油管螺纹密封性分析
油管用气密封螺纹接头介绍
气密封接头
经过了试验评价 在耐腐蚀合金和双相不 锈钢上应用结果显示良
好。
气密封接头
国内发展
1992年TGRC从美国H.O.MOHR引进了成套油套管全尺寸螺纹 连接性能评价试验系统，对油田选用特殊螺纹接头油套管及 特殊螺纹接头油套管的国产化起到了指导和促进作用； 1996年，攀成钢率先自主开发了CGT螺纹接头； 1998年，天津钢管公司引进Hunting系列螺纹接头专利技术， 在此基础上开发TPCQ特殊螺纹接头； 2001年，上海宝钢开发了BGT螺纹接头； 2002年，无锡西姆莱斯开发了WSP-1T和2T螺纹接头； 国内特殊螺纹接头油套管使用量约18万吨，占油井管总用量 的比例为8％，与世界平均用量水平（21％）还有较大差距， 而且国产化率为70％左右。
纷纷发展自己的高性能螺纹接头。
第一阶段：API螺纹接头内增加弹性密封环。
第二阶段：开发金属对金属密封接头。
对低产中低压油气井，采用高密封螺纹脂+圆螺纹，
开发成本低，易粘扣，不方便再次应用。
螺纹接头发展
弹性密封环堵塞、切断螺纹间隙而产生了密封作用。 ATLAS BRADFOD、HYDRIL和GRAY TOOL公司等最 早开发了这种弹性密封环结构并于六十年代在美国 申请了专利注册。这种密封环结构简单，但是在弹 性密封环附近容易产生较高的双轴应力，内/外压力 较大时会失去密封作用，尤其在高温和高腐蚀性介 质中，其弹性环寿命非常短，螺纹接头的可靠性不 高。而且不利于现场的快速操作，容易脱落、移位、 损伤，维护要求高。
角度、齿宽及导向面间隙。
气密封接头
JFE FOX特殊接头
特殊螺纹油管与套管的上扣扭矩构成与密封性能研究
图 5 内、外螺纹锥度的差值对台肩扭矩 与总扭矩比值的影响
如图 5b 所示的试验结果表明, 内螺纹锥度比外 螺纹锥度越大, 台肩扭矩与总扭矩的比值呈减少趋 势。这可能是当内螺纹锥度大于外螺纹时, 螺纹干 涉量增大, 导致螺纹部分上扣扭矩增大, 在总扭矩不 变的情况下, 台肩扭矩减小。
2 影响气密封特殊螺纹油套管上扣扭矩的 因素
影响特殊螺纹接头上扣扭矩的因素有: 螺纹结 构、螺纹参数、尺寸公差、材料性能、表面涂层、表面 光洁度、螺纹脂等, 显然这些因素影响螺纹扭矩及台 肩扭矩的程度是不同的。可以用上卸扣试验的方法 考察影响台肩扭矩与总扭矩比值的因素。 2. 1 螺距偏差
( 如图 1) , 所以特殊螺纹总上扣扭矩由作用在螺纹
上的扭矩( 简称螺纹扭矩) 、作用在密封上的扭矩( 简
称密封面扭矩) 及作用在台肩上的扭矩( 简称台肩扭
矩)
等
3
部分组成(
如图
2)
,
螺纹扭矩大小为
T
& 1
、密
封面扭矩大小为
T
& 2
-
T&1 、台肩扭矩大小为 T 3 -
T
& 2
,
则总扭矩 T 3 为
*
( 中国石油天然气集团公司 a. 石油管工程技术研究院; b. 石油管工程重点实验室, 西安 710065)
摘要: 通过大量上卸扣试验与气密封试验, 研究了影响特殊螺纹上扣扭矩构成及其各部分比例与总 上扣扭矩比值的因素; 研究了上扣扭矩构成对特殊螺纹密封完整性及结构完整性的影响。结果表
明: 螺纹螺距、锥度、中径、紧密距偏差以及螺纹粘着磨损等因素明显影响上扣扭矩构成及其各部分
WA N G X in hua, b , SH EN Zhao xia, b , WA N G Jian donga, b , L IN K aia, b
石油常用专用管螺纹和管材的类型及规格
石油常用专用管螺纹和管材的类型及规格一、前言在石油工业发展过程中，API系列规范的石油管专用螺纹起着不可或缺的作用。
石油管专用螺纹主要分为两大类：用于井下工具及钻柱构件连接的石油钻具接头螺纹及用于油套管连接的油套管接头螺纹。
随着油井气钻采作业向更深、更高压力和更高温度等更苛刻工况条件的方向发展，而且石油钻采工艺技术不断的进步，常规石油管螺纹很难满足油田的开发需求。
本文就石油常用专用管螺纹和管材的主要类型、规格及发展现状作相应的介绍。
二、钻具接头螺纹钻具接头螺纹用于如钻铤、钻杆、钻具稳定器及转换接头等钻井工具及钻柱构件的连接。
目前生产和检验依据的标准主要是API SPEC 7。
（螺纹外观见图3）API SPEC 7称钻具接头螺纹为“旋转台肩连接”，是石油钻探行业连接钻柱构件最主要的机械机构。
这种带锥螺纹具有通过轴向位移来补偿连结部分直径误差的特点，因此互换性程度高、结合紧密和装拆容易。
其技术特点为英制锥管螺纹、有台肩连接、三角形螺纹，在管材连接中应用极为广泛。
其主要螺纹型式如表1所示。
表1：钻具接头螺纹类型序号螺纹型式英文写法螺纹牙型规格与种类1 数字型（NC）Number style connection theads V-0.038RNC23-NC77共计13种2 内平型（IF）Internal-flush style connection threads V-0.06523/8in-51/2in共计6种3 贯眼型（FH）Full-hole style connection threadsV-0.065V-0.050V-0.04031/2in-65/8in共计5种4正规型（REG）Regular style connection threadsV-0.050V-0.04023/8in-85/8in共计8种1. 内平型螺纹该型钻具接头螺纹连接外加厚或内外加厚钻杆，形成钻杆接头内径、管体加厚内径与管体内径相等或近似的通径。
浅析特殊螺纹接头油套管检测与质量控制
１ 油套管用特殊螺纹接头产品发展现状
１. １ 特殊螺纹接头现状
美国石油学会 ( ＡＰＩ) 编制了 套 管 和 油 管 的 相 关 标
准ꎬ对普通油套管的性能和螺纹形式及检测要点进行了
规范ꎮ 为了提高油套管的连接性和密封性ꎬ各大企业研
究开发特殊螺 纹 油 套 管ꎬ美 国 Ａｔｌａｓ Ｂｒａｎｄｆｏｒｄ 和 Ｈｙｄｒｉｌ
Ｃａｓｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｐｒｅｍｉｕｍ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ
ＹＡＮ Ｋａｉ１ ꎬ ＣＨＥＮ Ｙｏｎｇ２ ꎬ ＨＡＮ Ｈｕａｇａｎｇ１ ꎬ ＪＵ Ｘｉａｎｇ１ ꎬ ＬＩ Ｎａｎ１
(１. ＣＮＰＣ Ｔｕｂｕｌａｒ Ｇｏｏｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅꎬ Ｘｉ′ａｎꎬ Ｓｈａａｎｘｉ ７１００７７ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
合规范要求ꎬ应进行整改ꎮ
４. ４ 拧接扭矩控制
拧接扭矩控制是特殊螺纹接头密封面过盈配合产
生合适的接触压力从而形成密封的关键ꎬ不能过大也不
宜过小ꎮ 各工厂的特殊接头规范中对不同规格和钢级
的特殊接头均设定了拧接扭矩上限、下限和最佳值ꎮ 应
对拧接参数重点检查ꎬ严格控制拧接质量ꎬ不符合要求
的进行整改ꎮ 由于拧接扭矩过大而造成螺纹或密封面纹接头油套管已经有几十
年的发展历史ꎬ国内外的钢管公司和研究机构已开发出
多种系列、多种规格的特殊螺纹油套管产品
[３ － ５]
ꎮ 由于
各种特殊 螺 纹 接 头 结 构 独 特ꎬ检 验 方 法 和 检 验 工 具 特
艺ꎬ提出了 特 殊 螺 纹 接 头 的 检 测 要 点 和 制 造 质 量 控 制
７８
ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＴＵＢＵＬＡＲ ＧＯＯＤＳ ＆ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ
２０２１ 年 ６ 月
润滑脂注油孔螺纹标准
润滑脂注油孔螺纹标准
润滑脂注油孔螺纹标准是确保润滑脂能够有效且安全地注入到设备中的关键因素。
注油孔进口螺纹是连接注油管和注油孔的重要部件，其作用是方便油液注入设备内部，同时起到密封作用。
注油孔进口螺纹一般采用国际上通用的螺纹类型，如公制螺纹、英制螺纹、美制螺纹等。
其中，公制螺纹是最为常见的类型。
螺纹尺寸一般采用公制螺纹尺寸，常见的有M10×1、M12×1.5、M14×1.5和M16×1.5等。
其中，M表示螺纹为公制螺纹，后面的数字表示螺纹的直径，如10、12、14、16等，而小数点后面的数字则表示螺距，即两螺纹间距离的长度。
在选择注油孔进口螺纹时，需要考虑其密封性、稳定性和耐腐蚀性。
同时，注油孔进口螺纹的参数也应符合各种标准和规范要求，以确保螺纹的切削加工和后续安装的便利性，以及螺纹的密封性和承载能力。
此外，不同设备的注油孔进口螺纹尺寸可能存在差异，因此需要根据实际使用需求进行选择。
使用注油孔进口螺纹时，还应注意螺纹间的匹配，以确保密封效果。
总的来说，润滑脂注油孔螺纹标准应确保螺纹的适用性、密封性和安全性，以满足设备润滑的需求。
在实际应用中，需要参考相关的设备手册和润滑脂使用说明，以选择合适的注油孔进口螺纹尺寸和类型。
TP-JC螺纹油管现场试验评价与运用
ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｕ ｐ ｓ ｅ ｔ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｔ ｈ ｒ ｅ ａ ｄ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｂ ｕ ｔ ｉ ｔ ｉ ｓ ｅ ａ ｓ ｉ ｅ ｒ ｔ ｏ ｍａ ｋ ｅ ｕ ｐ ａ ｎ ｄ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｏ ｕ ｔ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｉ ｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｔ ｕ ｂ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ； ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ； ｔ ｈ ｒ ｅ ａ ｄ ｅ ｄ ｔ ｕ ｂ ｉ ｎ ｇ ； ＡＰ Ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ
｜
Ｔ Ｐ － Ｊ Ｃ螺纹油管现场试 验评价 与运 用
ｌ
摘 要
…一……州 新 疆 …４
对Ｔ Ｐ — Ｊ Ｃ 油 管接 头 进 行 了抗 黏 扣 性 能 、 抗拉 强度 和 液 体 密 封 、 气 密封 性 能现 场 试 验 和 现 场 操 作 试 验 评 价 。现 场试 验 评
价结 果表 明：① ８ ８ ． ９ ｍｍ ｘ ６ ． ４ ５ ａｍ ｒ Ｔ Ｐ — Ｊ ｃ螺 纹油管能保证 Ａ Ｐ Ｉ 推荐 的上 卸扣 ４次的要 求 ，抗黏 扣性能优 于外加厚 圆螺纹 ； ②
ｉ ｎ ｇ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｉ ｔ ｉ ｓ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｏ ｆ ｅ ｘ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｕ ｐ ｓ ｅ ｔ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｔ ｈ ｒ ｅ ａ ｄ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ②ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｓ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ ｐ ｅ ｒ — ｆ ｏ ｍａ ｒ ｎ ｅ ｅ ｏ ｆ 中８ ８ ． ９ ｍ ｍｘ ６ ． ４ ５ ｍｍ Ｔ Ｐ — Ｊ Ｃ ｔ ｈ ｒ ｅ ａ ｄ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ Ｓ ｎ ｏ ｔ ｌ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ａ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｏ ｆ ｅ ｘ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｕ ｐ ｓ ｅ ｔ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｔ ｈ ｒ ｅ ａ ｄ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ⑧ｔ ｈ ｅ ｇ ａ ｓ
石油常用专用管螺纹和管材的类型及规格
石油常用专用管螺纹和管材的类型及规格一、前言在石油工业发展过程中，API系列规范的石油管专用螺纹起着不可或缺的作用。
石油管专用螺纹主要分为两大类：用于井下工具及钻柱构件连接的石油钻具接头螺纹及用于油套管连接的油套管接头螺纹。
随着油井气钻采作业向更深、更高压力和更高温度等更苛刻工况条件的方向发展，而且石油钻采工艺技术不断的进步，常规石油管螺纹很难满足油田的开发需求。
本文就石油常用专用管螺纹和管材的主要类型、规格及发展现状作相应的介绍。
二、钻具接头螺纹钻具接头螺纹用于如钻铤、钻杆、钻具稳定器及转换接头等钻井工具及钻柱构件的连接。
目前生产和检验依据的标准主要是API SPEC 7。
（螺纹外观见图3）API SPEC 7称钻具接头螺纹为“旋转台肩连接”，是石油钻探行业连接钻柱构件最主要的机械机构。
这种带锥螺纹具有通过轴向位移来补偿连结部分直径误差的特点，因此互换性程度高、结合紧密和装拆容易。
其技术特点为英制锥管螺纹、有台肩连接、三角形螺纹，在管材连接中应用极为广泛。
其主要螺纹型式如表1所示。
表1：钻具接头螺纹类型序号螺纹型式英文写法螺纹牙型规格与种类1 数字型（NC）Number style connection theads V-0.038R NC23-NC77 共计 13 种2 内平型 ( IF ) Internal-flush style connectionthreads V-0.065 23/8in-51/2in 共计 6 种3 贯眼型( FH ) Full-hole style connection threads V-0.065V-0.050V-0.040 31/2in-65/8in 共计 5 种4 正规型( REG ) Regular style connection threads V-0.050V-0.040 23/8in—85/8in 共计 8 种1.内平型螺纹该型钻具接头螺纹连接外加厚或内外加厚钻杆，形成钻杆接头内径、管体加厚内径与管体内径相等或近似的通径。
油管螺纹类型
油管螺纹类型油管螺纹类型是指在石油工业中常用的一种螺纹连接方式。
螺纹连接是将两个管件通过螺纹的互相咬合而实现连接的一种方式，它具有连接牢固、密封可靠等优点，在石油工业中得到了广泛应用。
油管螺纹类型主要分为内螺纹和外螺纹两种。
内螺纹是指管件内部具有螺纹结构，而外螺纹则是指管件外部具有螺纹结构。
根据不同的连接要求和使用场景，油管螺纹类型也有所不同。
在内螺纹方面，常见的油管螺纹类型有NPT、RP和LP等。
NPT是National Pipe Tapered Thread（国家锥度管螺纹）的缩写，它是美国常用的一种内螺纹类型。
NPT螺纹具有锥度角度为1:16，适用于低压液体和气体的连接。
RP是Round Pipe Thread（圆形管螺纹）的缩写，它是英国常用的一种内螺纹类型。
RP螺纹具有锥度角度为1:16，适用于高压液体和气体的连接。
LP是Line Pipe Thread（线管螺纹）的缩写，它是石油工业中常用的一种内螺纹类型。
LP螺纹具有锥度角度为1:16，适用于输送石油和天然气等介质的连接。
在外螺纹方面，常见的油管螺纹类型有BTC、STC和LTC等。
BTC是Buttress Thread Casing（平口管螺纹）的缩写，它是石油工业中常用的一种外螺纹类型。
BTC螺纹具有扁平的锥度角度和大的牙距，适用于油井套管的连接。
STC是ShortThread Casing（短牙管螺纹）的缩写，它也是石油工业中常用的一种外螺纹类型。
STC螺纹具有较小的牙距和较短的长度，适用于一般情况下的油井套管连接。
LTC是Long Thread Casing（长牙管螺纹）的缩写，它也是石油工业中常用的一种外螺纹类型。
LTC螺纹具有较大的牙距和较长的长度，适用于特殊情况下的油井套管连接。
除了上述常见的油管螺纹类型外，还有一些特殊的螺纹类型，如VAM、T&C等。
VAM是一种由法国Vallourec公司开发的高性能油管螺纹，具有优异的密封性能和承载能力，被广泛应用于石油工业中。
油管螺纹失效的试验分析
油管螺纹失效的试验分析油管是石油管材中仅次于套管的第二大类产品，各油田每年用量普遍在几十万米到数百万米之间，我国各油田油管使用总量大约为23～25万吨，占全国油井管总需求量的1/4左右[1]。
油管在使用过程中，螺纹连接失效问题比较突出，特别是近几年来，随着石油专用管国产化进程的加快，油管螺纹早期失效事故时有发生，大大缩短了油管的使用寿命，增加了油井的修井作业量，给油田带来巨大的经济损失。
据不完全统计，国内各油田都存在油管螺纹早期失效的问题，涉及的钢级有J-55、N-80、C-90、P-110，而且失效总集中在油管的现场上扣端[2]，即便是产品质量完全符合API标准，也不能保证在使用中不发生早期失效的现象。
为更好的分析油管螺纹连接失效的原因，本文就操作方式和上卸扣工具对油管螺纹的影响进行了现场试验。
1 试验部分1.1 实验目的试验目的是为了研究操作方式和上卸扣工具对油管螺纹连接的影响，找出油管螺纹连接失效问题的原因，尽可能延长油管使用寿命。
1.2 工具和仪器（1）. XQ3型液压钳。
低档转速20～40转/分，最大扭矩3000牛·米；高档转速90～120转/分，最大扭矩1100牛·米。
（2）. XQY3E型液压钳。
转速25转/分，输出扭矩1071～1424牛·米。
（3）. 螺纹单项参数测量仪1.3 试验方法试验分别在胜利油田现河采油厂史8-侧23井。
其中在史8-侧23井上实验时分两组，随机抽取了螺纹完好的新油管各10根。
第一组采用的上卸扣工具为XQ3型液压钳和作业队常规采用的操作规范；第二组采用的上卸扣工具为XQY3E型液压钳和标准的作业操作规范；试验时，所抽取的新油管在试验井上按设计好的上卸扣工具和操作方式相组合各进行一次起下作业，起出后由技术人员进行螺纹的外观检查和利用螺纹单项参数测量仪进行螺纹参数的检测。
2 实验结果和分析2.1 试验结果2.2 结果分析从史8-侧23井上试验结果可以看出：第一组起下作业一次后螺纹锥度平均变化量达到0.0013，试验油管螺纹紧密距已无法测量。
螺纹密封原理
螺纹密封原理螺纹密封是一种常见的机械密封方式，它利用螺纹结构的特性，通过螺纹的套接和变形来实现密封。
螺纹密封通常用于管道、阀门、泵和其他设备的连接处，其密封性能直接影响着设备的正常运行和安全性。
本文将介绍螺纹密封的原理、结构特点以及应用范围，以便更好地理解和应用螺纹密封技术。
螺纹密封的原理是利用螺纹的径向变形和轴向位移来实现密封。
当螺纹连接时，由于螺纹的斜面作用，使连接件产生径向位移，从而产生了径向的压力，这种压力可以使连接件之间的垂直面产生变形，从而实现了密封。
螺纹密封的密封性能与螺纹的质量、表面粗糙度、连接件的材质和加工精度等因素有关。
螺纹密封具有结构简单、安装方便、密封性能好等优点，因此在工程中得到了广泛的应用。
螺纹密封主要分为内螺纹密封和外螺纹密封两种类型。
内螺纹密封是指密封圈与螺纹孔配合，通过螺纹的套接和变形来实现密封；外螺纹密封是指密封圈与螺纹管配合，通过螺纹的套接和变形来实现密封。
内螺纹密封适用于密封孔径较小的场合，而外螺纹密封适用于密封孔径较大的场合。
螺纹密封的应用范围非常广泛，主要用于液压系统、气动系统、汽车制造、航空航天等领域。
在液压系统中，螺纹密封通常用于连接油管、油泵、阀门等部件，其密封性能直接影响着液压系统的工作效率和安全性。
在汽车制造中，螺纹密封被广泛应用于发动机、变速箱、制动系统等部件的连接处，其密封性能直接关系到汽车的性能和安全性。
在航空航天领域，螺纹密封则用于飞机发动机、液压系统、燃油系统等关键部件的连接处，其密封性能对飞机的飞行安全至关重要。
总之，螺纹密封作为一种常见的机械密封方式，具有密封性能好、结构简单、安装方便等优点，因此在工程中得到了广泛的应用。
通过深入了解螺纹密封的原理和结构特点，可以更好地掌握螺纹密封技术，从而更好地应用于工程实践中。
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四、结
论
增强油管密封性的方法很简单。
1.清洁螺纹； 2.下井前，逐根检查，剔除螺纹损坏的油管，出现偏扣，即使很
轻微的也应该把相应的这两根油管同时剔除；
3.正确涂抹合格的密封脂，控制下管速度 ； 4.检查备钳的位置，备钳钳牙干净无杂物。
5.上扣达到设计扭矩，没有余扣。
螺纹间粘有油泥、铁销、沙粒等杂质，增加上扣阻力，扭矩虽然达到要求， 但是，扣没有上到位，螺纹间没有产生过盈配合，有间隙存在，抗泄漏能力就差。 ③ 接箍夹持力的影响 接箍加持力的影响主要是液压钳对油管接箍咬合产生变形，增加了油管上卸 扣时的扭力。其原因，一是备钳钳牙粘有油泥、铁销、沙粒等杂质，增大了对接 箍的咬合力;二是液压钳咬合位置不对。油管生产厂家和标准中都明确要求油管备 钳的咬合位置必须在油管接箍的下端或中部。
拉力
无载荷
有载荷
二、油管螺纹密封性分析
在大负荷情况下，油管螺纹牙面
所受力分解为轴向的上提拉力和径向 的张力，上提的拉力增加时，张力也
随之增大，当张力达到一定数值后，
油管接箍的直径开始逐渐增大，从而 在油管螺纹内外扣压顶和牙底之间形 成一道螺旋形通道。继续增加上提拉 力，将出现撸扣现象。 此外，油管在高温、高压、井筒 拐点等环境下也存在漏失问题。
三、影响油管螺纹密封的因素
（3）密封脂对密封性的影响 ① 密封脂质量对密封性的影响 油管螺纹脂除含有一定的油基脂外, 还含有占总质量64% 的 固体填料, 如铜、铅、锌和石墨等, 这些固体填料中的软金属在螺 纹接触压力的挤压下, 形成固体填料颗粒的聚结, 并堵塞螺纹间的 缝隙。密封脂的成本主要有金属固体填料的多少决定，有一些厂 家为降低成本，有意降低固体填料的比例，也导致了螺纹密封性
的下降。API螺纹脂属油基质螺纹脂, 其最大的缺点是油基脂在高
温、高压或长期服役过程中, 逐渐挥发或变质, 从而导致螺纹密封 性的下降。
三、影响油管螺纹密封的因素
②密封脂涂抹方式对密封性的影响 密封脂涂抹不均匀可造成螺纹局部密封脂堆积和缺失
× √
× √
三、影响油管螺纹密封的因素
看看老外是怎么涂抹密封脂的
油管接箍
螺纹间隙
破损的油管螺纹
磨损的油管螺纹
三、影响油管螺纹密封的因素
油管螺纹牙型损坏主要是由于上偏扣和丝扣磕碰造成的。螺纹偏扣特点是 相互配合的螺纹公扣端和母扣端的前1-3扣同时受损变形。卸扣后，重新对正 上扣，当对应的螺纹间间隙逐渐缩小时，受损变形螺纹对相对应的螺纹进行挤 压、切削，导致螺纹压型表面出现拉槽、牙型缺失、变形增大、产生铁屑等现 象，严重时会产生粘接现象。螺纹的密封结构基本上全被破坏。 ② 丝扣清洁度的影响
油管螺纹密封性分析与对策
概
述
油管螺纹密封性分析
影响油管螺纹密封的因素
结
论
一、概
述
这两幅图片是南堡作业某井FOX油 管金属密封部位发生微小磕碰，入井时 未查出，造成油管金属密封失效，台肩 密封和螺纹密封相继失效穿孔的案例。 螺纹密封只是气密扣油管两种辅助密封 形式中的一种，它不是主密封。我们使 用的API 圆螺纹油管只有螺纹密封一种 形式。螺纹密封是很脆弱的，任何一种 对螺纹的伤害都可能造成油管螺纹的抗 泄露能力油管螺纹密封的因素
（1）上扣扭矩对螺纹密封的影响
螺纹变形的影响 螺纹截止线平面高 于接箍平面 螺纹清洁度的影响 接箍夹持力的影响 余牙数可视为零 ，理 论上上扣扭矩达到设计 要求，油管全顶尺寸螺 纹牙顶和牙底间产生 0.083mm的过盈量。 螺纹截止线平面低于接 箍平面一牙，扭矩值未 达到规定扭矩值得75%， 螺纹强度已不能满足使 用要求。 上扣时，扭矩达到设计 要求，但螺纹牙型之间 有间隙。
二、油管螺纹密封性分析
（1）油管螺纹密封机理 油管螺纹是一种石油行业专用螺纹，它的牙型分布在1:16
的圆锥体上。油管螺纹密封是一种挤压密封，也称之为锥管密
封，它类似于机械配合当中的过盈配合。在上扣过程中，油管 螺纹牙顶与牙底之间的距离逐渐缩小直至接触、过盈。从而使
油管螺纹牙型相对的测面及牙顶与牙底间的弧面之间产生挤压，
形成挤压密封。
二、油管螺纹密封性分析
（2）螺纹加工误差对密封的影响
在机械加工过程中，或多或少的都存在一定的误差，螺纹加工也 不例外，也存在锥度误差；螺距误差；牙型误差；表面光洁度等形式 的误差。这些误差在螺纹牙底和牙顶之间、螺纹咬合面之间都形成大 小不一的间隙，这些间隙一旦联通就能形成以个螺旋形通道。
高转速上扣，出现偏扣现象时，油管内外螺纹已经在液压钳强大的扭矩作用下
发生损坏变形，即便重新对正上扣，也不能消除破损螺纹在上扣过程中对相连 接螺纹牙型表面上研磨和切削形成的螺旋形凹槽，这些螺旋形凹槽是造成油管
螺纹漏失失效的一个重要因素。高转速上扣还可使内外螺纹在旋合过程中产生
大量热量, 从而使啮合面温度急剧升高, 试验表明温度可达到750°以上, 致使 材料强度降低, 最终导致螺纹粘扣，更严重的是粘扣油管在生产中在负荷的震 荡作用下撸扣落井。 易上偏扣 螺纹损坏 高速 上扣 产生高温 钢材退火
三、影响油管螺纹密封的因素
④标准中对密封脂的使用要求 API RP 5C1-1999 《套管、油管的维护和使用的推荐作法》 5.1下入前的准备和检验 5.19 f） 在管子螺纹对接前，内、外螺纹 整个表面都涂上螺纹脂。推荐使用SY/T 5199规定的改进型高压螺 纹脂。但在遇到条件苛刻的特殊情况时，推荐使用SY/T 5199规定
的高压硅酮螺纹酯。
四、结
论
油管螺纹在设计时没有考虑力的影响，从严格的意义上讲， 油管螺纹不是密封螺纹。它需要用合适的密封脂来达到密封的， 这种密封是一种暂时的密封。因此，国内外很多油田逐步开始 使用具有气密特性的特殊扣油管，我国也不列外。但就API圆螺 纹油管来说，随着机械加工技术的提高，逐步降低了在机械加 工过程中产生的锥度、牙型等误差对油管密封的影响。目前， 影响油管密封的因素主要集中在作业施工当中。
油管螺纹密封性分析
现场常见的一种漏失情况是上偏扣后损坏的油管公扣端前2-3扣螺 纹和油管接箍内前端损坏的螺纹对相应油管接箍和油管外螺纹密封段 螺纹进行挤压和切削，严重的破坏了油管的密封结构。
二、油管螺纹密封性分析
（4）油管螺纹在有载荷下的密封性
在负载时，油管螺纹牙型一侧受力减小，过盈量降低，从而降低 了螺纹一侧的密封性。这就是油管在车间试压和在井筒试压的不同的 原因
螺距误差
牙型误差
二、油管螺纹密封性分析
（3） 油管螺纹参数的密封性分析
以73mm平式油管为例：管端至消失点总长L4：52.40，从管端起
全顶螺纹最小长度： Lc29.54mm，即在管螺纹加工过程中完整的螺纹 只有29.54mm，非全顶螺纹即螺纹牙顶高不足，在油管螺纹配合时，油 管螺纹牙底与牙顶之间将形成一道螺旋形的空隙通道，不能完全起到密 封作用。去掉管端起引导作用的两扣，在标准扭矩和上完扣的情况下， 整个连接螺纹中能起到完全密封作用的螺纹长度不足25mm。因此，我 们简单的把油管螺纹按作用分成两部分：承载螺纹和密封螺纹。
三、影响油管螺纹密封的因素
（2）高速上扣对油管螺纹的损害 API RP 5C1-1999 《套管、油管的维护和使用的推荐作法》 推荐的上螺 纹速度25 r/ min, 规范的操作应为:用高速档将油管预拧至手紧位置, 然后换 低速档将油管上紧至规定扭矩。但有些现场操作工人为提高下油管速度, 直接 用高速档上紧, 速度高达90r /m in, 远超过标准推荐的上扣速度25r /m in。
螺纹截止线平面和 接箍平面平齐
螺纹截止线平面低 于接箍平面
螺纹磨损
三、影响油管螺纹密封的因素
① 螺纹变形的影响
油管螺纹变形可分为牙型损坏和牙型缺失两种情况，螺纹缺失对扭矩没有
影响，对油管密封性影响很大，增大了油管螺纹间的间隙，即使上扣扭矩达
到要求，也无法消除螺纹间的间隙，最常见的就是圆形螺纹。
螺纹间隙