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1、API 油套管螺纹检测,西安摩尔石油工程实验室有限公司 任师亮,目录,一、石油用管概况 二、API螺纹简介 三、API 5B（油、套管螺纹检验） 四、API 5CT（油、套管螺纹相关内容） 五、API 螺纹失效,一、石油用管概况,石油管主要包括油井管和输送管两大类。 油井管主要包括套管、油管、钻杆、钻铤、方钻杆及其构件（钻杆接头、转换接头和短节等）。 输送管主要包括输送油、气、水、矿浆等的钢管（包括不锈钢管）、复合管、PV管材等。 油井管贯穿钻井、完井、采油（气）和储运工程的各个环节。,油井管（ OCTG ）,油套管,钻具,油套管,管线管,钻具,石油专用管,油井管,1、油井管用途,油管：油气自
2、井底至井口的采收通道。规格范围为1.054 1/2,钢级：J55、K55、N80、P110等。API 5CT规定：规格大于4-1/2但小于10-3/4（代号1）的套管可由购方规定用作油管 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。可分为表层套管、生产套管（即油层套管），技术套管（异常压力用）。范围为4 1/220，以5 1/2、7、9 5/8LC、STC、BC为多，钢级：J55、N80、P110等。 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2 7/85 1/2，以5内外加厚为多，钢级：E75、G105、S135
3、等。,2、油气输送管,油气输送管：输送油气的通道。 油气输送管：,3、API 油套管规范,API Spec 5CT（第九版，2011年7月）套管和油管规范 API Spec 5B （第15版，2008年4月）套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范 API RP 5C1 套管和油管的维护与使用推荐作法 API RP 5A3 螺纹脂推荐作法 API RP 5B1套管、油管和管线管螺纹的测量和检验推荐作法,二、API 螺纹简介,API Spec 5B （第15版，2008年4月）套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范，其内容包括对API螺纹量规的尺寸和标记要求，以及用于检验管线管、圆螺纹
4、套管和油管、偏梯形螺纹套管和直连型套管的连接螺纹和量规的仪器和方法。 API Spec 5B规范适用于按API标准生产的产品。螺纹的锥度、螺距、牙型高度、牙型角和牙侧角的测量方法适用于每英寸牙数不多于11-1/2牙的螺纹。所列不带公差的螺纹尺寸仅作为连接设计的依据，不须进行测量以确定产品接收或拒收。,1、API油套管螺纹连接形式,接箍连接 无接箍连接 （已逐步淘汰）,2、API 螺纹类型,螺纹类型图,API 螺纹,TBG,UPTBG,LCSG,CSG,BCSG,LP,管线管 螺纹,LC,SC,BC,NU,EU,钻具螺纹,数字型,正规型,内平型,贯眼型,NC,REG,IF,FH,已逐步淘汰,特殊
5、螺纹,油管螺纹,套管螺纹,油管 不加厚,油管 外加厚,圆螺纹,长圆 螺纹,短圆 螺纹,直连型,偏梯 螺纹,XC,2、API 5B定义,应（shall）：用以表示规定是强制性的 宜（should）：用以表示规定不是强制性的，而是推荐作为好的方法。 可（may）：用以表示规定可供选择。 缺欠（imperfection）：按适用标准所提供的方法检验出的产品上的不连续处或不规则处。 缺陷（defect）：具有足够大尺寸的缺欠，并且按照适用标准的规定成为产品拒收的依据。,2、API 5B螺纹术语（一）,锥度：圆螺纹和管线管螺纹锥度的定义是螺纹中径的增加量；偏梯形螺纹锥度的定义是沿外螺纹小径圆锥和内螺纹大
6、径圆锥直径的变化量。所有螺纹的锥度公差按in/in表示，锥度偏差也必须按此确定。 螺距：螺距的定义是螺纹上某一点至相邻螺纹上对应点之间的距离。螺距公差的表示方法有“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。 牙型高度（齿高）：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型上牙侧与螺纹轴线的垂面间的夹角。对于60对称螺纹，其牙侧角等于牙型角的一半，因此，两牙侧角相等。偏梯形螺纹的引导牙侧角为10，跟随牙侧角为3。,2、API 5B螺纹
7、术语（二）,LC：从管端起全顶螺纹最小长度 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。 （2）手紧紧密距“A”是基本机紧上扣的基本留量 。 L4 ：管端至螺纹消失点总长度 A1 ：管端至三角形标记长度 螺尾：螺纹消失点处。 Q ：接箍镗孔直径 q ：接箍镗孔深度 W ：接箍外径 NL：接箍最小长度 b ：接箍承载面宽度 E1 ：手紧面处中径,3、API 5B螺纹牙型（圆螺纹）,3、API 5B螺纹牙型（偏梯螺纹）,4、 API 5B螺纹上扣示意图（圆螺纹）,4、 API 5B螺纹上扣示意图（偏梯螺纹）,5.1、 API螺纹参数（NU）,5.2、
8、 API螺纹参数（EU）,5.3、 API螺纹参数（STC）,5.4、 API螺纹参数（LC）,5.5、 API螺纹参数（BC）,5.6、套管长、短圆螺纹量规尺寸,三、API 5B（油、套管螺纹检验）,API Spec 5B （第15版，2008年4月）套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范，对螺纹的加工、测量和检验有详细的规定。 API RP 5C1 套管和油管的维护与使用推荐作法，对螺纹拧接扭矩、现场使用、运输等有详细的要求,1、API油套管加工工序,API油套管加工工序：,外螺纹,内螺纹,螺纹加工,打印标记,螺纹加工,磁粉探伤,表面磷化,轧管,接箍拧接,管端通径,喷标刷漆,包装挂标
9、,热处理,探伤,水压,人检,入库,2、单位换算,公制单位mm，m，1m=1000mm 美国惯用制单位in，ft，1ft =12 in，1in=8分 公英制单位换算 1in=25.4mm，1 ft=304.8mm， 1in=0.0254m， 1ft=0.3048m,3、检验注意事项,所有仪器应当在校检有效期限内 所有的仪器均应置于与被检验产品相同的温度条件下，并保持足够时间以消除温差。 操作时应十分谨慎，以保持按本规范进行检验所要求的高准确度和精度。任何仪器若不慎被摔或受剧烈震动，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。 检验前，所有螺纹都应彻底清洗。 测量
10、位置：第一牙完整螺纹和最后一牙完整螺纹之间 测量间距：以1/2in或1in为间距进行 螺纹的长度应平行于螺纹轴线测量； 螺纹牙型高度与圆锥直径应大致垂直于螺纹轴线测量； 偏梯形内螺纹、外螺纹的螺距应大致沿中径圆锥平行于螺纹轴线测量。 偏梯形外螺纹锥度应沿小径圆锥、偏梯形内螺纹锥度沿大径圆锥在其直径上测量。 当使用锡或其它塑性涂层，其厚度超过0.001in（0.0254mm）时，螺纹的公差和紧密距要求仅适用于无涂层螺纹。,4、检验工具,齿高表,环规,塞规,外锥表,内锥表,螺距表,齿高标块,螺距标块,螺尾规,卡尺,深度尺,5、检验工具溯源,螺纹单项参数由低到高溯源关系依次为: 一般几何尺寸由低到高
11、溯源关系依次为: 油套管紧密距由低到高溯源关系依次为:,6、仪器测头的选取,7、螺纹外观检查准则,在自管端的完整螺纹最小长度（Lc）范围内，以及从镗孔端面到距接箍中心J+1牙的平面或者到距整体接头油管内螺纹小端J+1牙的平面之间的间隔内，螺纹应无明显的撕裂、刀痕、磨痕、台肩或破坏螺纹连续性的任何其它缺欠。 对偶然出现的表面刮痕、轻微凹痕和表面不规则，若不影响螺纹表面的连续性，可以不视为有害。 由于难以确定表面刮痕、轻微凹痕和表面不规则及其对螺纹性能的影响程度，因此也不能把此类缺欠作为管子判废的依据。作为验收准则，最关键的考虑是要保证螺纹上不存在能使接箍螺纹保护涂层剥落或损伤啮合面的明显凸点。
12、允许手工精修螺纹表面。 在Lc长度与螺纹消失点之间允许存在缺欠，只要其深度不延伸到螺纹的牙底圆锥以下；或者不大于规定壁厚的12.5%（从缺欠延伸处的管子表面测量），允许深度取两者中较大的。在此区域内，允许进行磨削修整以消除缺陷，磨削深度的极限与该区域的缺欠深度相同。 缺欠还包括其它不连续处，如折叠、凹坑、刀痕、压痕和搬运损伤等；还可能遇到微坑和污渍，但不一定是有害的。由于微坑和污渍及其对螺纹性能的影响程度也难以确定，因此也不能把此类缺欠作为管子判废的依据。作为验收准则，最关键的考虑是要去掉螺纹表面的任何腐蚀产物而不存留泄漏通道。不允许采用磨锉方法来消除凹坑。,8、内、外倒角,管端外倒角（60）
13、应如图1、3、5和8所示，必须保证在管端360圆周上完整，倒角直径的选择应使螺纹牙底凹槽在倒角面上而不是在管子端面上消失，并且不能出现刀口状的棱边。 88年以前5B对内倒角未作要求，88年以后才有箭头说明，要求倒角。,9、锥度测量,锥度测量步骤：固定的球形测头应置于末牙完整螺纹的牙槽内，活动测杆上的球形测头置于直径对侧同一螺纹的牙槽内。固定测头保持不动，活动测头作小圆弧摆动。调节指示表，使零位与最大读数重合。以同样的方法，沿同一条圆锥母线在完整螺纹全长范围内按规定的间距进行连续测量。连续测量值之差值即为该段螺纹的锥度。 锥度的表示方法： 单位不同，表示方法不同 1：16； 0.0625； 3/
14、4；62.5； in/in; in/ft; mm/mm;mm/m,10、螺尾测量（仅用于偏梯型螺纹）,螺尾量规的指示表应先设置零位。对于规格不大于13-3/8者，应以平面作为校正基准。对于规格不小于16者，应以完整螺纹牙底作为校正基准，在校正量规前，应检验这些完整螺纹牙底的锥度是否合适。 如果最后一螺纹牙槽不大于从管端至上紧三角形顶点的距离（A1+0.375）in，那么此处螺纹必须是真实的螺尾螺纹。螺纹的螺尾应在螺纹终止处或上紧三角形顶点处测量(取两者中较短者)，测量方法是：将螺尾螺纹规测头置于螺纹终止之前90或三角形顶点之前90（沿圆周方向1/4圆周）处的牙槽内，然后顺时针方向旋转该量规，直
15、至测头离开螺纹牙槽或者超过三角形标记的顶点。如果指示表读数不大于+0.005in，则螺尾螺纹视为合格。,11、螺距测量,使用前，安装和调整固定测头，使测头间距等于待测螺纹的间距。当用标准样板检查量规时，应将量规指示表调零。当使用螺距量规测偏梯型螺纹样板时，必须细心操作，保证测头接触在牙底和3牙侧面上。 量规的球形测头应置于相应的螺纹槽内，并以固定测头为轴心在测量线的两侧旋转一小圆弧。最小的正读数（+）或最大的负读数（-）就是螺距误差。在偏梯形套管螺纹上，应对量规施加一轻微的力，使固定测头在测量时同时接触螺纹的3牙侧面和牙底。施力的方向应朝着外螺纹的小端方向或内螺纹的大端。 螺距的表示方法： m
16、m/in， mm/25.4m，in/in,12、牙型高度的测量,管线管和圆螺纹高度量规测头应呈锥形，最大锥角50，且不得与螺纹牙侧接触。偏梯形螺纹牙型高度量规的测头可以使用锥形测头或球形测头，但直径不能大于0.092in，且测头不得接触螺纹牙侧。 量规应根据所测螺纹的型式采用相应U型槽校正。量规测头置入相应槽内时，应将确定牙型高度偏差的指示表调整到零位，将确定牙型实际高度的量规指示表示值调整到螺纹牙高对应的数值。对于V型螺纹和圆螺纹，量规还应根据所测螺纹类型置入相应的V型槽内比对，量规在校对块的V型槽与U型槽校的读数变动不得超过0.0005in，如果不是这样，测头可能已磨损，应予以更换。,13、牙型高度及校对块槽深,14、螺纹牙型角,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型上牙侧与螺纹轴线的垂面间的夹角。对于60对称螺纹，其牙侧角等于牙型角的一半，因此，两牙侧角相等。偏梯形螺纹的引导牙侧角为10，跟随牙侧角为3。 牙型角应使用角度光学比对显微镜或其它更为精密的仪器装置测量，作为替代方法，可使用经过适当校准的、配备了
