提高API螺纹油管和套管密封性的措施

API螺纹油管和套管由于在密封性能方面存在一定的缺陷 ,其使用受到了限制。为此 ,从API螺纹油管和套管密封的特点出发 ,提出 5项提高螺纹密封性的措施 :(1)改变螺纹加工公差 ,严格控制螺纹齿高、牙形角、锥度和中径的公差 ;(2 )使用特殊密封螺纹脂 ,即用国外产的Seallube螺纹脂和国产CATTS10 1螺纹脂 ;(3)提高螺纹表面处理的镀层厚度 ,使镀层厚度超过 6 0 μm ;(4)增加密封环 ,即在接箍螺纹部位加工密封槽 ,然后放置弹性密封环 ;(5 )严格控制上扣操作 ,采用扭矩 圈数及扭矩 位置等上扣控制方法。     

激光表面热处理技术在油管加工中的应用

为解决油田现场使用油管时出现的螺纹粘连问题,河南油田机械制造厂利用激光表面热处理技术对油管和接箍表面进行淬火处理。该技术在保证油管强度极限和屈服极限不变的条件下,既不改变油管螺纹的几何尺寸,又能将油管螺纹的表面硬度大幅度提高,从而提高油管的综合性能,解决了现场作业油管和接箍粘扣问题,延长了其使用寿命,为油田降低开采成本提供了新方法和新工艺。激光表面热处理技术在油管加工批量生产中的应用,使油管和接箍产品成为具有专有技术的拳头产品,给制造厂带来显著的经济效益和社会效益。     

油管螺纹抗粘扣性能研究

对进口油管和国产油管抗粘扣性能的对比试验表明, 进口油管的抗粘扣性能明显优于国产油管, 指出应从提高国产油管材料的冶炼水平和热处理质量着手来提高国产油管的抗粘扣性能。重点分析了油管螺纹几何参数、螺纹加工工艺和现场实际操作规范等因素对油管抗粘扣性能的影响, 提出改进螺纹加工技术、采用封堵试压、扭矩+J值(位置) 控制上扣扭矩等措施可提高油管抗粘扣性能。     

油管联接性能的影响因素浅析

油管的工作环境较差，受力复杂，要求螺纹联接可靠、密封性好。笔者根据多年的油管加工与现场实践经验，从原材料、管体和接箍的加工、接箍螺纹的处理、机紧接箍、螺纹脂等几方面初步分析了油管联接性能的影响因素，并分别提出了相应的建议。     

流场诱导API圆螺纹油管接箍失效分析及结构优化

油管柱失效的主要形式是油管螺纹连接失效。目前对油管螺纹连接失效的研究主要集中在载荷作用下的螺纹受力和变形分析,对螺纹连接处流场突变导致失效的研究较少。利用流体动力学计算方法,对API圆螺纹油管接箍流场内部的流体建立控制方程,采用FLUENT软件进行流场模拟,对接箍连接的"J"形区的压力、速度分布情况进行了分析,并提出了改进措施,对流道进行优化。"J"形区的流场模拟计算发现,流体因高速流动产生涡流和压力突变,进一步影响流体性质并冲击接箍内壁。API油管接箍结构优化后,避免了压力和速度的突变,有利于流体流通,为油管的优化设计提供了理论依据。      

论保证API油管螺纹连接密封性能的控制措施

根据多年从事油管螺纹加工和质量控制的经验体会，阐述了在油管螺纹梳刀的重磨及安装、油管螺纹的锥度误差、螺距误差、牙型误差及质量检测等方面所采取的保证API油管螺纹连接密封性能的控制措施。重点分析了直接用梳刀粗车和精车或用普通螺纹车刀粗车和梳刀精车油管螺纹的优缺点及牙型误差，指出正确的油管螺纹加工方法应是先用普通螺纹车刀粗车，再用梳刀精车。建议把油管螺纹梳刀牙顶及牙底削平高度参数的制造公差由±0．02mm提高到±0．01mm，并把油管螺纹的累积螺距公差控制在±0．02mm范围内，以提高API油管螺纹连接的密封性能。     

螺杆泵专用抽油杆的改进

螺杆泵专用抽油杆在生产中出现两个突出问题：(1)在运转过程中有时出现牙体断裂故障；(2)抽油杆接箍与油管发生磨擦，会使接箍产生卸扣现象，影响抽油杆的防脱效果。针对上述问题，对原有抽油杆进行改进：(1)改变接头扣型尺寸，由1％英寸变为17／8英寸，增加了牙体外径，由原来的40毫米增加到44毫米，因而承载力臂加大，承载能力提高；(2)杆体两端采用缩径锻造工艺，使牙体壁厚增加，进一步提高了接头的承载能力；(3)采用左旋螺纹加工，消除了原抽油杆在运转过程中因接箍磨擦油管而引起的卸扣隐患。将该抽油杆应用于92口井中，抽油杆断脱率下降近1O个百分点。     

使用液压钳对油管粘扣的影响分析

通过对使用国产油管液压钳产生粘扣现象的综合分析 ,得出导致油管大范围粘扣的主要原因是 :(1)国产液压钳生产厂没有依据不同钢级油管施加不同扭矩的原则 ,向用户提供合理的使用操作说明 ,对液压钳动力源的匹配没有规定 ,用户在操作使用时液压钳处于高扭矩、高转速状态下 ,易造成过扭矩而粘扣 ;(2 )国产液压钳结构设计未考虑安装限压阀 ,使泵排量和工作压力较高时 ,易产成过扭矩而粘扣 ;(3)国产液压钳主钳和背钳的间隔距离短 ,背钳夹持接箍时 ,因夹持力过大造成接箍变形引起粘扣。另外 ,油管对中性差也易造成错扣而粘扣。     

油管和套管标准中部分技术条款探讨

针对油管和套管标准中批的定义、硬度试验、硫化物应力开裂试验(SSC)、抗挤毁试验、接箍钢级替代、接箍承载面宽度以及偏梯形螺纹黑皮扣这7个未明确或存在疑义的条款进行分析。提出了一些合理化建议,为采购方在订货时和制造厂生产油管和套管产品时进行质量控制提供参考。     

BJC-II型特殊螺纹接头加工工艺优化

为了解决特殊螺纹加工过程中螺纹梳刀磨损过快、加工效率低及毛刺去除不彻底的问题，以P110钢级Φ139.7 mm×9.17 mm规格BJC-II管端特殊螺纹加工为例，提出优化螺纹加工及切削方案，并通过开发新型螺纹刀具、设计模块化刀座等方法提高加工效率。结果表明，通过对比优化前后试验数据及效果，新设计的三齿梳刀配合上下两把梳刀错位1.5倍螺距进行双通道加工的工艺，更有利于螺纹的加工，也可有效地避免螺纹梳刀打刀，提升产品合格率；去除毛刺刀座模块化应用，可有效减少不必要的走刀及刀塔旋转时间，有效去除毛刺。该加工工艺优化方法及应用，能够为特殊螺纹加工及实际生产提供一定参考。     

论影响API油管螺纹密封性能的因素

从API油管螺纹的牙型特点和密封机理入手，分析了锥度误差、螺距误差和牙型误差等因素对API油管螺纹连接密封性能的影响。根据从事油管螺纹加工、质量控制的实践经验，阐述了油管螺纹加工时产生锥度误差、螺距误差和牙型误差的原因。认为螺距公差、油管螺纹梳刀制造公差是造成油管螺纹连接密封性能差的最主要因素。最后介绍了用普通靠模车床等常规设备加工出符合API标准的油管螺纹的控制措施。     

提高隔热油管机械寿命的有效设计

在热力采油过程中，大量隔热油管的失效形式是机械损坏，即管体、焊缝、接箍或联接螺纹的破裂、变形或过度磨损。隔热油管的机械寿命指隔热油管保持其必要的机械性能的持续使用时间。分析了隔热油管的服役条件和机械损坏形式，提出了“超低硫、磷低成微合金”管材化学成分设计。同时改进ＡＰＩ标准偏梯形螺纹联接或采用新型多重金属密封的锯齿形螺纹联接。预应力隔热油管应当采用无应力焊接工艺，以减少焊接缺陷。     

油管螺旋副失效分析及预防措施

油管与接箍连接处螺旋副的主要失效形式为螺纹磨损及塑性变形或断裂 ,螺纹磨损是多种磨损机理综合作用所致 ,螺纹牙塑性变形或断裂是由于在液压动力钳拧紧力矩的强制作用及其它载荷的影响下 ,螺纹牙现有硬度及强度不够而产生的。对螺纹进行表面感应淬火强化处理以增加其硬度 ,可同时提高其耐磨性和强度 ,防止螺旋副失效。对油管上扣时的情况进行了力学分析 ,建立了螺纹硬度计算公式 ,计算硬度值可作为淬火强化处理时的参考值。     

油管螺纹图像的Canny算子边缘提取方法研究

石油生产中油管螺纹失效的问题相当突出,采用图像处理的方法取代传统方法使油管螺纹检测效果得到极大改善。根据油管螺纹图像的特点,针对传统的Canny算子中高斯平滑滤波的缺陷,采用中心加权MTM滤波算法,并且将像素的八邻域分为4个象限,结合双线性插值的方法取代非极值抑制方法,进一步提高边缘检测的精度。试验表明,相对于LOG算子,改进后的Canny算子更好地提高了油管螺纹的检测精度。     

长北气田优质油井管螺纹类型及其应用

为满足套管、油管和井下工具螺纹的密封性和强度要求,长北气田油井管采用非API螺纹接头,主要为VAM—TOP螺纹和FOX螺纹。介绍了特殊螺纹的类型和优点,分析了这2种特殊螺纹的特点和密封设计。这2种特殊螺纹在长北气田应用了20余口井,总体效果良好,但是最近应用的2口并油管出现了密封失效问题,根据扭矩图进行了密封失效分析,失效原因为螺纹上扣不符合规范导致密封失效。     

链条抽油机的换向冲击与预防

链条等传动件的联结松弛是导致链条抽油机换向冲击的主要原因。冲击造成机件损坏的过程缓慢而渐进， 达到一定程度可导致链条断脱、特殊链节失效、链轮轴滚键等事故。由此，提出如下预防措施（１） 提高链轮加工精度（ 特别是链轮节距精度） 和工作面硬度， 以及链轮轴的安装平行度和对正度；（２） 提高链轮轴支撑刚度；（３） 把张紧链条的千斤螺丝由２ 个改为４ 个， 可使操作轻便、安全；（４） 链轮轴上的圆弧形键槽改为轴全长上的直槽， 并把平键改为斜键；（５） 选用夹壳式联轴器；（６） 采用硬齿面减速器。     

超深气井油管气密封检测应力分析及防控措

为预防气密封检测压力不当对超深气井油管螺纹造成初始损伤,采用接触问题分析的有限元法,建立了3种型号的油管气密封检测有限元力学模型,针对塔里木油田某超深气井油管螺纹气密封检测的应力问题进行了定量、系统的研究。结果表明:当下部悬重油管重力超过一定值后,气密封检测会造成油管螺纹大端最后三扣扣跟的塑性变形,随着提拉力的增加,塑变面积也随之增加;在相同的工况下,增加油管的壁厚并不会明显改善大端最后三扣扣跟处的应力集中现象。通过改进气密封检测压力和提高油管螺纹钢级可以明显提升油管螺纹的服役安全系数,建立的模型可以为油管螺纹气密封检测应力分布规律定量地提供理论依据。     

论油、套管螺纹泄漏抗力的确定和螺纹形式的选择

传统管柱设计中,只校核油、套管螺纹的连接强度,而忽视螺纹泄漏抗力的校核,使一些油、气井因泄漏而导致失效。文中结合API螺纹密封的特点和影响因素,论述了油、套管螺纹泄漏抗力的确定方法及螺纹形式的选择,以供管柱设计时参考。     

接箍内螺纹镀锌层锈蚀脱落油管上卸扣试验研究

分析了某油田在商检过程中发现的油管内螺纹表面镀锌层锈蚀脱落问题,认为该批油管螺纹接头存在质量隐患。对该批油管取样,按照API RP 5C5标准规定进行上、卸扣试验,发现存在粘扣问题。对引起油管粘扣的诸因素进行了分析,找到了油管粘扣的原因。为用好该批油管,从上扣扭矩、对扣方式和引扣要求等方面提出了具体的使用要求。