油套管生产实用工艺及设备简介

一、国内油套管生产线简介

近年来，我国石油套管加工技术不断提高。油套管的出口量也不断加大，国内许多生产企业都加大了油套管生产的能力。通过对我国油套管加工企业的调查研究，了解到我国油套管加工业处于两极分化比较严重的状况，小型企业大多设备简陋，生产线自动化程度低，人员工作量大，产品质量差别很大且废品率很高。大型企业的生产线主要为进口设备。例如车丝机，水压机，拧扣机和打包机等，整条生产线的投资和自动化程度很高。

例如：2007 年胜利油田井下作业公司工程安装大队引进的首条号称国内一流的全自动化油套管加工生产线，主要设备基本为进口，整条生产线的自动化程度较高，实现了原材料的通径、螺纹参数、静水压、模印、喷印等多道工序全自动控制及流水线作业。

2007年底，吐哈油田机械厂建成的套管生产线中，管体车丝机选用了2 台日本大隈株式会社制造的LOC650一R高精度卧式加工中心。接箍加工生产线车丝机选用1台德国埃马克公司制造的VSC400DUO 高精度立式加工中心。具有高科技含量、高精度、全自动、高效率的国际一流水平。

胜利油田高原公司拥有油套管生产线4条，年产PLS-2、P110、N80、J55等钢级的油套管l5万t,螺纹加工采用数控车床,进口成型刀具一次加工完成。并购置了日本森精机公司的两台高精度数控车床，能加工7寸以上的套管。

中海油能源发展管道钻采管材分公司于2011年建成一条2 3/8寸到7寸的油套管生产线，年产1万吨，能加工具有自我知识产权的气密扣、快速扣及API 常规螺纹。车床主要选用了沈阳第一机床厂生产的SUC8128A高精密车床，该车床采用仿比利时车床设计，具有三轴联动、卡盘自动扶正等功能，整条生产线自动化程度较高，并选用了国内技术领先的UV喷漆机设备，光管喷漆后1秒快干，即提高了产品效率和外观质量，还兼顾了节能环保效果。

二、油套管生产工艺介绍

图一1 油套管加工生产工艺

1.1 油套管生产工艺

油套管工艺流程图参见图1。

1) 管坯外观外观检查

套管管坯的原料来源有两种，一种是无缝管坯，一种是ERW管坯。以上管坯均应做如下检验：

整个管体是否平滑、干净，有无明显的碰伤、皱折、凹坑等缺陷；如果是ERW 管，应检查焊缝内外毛刺是否按规定刮除干净，焊道是否平滑。

管口是否存在碰伤、迭层内外毛刺以及平头倒棱是否平滑和倒角是否符合规定；如果是ERW管，应检查管口是否存在焊缝裂口。

测量钢管的内外径尺寸、壁厚及不均度、切斜度、椭圆度、直线度，判断精度是否符合规定。

管体内外表面是否存在明显的污物。

如果钢管存在上述问题，将转移到其它工序进行进一步的修复处理。如果缺陷无法修复，该钢管将被判定为废品，另行处理。

油套管生

产工艺流程图

水压试验

管箍拧接

通径清洗

废品

加工B端螺纹

喷漆

测长称重喷标

除锈

加工A端螺纹

钢管上料

螺纹探伤

切

头

返

回

加

接箍加工

接箍检测

接箍磷化

管坯切断

2)除锈

管体在进入生产线之前，应将表面锈蚀用除锈机打除，以防止车丝加工后管体无法进行喷漆工序。除锈结果应是管体全部本体无锈蚀覆盖，不得留有锈斑或污物。

如无法除锈，管体不得进入下一工序，应转移到其它工序进行进一步的打磨处理。如果锈蚀已渗透到本体深处无法修复，该钢管将被判定为废品，另行处理。

3)管坯全管体探伤

主要检查管坯母材的裂纹、非金属杂物，该过程必须严格执行API 5CT标准。该序由涡流探伤仪自动检测，在设备报警后应及时作好标记，并判定有缺陷的钢管为废品，另行处理。

4)管体车丝

装卡找正：

①.管料找正一般以外径为基准，找正时一定要仔细，尽量减小误差，如果管子存在椭圆，通常找正管体各对角在线的两点误差小于0.3mm。要求最少找正四组对角线。

②.按照操作规程的规定装卡好管子料。在装卡时要注意卡点要尽量远离需要加工的螺纹位置，避免受力变形。对外径有明显椭圆的管料，装卡时要特别注意，应该采取一定的补救措施（如垫铜皮），避免松开后尺寸反弹。另外要控制加紧力的大小，避免出现夹紧变形造成废品。

加工螺纹：

①.加工管子必须在专用的管螺纹车床上进行，注意随时关注机床的运转情况，当车床的精度有问题时一定要将机床调整好后再开始加工。

②.机床操作人员在接到图纸和任务书之后，要仔细检查管体内外直径、壁厚、长度以及磅级和钢级标记，应符合API标准和图纸要求；

③.仔细阅读图纸和技术要求，准备合适的刀具和工具。

④.按照随图纸所带的工艺卡的要求，加工端面、锥度和螺纹。

⑤.加工螺纹时根据要求选择合适的刀具和切削参数，保证螺纹的精度和表面

粗糙度。探索合适的刀具使用寿命，不要片面地为了节省刀具而影响螺纹质量。

⑥.加工过程中要掌握好进刀次数和进刀量，一切都要以保证螺纹的尺寸和质量为前提。

5)管箍拧紧

①.在管子与接箍对接前，内外螺纹的整个表面都要涂上干净的螺纹脂，用于涂抹螺纹脂的刷子或用具也要干净，不能有异物，同时，螺纹脂不能稀释。

②.对完工并检验合格后的套管与接箍进行装配时，要注意对正，先慢慢转动，以保证螺纹正常啮合。

③.上紧至规定扭矩，填写记录表。

④.在套管端部带上干净的螺纹保护器，以免管子在管架上滚动时螺纹受损伤。

6)管端通径

①.所有通径实验应采用要求圆形通径棒进行。

②.通径棒前端倒角应光滑，以保证通径棒能容易通过管子。

③.无论采用人工或机械通径方法，通径棒都应能自由通过管子，在有争议时，应采用人工通径方法；

④.通径检验时，管内应没有任何异物，并应适当支撑，以防止管子下垂弯曲。

7)静水压实验

①.用高压水枪对管内壁进行清洗；

②.必须对螺纹表面涂润滑油，使其在静水压实验（装卸堵头）时，损伤最小；

③.正确装夹工件，查看设备是否各部位运转正常；

④.检查防护装置是否安全、可靠；

⑤.注水、打压，打压时间为7秒；

⑥.按工件编号认真填写《螺纹套管静水压试验报告》。

8)吹干

在作完管端通径后，迅速用压缩空气将管内和螺纹处残留水吹干，螺纹处残留水迹亦可手工擦试。