井下作业现场保证油管密封性方法探讨

2016-03-13赵增权刘晓宇渤海钻探公司井下技术服务分公司天津300283

化工管理 2016年9期

赵增权　刘晓宇(渤海钻探公司井下技术服务分公司，天津　300283)

井下作业现场保证油管密封性方法探讨

赵增权刘晓宇(渤海钻探公司井下技术服务分公司，天津300283)

本文从API圆形螺纹密封机理出发，分析油管螺纹密封失效原因，总结了在作业过程中造成油管渗漏的原因为对中性差、上扣转速和扭矩、丝扣保护不当造成粘扣及螺纹脂使用不当等因素，并对现场保证油管密封性提出了一系列合理化建议和方法，为生产实践提供了一定的指导作用。

油管；密封性；扭矩；粘扣；螺纹

本文从APⅠ圆形螺纹密封机理出发，分析油管螺纹密封失效原因，总结了在作业过程中造成油管渗漏的原因，并对现场保证油管密封性提出了一系列合理化建议和方法，为生产实践提供了一定的指导作用。

1　API圆形螺纹密封机理

APⅠ圆形螺纹的密封性能主要靠上扣后螺纹之间由于过盈配合产生的接触压力来进行密封。由于结构设计的原因，APⅠ圆形螺纹配合后螺纹间存在一定的间隙，这些间隙成为潜在的泄漏通道。因此APⅠ圆形螺纹油管密封性主要依靠：1、油管螺纹密封面处的预紧力2、靠螺纹脂等充填环形空间的螺旋通道。

2　API油管螺纹密封失效的原因

2.1顶紧力不够

导致螺纹连接处顶紧力不够造成油管渗漏的原因有两个：⑴、上扣扭矩不够，导致顶紧力达不到螺纹密封的要求，螺纹连接处没有产生充分的变形。⑵、依靠油管自重坐封封隔器的管柱，随着坐封力的增大，下部管柱将会产生变形、弯曲，成螺旋状，管柱轴向会发生一定收缩，油管接箍处内外螺纹的接触应力减小，即减小顶紧力，导致封隔器坐封后油管渗漏。

2.2油管粘扣

粘扣是一种发生在相互接触金属表面间的冷焊，是各类油井管在加工检验和使用中最常见的油管螺纹损伤失效形式。

这种失效形式在现场表现为两种：⑴油管上不满扣，用低速档大扭矩强行上满扣，这种情形下，油管粘扣没有及时发现。⑵由于油管螺纹已发现粘扣，没有及时发现，导致有效扣数不够，增大了泄漏的可能，在油管内压力作用下，油管的密封性是无法保障的。

2.3螺纹脂失效

在上扣的过程中由于密封脂涂抹不均匀或不涂密封脂，在螺纹连接处没有形成一个均匀的油膜，导致井内流体在油管内高压的作用下，挤过螺旋通道，导致油管渗漏。另外由于密封脂中掺有机械杂质，导致上扣时摩擦系数增加，使上扣的过程中油管粘扣的可能性增加。

3　现场影响油管密封性的因素

影响油管密封性能的因素包括油管加工、运输、保存、使用等很多方面，就井下作业过程中而言，主要是由以下几种因素造成：

3.1上扣过程中对中性差

由于施工作业中立井架不标准，左右或前后偏差过大，造成天车、游动滑车，井口不在同一直线上，施工人员未及时调整井架，当油管悬吊起时，在重力作用下而偏离井口过大，上扣时出现斜扣现象，造成油管丝扣损坏。

3.2上扣的转速

APⅠSPEC5B建议油管上卸扣转速应控制在规定值25r/min范围内．其目的在于防止刚上扣速度过快产生摩擦热，发生粘扣。而我们在现场操作的过程中，液压钳低速档转速为36r/ min，而高速档且给油大门的情况下转速达到100～110r/min，远远超过标准，导致外螺纹在旋合摩擦过程中产生大量热量．同时由于上扣时间变短．螺纹啮合面上产生的大量摩擦热难以传导出去，使啮合面温度急剧升高，材料强度降低，最终导致粘扣。

3.3上扣的扭矩

作业过程中，对拧紧力矩控制不够严格，经常超过最佳拧紧力矩，导致螺纹联接部分过载而引起过早的破坏。在进行卸扣时，不容易卸开，而在现场的办法多为用榔头敲击油管接箍处，这样导致的后果是造成接箍变形，致使再次使用时降低内外螺纹压密封性能，造成油管渗漏。

3.4作业过程中外螺纹的保护不当

在起下油管单根作业时，不使用小滑车或护丝，油管直接在滑道上滑行，或在提升油管过程中，提升速度过快，公螺纹磕在钻台上，导致公螺纹损坏，影响油管密封性。

4　现场提高油管密封性能的控制措施

4.1入井油管的检查

油管每次入井前检查油管丝扣是否损坏。液压钳安装扭矩表，在上扣过程中，油管要按规定扭矩上紧。

4.2使用管杆自动运输机保护外螺纹

目前井下技服公司推广的管杆自动运输机，在降低工人劳动强度的同时，也有保护外螺纹的作用。管杆自动运输机在下油管过程中，分上料～举升～送油管3个程序，并在滑道上安装塑胶木板。起油管过程中，分接油管～下降～下料3个程序，且使用有专用护丝，在根本上避免了外螺纹的损坏可能，全程有效的保护了外螺纹。

4.3规范上卸扣的操作

⑴立井架作业时，保证天车、游动滑车、井口在同一直线上，满足前后或左右偏差小于10mm的标准，并在作业过程中及时校正井架。⑵在现场严格控制上卸扣速度及扭矩。采用慢～快～慢的方法上紧油管丝扣，杜绝初始上扣时操作手猛给油门导致油管粘扣的情况。⑶杜绝用榔头敲击油管接箍松扣的行为，以免使接箍变形，造成再次使用时油管不密封。