油管粘扣原因分析及控制措施.pdf

2011年第10卷
石油矿场机械
第6期第34页
OIL FIELD EQUIPMENT
2011,40(6):34~38
文章编号:1001-3482(2011)06-0034-05
油管粘扣原因分析及控制揹施
郎帆',段敬黎',周勋,赵春喜
(1.泑海石油装备新世纪机械制造公同,天津300280;2.渤海钴探工程技术研究院,天津300280;
3.中国石油天然气管道局天津设计院,天津300280)
摘要:对存在粘扣问题的油管进行分析,油管粘扣的主要原因是产品质量不合格和操作不当,即材
质较软导致碰伤、螺纹牙型不符、螺纹脂使用不当等。提出严格上卸扣要求,增加螺纹防护可靠性,
并制定了内控标准和用户使用手册。现场实施后,有效防止了油管粘扣
关键词;油管;螺纹粘扣;螺纹保护器
中图分类号:TE931.2
文献标识码:A
Analysis of Sticking Tubing and Control Measures
IANG Fan, DUAN Jing-li, ZHOU Xun, ZHAO Chun-xi
(1. Bohai Equi ment New Century Machinery Manu facturing o., Ltd, Tianjin 300280, China
2. Bohai Drilling Engineering Technology Research Institute, ianjin 300280, China
3. China Petroleum Pipeline Bureaw Tianiin Designing Institute, Tianjin 300280, China)
Abstract: According to the analysis about the problems of tubing, the problems of thread gluing
are in common. The quality was not qualified and wrong operation was the main reason of tubing
thread gluing, which included soft materials, thread tecth didnt match each other, the use of
thread grease, man-made factor and so on. To decease the problems of tubing thread sticking, exe
cute screw or unscrew thread strictly, thread protection stably should be increased, and standards
and user manuals should be set up. This was practiced on well site and effective result was ob-
tained
Key words: tubing; thread galling; thread protectors
粘扣是油管最常见的损伤失效形式,轻者是螺发生在相互接触金属表面间的冷焊。如果金属之间
纹表面损伤,影响反复上卸扣能力,降低油管的使用发生进一步的相对滑动或旋转,将会引起冷焊部位
寿命;重者会在油管螺纹连接处发生泄漏·降低油管撕裂。油管螺纹粘扣主要是在高接触压力、高温和
的密封性能和承载能力,甚至发生脱扣掉井事故,造高速加载的作用下,金属表面发生弹性变形、塑性变
成严重经济损失1们。提高油管螺纹的抗粘扣性能,形、挤压剥落、犁沟和嵌入金属的损伤过程s1?。
不仅有益于油管制造企业,而且也有益于石油工业
2粘扣事故案例
的发展
粘扣原理
1)案例一2009-02,在加工现场,螺纹发生
严重粘扣现象,原因是毛坯材质较软(如图1)
根据ISO13679标准的最新定义,粘扣是一种
2)案例二2009-04,陕北定边采油厂某井的
收稿日期:2010-12-08
专利项目:实用新型专利(ZI-200920172856.1)
作者简介:郎帆(1982-),女,河北献县人,工程师,主要从事机加工管理工作。
第40卷第6期
郎帆、等:油管粘扣原因分析及控制措施
073.025mm(2%英寸)J55平式油管发生粘扣现
象,原因是油管与接箍牙型不符(如图2
3)案例三2010-05,华北油田某井约有50
根073.025mm(2§英寸)N80Q加厚油管存在不同
程度的粘扣现象,取样试验的各项性能参数均合格。
通过现场了解该油管上卸扣已超过6次,属于用户
操作不当造成(如图3)。
4)案例四2010-08,大港油田某采油厂
073.025mm(2§英寸)J55平式油管发生粘扣现
象。作业现场液压钳没有扭矩显示表,且丝扣油涂
图4作业不规范及错扣上紧导致粘扣
抹量少,螺纹有点锈蚀,判定属于上紧时错扣造成粘
扣(如图4)。
3粘扣原因分析
从以上事故案例分析可以发现,油管粘扣原因
主要与油管和接箍的原材料及性能匹配、油管螺纹
加工质量、对油管的管理和运输、现场操作与管理有
关。本文以o73.025mm(2§英寸)不加厚J55钢
级油管为例进行分析。
3.1管坯材质
粘着磨损理论认为,脆性材料比塑性材料抗粘
着暦损能力强;金属切削学理论认为,材料韧性过大
不利于加工,即油管材料韧性越高,其螺纹表面抗
“接触压力”的能力越低,且难以保证螺纹加工质
图1毛坏材质软导致粘扣
量。通过对热轧无缝管和ERW焊管、L80(9Cr、
13Cr)钢级管材的加工、使用过程对比得到验证
例如:同规格J55钢级的无缝钢管和ER焊管,在
加工螺纹时所采用的切削参数、检验要求都有所不
同,为了使螺纹表面粗糙度达到要求,在加工ERW
管材时采取了提高切削速度、增加切削液的质量浓
度、减少螺纹规检测的频次等措施。因为在加工及
螺纹规檢测过程中,螺纹表面极易划伤造成不合格
品。目前,国产低钢级的ERW焊管为了保证管体
易成型和焊接质量,选用的材料多为低碳合金钢加
人多种细化晶粒的化学元素,虽然其力学性能符合
图2牙型不完整导致粘扣
API Spec5CT对屈服强度(379~552MPa)、抗拉
强度(≥517MPa)、延伸率等要求,但材料的硬度比
较低,通常J55钢级ERW焊管的硬度值<170HB
这也是国产低钢级ERW油管至今不能推广使用的
原因之一。由于管硬度低,很难在管性能评价时达
到上卸扣试验3次、粘结试验7次不粘扣的要求。
FR套管只能用作表层套管,且要求作业要精心
不能过扭矩上扣、不能倒扣,如果作业时发生倒扣,
极有可能造成套管报废。J55钢级无缝钢管采用中
碳合金钢轧制,通常其硬度>180HB,其抗螺纹粘
图3上扣次数超标导致粘扣
结的能力高于ERW管。因此,通过适当控制管材