油套管螺纹加工质量缺陷的分析

丁欣，戚宝建，董志刚

（中国石油集团渤海石油装备制造有限公司天津石油专用管分公司，天津 300280）

由于螺纹处于连接部位，对承接的两部分之间起着重要的衔接作用，同样也是最关键的部分，所以非常容易发生安全事故，如果油套管螺纹加工质量不达标，则会严重影响油田企业在石油资源勘探的开发效益。为此，有必要对油套管螺纹加工质量缺陷进行分析，并针对具体问题采取必要的措施，有效避免油套管螺纹质量问题，保障其可以被正常使用。比如，可以对原料的直度进行控制，有效保证其能够紧紧卡在中心位置，严格控制生产机床定位，将误差降低到最小。通过多种措施的应用，提高对油套管螺纹加工质量缺陷的合理控制，为油田企业在石油资源勘探开发提供必要保障。

1 油套管螺纹的加工与生产情况分析

现阶段，我国在加工以及生产石油管道有关构件中，涉及两种形式，一种是特殊的油套管螺纹接头，另一种是API螺纹接头。其中，特殊油套管螺纹接头的使用表现出来的优势较为明显，不仅连接强度高，且密封性效果较好，但是，此种特殊油套管螺纹接头的加工要求技术较高，这对生产企业生产水平提高了要求。从目前我国石油行业以及相关设备市场发展情况看，由于产能过剩，并且市场上低端产品不断增多，对低端油套管螺纹生产出现供大于求的情况，但是，高端油套管产品还要依靠进口才可以供应市场需求。基于背景下，我国部分大型的油套管产品生产企业加大了对油套管产品加工技术与设备投入，希望可以改善和提升油套管螺纹加工精度，有效控制加工原料以及加工检验标准，提高油套管螺纹加工质量和效果。

2 油套管螺纹加工质量缺陷

在油套管螺纹加工过程中，最常见的质量缺陷有黑皮扣、波纹、紧密距、齿高、锥度、螺距等。

其中，黑皮扣的出现主要是因为丝扣局部加工量不足所导致的，使油套管螺纹光洁度不足，造成此种情况与钢管自身直径、椭圆度、管壁厚度、管端平直度、精度等方面存在必要联系。如果管体外径较小、管端平直度不足、椭圆度较大，则会出现黑皮扣情况。

油套管螺纹加工过程中还会出现丝扣偏壁的情况，当对钢管进行车丝处理后，会出现管壁薄厚不一的情况。导致出现这种情况与形成黑皮扣的原因类似，都是因为钢管管端壁厚不一样，并且弯曲度较大，椭圆度较大造成的。由于螺纹加工存在偏壁的情况，导致丝底壁厚超负差。最终导致螺纹加工质量出现问题。

而紧密距、锥度、齿高以及螺距这几种情况，主要是螺纹参数范围内，如果参数超标，则会导致油套管螺纹的连接性以及密封性不高。无论其中哪个参数不合格，都会导致紧密距发生改变，所以，钢管材质、加工方式、机床类型和平稳性和机床自有的精密度有很大关系。

3 提高油套管螺纹加工质量的对策分析

3.1 螺纹黑皮扣解决方法

从上文可得知，对于螺纹黑皮扣质量问题，需要结合其形成的原因进行处理。具体可以从以下几方面进行。

3.1.1 提高管体材料垂直度

因为管体材料存在一定的弯曲度，所以导致油套管螺纹出现黑皮扣质量缺陷，为解决这一问题，需要在加工套管过程中确保油套管的垂直度，而对于弯曲度不同的管体材料的加工，则需要保障其管体在弯曲度允许范围内，而后，根据机床的型号以及要加工的套管直径进行综合判断，并将其控制在标准值以下，进而有效解决螺纹出现黑皮扣缺陷。由此可见，控制加工弯曲度可以避免螺纹出现质量问题，一般情况下，可以将弯曲度控制在1.0mm之内，可以将黑皮扣缺陷的出现降到最低，有效增强管体材料垂直度，进而可以避免黑皮扣的出现对其造成影响，通过此种方法可以有效发挥油套管螺纹在油气资源勘探中的作用。

3.1.2 保证工件紧紧卡在中心

形成黑皮扣与丝扣偏壁等质量缺陷的主要原因是加工机床自身的主机与辅机之间中心位置不同，在实际加工过程中并没有控制好中心位置，出现了卡不紧的情况。对于此问题的解决，第一步应当分析管料自身问题，如果没有影响因素，再调整机床中心位置，在实际调整过程中，要保证机床的主机与辅机二者处于同心位置，并调整定心卡爪位置，同时，检查好前后卡盘卡爪完整度，并将钢管卡住，进行转动检查其定心情况，为了有效确保其可以卡紧，需要将钢管旋转精度控制在0.5mm之内，同时，调整前后卡盘，让其保持一种可以上下浮动的工作状态，通过此种方式，有效地将黑皮扣与丝扣偏壁的形成降到最低。

3.2 螺纹参数超标问题解决方法

3.2.1 有效控制机床精准度

在实际加工螺纹过程中，通常情况下，会运用刀具补偿以及调整程序，但实际测量所得的螺纹锥度、紧密距，和测量值并没有较明显的差异，出现此种情况的主要原因是机床自身的精度不足。从目前情况看，车丝机自身的精度需求无法满足实际需要。因此，非常有必要加强对机床自身精度的控制，这需要及时控制车丝机，将以往老旧的机器淘汰，及时更新设备，进而提升机床精准度。正常情况下，对于粗、精车刀套的滚珠丝杠的间隙精准度要控制在0.10mm，而机床的主轴轴向间距的精度则需要控制在0.05mm，此外，旋转刀台的垂直度误差应当控制在0.05mm之内。而通过调整数控程序，极大力度控制螺纹的锥度、紧密距，保证其参数符合API标准中的相关规定，利用此种方法提高机床自身的精度，进而达到油套管螺纹加工质量要求。

3.2.2 调整螺纹的锥度与紧密距

从上文可得知，在螺纹参数中，锥度和紧密距这两个参数是其中最关键的影响因素，因此，有必要对锥度和紧密距进行调整和优化。按照标准的锥度看，以每英寸长度为单位，其直径变化为0.0625"即1.5875mm。如果是一个完整的螺纹，这允许存在误差，其最大范围控制在0.061"～0.067"，也就是1.55～1.67mm；如果不是完整的螺纹，则在允许范围内，其最大偏差在0.061"～0.067"，也就是 1.55～ 1.70mm。

在检测锥度时，将螺纹作为起点，而后每隔一定的距离进行再次测量，可以将其控制在25.4mm左右，在测量相应位置的锥度值，这样连续测量三点。根据的测量的得到的数据，对机床进行有针对性的调整，并对机床的定位误差进行有效的补偿，进而有效调整螺纹精车过程中的始点坐标值，最终达到调整其锥度与紧密距的目的。

3.2.3 提高对强化加工精度控制的重视度

在实际加工油套管过程中，需要格外注意材料的内外径的椭圆度、垂直度这两方面，严格控制椭圆度、垂直度可以更好地为机械加工做好基础。因此，在整个加工过程中，相关加工人员首要任务要提高对强化加工精度控制的重视度，从油套管的螺纹加工实际需要出发，并严格遵照其中的各项参数标准进行加工。这就需要工作人员在实际加工中要紧密结合实际，分析出其中可能存在的影响因素，并采取有效措施对其进行强化处理，进而达到油套管加工需要。除此之外，在实际加工过程中，还要严格控制加工台稳定性，因为任何不稳定因素都会对所车的螺纹质量造成影响，所以，有必要提高对加工精度的重视。

3.2.4 严格检查和校正加工质量

在油套管螺纹加工时，加工质量尤为重要，因此，在加工前要进行全面的检查和校正，以免出现质量问题。而在检验过程中需要对检验工具精度进行控制，从而更好地确保加工的质量。如果发现在加工过程中出现质量问题，则要及时解决或者更换，分析其出现精度偏差的原因，并采用相应的措施解决，从而更好地为以后油套管螺纹加工提供良好的优化和完善措施，保证加工精度，提高加工质量，最大化地确保石油企业的勘探效益。

4 结语

综上所述，在加工油套管螺纹过程中，由于受到多方因素影响，所以出现加工质量缺陷在所难免，但相关加工人员应当不断提高对强化加工精度控制的重视度，通过有效措施最大化地将其质量缺陷降低，提高其加工质量。通过本文的分析，希望可以帮助油套管螺纹加工人员提供参考，更好地满足勘探开发的需要。