探究石油管螺紋的檢測(cè)技術(shù)

陳顯華

摘 要：石油管螺紋是專用的螺紋，要求具有較好的氣密性。要想有效確保螺紋檢測(cè)的質(zhì)量，需要選擇合理的檢測(cè)技術(shù)，熟知螺紋的相關(guān)幾何精度要求并嚴(yán)加根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)鉆具是十分關(guān)鍵的。基于此，本文首先闡述了石油管螺紋測(cè)量的基本原理，研究了石油管螺紋檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)，以期能夠?qū)κ凸苈菁y的檢測(cè)有所裨益。

關(guān)鍵詞：石油;管螺紋;檢測(cè)技術(shù)

執(zhí)行鉆井操作的過程中，石油管螺紋存在滑脫、絲扣斷裂等多種不同的失效形式。若是出現(xiàn)事故問題，便會(huì)導(dǎo)致較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，情況嚴(yán)重時(shí)整口井都會(huì)報(bào)廢。針對(duì)螺紋實(shí)施檢測(cè)旨在查找質(zhì)量沒有達(dá)到相應(yīng)要求的螺紋，避免由于不合格螺紋的使用造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前，有套管螺紋和鉆具的生產(chǎn)加工，都需要經(jīng)過抽樣檢查和過程檢查等多道工序?qū)ζ滟|(zhì)量加以控制，針對(duì)新采購(gòu)的鉆具在收貨時(shí)需要進(jìn)行檢驗(yàn)，或是指派相應(yīng)人員進(jìn)行監(jiān)造。下井之前，相關(guān)工作人員應(yīng)針對(duì)螺紋銹蝕和變形等方面的情況實(shí)施檢驗(yàn)。

一、石油管螺紋測(cè)量的基本原理

具體生產(chǎn)過程中通常運(yùn)用綜合量規(guī)方式針對(duì)石油管螺紋實(shí)施檢測(cè)。普通的螺紋量規(guī)僅僅可以大體上對(duì)螺紋是否符合要求加以檢驗(yàn)，針對(duì)精度要求相對(duì)偏高的螺紋無(wú)法給出具體的參數(shù)值，在螺紋表面存在污垢時(shí)，所獲取的檢測(cè)結(jié)果會(huì)存在很大誤差[1]。對(duì)于接觸式石油管螺紋，其測(cè)量的基本原理是將掃描測(cè)頭作為接觸傳感器，從而獲取某一個(gè)軸向剖面外形輪廓上各相關(guān)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，之后把這些信息輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)運(yùn)用有關(guān)軟件實(shí)施擬合處理獲取螺紋的外形輪廓圖，然后通過計(jì)算獲取螺紋螺距、牙型角以及錐度等相關(guān)參數(shù)值，進(jìn)而對(duì)這些參數(shù)值可否達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)作出具體判定。

二、石油管螺紋檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)分析

（一）檢測(cè)項(xiàng)目

1.油套管

主要檢測(cè)油套管的幾何尺寸，外觀質(zhì)量以及其他相關(guān)參數(shù)。

2.鉆具

主要檢測(cè)鉆具的螺紋參數(shù)，外觀質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)尺寸等。

3.檢測(cè)用工具及量具

內(nèi)徑杠桿表、測(cè)厚儀、游標(biāo)卡尺、深度千分尺、內(nèi)外錐度儀、卷尺等。

（二）檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作

第一，針對(duì)螺紋實(shí)施清洗操作，并對(duì)其生產(chǎn)批號(hào)、規(guī)格以及廠名等進(jìn)行記錄。第二，選擇螺紋量規(guī)、觸頭直徑以及卡尺等量具。第三，定位實(shí)際測(cè)量范圍。關(guān)于圓螺紋套管，其外螺紋是第一完整扣到總長(zhǎng)度的12.7位置處，內(nèi)螺紋是第一完整扣到J+1P位置處;關(guān)于偏梯形套管，其外螺紋是第一完整扣到L7位置處，內(nèi)螺紋和圓螺紋套管保持一致;關(guān)于鉆具螺紋，需要是第一完整扣到最后一個(gè)完整扣;關(guān)于有關(guān)螺紋，其和圓螺紋套管保持一致。第四，確立實(shí)際測(cè)量間距。首先，測(cè)量牙型的具體高度。針對(duì)范圍超出25.4毫米的產(chǎn)品，需要以25.4毫米間距具體實(shí)施[2]。針對(duì)測(cè)量在12.7-25.4毫米測(cè)量范圍內(nèi)的，需要以12.7毫米間距具體實(shí)施。其次，確立錐度和螺距。對(duì)于普通螺紋而言，其間距和上述情況相同。不論何種情況下，除卻偏梯形螺紋之外，壓型高度、螺距以及錐度的測(cè)量接觸點(diǎn)均不能超過最后一牙螺紋的位置。

（三）測(cè)量

首先，檢查外觀質(zhì)量。可否存在螺紋損傷等不足，針對(duì)輕微損傷以及含有毛刺的螺紋進(jìn)行修磨處理，并旋合相應(yīng)規(guī)格的量規(guī)，對(duì)于損傷和變形較為嚴(yán)重的螺紋無(wú)需進(jìn)行旋合。其次，檢查通經(jīng)和相關(guān)結(jié)合尺寸。再次，檢測(cè)螺紋相關(guān)單項(xiàng)參數(shù)。在API標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行了較為詳實(shí)的介紹，了解螺紋檢測(cè)的技術(shù)要點(diǎn)，關(guān)于儀表讀數(shù)需要尋找最大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，錐度規(guī)和螺距規(guī)需要圍繞固定的觸頭上下或是左右進(jìn)行擺動(dòng);內(nèi)齒高規(guī)沿著上下或是豎直方向進(jìn)行擺動(dòng);外齒高規(guī)沿著與螺紋軸線相互垂直的方向上下或是左右進(jìn)行擺動(dòng)。值得關(guān)注的是，針對(duì)錐度的測(cè)量需要保持在同一軸的截面之上，齒高與螺距應(yīng)順沿母線方向。最后，檢測(cè)緊密距。需要保證旋合的穩(wěn)定性，憑借一人之力至無(wú)法旋動(dòng)為止。

（四）相關(guān)注意事項(xiàng)

第一，全部使用的相關(guān)量具，尤其是量規(guī)，需要和被檢測(cè)產(chǎn)品等溫充分時(shí)間，消除各量具之間的溫度差異。這是因?yàn)闇囟炔粌H會(huì)對(duì)最終測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)程度造成一定程度地影響，并且還會(huì)使量規(guī)緊緊抱死在接頭之上無(wú)法拆卸。第二，具體記錄油套管公扣緊密距的過程中，應(yīng)清晰標(biāo)注正號(hào)和負(fù)號(hào)。第三，針對(duì)量表的回程誤差進(jìn)行有效消除。第四，實(shí)際測(cè)量錐度的過程中，需要關(guān)注回零可否正常，若是不正常，需要進(jìn)行再一次的測(cè)量。針對(duì)完整螺紋區(qū)間，其測(cè)量間距需要全面覆蓋此區(qū)域，也就是情況需要時(shí)測(cè)量間距是可以重疊的，僅僅針對(duì)一個(gè)間距進(jìn)行實(shí)際測(cè)量是無(wú)法達(dá)到要求的。例如，對(duì)于日本伊藤忠紅丸FOX絲扣套管，針對(duì)公扣實(shí)施生產(chǎn)加工的過程中，小端位置1吋錐度符合要求，第2吋無(wú)法達(dá)到相關(guān)要求，要想能夠獲取相應(yīng)專利授權(quán)，務(wù)必要對(duì)此種現(xiàn)象加以消除[3]。針對(duì)于此，需要從中汲取經(jīng)驗(yàn)，通過全面覆蓋能夠重疊的方法實(shí)施具體檢測(cè)過程。由螺紋小端位置向大端位置實(shí)施測(cè)量的過程中，表的讀數(shù)和實(shí)際測(cè)量值之間需要保持相同，否則使用表盤讀取的最大數(shù)值去除指針?biāo)肝恢玫淖x數(shù)才是實(shí)際測(cè)量值。第五，對(duì)緊密距的修正加以關(guān)注。針對(duì)部分測(cè)量結(jié)果處于符合標(biāo)準(zhǔn)與不符合標(biāo)準(zhǔn)邊緣時(shí)，對(duì)S1、S2和P1進(jìn)行修正是十分必要的。關(guān)于鉆具螺紋，其本身緊密距公差范圍就相對(duì)偏小，所以對(duì)其加以修正也是極為關(guān)鍵的。第六，管端內(nèi)部和外部棱邊的毛刺和內(nèi)倒角可否倒全，尤其要對(duì)于機(jī)緊端位置更加予以高度關(guān)注。第七，磷化處理之后螺紋表層相對(duì)較為粗糙，內(nèi)錐度規(guī)因?yàn)闇y(cè)量力相對(duì)偏大，實(shí)際測(cè)量過程中擺動(dòng)具有一定困難性，需要將少量潤(rùn)滑油涂于牙槽內(nèi)。第八，對(duì)于鉆具螺紋臺(tái)肩面位置的損壞需要予以大力關(guān)注，特別是縱向溝槽位置會(huì)嚴(yán)重影響其密封性，倒角直徑以及牙頂位置受到機(jī)械碰撞導(dǎo)致的損傷往往是容易被忽視的問題。第九，關(guān)于單項(xiàng)儀，其屬于高精密儀器，具有操作過程中需要格外小心，保證輕拿輕放，根據(jù)規(guī)定時(shí)間進(jìn)行送檢。

（五）檢驗(yàn)結(jié)果

1.公差范圍

重點(diǎn)項(xiàng)目的公差范圍應(yīng)符合APISPEC5B與APISPEC7標(biāo)準(zhǔn)。第一，螺距偏差。單位是毫米，留有兩位或是三位小數(shù)，這是由于進(jìn)口量規(guī)的分度值是0.001″或0.0005″，而國(guó)產(chǎn)量規(guī)的分度值是0.01毫米。第二，錐度。單位是毫米/米。留有一位小數(shù)，國(guó)產(chǎn)量規(guī)的分度值是0.01毫米，進(jìn)口量規(guī)的分度值是0.001″，平日中測(cè)量的62.5格，代表62.5毫米/米，即0.0625in/in。第三，幾何尺寸。單位是毫米，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)留有有效數(shù)字位數(shù)。第四，緊密距。單位是毫米，留有兩位小數(shù)。第五，齒高偏差。單位是毫米，和螺距規(guī)保持相同。

2.判定

首先，重點(diǎn)項(xiàng)目的公差范圍應(yīng)與APISPEC5B及APISPEC7標(biāo)準(zhǔn)相契合。其次，針對(duì)沒有達(dá)標(biāo)的項(xiàng)目需要謹(jǐn)慎處理，為了防止出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷的情況，可以交由他人進(jìn)行復(fù)核。

三、結(jié)束語(yǔ)

為了確保石油管螺紋良好的質(zhì)量，就應(yīng)對(duì)相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)加以大力應(yīng)用。誠(chéng)然，操作的科學(xué)性以及轉(zhuǎn)速、扭矩是否合理也都會(huì)在一定程度上影響螺紋連接的質(zhì)量。如實(shí)際鉆井操作中，大鉗夾持力過大，將會(huì)導(dǎo)致螺紋發(fā)生變形，出現(xiàn)粘扣的情況。涂油和磨合不夠均勻，沒有發(fā)揮潤(rùn)滑效果，同樣會(huì)出現(xiàn)粘扣和牙形受損的情況，失去抗拉效果出現(xiàn)脫口現(xiàn)象。因此，我們應(yīng)嚴(yán)加遵守作業(yè)規(guī)定，執(zhí)行相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，確保螺紋檢測(cè)技術(shù)的良好應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]井龍.基于石油管的螺紋檢測(cè)研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018，38（22）：42-43.

[2]薛玉祥.論石油管螺紋的機(jī)械檢測(cè)[J].科學(xué)與財(cái)富，2018，（23）：33.

[3]姚斌.關(guān)于石油專業(yè)管材螺紋常見問題及檢測(cè)技術(shù)探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016，（5）：237-237.

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