钻具、油套管螺纹检验(讲义)

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单项仪主要有： 内外螺纹规及样板内外齿高规及样板， 内外锥度规， 凹凸缺陷规，同轴度规，轮廓显微镜，螺尾规，三表量规等。 8 检测量值溯源关系 螺纹单项参数 由低到高溯源关系依次为:
单项仪 国家长度基准 检验仪 各省市计量测试所
8.1
8.2
一般几何尺寸 由低到高溯源关系依次为:
常规量具 （卡尺、 卷尺、 千分尺等） 各省市计量测试所 工厂、所、中心（局检测中心）
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详见 GB/T 9253.1-1999,P2-P5,图 1、表 1、表 2。 5 生产、检验依据的标准
5.1 油套管 (1)API SPEC 5CT(2001 第 7 版) (2)ISO 11960:2001 IDT(根据 API 标准制定) (3)SY/T 6194-2003 注:等同采用 ISO 标准作为行业标准,即将升级为国家标准。 （4）API SPEC 5B（1996 第 14 版） （5）ISO 10422（根据 API 标准制定） （6）GB/T 9253.2-1999 注:等同采用 API 标准作为国家标准。 （7）API RP 5C1（1988 第 16 版） （8）ISO 10405 1993（根据 API 标准制定） （9）GB/T 17745-1999 注：等同采用 ISO 标准作为国家标准。 （10）API RP 5B1（1999 第 5 版） （11）GB/T 18052-2000（等同采用 API 标准） （12）API Std 5T1（1996 第 10 版） （13）SY/T 6445-2000（等同采用 API 标准） （14）API RP 5A5（1997 第 6 版） （15）SY/T 6474-2000（等同采用 API 标准） （16）API SPEC 15HR（1995 第 2 版） （17）SY/T 6267-1996（等同采用 API 标准） （18）API SPEC 15LR（1990） （19）SY/T 6266-1996（等同采用 API 标准） （20）SY/T 5990-94（套管国外订货技术条件） （21）SY/T 5396-2000（石油套管现场检验与运输）
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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。
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○○四年十月
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
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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
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(1)-(2)介绍旋转钻井钻柱构件规范,涉及钻杆、方钻杆、钻铤、 水龙头、转换接头、稳定器、钻头等，还介绍了螺纹参数、检验方法、 量规规范等。 （3）主要是介绍螺纹结构、参数和公差。 （4）-（5）介绍钻杆管体长度、壁厚、外径等结构尺寸和外观 检验、无损检验等。 （6）主要介绍钻柱设计和操作限度、涉及到对旧钻具螺纹接头 的检验方法。 （7）介绍国外订货的技术条件。 另外还有很多 SY 行业标准： 《钻铤》 、 《加重钻杆》 、 《钻具稳定 器》 、 《石油钻杆接头》 、 《钻柱转换接头》 、 《方钻杆》 、 《提升短节》 、 《钻具报废》 、 《钻杆分级》……等。 最重要的是（1）-（5） 。 6 检测项目及公差
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（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°。
6.1 油套管 外观、几何尺寸、螺纹参数等详见附表 1。 注：J 值未列入，SY/T 5987-94 对圆螺纹套管要求为 J± 6.35mm,SY/T 6474-2000 即 API RP 5A5 提出所有规格如超出 J± 6.35mm 要通知货主,但不一定判不合格。 （5A5 新版规定±2 牙，旧版 ±3 牙） 。 6.2 钻具(主要是钻杆) 主要结构几何尺寸、螺纹参数、外观等、详见附表 2。 7 检测用量具、工具 卷尺、通径规、测厚仪（超声波、机械式） 、游标卡尺（长爪、 普通、深度） ，钢板尺、卡钳、深度千分尺、内径杜杆表、座架规（鞍 形规） 、全套螺纹单项仪及附件、全套螺纹量规、锉刀、沙纸、油石 等。
(3)整体接头油管 IJ(旧:IJ TBG) 3.2 套管 (1)长圆螺纹套管 (2)短圆螺纹套管 LG(旧:LCSG 或 LTC) 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。
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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)
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（3） 、 （6） 、 （11） 、 （13）4 份标准为本次学习资料； （1）-（3）介绍管体钢级、重量、理化性能、无损检测、几何 尺寸和外观质量等。 （4）-（6）介绍螺纹参数的加工、检验方法公差要求和量规规 范等。 （7）-（9）介绍现场维护、使用（推荐最小、最佳及最大扭矩） （10）-（11）介绍推荐的螺纹检验方法、是对（1）-（3）的 补充和细化。 （12）-（13）介绍石油管材及螺纹常见缺陷及Βιβλιοθήκη Baidu达。 （14） （15） 介绍平端钻杆、 新油套管现场推荐的检验方法 （无 损检测、外观为多） 。 （1）-（9）最重要，是工厂生产、检验和油田检验、操作的主 要依据。 （16）-（17）介绍高压玻璃纤维管线管； （18）-（19）介绍低压玻璃纤维管线管； 由于 15HR 比 5B 滞后，新 5B 里对玻璃纤维管螺纹参数极限偏差 未作规定（旧 5B 有规定） ，只说见相关的标准，即 15HR，15HR 里又 引用旧版 5B。 5.2 钻具类 (1)API SPEC 7(1998 第 39 版) (2)SY/T 6407-1999(等同采用 API 标准) (3)GB/T 9253.1-1999(在 API 39 版及 GB9253.1-1988 基础上制 定的)。 (4)API SPEC 5D(第 6 版) (5)ISO 11961(根据 API 标准制定) (6)API RP 7G(1990,第 14 版) (7)SY/T 5987-94