石油专用管螺纹管材的类型及规格之二

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1、石油专用管螺纹管材的类型及规格之二----------油套管螺纹油套管是石油钻采工程中要求高、用量大的深度机械加工产品。使用螺纹将单根油套管连接成为长达数千米能承受数百大气压的长管柱——管状高压容器。1924年API制定了第一个油井管标准，油套管接头螺纹是每英寸10牙和每英寸8牙的V型螺纹，但后来被API8牙圆螺纹及偏梯型螺纹取代，并沿用至今。APISPEC5B标准规定常用套管螺纹为圆螺纹（简写CSG）和偏梯形螺纹（简写BCSG）。我国油气田通常普遍采用这两种螺纹接头。随着我国油气的勘探开发，尤其是深井、超深井、高压

2、气井、定向井、含硫化氢等井的增多都对油套管接头的使用性能提出更高要求，API圆螺纹及偏梯型螺纹的气密性、连接强度、耐腐蚀性已不适应要求，为此各国纷纷展开特殊螺纹接头的开发和应用。以下对API圆螺纹、偏梯型螺纹以及部分特殊螺纹进行一一阐述。1.API圆螺纹圆螺纹有套管短圆螺纹（英文简写CSG，外观如图5所示）与套管长圆螺纹套管（LCSG）之分。油管圆螺纹英文简写为TBG，细分为不加厚油管螺纹（TBG）、外加厚油管螺纹（UPTBG）。圆螺纹为无台肩锥管螺纹、需要有接箍连接，牙型为三角形、圆顶圆底，牙形角为60°，螺纹锥度

3、为1:16，牙形角平分线与轴线垂直，当螺纹旋紧后，靠内外螺纹的牙侧面密封。圆螺纹牙顶和牙底圆弧形有如下优越性：１改善螺纹在旋紧时由于擦伤而引起的阻力２上紧螺纹时，牙顶间隙为外来的颗粒和污物提供了一个有控制的间隙３这种圆弧面牙顶对于因局部刮伤或凹痕损伤不敏感。　　圆螺纹因其加工容易、密封性好、有一定的连接强度、现场维护和使用较简单、价格便宜的优点，在套管连接中被大量使用。　　由于套管外径小至41/2，大至20寸，同种外径圆螺纹套管其螺纹接头形状有长、短之分，管体壁厚有厚、薄之分，材料钢级有高低之分，机紧扭矩有大小之分，

4、这就使得套管和接箍的其它螺纹参数如：手紧紧密距牙数A等基本尺寸有所区别，所以，检验不同规格的圆螺纹套管及接箍螺纹的紧密距，要用相应规格的螺纹量规检验，必要时还要对检测数据进行相应的处理。　　所有套管圆螺纹及接箍螺纹的基本形状是一样的，其齿高、螺距、锥度、牙型角等基本尺寸和公差范围完全相同。且齿顶和齿底圆弧形状、管端外倒角、消失锥角的要求也相同。　　在APISPEC5B标准中对同一种外径尺寸的套管圆螺纹，其检验用量规只有一种，且都是按照相应规格短圆螺纹的尺寸设计的，也就是说，量规的基本尺寸与对应的短圆螺纹的基本尺寸相同

5、，这就意味着要一规多用，即该量规既要检验同种外径的长圆螺纹，也要检验同种外径的短圆螺纹。2.偏梯形螺纹　　这种螺纹是为了提高抗轴向拉伸或抗轴向压缩载荷能力，并提供泄漏抗力而设计，英文简写BCSG，无台肩锥管螺纹、需有接箍连接，牙型为偏梯形、平顶平底。　　规格为41/2-135/8的套管螺纹，直径上锥度为62.5mm/m，每25.4mm5牙螺纹（螺距为5.08mm）；导向牙侧面与螺纹轴线的垂线间的夹角为10°；承载侧面与螺纹轴线的垂线间的夹角为3°；牙顶和牙底为锥形，与螺纹锥度平行；导向侧面牙顶的圆角半径（0.762m

6、mR）比承载侧面牙顶的圆角半径（0.203mmR）大，这有助于对扣和上扣。旋紧时，螺纹是全牙型配合，螺纹牙顶到牙底之间的最大间隙为0.051mm。螺纹本身的机加工偏差造成接头螺纹部件一端的一个螺纹侧面上受力，并使配对接头螺纹构件在另一端的相反螺纹侧面上受力。在任何情况下，使用合适的螺纹脂或或镀层（或这两者）是保证螺纹泄漏抗力的又一手段。泄漏抗力只能通过完整螺纹长度范围内的适当组装（干涉量）来控制。这种接头螺纹的牙底沿连续锥体一直延伸到管体外表面上消失，接箍（内螺纹端部分）与不完整螺纹开始一直延伸到消失点。　　3°承载

7、侧面可使螺纹在高拉伸载荷下具有抗滑脱性能，而10°导向侧面可使螺纹承受高轴向压缩载荷。用手工方法修复螺纹应谨慎进行，并仅限于完整螺纹长度上很小一部分。对外螺纹的不完整螺纹部分进行谨慎修复不会影响对泄漏抗力的控制。　　规格不小于16寸的偏梯套管螺纹，直径上锥度为83.33mm/m，每25.4mm5牙螺纹，平顶和平牙底平行于管子轴线，这有助于对扣和上扣。所有其它尺寸和螺纹圆角半径都与规格不大于133/8的套管相同。使用合适的螺纹脂和镀层对保证泄漏抗力是很重要的。偏梯形螺纹牙型的优点：1）由于偏梯形螺纹具有3度承载牙侧面和

8、10度引导牙侧面，所以能够承受足够大的拉伸或压缩载荷。特别是3度承载牙侧面使套管螺纹具有足够的抗拉强度。2）牙顶牙底平面的斜度与螺纹斜度相同，而且牙顶有圆弧。引导牙侧面在牙顶的圆弧半径比承载牙侧面在牙顶的圆弧半径大，这样有利于螺纹的旋合。　　但偏梯形螺纹密封性较低，尤其是套管下井后，在轴向拉力和一定的弯曲应力作用下，其抗气密封压力将进一步降低，