套管短节加工

　　油管接箍是油田的一种钻井工具

　　油管接箍是油田的一种钻井工具，主要用于管道的连接，主要解决应力集中引起的疲劳断裂问题。

　　油管接箍结构是：管端通过锥形螺纹与环体内壁连接，环体端部与油管通过相同螺纹、相同螺距螺纹连接。

　　油管接箍具有减轻单锥螺纹连接管外螺纹根部应力集中的特点，不易产生疲劳断裂，连接效果好。有效防止了油井管柱断裂事故的发生。

　　接箍分为油管接箍和套管接箍。常用的钢种有J55，K55，N80，L80，P110等。

　　油管上轴环的标准是实施API5CT和API5B标准，API5CT具有油管接箍和套管接箍的尺寸、钢种的物理和化学性能参数以及API5B中的套管螺纹的参数。轴环的联接几乎按照上述扭矩控制，并根据J值进行控制，但是必须达到规定的不小于扭矩，并且部分梯形螺纹套筒的联接将螺纹连接到三角形符号的底部边缘。

　　K55石油套管螺纹密封的可靠性

　　石油套管螺纹密封的可靠性是保证油井大量生产的关键因素。特别是近年来，石油然气勘探开采趋向于深井高压，石油套管螺纹密封要求更为严格。根据检测结果，K55石油套管在螺纹连接处出现故障，因此保证螺纹接头的质量和紧密封的可靠性是非常重要的。

　　在圆螺纹不具有密封能的理论基础上，圆螺纹壳体的螺纹顶与螺纹底之间存在间隙，形成螺旋间隙带，使石油套管的内外间隙相互沟通和泄漏，间隙大小由螺纹公差区控制。除了内外螺纹顶与齿底之间的间隙外，其密封性能还受内外螺纹轮廓角公差区分布的影响。

　　理论上，石油套管圆螺纹没有密封性能。为确保密封性能，必须采取其他的措施。通常，在内螺纹上镀一定厚度的锡或锌层，并且使用具有优异性能的密封油脂作为间隙填料以实现密封。然而，在高压油气井中，套管短节加工，这些常见的密封方法可能会失败。正是由于这个原因，国外广泛使用特殊螺纹石油套管，它的螺纹接头使用金属和金属密封，不存在间隙问题，具有可靠的密封性能。

　　为了提高圆螺纹的密封性能，除了具有优良性能的软金属和密封剂外，控制石油套管螺纹的公差带也是非常重要的。石油套管厂家建议生产时从管带的大小上减小齿形公差带，使管带的横截面面积减少一半，可以有效改善其密封性能。

　　油管失效多是由油管接箍的流场诱导导致的

　　随着油气田开发的不断深入，井下管柱的工作条件越来越差，各个油田都发生了一系列API石油套管失效事故，造成了巨大的经济损失。统计表明，约64%的石油套管失效事故发生在螺纹连接。石油套管失效的原因非常复杂，国内外学者也从不同的角度进行了大量的研究。一方面，石油套管加工尺寸的偏差、现场操作和抽油杆的摩擦导致油管内壁端部机械损伤，导致油管失效;另一方面，腐蚀液在油管中流动，油管接箍处的流场突然变化，加速了管壁的腐蚀，导致油管的失效。目前，对流场变化引起的油管失效的研究相对较少。

　　API连接管油管接箍紧固后，接头中间有一个25.4

mm长的凹槽，称为“J”形区域。在实际加工过程中，由于公差的存在，“J”形区域的尺寸发生了变化。油管柱内流动通道的变化会引起涡流场和压力的突变。

　　在流场和压力分布规律中，石油套管厂家研究了流路结构变化与流场诱导失效之间的关系。在此基础上，设计了API圆螺纹油管专用密封衬砌组合结构，解决了油管接箍流场引起的故障问题。

　　油管接箍处流场突变是石油套管失效的原因之一。研究流道结构与流场诱导失效的协同效应，可以更有效地预防油管柱失效。油管接箍中部“J”形区存在明显的涡流现象。压力波动将形成低压区。油液蒸发，冲击油管壁，加速油管接箍腐蚀失效。内衬管密封组合结构能有效避免流道突变，改善油管接箍接头螺纹部位的流场分布。