纹套管的 检验量规只有一种 , 且都是按照某种短圆螺纹的尺 寸设计的 , 也就是说 , 量规的基本尺寸 L4 、L1 、 E1 与对应的短圆螺纹套管的基本尺寸 L4 、L 1 、 E1 相同 。圆螺纹套管量规的尺寸结构如图 1 所示 。各 种量规的结构尺寸可查阅文献[ 1 ] 。
除 5121 以外
151875
12710 17113 5159 - 61350
17718 25132 5187 - 191050
21911 35175109 - 191050
凸 151875
凹 61350 凹 191050 凹 91525 凹 191050
图 2 紧密距测量示意图
1. 将凸出量误认为紧密距 文献[1 ]指出 , 当用短圆螺纹环规检验长圆螺纹 套管时 , 管子端面将凸出环规小端 , 凸出量基本尺 寸为 ( L1长 - L1短) - P1 。实际检验时 , 人们易将凸 出量误认为是紧密距值。其实 , 此时测量的凸出量 不是工作环规和外螺纹接头规定的基准面之间的距 离 。真正的环规基准面应是环规小端面向小端方向 平移 L1长 - L1短的距离的位置 , 也就是说短圆螺纹环 规检验长圆螺纹套管时其环规长度不够 。在量规规
表 1 5 种特殊规格短圆螺纹套管紧密距修正表
外径 公称 质量
(mm) (kg/ m)
壁厚 (mm)
接头 L4 与量 管子端面凸出 规 L4 之差 或凹入环规端 ΔL4 (mm) 面|ΔL4| (mm)
经修正后 实际紧密 距 (mm)
紧密距允 许变化范 围 (mm)
11413
除 14115 以外
(2) P 和 P1 的正负号不能颠倒 , 管子 (塞规) 凹入环规小端面为正 , 反之为负 。
第 27 卷 第 10 期
石 油 机 械
1999 年
API 圆螺纹套管及接箍螺纹紧密距释疑
卫遵义 Ξ 吉玲康 董秋莹 宋 治
(中国石油天然气集团公司石油管材研究所)
摘要 简单介绍了 API 圆螺纹套管及接箍螺纹紧密距检验时所使用的螺纹量规的结构特点 , 着重阐述了套管及接箍螺纹控制和检验紧密距参数时 , 易被忽视和误解的有关长圆螺纹的凸出量 、 紧密距 P 和 P1 的正负 、手紧紧密距牙数 A 及短圆螺纹套管紧密距的修正等几个问题 。并给出圆 螺纹套管及接箍螺纹正确的检验程序 , 以避免检验紧密距时产生误判 。
(收稿日期 :1999 - 01 - 12 ;修改稿收到日期 :1999 - 04 - 26 )
3 6
石 油 机 械
1999 年
宝鸡石油机械厂生产的量规外型结构无任何标 识 , 使用时必须测量实际数据后才能判断紧密距是 否合格 ; 日本和美国生产的量规外型结构带有紧密 距上下限识别刻线或台肩 , 能直观地判断紧密距是 否合格 , 使用方便 。但当量规磨损量较大时 , 识别 标记位置须作相应调整才能继续使用 。
图 1 圆螺纹套管量规尺寸结构示意图
目前 , 国内使用最多且最有代表性的 API 圆螺 纹套管工作量规主要有 3 种 , 一种是宝鸡石油机械 厂生产的 ; 一种是日本黑田精工株式会社生产的 ; 还有一种是美国 PMC 公司生产的 。
Ξ 卫遵义 , 工程师 , 生于 1967 年 , 1990 年毕业于西南石油学院石油矿场机械专业 , 现主要从事石油专用管螺纹及量规的质量检验研究 等工作 。地址 : (710065) 陕西省西安市 。电话 : (029) 8218144 、8218145 。
151875 - 实测值 P1 ±31175
实测值 - 61350 实测值 - 191050 实测值 - 91525 实测值 - 191050
P1 ±31175 P1 ±31175 P1 ±31175 P1 ±31175
结 论
(1) 短圆螺纹环规检验长圆螺纹套管时管端凸 出量不等于紧密距 , 大小趋势与紧密距值正好相 反 , 凸出量经修正后才是紧密距 。
有少数人由于对紧密距概念理解不同 , 对正、负号 规定截然相反 , 甚至在量规出厂合格证上也作此规 定。因此 , 用户在使用国产圆螺纹套管工作量规时 , 一定看清证书上正、负号的规定 , 以免造成误判。
3. 忽视钢级不同手紧紧密距牙数 A 的不同 文献[ 1 ]中 , 对于外径相同但钢级有别的圆螺 纹套管 , 其手紧紧密距牙数 A 稍有差异 , 较高钢 级比较低钢级多 1/ 2 牙 , 即 11588mm。人们往往对 标准不仔细查照 , 将不同钢级的同规格套管接箍按 相同的 A 值控制 。 国内某生产厂的套管螺纹加工设备 、检验量规
钢级以下套管接箍螺纹 , 所以工厂生产 P110 钢级
接箍时紧密距仍按 N80 钢级接箍控制 。实质上是
将 P110 钢级接箍螺纹紧密距公差带向下平移了 1/ 2
牙 。从统计规律讲 , 紧密距值波动范围基本服从正
态分布 , 也就是说紧密距中值 (平均值) 比设计值约
第 27 卷 第 10 期
卫遵义等 : API 圆螺纹套管及接箍螺纹紧密距释疑
主题词 紧密距 圆螺纹套管 套管接箍 量规 检验
前 言
接箍螺纹紧密距参量 , 将是笔者着重阐述的内容 。
API 圆螺纹套管量规
API 圆螺纹套管的螺纹连接部位是最薄弱的环 节 。螺纹连接的质量直接影响套管柱的结构完整性 和密封完整性 , 而螺纹加工的精度又是螺纹连接质 量的重要影响因素之一 。套管螺纹加工和检验依据 的标准主要是文献 [ 1 ] , 其中关于螺纹质量的控制 指标多达十余项 。螺纹单项参数 , 如锥度 、螺距 、 齿高 、牙型角等用螺纹单项参数测量仪很容易测 量 , 测量的结果直观 , 不需要处理数据 ; 而综合反 映各单项参数 (主要是中径) 及表面加工质量的最重 要的一个参量是紧密距 , 紧密距的检验须用圆螺纹 套管工作量规 。由于要考虑量规的结构型式及与校 对规的传递值 S1 、 P1 , 以及接头螺纹的长 、短 , 套管的壁厚 、钢级等 , 需要对测量数据进行必要的 判断和处理 , 才能获得所要的紧密距 。
面一般带有专门检验长圆螺纹套管紧密距的台肩座
(已平移过) ,若用该环规检验长圆螺纹套管 ,其台肩 座上的基准面与管端的距离才是所测的紧密距 。
要将凸出量换算成紧密距 ,应将 L1长 - L1短 值 减去实测的凸出量 。凸出量的大小与紧密距的大小
趋势正好相反 , 在检验中 , 要么给出紧密距 , 要么 给出凸出量 , 不能将两者混为一谈 。
范里规定环规长度为 L4 - S , 对所有规格的圆螺纹 套管量规 S 均相同 (91525mm) , 但长圆螺纹和短圆 螺纹 套 管 L4 却 相 差 较 大 , 且 L1长 - L1短 = L4长 L4短 。按道理应分别制作长短圆螺纹量规 , 但这样 会造成不必要的浪费 。美国和日本工作环规的小端
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小 1/ 2 牙 (11588mm) ,相应螺纹中径中值 (平均值) 比设计值大约 01099mm(套管螺纹锥度 1/ 16) 。尽管 两种钢级紧密距公差均为 ±1 牙 , 其公差带有 3/ 4 重合 , 但仍有少量 P110 钢级接箍紧密距可能超出 下偏差 。
根据文献 [ 3 ] , 外径 24415mm、壁厚 11105mm 套管的接箍连接时的最佳扭矩是 P110 钢级比 N80 钢级高2110ft - 1b (2861N·m) , 一方面是由于前者材 料的强度水平比后者高[4] , 另一方面是由于前者比 后者设计的螺纹啮合时径向过盈量大 。工厂目前普
2. 将紧密距 P 和 P1 的正 、负号颠倒 无论是量规检验还是外螺纹接头检验 , 只要塞 规或外螺纹接头小端凹于环规小端基准面 , 紧密距 P 或 P1 为正 , 反之为负[1 ,2] 。对于量规 , P 和 P1 分 别表示校对规小端自配紧密距和工作环规与校对塞
规的传递紧密距 ; 对于接头 , P 和 P1 分别表示用校 对环规和工作环规检验外螺纹接头所得的紧密距。
外螺纹接头虽然钢级不同 , 其 L1 和 E1 , M 值 稍有差别外 , 但经折算 , 即可发现其螺纹尺寸完全 一致 , 紧密距 P1 检验时环规小端面的上下限识别 台肩座对不同钢级均适用 。
4. 忽视短圆螺纹套管紧密距的修正 文献[ 1 ]中 , 有 5 种外径规格的短圆螺纹套管 , 对同一外径的短圆螺纹套管 , 根据壁厚的不同 , 又 可分为两种不同的短圆螺纹套管 , 其 L4 、L1 、L2 、 J 等尺寸均不同 。圆螺纹套管量规是按某一种规格 的短圆螺纹套管尺寸制作的 , 环规长度为 L4 - S , 当用环规检验这种短圆螺纹套管接头时 , 理论上环 规小端面与管子端面平齐 , 两端面之间的距离是套 管接 头 的 紧 密 距 , 其 允 许 变 化 范 围 才 为 P1 ± 31175mm。当用它检验另一种短圆螺纹接头时 , 由 于套管接头的 L4 与量规的不同 , 有一差值 ΔL4 , 两端面的距离实际不是紧密距 。此时 , 环规的小端 面不是量规的基准面 , 实测的凸出 (凹入) 量的允许 变化范围更不是 P1 ±31175mm , 需经修正后才是 紧密距 , 方可用允许变化范围 P1 ±31175mm 来判 定是否合格 。关于这一点 , 标准没有明确指出 , 人