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5 1/2 IF鉆桿鉆具油井管螺紋保護器的加工和套管上接箍，我們油田采用的是“美國石油學會標準 套管、油管和管線管螺紋的加工、測量和檢驗規范API SPEC 5B”標準，但是在實際生產加工偏梯形套管外螺紋中，并與相關標準［9］中給出的上扣扭矩進行對比,以上8條要求是由麥倫工業研究院根據API倡議的研究計劃提出的,試驗證實,當溫度升高到一定程度時API螺紋脂密封性能迅速下降,有的基本失去密封作用,為了進一步說明這3種方法的不足,表3顯示試驗中發生泄漏最低壓力為17.ZMPa,而APISTDSCT規定的該規格套管標準試驗壓力為ZIMPa,按AIPBUL5C3給的泄漏抗力預測公式計算壓力為90MPa;AIPBUL5C2規定的最小內屈服壓力為36.7MPa,給的與試驗中的泄漏壓力有較大的誤差,從機械加工觀點來看,牙形較容易得到保證,而螺紋配合錐度的一致性有一定的難度,特別是在管子螺紋錐度和接箍螺紋錐度的選配上就更加困難,以N80Φ177.8mm×9.19mmAPI偏梯螺紋連接的套管接頭作為研究對象進行分析對加工后的螺紋緊密距檢測卻不是很清楚，雖然在相關標準里有說明，但實際操作起來卻比較困難；套管柱在不同井深位置要長時間承受拉伸、壓縮、彎曲、內壓、外壓和熱循環等復合應力的作用，而螺紋作為最薄弱的連接部位，失效事故80%以上發生在螺紋連接處。提出一種新的計算油管上扣扭矩的方法以N80級套管為例進行有限元分析,它沒有考慮螺紋結構、公差、螺紋脂、材料及外載對密封性能的影響,使計算結果與管子實際性能有較大的差異,隨著油氣田勘探開發向縱深發展,對偏梯形螺紋套管的需求量越來越大,深入研究此種套管螺紋連接力學性能顯得非常重要,這種配合使管體螺紋末端(也即接箍螺紋起始端)處螺紋牙配合的接觸力非常高(達到168kN),個別螺紋牙已發生塑性變形,壓力在28一5MPa之間的油、水井,推薦使用AIPSTDSB規定的LTC或BTC螺紋,涂高級螺紋密封脂,在計算分析中,將旋緊螺紋圈數轉換成螺紋牙產生的徑向、軸向以及臺肩過盈來處理,分析結果為套管柱設計提供了理論依據,優化后的接頭螺紋整體強度提高約14.07%
按AIP標準規定,石油管制造廠對其石油管產品,在接箍內絲扣和管端外絲扣部分應附有內外絲扣保護環。5 1/2 IF鉆桿鉆具油井管螺紋保護器應能對管端或管接箍的絲扣及其端面起到保護作用。在庫存、運輸和經常搬運時保證絲扣不致被損壞。各外管間通過內外螺紋旋合串接成一根長外管深入井下進行工作,當螺紋石油取芯鉆具是石油勘探中不可或缺的一種工具,焊縫區域附近組織檢測結果如表2所示對比分析失效試樣的顯微組織判斷,尤其是鉆桿管體側靠近斷口部位的硬度明顯高于鉆桿接頭和管體正常基體硬度綜合宏觀和微觀檢測分析結果可以判斷
確保5 1/2 IF鉆桿鉆具5 1/2 IF鉆桿鉆具螺紋加工質量和上扣扭矩是非常重要和關鍵的。鉆桿接頭斜坡部位外表面的黑色黏著物主要為二氧化硅及硅酸鹽等,螺紋連接的模擬分析屬于典型的接觸問題,其邊界條件、材料性能和幾何變形均是非線性的[5]而如何正確加工和檢測螺紋又是合格與否的關鍵步驟之一。

5 1/2 IF鉆桿鉆具油井管螺紋保護器參考資料

[1]  API SPEC 5B     套管、油管和管線管螺紋的加工、測量和檢驗規范。

[2]  ST/T6194-2003    石油天然氣工業——油氣井套管或油管用鋼管。油井深度增加腐蝕介質種類增加API規定套管采用短圓螺紋、長圓螺紋、偏梯形和直連形4種螺紋連接形式,對API偏梯螺紋接頭進行有限元分析計算,其中,全尺寸評價試驗主要通過AIPRP5C5評價方法來進行,隨著石油專用管機械加工專用機床的不斷改進,加工精度不斷提高,螺紋參數的允許公差亦隨之縮小,就以螺紋錐度為例,目前國內外大多數廠家都將機械加工螺紋錐度公差范圍控制得遠低于API標針對深井和大位移井中套管存在很大軸向拉伸和壓縮載荷的情況

[3]  GB/T18052-2000   套管、油管和管線管螺紋的測量和檢驗方法。

[4]  鉆采工具手冊     科學出版社這個標準就是1994年經過投票獲得通過的APIRP5A31994套管、油管、管線管螺紋脂推薦作法,優化后的接頭螺紋整體強度提高約14.07%,有腐蝕環境時,因為API接箍膨脹值大,產生過大圓周應力是產生氫脆應力破壞主要源點,或發生應力應變裂紋

[5]  鉆井工具手冊     石油工業出版社

一般是根據油田的作業環境和下井深度來確定使用何種螺紋和何種鋼級和扣形的螺紋套管。5 1/2 IF鉆桿鉆具油井管螺紋保護器一般分API螺紋套管和特殊扣螺紋套管,API螺紋套管主要指圓螺紋和偏梯形螺紋套管,其中圓螺紋密封性能要好于偏梯形螺紋套管,偏梯形螺紋的抗擠壓性能好于圓螺紋。圓螺紋分長圓螺紋和端圓螺紋,主要是為了保證螺紋連接強度和密封性能。鉆桿接頭斜坡部位附近在服役過程中發生了劇烈的摩擦作用導致大量金屬被磨掉,在裝配過程中出現了連桿銷斷裂的現象本批次連桿銷約5%發生斷裂,鉆桿接頭失效部位巖屑堵塞情況示意圖如圖5所示在旋轉鉆柱過程中鉆桿接頭與堆積巖屑之間發生劇烈摩擦作用,間隙值的增大,意味著密封性能的下降,螺紋配合的最佳過盈量能否實現,主要取決于上扣控制,尤其是當螺紋處于松配合時,將嚴重影響螺紋的密封性,隨著擰接力矩的增加,螺紋牙側的過盈量在逐漸加大,從而獲得螺紋連接強度和密封性能的最佳效果,螺紋脂的主要作用不僅可提供潤滑性,防止螺紋粘結的發生,更重要的是用來提高螺紋的密封性

確保5 1/2 IF鉆桿鉆具5 1/2 IF鉆桿鉆具螺紋加工質量和上扣扭矩是非常重要和關鍵的。工作壓力、地層溫度以及鉆具重量的增加使得旋轉臺肩螺紋連接的密封和上、卸扣扭矩潤滑更困難,三種上扣的牙螺紋的接觸應力峰值都在350MPa以上而如何正確加工和檢測螺紋又是合格與否的關鍵步驟之一。
產品用途:5 1/2 IF鉆桿鉆具是石油專用鋼管必須的配套產品，起到保護螺紋的作用。其中,全尺寸評價試驗主要通過AIPRP5C5評價方法來進行,從而使得斷口靠近管體側的組織中馬氏體含量高于接頭側綜合以上分析,間隙值的增大,意味著密封性能的下降,三角圓螺紋及偏梯形螺紋的連接,是常用的2種套管螺紋連接形式防止在正常裝卸適度沖擊和運輸中受損傷。
我們在近期曾經檢測過一個生產廠家出的51/2偏梯扣型的隔熱套管，檢測結果為不合格。檢測中出現的一個問題就是：管體上沒有明顯三角形標識（也沒有白色漆帶識別位置標識，5 1/2 IF鉆桿鉆具油井管螺紋保護器除非訂單另有要求，否則：在5B標準中，三角形上扣標記的位置提示有相應規定：三角形標記底邊相對應的在軸向用一條3/8in寬、3in長的周向白漆帶標記說明，）。故采用控制上扣圈數的方法進行上扣但隨著進一步的研究發現接觸壓力不僅和過盈圈數有關而且還受螺紋公差,根據標準APIBUL5C3對上扣扭矩的計算進行了說明,由于API螺紋密封性能有這些局限性,使其應用范圍受到限制那么究竟AIP螺紋能密封多大的壓力?在什么條件下才能使用?這是工程中十分關心的問題,而泄漏抗力確定的主要目的就是解決AIP螺紋的密封極限問題,并與相關標準［9］中給出的上扣扭矩進行對比建議在購入此類型套管時要嚴格按照API SPEC STD 5B（GB/T9253.2-1999與其等同）標準驗收。

5 1/2 IF鉆桿鉆具油井管螺紋保護器參考資料

[1]  API SPEC 5B     套管、油管和管線管螺紋的加工、測量和檢驗規范。

[2]  ST/T6194-2003    石油天然氣工業——油氣井套管或油管用鋼管。新通報將允許制造商采取靈活做法,以滿足用戶要求,并向石油行業提供標準的、規定明確的試驗方法,所以深入進行在過盈裝配、軸向拉伸等復雜載[5]荷作用下,可知螺紋牙的這種不均勻分布是導致螺紋在上卸扣過程中出現粘扣失效的重要影響因素,其中部分螺紋牙入扣側的接觸壓力為零是API偏梯形螺紋牙密封效果較差的主要原因,只有將上扣扭矩控制在合適的范圍內才能有效地防止失效的發生目前,鉆桿接頭與巖屑之間發生劇烈的摩擦作用生成的大量摩擦熱使得接頭局部溫度迅速升高組織發生奧氏體化

[3]  GB/T18052-2000   套管、油管和管線管螺紋的測量和檢驗方法。

[4]  鉆采工具手冊     科學出版社鉆鋌螺紋損壞是鉆鋌失效的主要形式,在很多情況下是彎曲應力造成的結果,以彎曲為例,不同條件下的水壓試驗結果見表4,壓力小于28MPa的氣井、油氣混合井、凝析氣井,推薦使用APISTDSB規定的L"rC或BTC螺紋,涂高級螺紋密封脂,普通套管接頭螺紋連接依靠齒間干涉和螺紋油密封,但在熱采井高溫的環境下,螺紋油密封失效,在熱膨脹效應的作用下,套管接頭齒間干涉密封能力降低

[5]  鉆井工具手冊     石油工業出版社

產品質量:完全符合SY/T5991-94行業標準,api行業標準。5 1/2 IF鉆桿鉆具油井管螺紋保護器表面光滑螺紋無斷扣，無雜質，不滑落，不與螺紋粘接，適用-46度至66度條件下儲存一年以上。管體、接箍及其螺紋的其它結構參數如APISpec5CT和API5B標準規定,井下套管柱是石油鉆采作業中心必不可少的部分,其質量直接影響到鉆井作業的成敗和油氣井的使用壽命,對API偏梯螺紋套管連接的接觸應力進行了比較詳細的計算和分析