天合螺纹基础培训课件

主讲：李敏2015年9月10日API螺纹基础知识介绍APIAPI螺纹基础知识介绍螺纹基础知识介绍目录OCTG油井管石油专用管概括API螺纹简介API5B油套管螺纹及钻具螺纹特殊扣螺纹简介VAWHUNTINGBGTAPI螺纹与特殊扣螺纹对比※油井管主要包括套管/油管/钻杆钻铤方钻杆及其构件(转换接头短节※输送管主要包括输送油/气/水/矿浆等钢管包括（不绣钢管PV管材管）※油井管贯穿钻井完井采油（气）和运输工程各个环节。※油井管（OCTG)包括：【钻具油套管】※石油专用管包括：【管线管油井管】石油管主要包括：油井管与输送管两大类油井管的用途1.油管：油气自井底到井口的采收通道，钢级：J55N80P110等范围为1.05~41/2以27/8EU,NU为多。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（异常压力和用）范围为41/2~20以51/2795/8STCLC，BC为多钢级：J55N80PII0L80等3.钻具：钻杆钻铤方钻杆转换接头等，传递动力给钻头，破碎岩石高压泥浆进入井底的通道，钻杆范围27/8~51/2内外加厚为多，钢级：E75G105S135等OCTG管柱在不同井段要长时间承受拉Tensile、压缩Compression、弯曲Bending、内压InternalPressure、外压ExternalCompression和热循环TorqueLoads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。油井中的套管导管套管作用套管的作用共七项：1.防止井塌、防止钻井液对井壁的过度冲蚀、2.防止谈水层、低压力层带被华污染、3.防止油气泄漏4.控制油气入井量5.为控制井内压力提供条件6.以便安装采油人工举升装置7.为油气流动动提供通道、套管的类型与定义类型分为以下：导管：用来循环通道的，将泥浆液导入泥浆池，表面套管：防止地层坍塌，防止钻井液对地表疏松地层冲刷。生产套管：用来把产油层与油层中不需要的液体以及其它钻孔层融开，起保护作用，用水泥固定在井眼中。中间套管：是套管程序罩中间一层或两层的管子，起来隔离地层保护井身作用。射孔器;用于射孔的爆破器材以及配套件的的组合。管柱载荷挤弯扭压对连接扣型技术的要求不仅针对于套管、油管、钻具、井下工具许多零件都是由扣型链接…例如：a)套管/油管挂/钻杆/钻铤b)变扣/短节c)浮鞋/钻铤/扶正器/震击器d)井口API扣型介绍API螺纹常用重要量具种类什么螺纹？螺纹定义：就是固体外表面和内表面的截面上有均匀的螺旋线凸起的形状，凸起部分与称螺纹也称牙。可分为：坚固螺纹管螺纹传动螺纹专用螺纹等螺纹方向：按螺旋线的方向可分为右旋螺纹与左旋螺纹OCTG1.2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。API5B螺纹术语锥度：LC圆螺纹与管线管螺纹锥度定义是螺纹中径的增加量：BC偏梯形螺纹锥度的定义是沿外螺纹小径圆锥和内螺纹大径圆锥直径的变化量，注;所以螺纹的锥度公差按in/in表示，操作：×API5B螺纹术语齿高（牙型高度）：牙型高度的定义是：螺纹牙顶与螺纹牙底之间垂直于螺纹轴线的距离。牙型角度：螺纹牙型角的定义是：螺纹牙型上，两牙侧面之间的夹角螺纹牙侧角的定义是螺纹牙侧角的定义是螺纹牙型上牙侧与螺纹轴线的垂直面间的夹角，对于60度对称螺纹，其牙侧角等于牙侧角的一半，因此，两牙侧角相等，BC形螺纹的引导牙侧角为10度，跟随牙侧角为3度。操作例图：API5B螺纹术语螺距：螺距的定义是螺纹上某一点到相邻上对应点之间的距离，螺距的公差的表示方法有‘每英寸’和‘累积’两种，螺距误差也必须按此确定，对于测量间距超过1in者，测得的偏差应以每英寸计算操作例图API5B螺纹术语紧密距：1.手紧紧密距‘A’是两个具有相同标称值的部件在没有产生机械过盈时的名义上紧位置的基本留量。2.即在下旋合的内外锥螺纹其规定测量点或面之间的轴向距离3.是指管端与接箍端面与环规和塞规测量面之间的轴向距离。操作例图：正负号的确定。钻具内螺纹检验时，塞规大端面凸出台肩面为正号，反之为负号；油套管外螺纹检验时，管子小端凸出环规小端面为负号，反之为正号影响紧密距测量误差的因素1.由于对量规的维护保养不合理，如存放时处于侧躺状态，或工作时旋哈用力过猛，由于挤压造成的破坏性损伤，这时测得的锥度误差有大有小，中径为椭圆。2.螺纹表面与量规必须清理干净无杂物及起始牙翻边。3.量具是否在校对有效期内及精确度（测量仪器螺杆松动，校表零位误差4.在机床上测量产生的热胀冷缩误差。5.测量人员的读数误及紧密距传递值计算错误、紧密距与单项参数的关系单项参数包括螺距、齿高、锥度、牙侧角（牙型角），是螺纹的基本要素紧密距是一个综合参数，主要间接反映了螺纹作用中径的大小，当单项参数加工偏差越小、椭圆度越小，表面粗糙度越小，比时紧密距更能精确反映螺纹作用中径的大小，也更近似于单一中径。对标准中的几个问题的讨论一个合格的螺纹接头产品光靠检验紧密距是远远不够的，必须同时将其它单项参数也进行控制，否则反映不了螺纹真实的连接啮合质量，管子站修复螺纹只检验紧密是一个较大的缺陷，存在严重的质量隐患。紧密距可以通过车削台肩面来保证量值在一定范围，合格其实是一种假像。螺纹术语完整螺纹：完整螺纹是指齿顶、齿底均具有完全形状的螺纹。钻具、油套管均要求在第一完整螺纹至最后一完整螺纹（牙槽）之间测量齿高螺距、锥度全顶螺纹：是齿顶指具有完全形状的螺纹，当然全底螺纹是齿底具有完全形状的螺纹有效螺纹：有效螺纹对油套管指外螺纹根部牙底消失锥角起始点以前的纹，L2即为有效螺纹长度；钻具内螺纹有效螺纹长度为LBtmin，是指台肩面至最后一个完整螺纹深度非承载牙侧与牙顶交点测得的距离、API扣型–8牙圆螺纹接箍与公端螺纹连接图API8牙圆螺纹基本数据：公端与母端连接8牙每英寸(0.125”/牙or3.175mm/牙)螺纹承载面/导入面角度30o制造公差大，螺纹锥度1：16触头1.448mm牙顶平行于螺纹锥度对扣深度浅从螺纹接触到拧接完成约需9圈接箍存在开放的“J”区域.0712560°.125A1.8°THD.TAPERA.001-.008螺纹锥度OCTGAPI扣型–偏梯扣例图：偏梯扣螺纹形状.20010°3°1.8°THD.TAPER.062.002-.009GAPAPI偏梯扣基本数据公端与母端连接每英寸5牙(0.200”/pitchor4.mm/pitch)承载面角度3o螺纹锥度1：16螺纹螺距5.08触头2.286mm相对API圆螺纹制造公差小牙顶平行于螺纹锥度对扣深度浅从螺纹接触到机紧需要大约11圈接箍存在开放的“J”区域抗压、抗拉伸强于8牙圆螺纹注：133/8″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API钻具用途钻具：（钻杆、钻铤、方钻杆、转换接头等）传递动力给钻头传递动力给钻头、破岩石、高压泥浆进入井底的通道。钻杆接头分为：三种形式1.内加厚IU2.外加厚EU3.内外加厚IEUAPI钻具螺纹在7-2标准中收纳13扣型1.数字扣（NC型）2.正规扣（REG型）3.贯眼扣（FH型）4.内平扣（IF型）5.外平扣（EF)6.H90型7.裸眼型（OH)8俄罗斯标准（GOST)9.小井眼（SH)可以与NC26/NC38互换10.小扣型（PAC）型11.附加孔（XH)12.双流线(DSL)13.宽开式（WO)API钻具螺纹在7-2标准中收纳13扣型【互换连接】API钻具螺纹在7-2标准中收纳13扣型【等同GOST连接】API钻具螺纹类型1.数字型接头NC(NC10~NC77)采用V-0.038R或V-0.055R螺纹牙顶宽度2.正规型接头REG(23/8REG~85/8REG)采用V0.040R或0.050R3.内平型接头IF(23/8IF~51/2IF)采用V-0.065R4.贯眼型接头FH(31/2FH~65/8FH)采用V-0.040、V-0.050、V-0.065注：（1）内平型贯眼型逐步在淘汰：(2)4FH-NC40互换27/8IF-NC31互换31/2IF-NC38互换4IF-NC46互换41/2-NC50互换互换只是基面中径相同，牙型不同，不影响旋合配对注1：钻杆类、钻铤及钻柱转换接头等采用APISPEC7-1注2：旋转台肩式螺纹连接的加工与测量APISPEC7-2注3：（数字型NC系列接头是美国国家标准粗牙螺纹系列已被API采纳为国际标准，也是V型螺纹）API钻具螺纹互换性和特殊结构数字型的V-0.038R牙型的螺纹可与相周基面中径的V0.065牙型的螺纹互换、NC50(41/2IF）表示可互换的螺纹，其牙型可加工成V-0.065R,也可以加工成V-0.065.NC50表示只能加工成V-0.038R牙型的数字型螺纹41/2IF表示牙型为V-0.065的内平型螺纹对于可互换的螺纹，如果只标注内平或贯眼螺螺纹代号，（如上例中的41/2IF)允许牙型加工成V-0.038RAPI钻具螺纹标记API钻具螺纹标记API钻具螺纹数据螺纹牙型螺纹锥度为：1：4、1：6、1：8螺距为：6.35（4牙/）5.08（5牙/）4.233（6牙/）牙型高度为3.095、3.083、2.993、3.743等牙侧角30度牙形角为60度。接头螺纹成品加工后进行表面处理前、1.在接头螺纹成品加工后进行表面处理前，内外螺纹的紧密距分别别应为;A.内螺纹（S1---15.875)+0.000-0.254B.外螺纹（S2)+0.0254-0.1272.在接头螺纹经镀铜和磷化处理后，内外螺纹的紧密距分别别应为A.外螺纹（S1---15.875)+0.230-0.070锥度1：6接头螺纹镀铜后B.内螺纹（S2)+0.484-0..057A.外螺纹（S1---15.875)+0.230-0.070锥度1：4接头螺纹镀铜后B.内螺纹（S2)+0.0404-0.007API钻具螺纹数据API钻具螺纹数据数字型NC所有规格螺纹采用V-0.038R平顶圆底三角形牙型，这种牙型的特点是圆形牙底半径为0.038in.优势;数字型螺纹是API推荐优先使用的螺纹，该螺纹还有1：6和1：4两种形式，广泛应用于方钻杆钻铤稳定器，等产品，大庆油田NC50还用在钻头上的螺纹。牙型：螺纹型式V-0.038R指的是螺纹牙底圆弧半径0.038in的V型螺纹，即数字弄螺纹V-0.040V-0.050V-0.065V-0.055中各自的数字代表V型螺纹，牙顶宽度的英寸数这四种螺纹的牙底形状完全不同V-0.040的螺纹牙底圆弧半径为0.020in，V-0.050的螺纹牙底圆弧半径为0.025inV-0.065和V-