石油管螺纹检测技术人员培训资料（一）（油套管螺纹检验部分）江苏胜大石油设备制造股份有限公司二○一六年三月目录一、油套管螺纹检验二、对标准中几个问题的讨论三、螺纹常见外观缺陷一、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120万吨左右（约占全世界的5分之一），耗资达100多亿元，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。

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。

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)(3)整体接头油管 IJ(旧:IJ TBG)3.2 套管(1)长圆螺纹套管 LG(旧:LCSG或LTC)(2)短圆螺纹套管 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)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。

6 检测项目及公差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）。

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。

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，同轴度规，轮廓显微镜，螺尾规等。

8 检测量值溯源关系8.1 螺纹单项参数由低到高溯源关系依次为:8.2 一般几何尺寸由低到高溯源关系依次为:8.3 油套管紧密距由低到高溯源关系依次为:9 检测前的准备（1）螺纹清洗(柴油、锯末等)，登记好规格、钢级、管号、批号、合同号、厂名等。

（2）量具的选取。

触头直径、样板（齿高、螺距）、单项仪的型式，螺纹量规、卡尺等。

（3）测量范围的定位。

圆螺纹套管外螺纹为第一完整扣至L 4-12.7处,内螺纹为第一完整扣至J+1P 处;油管外螺纹为第一完整扣至L 4-g 处,g=12.7,其实与圆螺纹套管相同;偏梯形套管外螺纹为第一完整扣至L7处,内螺纹同圆螺纹套管。

（4）测量间距的确定。

（a）牙型高度。

测量范围大于25.4mm的产品,以25.4mm的间距进行;测量范围在12.7-25.4mm之间,以12.7mm间距进行。

对于11 1/2牙/吋的产品,以4牙螺纹间距进行。

（b）螺距/锥度。

①普通螺距间距同a。

任何时候除偏梯形螺纹外，锥度，牙形高度和螺距的测量接触点都不得超出最后一牙完整螺纹位臵。

偏梯形螺纹锥度还应在不完整螺纹区域检测。

②累积螺距间距，测量内外螺纹累积螺距应在第一牙完整螺纹和最后一牙完整螺纹间某一间距内进行，对于每对牙数为偶数的，该间距等于12.7mm的最大倍数,对于每寸牙数为奇数的,该间距等于25.4mm的最大倍数。

10 测量（1）外观检查。

是否有接箍变形、螺纹损伤等缺陷，有毛刺、轻微损伤的螺纹修磨后再旋合量规，严重变形，损伤的没必要旋合。

（2）几何尺寸、通径等项目检查。

对钻杆要使用鞍形规检查接头卡管体的同心度。

（3）螺纹单项参数的检测。

标准里写的比较详细。

掌握要领，仪表读数找最大转折点，螺距规、锥度规绕固定触头左右或上下偏摆，外齿高规垂直于螺纹轴线方向左右偏摆；外齿高规垂直于螺纹轴线方向左右或上下偏摆；外齿高规垂直于螺纹轴线方向上向偏摆，内齿高规沿垂直方向上向偏摆；锥度测量在同一轴截面上（对钻具测量影响较大），螺距和齿高沿母线方向。

（4）紧密距检测。

量规旋合时加适量润滑油，平稳旋合，不施加惯性，以一个人的臂力至上不动为止。

日本JFE公司研究表明，不同人的旋紧力差值约为40N〃m。

11 注意事项（1）所有量具（特别是量规）与被检产品等温足够时间，消除温差。

温度不但影响测量结果的准确性，还会将量规抱死在接头上卸不下来。

如修扣时接头在高速旋转时刀具切削金属摩擦挤压发热温度比较高，量规旋合后有时卸不下来；又如刚从房间拿出的量规施合暴晒在太阳下的螺纹接头，也会抱死。

在修扣时有时不得不将扣破坏取下量规；在检验现场时要用开水或火焰加热待膨胀后取下量规。

（2）油套管公扣紧密距在记录时要注明正负号。

有不少油田甚至管加工厂只记测量值，看不出正或负，对结果合格与否的判断带来不便，如果传递值偏差可忽略影响小些，如果传递值偏差较大，就会造成误判。

另国产齿高规、螺距规量表上未作“+”“-”标记，测量时要会判断，并记录“+”“-”号。

（3）量表回程误差注意消除。

尤其量表用旧后齿条传动出现空隙，回程误差比较明显，单项仪检定时国内行业检定规程对回程误差有要求，但国外单项仪合格证上检定结果对回程误差不作要求。

（4）锥度测量应注意回零是否正确，否则重新测量。

在完整螺纹区间测量间距必须全部履盖该区间，即测量间距必要时可重叠。

只测量一个间距是不够的。

如1999年江苏油田进口日本NKK套管，有不少套管公扣小端1吋锥度合格，第2吋就不合格，从螺纹小端向大端测量时，表的读数与实测值一致，否则要用表盘最大读数减去指针所指的读数才是实测值。

（5）注意S1、P1、S2的修正，特别注意油套管螺纹环规的长度是否规范，旧API 5B对环规长度要求很松±0.66,但新标准加严,为±0.051。

如前几年哈尔滨某量具厂制造的2 7/8 TBG、3 1/2TBG等量规环规长度较名义值长3.5～3.8,工厂车扣时,把量规当标准量规使用,致使公接头P1值100%不合格,超上差。

（1）（S1-S）+A±1P或1.5P；P1±1P或1.5P（2）（S1-S）+A0-P/2；P1+P/20（3）254.0127.02254.01;)(+---SSS对一些测量结果在合格与不合格边缘上时,S1,P1和S2的修正就显得很有必要。

（6）管端内外棱边的毛刺、内倒角是否倒全，要注意工厂端即机紧端。

由于丝扣油涂抹一般不易看清。

如1999年江苏油田进口日本NKK公司套管机紧端内倒角不全、棱边毛刺等比例相当高。

（7）磷化后螺纹表面比较粗糙，内锥度规由于测量力较大，测量时摆动十分困难，建议在牙槽里涂抹少许润滑油。

（8）单项仪属精密仪表，操作时应十分谨慎，轻拿轻放，按时送检。

若不慎被摔或剧烈震动，就应进行重新校准或与已知精度的计量基准对比、重新确定其精度，否则不能用于检验。

（9）各油田管子站在修复螺纹接头时，习惯于将量规旋紧后修台肩面或端面，致使量规基准面遭刀具刮伤，给量规检定和紧密距测量带来极大的不便，需改掉这种不好的习惯。

（10）有的油田管子站钻具螺纹修复时仍习惯用通止棒检验紧密距，很不合理，量规定期校准后范围在变化，通止棒尺寸却是固定不变的，还是应该测量实际的紧密距尺寸，另外台肩面垂直度0.05是靠通止棒测不出来的，有的油田管子站测量套管公扣紧密距时仍按旧标准测量消失点与环规端面的距离，希望以后要改过来测量P1。