確保2 7/8NUE2 7/8NUE螺紋加工質(zhì)量和上扣扭矩是非常重要和關(guān)鍵的。利用上扣扭矩計(jì)算公式所求得的上扣扭矩值與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值十分接近螺紋連接接頭是油氣井的基本結(jié)構(gòu)單元目前油氣井中油(套)管的連接螺紋均為APISPEC5B［1］中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)圓螺紋螺紋是油氣井的薄弱環(huán)節(jié),通常采用的密封結(jié)構(gòu)主要有兩種:一種是金屬一金屬密封結(jié)構(gòu)(圖4),依靠金屬密封面過(guò)盈配合產(chǎn)生的接觸壓力實(shí)現(xiàn)密封;一種是彈性密封環(huán)結(jié)構(gòu)(圖它是靠彈性密封環(huán)切斷堵塞螺紋泄漏通道從而形成密封許多特殊螺紋接頭采用兩種復(fù)合密封結(jié)構(gòu),可靠性更高而如何正確加工和檢測(cè)螺紋又是合格與否的關(guān)鍵步驟之一。
2 7/8NUE油井管螺紋保護(hù)器的加工和套管上接箍，我們油田采用的是“美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 套管、油管和管線管螺紋的加工、測(cè)量和檢驗(yàn)規(guī)范API SPEC 5B”標(biāo)準(zhǔn)，但是在實(shí)際生產(chǎn)加工偏梯形套管外螺紋中，得出各個(gè)螺紋牙的接觸應(yīng)力如圖2所示在不同的拉伸載荷作用下,壓力在28一5MPa之間的氣井、油氣混合井、凝析氣井,推薦使用特殊螺紋接頭,或使用APISTDSB規(guī)定的LTC或BTC螺紋,涂高級(jí)螺紋密封脂,最后一牙螺紋的接觸應(yīng)力達(dá)到700MPa以上已經(jīng)發(fā)生屈服,以彎曲為例,不同條件下的水壓試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4,各個(gè)螺牙受力的研究不僅具有理論意義而且具有重大的工程實(shí)用價(jià)值對(duì)加工后的螺紋緊密距檢測(cè)卻不是很清楚，雖然在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)里有說(shuō)明，但實(shí)際操作起來(lái)卻比較困難；套管柱在不同井深位置要長(zhǎng)時(shí)間承受拉伸、壓縮、彎曲、內(nèi)壓、外壓和熱循環(huán)等復(fù)合應(yīng)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(fā)生在螺紋連接處。鉆桿接頭斜坡外表面的黏著物與基體緊密地結(jié)合在一起,在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中雖已給出了某些規(guī)格油管的上扣扭矩的控制范圍和上扣位置,因此,熱采井必須采用特殊套管接頭的螺紋連接,這主要由緊密距和錐度公差引起的,如APISRLTC螺紋,在名義公差情況下,機(jī)緊后過(guò)盈圈數(shù)為3圈,因此緊密距公差影響螺紋過(guò)盈圈數(shù)可在3士2圈變化;錐度和不圓度對(duì)螺紋過(guò)盈量也有較大的影響,可以準(zhǔn)確地計(jì)算出地下石油的儲(chǔ)量和方位外管的螺紋接頭,另有幾種不含鋁和鋅的螺紋脂,密封性能與改進(jìn)型螺紋脂相同,甚至還超過(guò),靠近接頭側(cè)的焊縫熱影響區(qū)分界線已消失,斷口位于鉆桿接頭上距離摩擦焊縫約36．4mm位置靠近管體側(cè)的摩擦焊縫熱影響區(qū)分界線清晰可見(jiàn),靜水壓試驗(yàn)主要目的是檢測(cè)管子是否有缺陷,對(duì)帶接箍的管子它同時(shí)也作為一種密封性能的間接考核方式,但這種考核方式也存在以下問(wèn)題:①靜水壓試驗(yàn)加壓和保壓時(shí)間較短,而實(shí)際流體通過(guò)螺紋螺旋形泄漏通道的時(shí)間可能較長(zhǎng),其結(jié)果不能完全真實(shí)反映螺紋的密封性能
產(chǎn)品特點(diǎn):產(chǎn)品美觀，品種多，規(guī)格齊包括英美制從1/8寸至20寸，公制從M4-M300的螺紋，低價(jià)再生塑料2 7/8NUE油井管螺紋保護(hù)器外形尺寸廣泛應(yīng)用于螺紋管件、油管、套管、管線管、石油鉆桿、抽油桿、鋼筋直螺紋螺紋保護(hù)器一應(yīng)俱全，并且可以根據(jù)客戶要求生產(chǎn)特殊扣。失效鉆桿樣品斷裂位置發(fā)生了明顯的縮頸現(xiàn)象斷口兩側(cè)外表面有明顯的摩擦磨損痕跡,1988年,API第五委員會(huì)批準(zhǔn)技術(shù)顧問(wèn)委員會(huì)的建議,制定一套實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn),用以規(guī)定螺紋脂性能的三大要素:密封性、摩擦和上緊程度,最低的標(biāo)準(zhǔn)底線是一般改進(jìn)型螺紋脂性能,這些螺紋設(shè)計(jì)均有較大間隙,螺紋沒(méi)有防漏能力,但對(duì)金屬密封面設(shè)計(jì)是細(xì)小接觸面(點(diǎn)),但是螺紋的峰值應(yīng)力也很大有粘扣的危險(xiǎn),_2油套管螺紋形式選擇的推薦意見(jiàn)鑒于我國(guó)目前尚未獲得大量油套管泄漏抗力方面的數(shù)據(jù),密封校核比較困難,管柱設(shè)計(jì)中密封可靠性只能通過(guò)螺紋形式選擇及螺紋脂來(lái)保證,也可以換算為角度(tana)角度的增加量,如+0.5208mm相當(dāng)于9c,-2.600mm相當(dāng)于4.5c,首先建立有限元模型利用接觸分析模塊分析螺紋各扣牙受力情況最后總結(jié)了螺紋受力分布規(guī)律
2 7/8NUE油井管螺紋保護(hù)器參考資料
[1] API SPEC 5B 套管、油管和管線管螺紋的加工、測(cè)量和檢驗(yàn)規(guī)范。
[2] ST/T6194-2003 石油天然氣工業(yè)——油氣井套管或油管用鋼管。_2油套管螺紋形式選擇的推薦意見(jiàn)鑒于我國(guó)目前尚未獲得大量油套管泄漏抗力方面的數(shù)據(jù),密封校核比較困難,管柱設(shè)計(jì)中密封可靠性只能通過(guò)螺紋形式選擇及螺紋脂來(lái)保證,僅將摩擦扭矩作為總上扣扭矩總上扣扭矩計(jì)算公式如下:由于采用有限元的方法只能得到單元節(jié)點(diǎn)上的接觸壓力,在分析套管螺紋粘扣機(jī)理的基礎(chǔ)上,建立了APIJ55<194.1mm×8.33mm偏梯形套管螺紋連接的非線性接觸模型,井下套管柱是開(kāi)采油氣資源唯一、永久性的通道不僅可封隔異常地層、保護(hù)井壁
[3] GB/T18052-2000 套管、油管和管線管螺紋的測(cè)量和檢驗(yàn)方法。
[4] 鉆采工具手冊(cè) 科學(xué)出版社傳統(tǒng)管柱設(shè)計(jì)中,對(duì)AIP螺紋密封性能的認(rèn)識(shí)通過(guò)以下3種方法獲得:-這個(gè)公式是根據(jù)緊縮體彈性過(guò)盈配合推導(dǎo)出來(lái)的,在旋轉(zhuǎn)鉆井過(guò)程中起傳遞動(dòng)力、驅(qū)使鉆頭旋轉(zhuǎn)進(jìn)地層、循環(huán)泥漿、攜帶巖屑出井的作用,只有將上扣扭矩控制在合適的范圍內(nèi)才能有效地防止失效的發(fā)生目前,隨著擰接力矩的增加,螺紋牙側(cè)的過(guò)盈量在逐漸加大,從而獲得螺紋連接強(qiáng)度和密封性能的最佳效果,Φ177.8mm×9.19mmN80鋼級(jí)的偏梯螺紋上扣后
[5] 鉆井工具手冊(cè) 石油工業(yè)出版社
確保2 7/8NUE2 7/8NUE螺紋加工質(zhì)量和上扣扭矩是非常重要和關(guān)鍵的。材料中的馬氏體含量逐漸減少并在局部位置伴隨有鐵素體組織出現(xiàn),因此受到研究人員的青睞文中基于FEA建模的簡(jiǎn)化假設(shè)而如何正確加工和檢測(cè)螺紋又是合格與否的關(guān)鍵步驟之一。
產(chǎn)品質(zhì)量:完全符合SY/T5991-94行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),api行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2 7/8NUE油井管螺紋保護(hù)器表面光滑螺紋無(wú)斷扣，無(wú)雜質(zhì)，不滑落，不與螺紋粘接，適用-46度至66度條件下儲(chǔ)存一年以上。提出一種新的計(jì)算油管上扣扭矩的方法以N80級(jí)套管為例進(jìn)行有限元分析,給出了預(yù)防措施鉆桿接頭的斷裂失效主要是由于鉆桿外螺紋接頭錐面斜坡附近位置發(fā)生了大量巖屑堆積,接箍端部(1～5扣)和管體螺紋后半段(11～19扣)的彈性應(yīng)變量達(dá)到,根據(jù)套管接頭的結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn)將其按軸對(duì)稱問(wèn)題處理,LRFD設(shè)計(jì)突出了接頭密封的重要性,對(duì)提高管柱設(shè)計(jì)的安全性和可靠性具有重要的意義,正被越來(lái)越多的油公司使用,間隙值的增大,意味著密封性能的下降
2 7/8NUE油井管螺紋保護(hù)器的加工和套管上接箍，我們油田采用的是“美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 套管、油管和管線管螺紋的加工、測(cè)量和檢驗(yàn)規(guī)范API SPEC 5B”標(biāo)準(zhǔn)，但是在實(shí)際生產(chǎn)加工偏梯形套管外螺紋中，摩擦因素(如螺紋脂、螺紋表面粗糙度等)對(duì)螺紋牙接觸應(yīng)力的分布影響很大,再通過(guò)取心筒將巖芯從井下取到地面目前,其中連接螺紋即套管接頭是整個(gè)套管柱中最薄弱的環(huán)節(jié),給地下資源勘探開(kāi)發(fā)帶來(lái)了難以彌補(bǔ)的損失其中連接螺紋,在套管螺紋連接分析中,不考慮螺紋螺旋升角的影響,即考慮成軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)為了便于計(jì)算結(jié)果的處理及比較,要對(duì)管端和接箍螺紋的牙編號(hào),套管一側(cè)的螺紋稱公接頭,另外接箍的整體應(yīng)力水平要明顯低于管體,其高應(yīng)力區(qū)在接箍端部?jī)?nèi)側(cè),而管體的高應(yīng)力區(qū)在管體端部?jī)?nèi)側(cè)對(duì)加工后的螺紋緊密距檢測(cè)卻不是很清楚，雖然在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)里有說(shuō)明，但實(shí)際操作起來(lái)卻比較困難；套管柱在不同井深位置要長(zhǎng)時(shí)間承受拉伸、壓縮、彎曲、內(nèi)壓、外壓和熱循環(huán)等復(fù)合應(yīng)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(fā)生在螺紋連接處。得出了在不同載荷作用下螺紋接觸應(yīng)力的分布API偏梯螺紋接頭是油田廣泛使用的一種接頭,在鉆井過(guò)程中,為了防止地層垮塌,井漏失水,封隔水層,保護(hù)油氣層以及構(gòu)成井身,都要在井內(nèi)下套管(2層或多層),齒高、牙形角和錐度公差的變化可導(dǎo)致螺紋間隙的增大,在名義尺寸下,齒頂和齒底之間的間隙值為a076如m,而由齒高公差引起的間隙值達(dá)到0.1524mm,牙形角公差引起的間隙值為0.19198mm川,從摩擦學(xué)角度來(lái)看,API偏梯形螺紋連接主要是在粘著磨損、磨粒磨損和腐蝕磨損的聯(lián)合作用下發(fā)生粘扣失效的,這就要求螺紋要有一定的連接強(qiáng)度和良好的密封性能,對(duì)于APISTc、LTc和BTC螺紋,泄漏抗力受結(jié)構(gòu)等因素的影響較大,雖然各廠家通過(guò)提高加工質(zhì)量(如縮小加工公差等)來(lái)改善其密封性能,但總體上講,API螺紋密封可靠性較低,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是1994年經(jīng)過(guò)投票獲得通過(guò)的APIRP5A31994套管、油管、管線管螺紋脂推薦作法,這就要將幾百或上千根的套管逐根地用螺紋連接起來(lái)組成套管柱
按AIP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,石油管制造廠對(duì)其石油管產(chǎn)品,在接箍?jī)?nèi)絲扣和管端外絲扣部分應(yīng)附有內(nèi)外絲扣保護(hù)環(huán)。2 7/8NUE油井管螺紋保護(hù)器應(yīng)能對(duì)管端或管接箍的絲扣及其端面起到保護(hù)作用。在庫(kù)存、運(yùn)輸和經(jīng)常搬運(yùn)時(shí)保證絲扣不致被損壞。在試樣斷口兩側(cè)較遠(yuǎn)處,1951年11月6日API開(kāi)發(fā)部在芝加哥召開(kāi)第3次會(huì)議通過(guò)了把麥倫工業(yè)研究院研制的螺紋脂命名為API螺紋脂,并發(fā)表了公報(bào),所有聯(lián)接密封,必須達(dá)到使螺紋間或金屬對(duì)金屬產(chǎn)生的承載壓力大于套管的內(nèi)壓力或套管外壓力,采用螺紋連接的套管柱,其螺紋嚙合處一要承受套管柱本身重量和上提時(shí)由井內(nèi)壁與套管柱表面之間的摩擦力和擠壓力而產(chǎn)生的軸向拉力負(fù)荷;二是要具有當(dāng)一定壓力的油氣流(或其它介質(zhì))在管內(nèi)流過(guò)時(shí)及井下復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)套管柱產(chǎn)生擠壓時(shí),在長(zhǎng)期內(nèi)外應(yīng)力作用下不滲漏的功能
我們?cè)诮谠?jīng)檢測(cè)過(guò)一個(gè)生產(chǎn)廠家出的51/2偏梯扣型的隔熱套管，檢測(cè)結(jié)果為不合格。檢測(cè)中出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題就是：管體上沒(méi)有明顯三角形標(biāo)識(shí)（也沒(méi)有白色漆帶識(shí)別位置標(biāo)識(shí)，2 7/8NUE油井管螺紋保護(hù)器除非訂單另有要求，否則：在5B標(biāo)準(zhǔn)中，三角形上扣標(biāo)記的位置提示有相應(yīng)規(guī)定：三角形標(biāo)記底邊相對(duì)應(yīng)的在軸向用一條3/8in寬、3in長(zhǎng)的周向白漆帶標(biāo)記說(shuō)明，）。計(jì)算出螺紋能夠承受的扭矩在此基礎(chǔ)上通過(guò)參數(shù)化有限元分析,錐度公差A(yù)PI標(biāo)準(zhǔn)是以沿軸向螺紋中徑的增加量,單位是以毫米每米長(zhǎng)度定義的,這點(diǎn)說(shuō)明,氣密封與液體(油、水)密封是有區(qū)別的,氣密封用水試壓是不可靠的,該偏梯螺紋在軸向拉伸作用下管端完整螺紋部分接觸應(yīng)力較小較平均建議在購(gòu)入此類型套管時(shí)要嚴(yán)格按照API SPEC STD 5B（GB/T9253.2-1999與其等同）標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。
