钻具、油套管螺纹检验(讲义)[1]

石油管螺纹检测技术（钻具、油套管螺纹检验部分）

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

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100万吨左右，耗资达80多亿元，近二、三年来都在近120万吨，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。油田除螺纹参数、外观按比例抽检外，有的单位还对螺纹接头进行静水压密封性能试验。油井管下井前，作业人员还需对螺纹进行外观检查（有无损伤、变形、锈蚀等），对管体还要进行通径试验。

以上检验就是要尽可能控制螺纹连接的质量。当然操作是否规范、扭矩、转速是否合适，螺纹脂性能是否符合要求也对螺纹连接质量有很大影响。如某油田下套管作业用液压钻杆大钳，夹持力过大，致使接箍严重变形，造成螺纹严重粘扣；又如某油田下油管作业作用聚乙烯锥形塑料套，未起到润滑作用，造成粘扣、牙形受损，丧失了抗拉能力导致脱扣事故。

也有一些质量隐患靠现有手段、检验方法是发现不了的，如工厂接箍机紧扭矩不足的问题。井队下井时，如配有扭矩仪浮动上扣，可以弥补这一不足；如采用老办法，看余扣，极有可能导致油套管下井后无法密封、甚至滑脱。如新疆巴州商检局人员在检验时发现，某厂套管接箍手可以拧下；95年某油田使用国产套管，螺纹（按比例抽检）、水压（100%检验）都进行了检查，合格的管子下到井里，有10余井井试不住压。经我们调查分析和实物试验，发现主要是工厂扭矩不足，用控制J值的方法进行上扣，试压卸堵头时有的接箍竟被卸下。

2 油井管用途

2.1 油管：油气自井底至井口的采收通道。钢级：J55、N80、P110等，范围为1.05″～4 1/2″,以2 7/8″EU、NU为多。

2.2 套管:防止地层塌陷,保护油管、与油管通过封隔器将油气层与环形空间隔开。分表层套管、生产套管（即油层套管），技术套管（异常压力用）。范围为4 1/2″～20″，以5 1/2″、7″、9 5/8″LC、STC、BC为多，钢级：J55、N80、P110等。

2.3钻具（钻杆、钻铤、方钻杆、转换接头等）传递动力给钻头、破碎岩石、高压泥浆进入井底的通道。钻杆范围2 7/8″～5 1/2″，以5″内外加厚为多，钢级：E75、G105、S135等。

3 螺纹型式及代号

3.1 油管

(1)平式油管(不加厚) NU(旧:TBG或NUE)

(2)外加厚油管 EU(旧:UP TBG或EUE)

(3)整体接头油管 IJ(旧:IJ TBG)

3.2 套管

(1)长圆螺纹套管 LG(旧:LCSG或LTC)

(2)短圆螺纹套管 STC(旧:CSG或STC)

(3)偏梯形螺纹套管 BC(旧:BCSG或BTC)

(4)直连形螺纹套管 XC(旧:XCJG)

3.3 钻具

(1)数字型接头 NC(NC10-NC77)

(2)正规型接头 REG(2 3/8REG-8 5/8REG)

(3)内平型接头IF (2 3/8IF-5 1/2IF)

(4)贯眼型接头 FH(3 1/2FH-6 5/8FH)

注:（1）内平型、贯眼型逐步在淘汰；

（2）4FH-NC40互换；

2 7/8IF-NC31互换；

3 1/2IF-NC38互换；

4IF-NC46互换；

4 1/2-NC50互换。

互换只是基面中径相同，不影响旋合配对，但牙型不同，使用性能也大不一样，所以不能等同。油田在标识接头螺纹型式时经常标错，在NC50扣上注411或410等。

（3）螺纹有左右旋之分。方钻杆以上螺纹连接用左旋，打捞处理事故钻具也用左旋。

（4）旧式代号：

4 1/2IF：410（母），411（公）；

4IF： 4A10（母），4A11（公）；

4 1/2FH：420（母），421（公）；

4 1/2REG：430（母）431（公）。

生产厂基本不用这些旧代号，油田管子站还延用旧的习惯，希望按新代号进行标识。

4 牙型特点

（1）油管及圆螺纹套管

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(8牙和10牙/吋)牙型高度:1.810(8牙/吋)、1.412(10牙/吋)。注:玻璃纤维油管采用外加厚长圆螺纹油管型式。

（2）偏梯形套管

13 3/8″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：13 3/8″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。

（3）直连型套管

属特殊扣、很少遇到，不作介绍。

（4）钻具

锥度为1：6、1：4或1：8

螺距为6.35(4牙/吋),5.08(5牙/吋).4.233(6牙/吋)

牙型高度为3.095、3.083、2.993、3.743等,牙侧角为30°,牙形角为60°。