油套管螺紋加工質(zhì)量缺陷的分析

丁欣，戚寶建，董志剛

（中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司天津石油專用管分公司，天津 300280）

由于螺紋處于連接部位，對承接的兩部分之間起著重要的銜接作用，同樣也是最關(guān)鍵的部分，所以非常容易發(fā)生安全事故，如果油套管螺紋加工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，則會嚴(yán)重影響油田企業(yè)在石油資源勘探的開發(fā)效益。為此，有必要對油套管螺紋加工質(zhì)量缺陷進(jìn)行分析，并針對具體問題采取必要的措施，有效避免油套管螺紋質(zhì)量問題，保障其可以被正常使用。比如，可以對原料的直度進(jìn)行控制，有效保證其能夠緊緊卡在中心位置，嚴(yán)格控制生產(chǎn)機(jī)床定位，將誤差降低到最小。通過多種措施的應(yīng)用，提高對油套管螺紋加工質(zhì)量缺陷的合理控制，為油田企業(yè)在石油資源勘探開發(fā)提供必要保障。

1 油套管螺紋的加工與生產(chǎn)情況分析

現(xiàn)階段，我國在加工以及生產(chǎn)石油管道有關(guān)構(gòu)件中，涉及兩種形式，一種是特殊的油套管螺紋接頭，另一種是API螺紋接頭。其中，特殊油套管螺紋接頭的使用表現(xiàn)出來的優(yōu)勢較為明顯，不僅連接強(qiáng)度高，且密封性效果較好，但是，此種特殊油套管螺紋接頭的加工要求技術(shù)較高，這對生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)水平提高了要求。從目前我國石油行業(yè)以及相關(guān)設(shè)備市場發(fā)展情況看，由于產(chǎn)能過剩，并且市場上低端產(chǎn)品不斷增多，對低端油套管螺紋生產(chǎn)出現(xiàn)供大于求的情況，但是，高端油套管產(chǎn)品還要依靠進(jìn)口才可以供應(yīng)市場需求?；诒尘跋拢覈糠执笮偷挠吞坠墚a(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)加大了對油套管產(chǎn)品加工技術(shù)與設(shè)備投入，希望可以改善和提升油套管螺紋加工精度，有效控制加工原料以及加工檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，提高油套管螺紋加工質(zhì)量和效果。

2 油套管螺紋加工質(zhì)量缺陷

在油套管螺紋加工過程中，最常見的質(zhì)量缺陷有黑皮扣、波紋、緊密距、齒高、錐度、螺距等。

其中，黑皮扣的出現(xiàn)主要是因?yàn)榻z扣局部加工量不足所導(dǎo)致的，使油套管螺紋光潔度不足，造成此種情況與鋼管自身直徑、橢圓度、管壁厚度、管端平直度、精度等方面存在必要聯(lián)系。如果管體外徑較小、管端平直度不足、橢圓度較大，則會出現(xiàn)黑皮扣情況。

油套管螺紋加工過程中還會出現(xiàn)絲扣偏壁的情況，當(dāng)對鋼管進(jìn)行車絲處理后，會出現(xiàn)管壁薄厚不一的情況。導(dǎo)致出現(xiàn)這種情況與形成黑皮扣的原因類似，都是因?yàn)殇摴芄芏吮诤癫灰粯樱⑶覐澢容^大，橢圓度較大造成的。由于螺紋加工存在偏壁的情況，導(dǎo)致絲底壁厚超負(fù)差。最終導(dǎo)致螺紋加工質(zhì)量出現(xiàn)問題。

而緊密距、錐度、齒高以及螺距這幾種情況，主要是螺紋參數(shù)范圍內(nèi)，如果參數(shù)超標(biāo)，則會導(dǎo)致油套管螺紋的連接性以及密封性不高。無論其中哪個參數(shù)不合格，都會導(dǎo)致緊密距發(fā)生改變，所以，鋼管材質(zhì)、加工方式、機(jī)床類型和平穩(wěn)性和機(jī)床自有的精密度有很大關(guān)系。

3 提高油套管螺紋加工質(zhì)量的對策分析

3.1 螺紋黑皮扣解決方法

從上文可得知，對于螺紋黑皮扣質(zhì)量問題，需要結(jié)合其形成的原因進(jìn)行處理。具體可以從以下幾方面進(jìn)行。

3.1.1 提高管體材料垂直度

因?yàn)楣荏w材料存在一定的彎曲度，所以導(dǎo)致油套管螺紋出現(xiàn)黑皮扣質(zhì)量缺陷，為解決這一問題，需要在加工套管過程中確保油套管的垂直度，而對于彎曲度不同的管體材料的加工，則需要保障其管體在彎曲度允許范圍內(nèi)，而后，根據(jù)機(jī)床的型號以及要加工的套管直徑進(jìn)行綜合判斷，并將其控制在標(biāo)準(zhǔn)值以下，進(jìn)而有效解決螺紋出現(xiàn)黑皮扣缺陷。由此可見，控制加工彎曲度可以避免螺紋出現(xiàn)質(zhì)量問題，一般情況下，可以將彎曲度控制在1.0mm之內(nèi)，可以將黑皮扣缺陷的出現(xiàn)降到最低，有效增強(qiáng)管體材料垂直度，進(jìn)而可以避免黑皮扣的出現(xiàn)對其造成影響，通過此種方法可以有效發(fā)揮油套管螺紋在油氣資源勘探中的作用。

3.1.2 保證工件緊緊卡在中心

形成黑皮扣與絲扣偏壁等質(zhì)量缺陷的主要原因是加工機(jī)床自身的主機(jī)與輔機(jī)之間中心位置不同，在實(shí)際加工過程中并沒有控制好中心位置，出現(xiàn)了卡不緊的情況。對于此問題的解決，第一步應(yīng)當(dāng)分析管料自身問題，如果沒有影響因素，再調(diào)整機(jī)床中心位置，在實(shí)際調(diào)整過程中，要保證機(jī)床的主機(jī)與輔機(jī)二者處于同心位置，并調(diào)整定心卡爪位置，同時(shí)，檢查好前后卡盤卡爪完整度，并將鋼管卡住，進(jìn)行轉(zhuǎn)動檢查其定心情況，為了有效確保其可以卡緊，需要將鋼管旋轉(zhuǎn)精度控制在0.5mm之內(nèi)，同時(shí)，調(diào)整前后卡盤，讓其保持一種可以上下浮動的工作狀態(tài)，通過此種方式，有效地將黑皮扣與絲扣偏壁的形成降到最低。

3.2 螺紋參數(shù)超標(biāo)問題解決方法

3.2.1 有效控制機(jī)床精準(zhǔn)度

在實(shí)際加工螺紋過程中，通常情況下，會運(yùn)用刀具補(bǔ)償以及調(diào)整程序，但實(shí)際測量所得的螺紋錐度、緊密距，和測量值并沒有較明顯的差異，出現(xiàn)此種情況的主要原因是機(jī)床自身的精度不足。從目前情況看，車絲機(jī)自身的精度需求無法滿足實(shí)際需要。因此，非常有必要加強(qiáng)對機(jī)床自身精度的控制，這需要及時(shí)控制車絲機(jī)，將以往老舊的機(jī)器淘汰，及時(shí)更新設(shè)備，進(jìn)而提升機(jī)床精準(zhǔn)度。正常情況下，對于粗、精車刀套的滾珠絲杠的間隙精準(zhǔn)度要控制在0.10mm，而機(jī)床的主軸軸向間距的精度則需要控制在0.05mm，此外，旋轉(zhuǎn)刀臺的垂直度誤差應(yīng)當(dāng)控制在0.05mm之內(nèi)。而通過調(diào)整數(shù)控程序，極大力度控制螺紋的錐度、緊密距，保證其參數(shù)符合API標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定，利用此種方法提高機(jī)床自身的精度，進(jìn)而達(dá)到油套管螺紋加工質(zhì)量要求。

3.2.2 調(diào)整螺紋的錐度與緊密距

從上文可得知，在螺紋參數(shù)中，錐度和緊密距這兩個參數(shù)是其中最關(guān)鍵的影響因素，因此，有必要對錐度和緊密距進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。按照標(biāo)準(zhǔn)的錐度看，以每英寸長度為單位，其直徑變化為0.0625"即1.5875mm。如果是一個完整的螺紋，這允許存在誤差，其最大范圍控制在0.061"～0.067"，也就是1.55～1.67mm；如果不是完整的螺紋，則在允許范圍內(nèi)，其最大偏差在0.061"～0.067"，也就是 1.55～ 1.70mm。

在檢測錐度時(shí)，將螺紋作為起點(diǎn)，而后每隔一定的距離進(jìn)行再次測量，可以將其控制在25.4mm左右，在測量相應(yīng)位置的錐度值，這樣連續(xù)測量三點(diǎn)。根據(jù)的測量的得到的數(shù)據(jù)，對機(jī)床進(jìn)行有針對性的調(diào)整，并對機(jī)床的定位誤差進(jìn)行有效的補(bǔ)償，進(jìn)而有效調(diào)整螺紋精車過程中的始點(diǎn)坐標(biāo)值，最終達(dá)到調(diào)整其錐度與緊密距的目的。

3.2.3 提高對強(qiáng)化加工精度控制的重視度

在實(shí)際加工油套管過程中，需要格外注意材料的內(nèi)外徑的橢圓度、垂直度這兩方面，嚴(yán)格控制橢圓度、垂直度可以更好地為機(jī)械加工做好基礎(chǔ)。因此，在整個加工過程中，相關(guān)加工人員首要任務(wù)要提高對強(qiáng)化加工精度控制的重視度，從油套管的螺紋加工實(shí)際需要出發(fā)，并嚴(yán)格遵照其中的各項(xiàng)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工。這就需要工作人員在實(shí)際加工中要緊密結(jié)合實(shí)際，分析出其中可能存在的影響因素，并采取有效措施對其進(jìn)行強(qiáng)化處理，進(jìn)而達(dá)到油套管加工需要。除此之外，在實(shí)際加工過程中，還要嚴(yán)格控制加工臺穩(wěn)定性，因?yàn)槿魏尾环€(wěn)定因素都會對所車的螺紋質(zhì)量造成影響，所以，有必要提高對加工精度的重視。

3.2.4 嚴(yán)格檢查和校正加工質(zhì)量

在油套管螺紋加工時(shí)，加工質(zhì)量尤為重要，因此，在加工前要進(jìn)行全面的檢查和校正，以免出現(xiàn)質(zhì)量問題。而在檢驗(yàn)過程中需要對檢驗(yàn)工具精度進(jìn)行控制，從而更好地確保加工的質(zhì)量。如果發(fā)現(xiàn)在加工過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，則要及時(shí)解決或者更換，分析其出現(xiàn)精度偏差的原因，并采用相應(yīng)的措施解決，從而更好地為以后油套管螺紋加工提供良好的優(yōu)化和完善措施，保證加工精度，提高加工質(zhì)量，最大化地確保石油企業(yè)的勘探效益。

4 結(jié)語

綜上所述，在加工油套管螺紋過程中，由于受到多方因素影響，所以出現(xiàn)加工質(zhì)量缺陷在所難免，但相關(guān)加工人員應(yīng)當(dāng)不斷提高對強(qiáng)化加工精度控制的重視度，通過有效措施最大化地將其質(zhì)量缺陷降低，提高其加工質(zhì)量。通過本文的分析，希望可以幫助油套管螺紋加工人員提供參考，更好地滿足勘探開發(fā)的需要。