石油石化工业油套管检验作业指导书.pdf

石油石化工业油套管检验作业指导书.pdf

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ME-IT-009第1页共22页石石油油石石化化工工业业油油套套管管检检验验作作业业指指导导书书摩迪能源技术服务有限公司摩迪能源技术服务有限公司0初稿2010-04-252010-04-28李岩2010-04-28版次版次状态状态编制编制日期日期审核审核日期日期批准批准日期日期摩迪能源技术服务有限公司编号：

ME-IT-009第2页共22页石石油油石石化化工工业业油油套套管管检检验验作作业业指指导导书书资料审查1，审查公司给生产方的不含报价订单和技术规格书。

相应的技术规范：

监督员应该确保材料符合相关制造规范（例如5CT，5L等）的最新版本要求，以及生产厂的质保程序和订单中附加的相关要求。

审查和确认制造厂的质保计划。

文件控制Tab1RequirementsforMill对工厂的要求Tab2RequirementsforInspector对检验员的要求状态No.RequirementsforInspector对检验员的要求Action实施Data文件备份1Finalinspectionreport最终检验报告编制Y2Releasenote放行单编制Y3Inspectionrecord检验纪录现场检验填写Y4Loadingreport监装报告编制Y5Photoevidence拍照存档现场拍照Y6Intermediareport定期汇报编制Y7Weeklyreport周报编制Y8Travelreport行程汇报编制Y备注油套管检验1概述状态No.RequirementsforMill对工厂的要求Action实施Data文件备份1MillCertificate工厂证书审查Y2MPS工厂制造工艺规范审查N3MaterialCertificate产品质证书审查/签字Y4HeattreatmentCharts热处理炉温曲线审查/见证N5NDERecord无损检验纪录审查/见证N6Torqe-TurnCharts上扣曲线审查/见证N7HydrostaticTestRecord水压试验纪录审查/见证N8DriftTestRecord通径试验纪录审查/见证N9Threadgaugingrecord螺纹检验纪录审查/见证N10Mechanictestrecord机械性能试验纪录审查/见证Y11ConcessionRequest补充订货技术要求用户批准/审查Y12PackingList发货清单审查/签字Y摩迪能源技术服务有限公司编号：

ME-IT-009第3页共22页1.1油井管简介油井管，顾名思义下入油井里的管子，石油行业称之为“石油专用管”，包括管线管（输送管）和油井管。

油井管柱由：

钻柱、油管柱和套管柱。

油井管由锥螺纹将单根油井管连接组成，浅则数百米，深则上千米，甚至上万米。

锥度螺纹具有上扣速度快、连接强度高、密封性能好等优点。

管柱在不同井段要长时间承受拉力、压缩、弯曲、内压、外压和热循环等复合应力的作用。

螺纹连接部位是最薄弱的环节，失效事故80%发生在螺纹连接处。

因此，油井管螺纹主要具备两个特征：

1）结构完整性，就是螺纹啮合后具备足够的连接强度，不至于在外力作用下使结构受到破坏；2）密封完整性，就是要能够保证含有数以百计螺纹连接接头的管柱在各种不同受力状态下承受内外压差（一般为几百个大气压）的长期作用而不泄漏。

螺纹连接强度和密封性能是油井管极为重要的两个技术指标。

1.2油井管相关专用名词解释API：

它是英文AmericanPetroleumInstitute的缩写，中文意思为美国石油学会。

OCTG：

它是英文OilCountryTubularGoods的缩写，中文意思为石油专用管材，包括成品油套管、钻杆、钻铤、接箍、短接等。

油管：

在油井中用于采油、采气、注水和酸化压裂的管子。

套管：

从地表面下入已钻井眼作衬壁，以防止地层坍塌，保护油管，与油管通过封隔器将油气层与环形空间隔开的管子。

钻杆：

用于钻井眼的管子。

管线管：

用于输送油、气的管子。

接箍：

用于连接两根带螺纹管子并具有内螺纹的圆筒体。

接箍料：

用于制造接箍的管子。

API螺纹：

API5B标准规定的管螺纹，包括油管圆螺纹、套管短圆螺纹、套管长圆螺纹、套管偏梯形螺纹、管线管螺纹等。

特殊扣：

具有特殊密封性能、连接性能以及其它性能的非API螺纹扣型。

失效：

在特定的服役条件下发生变形、断裂、表面损伤而失去原有功能的现象。

油套管失效的主要形式有：

挤毁、滑脱、破裂、泄漏、腐蚀、粘结、磨损等。

1.3石油管相关的标准规范API5CT：

套管和油管规范API5D：

钻杆规范API5L：

管线钢管规范API5B：

套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范GB/T9711.1：

石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：

A级钢管GB/T9711.2：

石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：

B级钢管GB/T9711.3：

石油天然气工业输送钢管交货技术条件第3部分：

C级钢管1.4英制与米制换算值1英寸（in）=25.4毫米（mm）1英尺（ft）=0.3048米（m）1平方英寸（sp.in）=645.16平方毫米（mm2）1磅（lb）=0.45359千克（kg）1磅每英尺（lb/ft）=1.4882千克每米（kg/m）1磅每平方英寸（psi）=6.895千帕斯卡（kPa）=0.006895兆帕（Mpa）摩迪能源技术服务有限公司编号：

ME-IT-009第4页共22页1英尺磅（ft-lb）=1.3558焦耳（J）2石油管用途2.1常用的石油管螺纹类型2.2油管2.21油管的作用、抽取油汽：

油气井打完并固井之后，在油层套管中放置油管，以抽取油气至地面。

、注水：

当井下压力不够，通过油管往井里注水。

、注蒸汽：

在稠油热采过程中，要用隔热油管向井下输入蒸汽。

、酸化和压裂：

在打井后期或为了提高油气井的产量，需要对油气层输入酸化和压裂的介质或固化物，介质和固化物都是通过油管输送的。

2.22油管的规格及分类尺寸范围为：

1.05、2-3/8、2-7/8、3-1/2、4、4-1/2其中以2-7/8EU、NU为多。

油管分为平式油管（NU）、加厚油管（EU）和整体接头油管（IJ）。

1）平式油管是指管端不经过加厚而直接车螺纹并带上接箍。

2）加厚油管是指两管端经过外加厚以后，再车螺纹并带上接箍。

3）整体接头油管是指一端经过内加厚车外螺纹，另一端经过外加厚车内螺纹，直接连接不带接箍。

2.23油套管及其接箍色标油套管及其接箍应逐支喷凃色标，以区别不同钢级。

油套管色标是在距任一端600mm处喷凃色环，接箍是在整个外表面喷凃顔色，然后再喷凃色环。

油套管及其接箍的色标见表1摩迪能源技术服务有限公司编号：

ME-IT-009第5页共22页整个接箍色带H40由制造厂选择不标色或黑色带无与管子同J55油管一条明亮绿色明亮的绿色无J55套管一条明亮绿色明亮的绿色一条白色K55两条明亮绿色明亮的绿色无M65一条明亮绿色、一条蓝色N80-1一条红色红色无N80-Q一条红色、一条明亮绿色红色绿色L80-1一条红色、一条棕色红色一条棕色L80-9Cr一条红色、一条棕色、两条黄色红色两条黄色L80-13Cr一条红色、一条棕色、一条黄色红色一条黄色C90-1一条紫色紫色无C90-2一条紫色、一条黄色紫色一条黄色T95-1一条银色银色无T95-2一条银色、一条黄色银色一条黄色C95一条棕色棕色无P110一条白色白色无Q125-1一条橙色橙色无Q125-2一条橙色、一条黄色橙色一条黄色Q125-3一条橙色、一条绿色橙色一条绿色Q125-4一条橙色、一条棕色橙色一条棕色钢级油套管色环接箍顔色M65钢级管子使用L80钢级1类接箍2.3套管的分类及作用套管是支撑油、气井井壁的钢管。

每一口井根据不同的钻井深度和地质情况，要使用几层套管。

套管下井后要采用水泥固井，它与油管、钻杆不同，不可以重复使用，属于一次性消耗材料。

所以，套管的消耗量占全部油井管的70以上。

套管按使用情况可分为：

导管、表层套管、技术套管和油层套管，它们在油井中的结构见图1导套：

主要用于海洋、沙漠中钻井，用以隔开海水和砂子，保证钻井顺利进行，这层套摩迪能源技术服务有限公司编号：

ME-IT-009第6页共22页管的主要规格为：

762mm（30in）25.4mm、762mm（30in）19.06mm。

套管的分类及作用表层套管：

主要用于第一次开钻，钻开地表松软地层到基岩，为了封隔这部分地层不致坍塌，需用表层套管进行封固。

表层套管的主要规格：

508mm（20in）、406.4mm（16in）、339.73mm（13-3/8in）、273.05mm（10-3/4in）、244.48mm（9-5/9in）等。

下管深度取决于松软地层的深度，一般为801500m。

其承受的外压和内压都不大，一般多采用K55钢级或N80钢级。

技术套管：

技术套管用在复杂地层的钻进过程中，当遇到坍塌层、油层、气层、水层、漏失层、盐膏层等复杂部位时，都需要下技术套管封固，否则钻井就无法进行。

有的井地层深而复杂，而且下井深度达数千米，这种深井需要下好几层技术套管，其力学性能和密封性能要求都很高，采用的钢级也较高，除K55以外，更多是采用N80和P110钢级，有些深井还采用Q125甚至更高的非API钢级如V150。

技术套管的主要规格有：

339.73mm（13-3/8in）、273.05mm（10-3/4in）、244.48mm（9-5/8in）、219.08mm（8-5/8in）193.68mm（7-5/8in）、177.8mm（7in）等。

2.4特殊扣特殊扣是不同于API螺纹的具有特殊结构的管螺纹。

现行的API螺纹连接的油套管虽然在油井开采中得到广泛的应用，但在某些油田的特殊环境下，其不足之处明显表现出来：

API圆螺纹连接的管柱，虽然其密封性能较好，但其螺纹部位所承受的拉力只相当于管体强度的6080，因而不能在深井的开采中使用；API偏梯形螺纹连接的管柱，其抗拉性能虽然比API圆螺纹连接高很多，但其密封性能不是很好，因而不能用于高压气井的开采；另外，螺纹脂一般只能在温度为95以下的环境中才能发挥其作用，故在高温井的开采中不能使用。

与API圆螺纹和偏梯形螺纹连接相比，特殊扣连接在以下几个方面取得了突破性的进展：

密封性好，通过弹性和金属密封结构的设计，使接头气密封抗力达到管体极限内屈服压力；连接强度高，用特殊扣连接的油套管，其连接强度达到或超过了管体强度，从根本上解决了滑脱问题；通过材料的选择及表面处理工艺的改进，基本解决了螺纹粘扣问题；通过结构的优化，使接头应力分布更趋合理、更有利于抗应力腐蚀；通过台肩结构的合理设计，使上扣操作更为容易进行。

3油井管螺纹量规3.1量规量规是螺纹的检测工具，不同的螺纹类型，不同的尺寸均要使用不同的量规。

所以，螺纹加工厂需要配备大量的量规，而且量规属消耗品，当它受上一级量规检测不合格时应予以报废。

量规有不同的等级，螺纹加工厂通常应配备工作规和校对规。

工作规是用于检验钢管螺纹，校对规是用于检验工作规。

每一种量规又分为塞规和环规，塞规用于检验接箍内螺纹，环规用于检验管体外螺纹。

3.2检测用量具、工具卷尺、通径规、测厚仪（超声波、机械式）、游标卡尺、钢板尺、卡钳、深度千分尺、内径杜杆表、座架规（鞍形规）、全套螺纹单项仪及附件、全套螺纹量规、锉刀、砂纸、油石。

单项仪主要有：

内外螺纹量规及样板、内外齿高规及样板、内外锥度规、凹凸缺陷规、同轴度规、轮廓显微镜、螺尾规、三表量规（螺距、齿高、锥度）等。

4螺纹测量4.1外观检查。

是否有接箍变形、螺纹损伤等缺陷，有毛刺、轻微损伤的螺纹修磨后在旋合量规，严重变形、损伤的没必要旋合测量。

4.2几何尺寸、通径等项目检查。

摩迪能源技术服务有限公司编号：

ME-IT-009第7页共22页4.3螺纹单项参数的检测。

仪表读数找最大转折点。

锥度测量在同一轴截面上、螺距和齿高沿母线方向。

4.4紧密距检测。

量规旋合时加适量润滑油，平稳旋合，不施加惯性，以一个人的臂力至上不动为止。

4.5测量时的注意事项4.51所有量具（特别是量规）与被检产品等温足够时间，消除温差。

温度不但影响测量结果的准确性，还会将量规抱死在接头上写不下。

4.52油套管螺纹紧密距在记录时要注明正负号。

4.53量表回程误差注意消除。

尤其量表在用旧后齿条传动出现空隙，回程误差比较明显。

4.54锥度测量时应注意回零是否正确，否则重新测量。

在完整螺纹区间测量间距必须全部覆盖该区间，即测量间距必要时了重叠。

只测量一个间距是不够的。

4.55管端内外棱边的毛刺、内外倒角是否倒全，注意工厂端即机紧端，由于丝扣油涂抹一般不易看清。

4.56磷化后螺纹表面比较粗糙，内锥度规由于测量力较大，测量时摆动十分困难，建议在牙槽里涂少许润滑油。

4.57单项仪属精密仪表，在操作时应十分谨慎，轻拿轻放，按时送检。

若不慎被摔或剧烈震动，就应进行重新校准或与已知精度的计量基准对比、重新确定其精度，否则不能用于检验。

二、油套管螺纹的加工1、圆螺纹套管和油管、偏梯形螺纹套管加工项目1.1紧密距紧密距是指管端或接箍端面与环规或塞规测量面之间的轴向距离。

1.2手紧连接手紧连接的定义是：

用手上紧而没有施加过大外力的螺纹连接。

手紧紧密距“A”是两个具有相同标称值的部件在没有产生机械过盈时的名义上紧位置。

1.3紧密连接所谓紧密连接是指连接处涂上高级螺纹脂作适当机紧后，在环境温度及规定的水压试验压力范围内不泄漏的螺纹连接。

1.4倒角管端外倒角（60）必须保证在管端360圆周上完整，倒角直径的选择应使螺纹牙底凹槽在倒角面上而不是端面上消失，并且不能出现刀口状棱角。

1.5内螺纹接箍螺纹的根部应起始于内径倒角面并延伸至接箍中心或整体连接接头最小端J+1牙平面范围内的所有螺纹连接按LC区域的要求进行检测。

这一范围定义为螺纹的完整螺纹长度。

1.5螺纹外观检验螺纹外观检验时确定螺纹缺欠位置的过程，这项检验适用于外露的油、套管圆螺纹和外露的套管偏梯形螺纹，该检验可确定螺纹外观上明显的制造缺陷或机械损伤。

自管端的完整最小长度LC范围内，以及从镗孔端面到接箍中心J+1牙的平面间隔内，螺纹应无明显的撕裂、刀痕、台肩或破坏螺纹连续性的任何其他缺欠。

最关键的考虑是保证螺纹上不存在能使接箍螺纹保护涂层剥落或损伤啮合面的明显凸点。

1.6全顶螺纹长度所要求的全顶螺纹最小长度由LC确定。

摩迪能源技术服务有限公司编号：

ME-IT-009第8页共22页非全顶螺纹被认为是由于原轧制表面未清除而形成的“黑顶螺纹”。

但必须指出，非全顶螺纹也可能不是黑顶的。

对于LC范围内的非全顶螺纹及原始管子外径或加厚表面，不得用机械或手工方式修整而使其看似为全顶螺纹。

1.7螺纹单项螺纹单项通常是指螺距、齿高和锥度。

1.71螺距螺距是从螺纹上的某一点到相邻螺纹的对应点之间的轴向距离。

这个距离很短，因此，如果要测量螺纹与螺纹之间的距离，要求的精度就会过高。

因此，通常在完整螺纹长度上以25.4mm间距为单位测量螺距。

1.72锥度锥度是在某一螺纹间距上外螺纹小径圆锥或大径圆锥直径的变化量。

所有螺纹的锥度公差和测量均以mm/m方式表示。

锥度测量在规定的间距上进行，测量偏差应以mm/m为基础进行换算。

1.73螺纹齿高螺纹齿高是垂直于螺纹轴线自螺纹牙底到牙顶的距离偏梯形螺纹齿高应从第一个完整螺纹（螺纹牙底两侧都是全顶螺纹）处开始以25.4mm为间距沿轴向放行进行测量，直到在L7长度范围内遇到第一个黑顶螺纹。

接箍螺纹齿高应从距接箍中心J+1牙螺纹处开始，并以25.4mm间距向第一扣完整螺纹端测量（接箍开口端第一个牙底两边具有完整牙顶的螺纹）。

同时在接箍端面附近可能有一个重叠25.4mm测量间距。

这对于测量全部接箍螺纹范围是必要的。

接箍螺纹齿高的极限公差是0.025mm。

1.74螺纹尾部螺纹消失（即螺尾）是对偏梯形螺纹在三角形标记收尾陡度的测量。

快速退出刀具将会造成螺纹端部急剧倾斜，这样当接箍旋接时在接触点将产生很高的应力。

三、螺纹常见外观缺陷1、撕裂：

主要是尺侧、齿顶（圆螺纹）、几何形状（包括粗超度）受到破坏。

螺纹加工时，刀具钝、润滑不好等原因容易造成撕破，一般呈鱼鳞状，普遍存在螺纹侧面；丝扣油里有杂质如砂子、扩丝上戴后也会造成撕破；量规牙侧有积屑瘤，上规也容易造成管子螺纹表面撕裂。

2、刀痕（颤纹）：

齿顶、齿侧面因进刀量大、刀具跳动或刀具磨损变钝造成的。

3、磨痕：

齿顶上磨的很光滑变成平顶，管子表面有缺陷如裂纹、凹坑等经修磨后（壁厚允许修磨12.5%），加工螺纹造成的。

4、台肩：

有两种形式1）圆螺纹公扣消失点后，由于管体不圆，偏心造成的，有的叫“白脖”，偏梯形因无L4规定，顺管子方向自由消失，所以不出现台肩。

2）齿顶上出现，大部分是由于刀具磨损缺少一块造成的。

5、黑皮扣：

圆扣外螺纹LC内不允许有；偏梯形扣外螺纹内LC允许有2扣，但不能超过1/4圆周。

6、切口：

以前一般叫断扣，螺纹不连续。

加工一般不会出现，一般是外力作用造成的（如拿凿子凿一下）有时是管体缺肉造成的，玻璃钢螺纹断扣不少，可能时气泡造成的。

7、损伤：

形状很多，出现在齿顶、尺侧。

总的原则是几何形状受到破坏。

纵向、一条平的摩迪能源技术服务有限公司编号：

ME-IT-009第9页共22页痕迹。

机械损伤，护丝受外力撞击，卸下时可看见，有的是在搬运、运输过程中碰撞造成的。

出厂前对发现的齿顶损伤，经修磨、未改变几何形状的可认为合格；现场检验时对哪些明显的螺纹顶部碰偏致使齿侧面产生凸出物，会刮伤螺纹镀层的，判不合格。

8、粘扣：

由于柠接扭矩过大、错扣、润滑不良、高速上扣等造成。

材质软易粘扣，5B规定油管4次上卸扣不应出现粘扣；5C5规定油管9次上卸扣不粘扣，套管2次不粘扣（衡钢内控规定套管3次上卸扣不粘扣）。

9、畸形扣：

奇形怪状的扣，此类缺陷比较少，如歪扣、波纹、平扣、双顶扣等缺陷。

歪扣和波纹是机床造成的。

平扣、双顶扣是刀具造成的。

10、锈蚀：

主要是切屑液未处理干净或水压后未处理干净就涂上丝扣油造成的。

11刀口状棱角：

通常由于圆螺纹或偏梯形螺纹上的起始扣螺纹在管子端面而不是倒角上消失形成的螺纹牙顶薄尖的部分。

12、刃口：

由于外倒角过小或倒角面过斜造成的管端只有锐边没有端面。

13、无起始扣螺纹：

螺纹在管端面消失。

14、内倒角不全或内外棱角边有毛刺：

都判不合格。

套管和油管规范ISO11960国际标准是由石油天然气工业材料、设备和海上装置ISO/TC67技术委员会，套管、油管和钻杆SC5分技术委员会制定的。

本标准是以API5CT（套管和油管规范）为基础制定的。

本国际标准规定了-套管-油管-平端套管衬管-短节-附件交货技术条件.本国际标准适用于符合ISO10422或APISpec5B标准的下列连接:

-短圆螺纹套管（STC）-长圆螺纹套管（LC）-偏梯螺纹套管（BC）-直连型套管（XC）-不加厚油管（NU）-外加厚油管（EU）-整体连接油管（IJ）对于上述连接型式,本标准详细说明了接箍和螺纹保护的交货技术条件.本标准也适用于ISO/API标准没涉及到的带连接的油井管.本国际标准所涉及的产品包括下列四组:

-第一组:

所有H,J,K和N钢级的套管和油管;-第二组:

所有C,L,M和T钢级的套管和油管;-第三组:

所有P钢级的套管和油管;-第四组:

所有Q钢级的套管和油管。

由购需双方协商确认的附加要求，如无损检验、接箍半成品、外加厚套管、电焊套管、冲击摩迪能源技术服务有限公司编号：

ME-IT-009第10页共22页试验、密封环接箍和证明书的补充要求见附录A。

套管、油管及附件分组、钢级、制造方法及热处理工艺组别钢级类型制造方法热处理最低回火温度（）1234561H40J55N80N80-1QS或SWS或SWS或SWS或SWNoneNoneN、N&TQ&T-2M65L80L80L80C90C90C95T95T95-19Cr13Cr12-12S或SWS或SWSSSSS或SWSSN、N&T、Q&TQ&TQ&TQ&TQ&TQ&TQ&TQ&TQ&T-5665935936216215386496493P110-S或SWQ&T-4Q125Q125Q125Q1251234S或SWS或SWS或SWS或SWQ&TQ&TQ&TQ&T-一、材料要求1、化学成分2、机械性能二、管体尺寸、重量公差、管端和缺陷三、接箍四、静水压试验五、无损检验（NDE）六、标识七、购方订货时提供的资料一、材料要求化学成分要求：

摩迪能源技术服务有限公司编号：

ME-IT-009第11页共22页机械性能要求：

第1（H、J、K、N1、NQ钢级）、2（M、L1、C95钢级）和第3组：

由同一炉钢或按文件规定程序分组且工艺上能保证符合本标准相应要求的不同炉号的钢，经轧制或连续热处理（或分批热处理）的一部分具有相同规格尺寸和钢级的管子组成。

L9、L13、C90、T95、Q125钢级：

由同一炉钢，经连续热处理（或分批热处理）的一部分具有相同规格尺寸和钢级的管子组成。

4.夏氏V型缺口冲击（CVN）试验性能：

管体：

（1）H40、J55、K55、N801类钢级：

不要求CVN试验；需方附加要求时，执行A.9（SR16）。

（2）M65钢级：

全尺寸横向试样吸收功为：

20J；全尺寸纵向试样吸收功为：

41J；（3）N80Q、L80、C90、C95、T95、P110钢级：

全尺寸横向试样吸收功为：

Cv（J）=Ysmin（0.00118t+0.01259）,对P110钢级，与20J相比取大者；组组钢级钢级类型类型碳碳锰锰钼钼铬铬镍镍铜铜磷磷硫硫硅硅mimimimi12M650.0300.030L8010.41.90.20.30.0300.0300.4L809Cr0.10.30.60.91.18.010.0.50.20.0200.0101.0L8013C0.10.20.21.012.13.0.50.20.0200.0101.0C9010.31.00.20.71.20.90.0200.010C9020.51.9NLNL0.90.0300.010C950.41.90.0300.0300.4T9510.31.20.20.80.41.50.90.0200.010T9520.51.90.90.0300.0103P1100.0300.0304Q1210.31.00.71.20.90.0200.010Q1220.31.0NLNL0.90.0300.010Q1230.51.9NLNL0.90.0200.020Q1240.51.9