探究石油管螺紋的檢測技術

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的質量，需要選擇合理的檢測技術，熟知螺紋的相關幾何精度要求并嚴加根據標準檢測鉆具是十分關鍵的。基于此，本文首先闡述了石油管螺紋測量的基本原理，研究了石油管螺紋檢測技術要點，以期能夠對石油管螺紋的檢測有所裨益。

關鍵詞：石油;管螺紋;檢測技術

執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。若是出現事故問題，便會導致較為嚴重的經濟損失，情況嚴重時整口井都會報廢。針對螺紋實施檢測旨在查找質量沒有達到相應要求的螺紋，避免由于不合格螺紋的使用造成不必要的經濟損失。當前，有套管螺紋和鉆具的生產加工，都需要經過抽樣檢查和過程檢查等多道工序對其質量加以控制，針對新采購的鉆具在收貨時需要進行檢驗，或是指派相應人員進行監造。下井之前，相關工作人員應針對螺紋銹蝕和變形等方面的情況實施檢驗。

一、石油管螺紋測量的基本原理

具體生產過程中通常運用綜合量規方式針對石油管螺紋實施檢測。普通的螺紋量規僅僅可以大體上對螺紋是否符合要求加以檢驗，針對精度要求相對偏高的螺紋無法給出具體的參數值，在螺紋表面存在污垢時，所獲取的檢測結果會存在很大誤差[1]。對于接觸式石油管螺紋，其測量的基本原理是將掃描測頭作為接觸傳感器，從而獲取某一個軸向剖面外形輪廓上各相關點對應的數據信息，之后把這些信息輸入到計算機內運用有關軟件實施擬合處理獲取螺紋的外形輪廓圖，然后通過計算獲取螺紋螺距、牙型角以及錐度等相關參數值，進而對這些參數值可否達到相應標準作出具體判定。

二、石油管螺紋檢測技術要點分析

（一）檢測項目

1.油套管

主要檢測油套管的幾何尺寸，外觀質量以及其他相關參數。

2.鉆具

主要檢測鉆具的螺紋參數，外觀質量以及結構尺寸等。

3.檢測用工具及量具

內徑杠桿表、測厚儀、游標卡尺、深度千分尺、內外錐度儀、卷尺等。

（二）檢測前的準備工作

第一，針對螺紋實施清洗操作，并對其生產批號、規格以及廠名等進行記錄。第二，選擇螺紋量規、觸頭直徑以及卡尺等量具。第三，定位實際測量范圍。關于圓螺紋套管，其外螺紋是第一完整扣到總長度的12.7位置處，內螺紋是第一完整扣到J+1P位置處;關于偏梯形套管，其外螺紋是第一完整扣到L7位置處，內螺紋和圓螺紋套管保持一致;關于鉆具螺紋，需要是第一完整扣到最后一個完整扣;關于有關螺紋，其和圓螺紋套管保持一致。第四，確立實際測量間距。首先，測量牙型的具體高度。針對范圍超出25.4毫米的產品，需要以25.4毫米間距具體實施[2]。針對測量在12.7-25.4毫米測量范圍內的，需要以12.7毫米間距具體實施。其次，確立錐度和螺距。對于普通螺紋而言，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、螺距以及錐度的測量接觸點均不能超過最后一牙螺紋的位置。

（三）測量

首先，檢查外觀質量。可否存在螺紋損傷等不足，針對輕微損傷以及含有毛刺的螺紋進行修磨處理，并旋合相應規格的量規，對于損傷和變形較為嚴重的螺紋無需進行旋合。其次，檢查通經和相關結合尺寸。再次，檢測螺紋相關單項參數。在API標準中進行了較為詳實的介紹，了解螺紋檢測的技術要點，關于儀表讀數需要尋找最大轉折點，錐度規和螺距規需要圍繞固定的觸頭上下或是左右進行擺動;內齒高規沿著上下或是豎直方向進行擺動;外齒高規沿著與螺紋軸線相互垂直的方向上下或是左右進行擺動。值得關注的是，針對錐度的測量需要保持在同一軸的截面之上，齒高與螺距應順沿母線方向。最后，檢測緊密距。需要保證旋合的穩定性，憑借一人之力至無法旋動為止。

（四）相關注意事項

第一，全部使用的相關量具，尤其是量規，需要和被檢測產品等溫充分時間，消除各量具之間的溫度差異。這是因為溫度不僅會對最終測量結果的精準程度造成一定程度地影響，并且還會使量規緊緊抱死在接頭之上無法拆卸。第二，具體記錄油套管公扣緊密距的過程中，應清晰標注正號和負號。第三，針對量表的回程誤差進行有效消除。第四，實際測量錐度的過程中，需要關注回零可否正常，若是不正常，需要進行再一次的測量。針對完整螺紋區間，其測量間距需要全面覆蓋此區域，也就是情況需要時測量間距是可以重疊的，僅僅針對一個間距進行實際測量是無法達到要求的。例如，對于日本伊藤忠紅丸FOX絲扣套管，針對公扣實施生產加工的過程中，小端位置1吋錐度符合要求，第2吋無法達到相關要求，要想能夠獲取相應專利授權，務必要對此種現象加以消除[3]。針對于此，需要從中汲取經驗，通過全面覆蓋能夠重疊的方法實施具體檢測過程。由螺紋小端位置向大端位置實施測量的過程中，表的讀數和實際測量值之間需要保持相同，否則使用表盤讀取的最大數值去除指針所指位置的讀數才是實際測量值。第五，對緊密距的修正加以關注。針對部分測量結果處于符合標準與不符合標準邊緣時，對S1、S2和P1進行修正是十分必要的。關于鉆具螺紋，其本身緊密距公差范圍就相對偏小，所以對其加以修正也是極為關鍵的。第六，管端內部和外部棱邊的毛刺和內倒角可否倒全，尤其要對于機緊端位置更加予以高度關注。第七，磷化處理之后螺紋表層相對較為粗糙，內錐度規因為測量力相對偏大，實際測量過程中擺動具有一定困難性，需要將少量潤滑油涂于牙槽內。第八，對于鉆具螺紋臺肩面位置的損壞需要予以大力關注，特別是縱向溝槽位置會嚴重影響其密封性，倒角直徑以及牙頂位置受到機械碰撞導致的損傷往往是容易被忽視的問題。第九，關于單項儀，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，根據規定時間進行送檢。

（五）檢驗結果

1.公差范圍

重點項目的公差范圍應符合APISPEC5B與APISPEC7標準。第一，螺距偏差。單位是毫米，留有兩位或是三位小數，這是由于進口量規的分度值是0.001″或0.0005″，而國產量規的分度值是0.01毫米。第二，錐度。單位是毫米/米。留有一位小數，國產量規的分度值是0.01毫米，進口量規的分度值是0.001″，平日中測量的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，結合相關標準留有有效數字位數。第四，緊密距。單位是毫米，留有兩位小數。第五，齒高偏差。單位是毫米，和螺距規保持相同。

2.判定

首先，重點項目的公差范圍應與APISPEC5B及APISPEC7標準相契合。其次，針對沒有達標的項目需要謹慎處理，為了防止出現錯誤判斷的情況，可以交由他人進行復核。

三、結束語

為了確保石油管螺紋良好的質量，就應對相應的檢測技術加以大力應用。誠然，操作的科學性以及轉速、扭矩是否合理也都會在一定程度上影響螺紋連接的質量。如實際鉆井操作中，大鉗夾持力過大，將會導致螺紋發生變形，出現粘扣的情況。涂油和磨合不夠均勻，沒有發揮潤滑效果，同樣會出現粘扣和牙形受損的情況，失去抗拉效果出現脫口現象。因此，我們應嚴加遵守作業規定，執行相應標準，確保螺紋檢測技術的良好應用。

參考文獻：

[1]井龍.基于石油管的螺紋檢測研究[J].中國石油和化工標準與質量，2018，38（22）：42-43.

[2]薛玉祥.論石油管螺紋的機械檢測[J].科學與財富，2018，（23）：33.

[3]姚斌.關于石油專業管材螺紋常見問題及檢測技術探討[J].建筑工程技術與設計，2016，（5）：237-237.

（天津市濱海新區大港油田檢測監督評價中心質量監督站 ?天津 ?300280）