淺析射孔槍螺紋粘扣原因

【摘要】射孔槍螺紋粘扣是前線施工中經(jīng)常發(fā)生的質(zhì)量問題，本文通過分析前線發(fā)生的螺紋粘扣現(xiàn)象及針對螺紋粘扣現(xiàn)象進行原因分析，進一步針對粘扣原因制定解決措施。

【關(guān)鍵詞】螺紋粘扣；加工精度；轉(zhuǎn)換中接

一.射孔槍簡介

現(xiàn)用射孔槍分為φ102射孔槍、φ89射孔槍、φ73射孔槍三種，按加工工藝又可以分為外盲孔射孔槍、內(nèi)盲孔射孔槍、復(fù)合射孔槍及夾層射孔槍等。不同型號的射孔槍不僅采用的材質(zhì)是不同，而且也采用了不同的螺紋連接方式。比如，φ102射孔槍及φ89射孔槍采用的是寶鋼管材（即32CrMo4），采用的梯形螺紋連接；φ73射孔槍采用的是J55油管，采用的是三角螺紋連接。因此，不同型號的射孔槍螺紋連接時，粘扣程度也有所不同。但是，射孔槍螺紋粘扣直接影響射孔槍槍身結(jié)構(gòu)的幾何尺寸及密封的完整性，是考核、衡量射孔槍質(zhì)量水平的重要性能指標，也成為比較各射孔槍生產(chǎn)廠家產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量水平的重要標準。

二.射孔槍粘扣現(xiàn)象

根據(jù)ISO13679：2002標準的最新定義，射孔槍粘扣是一種發(fā)生在相互接觸金屬表面間的冷焊（Coldwelding）。這主要是指射孔槍管與槍頭、槍尾及轉(zhuǎn)換中接連接的過程中，相互作用的內(nèi)外螺紋的旋轉(zhuǎn)表面在摩擦力的作用下，由于表面的粗糙度和形狀誤差的原因，造成從點接觸開始，局部接觸點上壓力過高，超過基體金屬屈服點的應(yīng)力，從而在接觸點產(chǎn)生塑性變形直到實際接觸面積增加到足夠支持其載荷為止，在塑性變形中如果沒有鍍層存在，或者鍍層在切向運動時發(fā)生了破裂，則在溫度作用下接觸點兩側(cè)會發(fā)生局部再結(jié)晶、擴散或熔化等，表面之間極易發(fā)生粘合，從而產(chǎn)生冷焊現(xiàn)象。而在油田實際使用過程和上卸扣實驗操作中，通常認為上卸扣后螺紋表面無任何損傷則為完好，否則判定為射孔槍粘扣。不同制造廠家加工的射孔槍抗粘扣性能有差別，同一制造廠家的射孔槍也因規(guī)格批次不同而有所差別。由于射孔槍螺紋表面處理管材和及圓鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能、螺紋參數(shù)、表面處理、螺紋脂、上卸扣操作等都完全符合API標準的情況下，其抗粘扣性能也有差別。所以影響粘扣的因素眾多，很難確定主要影響因素以徹底解決粘扣問題。

三.射孔槍粘扣原因分析

射孔槍的連接主要是通過螺紋連接來實現(xiàn)的。常用射孔槍的螺紋連接采用的是梯形螺紋連接，由于梯形螺紋牙牙根強度高， 可雙向受力。由于復(fù)合射孔器完成射孔后，槍身、中接和槍尾等部件可多次利用，拆卸過幾次后，其它類型螺紋的螺紋牙容易磨損，致使部件過早報廢。在現(xiàn)場經(jīng)驗來看，梯形螺紋更適合于射孔器的部件聯(lián)接。

1、材料的成分和組織

材料的成分和組織不僅決定其機械性能，而且決定了材料的可焊接性（即易熔結(jié)性）、材料機加工螺紋的可加工性和材料的彈塑性等。材料的成分和組織的選擇直接影響到產(chǎn)品的螺紋加工質(zhì)量，螺紋表面抗應(yīng)力和應(yīng)變的能力，對于特殊氣密封性螺紋的密封面過盈量設(shè)計也起到關(guān)鍵的作用。但是，目前國內(nèi)對于射孔槍管材料的研究，主要側(cè)重于提高材料本身的機械性能和耐腐蝕性能，致力于開發(fā)高強度、高抗擠射孔槍管材，以及抗硫化氫、抗二氧化碳腐蝕等射孔器管材，而關(guān)于材料的可焊接性對射孔槍粘扣的影響卻涉足不多。

現(xiàn)有的射孔槍管材材質(zhì)有寶鋼管材、西姆萊斯管及J55油管，不同射孔槍管材的成分與組織液不同，其抗拉與抗擠壓程度也有所區(qū)別。比如，φ102射孔槍采用的是寶鋼管材（即32CrMo4），φ89射孔槍采用的是西姆萊斯管，采用的梯形螺紋連接；與三角螺紋相比，梯形螺紋的承受力要好一些，寶鋼管材的抗拉與抗擠壓強度也好于西姆萊斯管。因此，結(jié)合現(xiàn)場實際工作反映，現(xiàn)用加工的射孔槍已經(jīng)全部采用西姆萊斯管，也都采用了梯形螺紋連接。

2、射孔槍螺紋加工精度

螺紋的加工精度是指螺紋的厚度，螺紋的間距以及螺紋的平滑度，在通常情況下，射孔槍螺紋的加工是非常精密的，基本上不會導(dǎo)致粘扣現(xiàn)象的發(fā)生。但是，在連接轉(zhuǎn)換中接時，若發(fā)生射孔槍的加工精度與轉(zhuǎn)換中接或槍頭槍尾不配套時，就會發(fā)生射孔槍粘扣的問題。對于發(fā)生的射孔槍不合格品，為了減少管材浪費，需要進行二次裝卡修復(fù)，此時就會出現(xiàn)射孔槍螺紋的厚度變小，螺紋承受力變小，在連接時就會比較容易出現(xiàn)射孔槍粘扣。射孔槍螺紋在加工時，加工刀塊安裝方式不正確，就會出現(xiàn)刀片加工部分變大或變小，間接導(dǎo)致加工后螺紋間距變小，在連接時射孔槍與配件時，就會發(fā)生粘扣。在加工時，若發(fā)生加工刀片打，射孔槍螺紋的平滑度不滿足加工要求時，也會發(fā)生粘扣。

另外，轉(zhuǎn)換中接在射孔槍連接時直接起著螺桿的作用，是連接射孔槍與射孔槍的橋梁，其連接部分也是有螺紋構(gòu)成的。因此，在射孔槍上存在的問題，與射孔槍的連接部分也是有螺紋構(gòu)成，在轉(zhuǎn)換中接、槍頭槍尾上依然存在。若轉(zhuǎn)換中接、槍頭槍尾的螺紋出現(xiàn)質(zhì)量問題，依然會導(dǎo)致粘扣現(xiàn)象的發(fā)生。因此，也要保證轉(zhuǎn)換中接、槍頭槍尾螺紋的加工精度。

3、非標準操作引起的粘扣現(xiàn)象

非標準操作是指由于人的原因?qū)е抡晨郜F(xiàn)象的發(fā)生。這種現(xiàn)象主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面是操作者在連接時射孔槍與連接部分未對正，外界強加力會引起螺紋的變形；另一方面是在前線連接時，螺紋內(nèi)部有雜物，若槍型連接或快速連接，則會引起螺紋的變形發(fā)生粘扣。

結(jié)合以上情況，可以看出射孔槍粘扣現(xiàn)象的發(fā)生也是可以避免的。在前線施工時，若發(fā)現(xiàn)上扣受阻或費力時，就應(yīng)該立即停下，檢查螺紋情況，及時給與調(diào)整，或更換或再次對正，以避免再次發(fā)生粘扣現(xiàn)象。與此同時，連接對正時，也要適度控制好射孔槍質(zhì)量，防止發(fā)生螺紋碰撞，因人為原因產(chǎn)生粘扣。

結(jié)束語

射孔槍粘扣現(xiàn)象是前線施工中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象之一，為了做好粘扣問題預(yù)防工作，應(yīng)該從保證射孔槍及連接部分材質(zhì)、螺紋加工精度以及前線標準操作入手，盡可能選用硬度較好的寶鋼管材，保證螺紋加工精度在圖紙要求范圍之內(nèi)，在連接操作時，防止野蠻操作，放慢上扣速度，均勻施力，是解決和預(yù)防粘扣現(xiàn)象的主要措施。

參考文獻

[1]馬劉寶.《油套管螺紋粘扣原因分析及研究現(xiàn)狀》.試驗與研究，2011，27-30.

[2]易忠奇.《提高數(shù)控車床加工精度的措施與技巧分析》.湖南農(nóng)機，2011，9，67-68.

作者簡介

張海濱，男，1986年出生。工作單位：大慶油田有限公司試油試采分公司生產(chǎn)維修大隊維修三隊副隊長，助理工程師。曾獲得油田公司QC成果三等獎，分公司技術(shù)革新一等獎、二等獎，分公司級論文一、二、三等獎。