油管丝扣漏失特征分析及修复优化对策

赵海珍

（中石化胜利油田胜利采油厂 山东东营 257000）

摘要 ：有效准确检测出油管管杆及外壁、内壁的磨损和使用缺陷，找出油管丝扣泄露原因并及时进行切削补合是修复油管质量、保证油井作业的关键，也是采油厂降低生产成本、提高油管使用率的重要举措，在实际生产中，具有不可忽视的意义。

关键词：旧油管；丝扣漏失；修复再利用；生产成本；修扣工艺；切削程序

对旧油管的修复再利用，让废旧物资重新产生效益，是采油企业降低生产成本的重要举措。在油井实施检泵作业中，因丝扣漏失而造成的油管泄露占检泵作业的近二分之一。如能找到準确原因，并采取相应工艺，在不影响其使用功能的情况下，仅需进行简单维修花费少量费用便可重新利用。

1 丝扣漏失的特点及故障分析

1.1 丝扣漏失特点

经对测井丝扣锥度和油管漏失检的统计发现，油管丝扣漏失有以下几个特点 ：（1）油管丝扣漏失的原因是由于油管材质没有达到标准要求，接箍丝扣和油管公扣出现碾扣或者损坏，油管丝扣密封性能差而导致漏失。（2）出油管经锥度合格，但经游标卡尺检测的部分油管，受力段锥度测量尺寸不合格。（3）在前期使用过程中，丝扣局部缺损未被发现，继续下井使用，缺损部分便会从初期渗漏发展到丝扣刺坏漏失。（4）油管外径相觉标准较小，接箍母扣与油管公扣不能很好地配合，油管出现漏失。

1.2 丝扣漏失原因分析

井下油管正常使用，丝扣连接是必要保障。油管丝扣的修复程度会直接影响油管的使用效果。欲达到清楚油管丝扣大小、结构、切削工艺的目的，必须对油管丝扣漏失的原因进行分析。（1）油管丝扣漏失与特定段塞气流。丝扣漏失主要的原因是油管刺漏。抽油井中，在外力和地层压力的作用下，原油在井管中由下向上流动。气压随之减小，当到达一定高度，原油压力则会低于原油的饱和压力，这时，原油本身含有的天然气液体就会转变成气体，原油表面出现小气泡。汲油过程中，当流体通过凡尔时，凡尔球离开凡尔球座，流通通道打开，流体可以通过，当流体逆向流动时，在压力（或其他力）的作用下凡尔球坐在凡尔球座上，流通通道关闭，流体不能通过凡尔。原油中的气体一部分流进环形空间，直接逸出套管。原油进泵后，管内压力进一步降低，气体继续分离液体原油挥发膨胀，油管内这时便会有段塞流现象出现，即气体与液体呈呈段状交替。特定段塞气流即是指这一或几段气流，它们会造成油管丝扣刺漏。

（2）螺纹通道与腐蚀磨损。长时间工作过程中，原油中的某些化学成分与螺纹材料不可避免地发生电化或化学反应，腐蚀物产生。腐蚀产物没有牢固的粘附性，遇到轻微振动便剥离下来，介质继续与表面发生反应，长此以往，腐蚀磨损形成。螺纹牙顶和牙侧面磨损后，牙型发生变化，螺纹内外径间隙增大，螺旋气隙于螺纹接合部形成，致使密封失效，泄漏产生。

（3）丝扣刺漏与弹性伸缩效应。油管柱抽和油杆柱的弹性伸缩会减小活塞的冲程，幅度越大，泵效也就越小。受到载荷大小、性质的影响，管柱抽和油杆柱伸缩变形的程度与性质也不同。中高含水阶段的油井，原本管内液体与油管内壁之间的流动剪应力与剪切应变率之间不是线性关系，受弹性伸缩效应的影响，此时转变为线性关系，使油管内壁间的粘滞力降低，段塞流段的气柱弹性伸缩效应增强，加剧就丝扣刺漏的形成。就油气含量比较高的油井来讲，处于段塞流阶段，尽管管内存在多个气柱，同样会出现比较明显的段塞现象，然而，由于气柱内压力的变化速度不大，伴随油管液柱的超失重的出现，段塞气流的伸缩效应表现得并不明显，油管丝扣刺漏频率亦会随之降低。同样，对于产液温度较高、原油泡点压力较小、油气比较低的油井，段塞阶段管内存在少量气柱，气流会出现比较明显的的伸缩效应，增大油管丝扣刺漏的机率。

（4）丝扣泄露与动载荷。动载荷包括短时间快速作用的冲击载荷、随时间作周期性变化的周期载荷和非周期变化的随机载荷。在采油生产中，冲次越大，功图的载荷波动幅度越大，波动的次数越多，油管漏失的可能性随之增加。振动载荷和摩擦载荷与冲次亦成正相关。沉没度越低，沉没压力小，悬点载荷越大。此外，液面深度增加，油管丝扣所受的液注压差就会越大，油管丝扣泄露的机会也就会越高。

2修扣工艺优化

修扣工艺是重新车扣螺纹损坏的油管，回收后的油管车扣之前，首先要经过清洗、探伤、检测等工序才能进行切削。为了使切削后的油管螺纹的质量能够达到标准要求，尽可能优化切削程序，从设备的配置到刀具的选用，以及之后的加工程序必须严格按照标准执行。

2.1 设备的优化

（1）机床的选用。螺纹修复是单项、成批加工的，应考虑生产效率高、对螺纹加工的适应性强、灵活性好，加工精度高且加工质量稳定可靠的机床。（2）刀具的选用。根据待加工件 （ 油管螺纹 ） 的质量要求及机床的特点，刀具在选用上应满足刚性好、耐用度好、安装调整方便、精度高等要求。

2.2 切削程序的优化

（1）工艺过程。切断→内端面倒角→车外端面、外圆倒角→车螺纹。（2）确定对刀点和换刀点。对刀点是程序的起始点，对刀点可以设在丝扣上，但注意对刀点必须是基准位或已精加工过的部位，有时在第一道工序后对刀点被加工毁坏，会导致第二道工序和之后的对刀点无从查找，因此在第一道工序对刀时注意要在与定位基准有相对固定尺寸关系的地方设立一个相对对刀位置，这样可以根据它们之间的相对位置关系找回原对刀点。油管螺纹加工对刀精度有较高要求，为保证零件坐标系与机床坐标系之间的关系，可零件上的，在零件的工艺基准上选择某一点作为对刀点。换刀点是指油管螺纹加工中需要换刀时，刀具所处的相对位置，换刀点以安全和高效为原则，以不碰撞工件、顺利换刀为基准。（3）确定切削用量。在油管丝扣螺纹切削加工过程中，切削用量主要包括进给速度、切削深度和主轴转速。切削深度由刀具、工件和机床的刚度决定。在保证机床的刚度的前提下，零件的加工余量与前三道工艺切深保持平衡，可减少走刀次数，提高加工效率。按零件加工精度来选定进给速度。根据工件直径和允许的切削速度来选取主轴转速。丝扣切削加工后，需根据相关要求进行检验，涂抹防锈油于油管丝扣部分。车好扣的油管尚需进行二次试压，合格后方可投入使用。

参考文献 ：

[1] 崔朋波 . 油管丝扣漏失原因分析及对策 [J]. 内蒙古石油化工， 2011（16）.

[2] 李栋 . 影响抽油机井出油异常的因素分析及处理 [J]. 内蒙古石油化工， 2015（11）.

[3] 杨芳丽，侯红武 .油管漏失机理分析及对策 [J]. 内江科技， 2010（04）.