유정관 품질불량 및 예방

유정 파이프의 품질 결함은 주로 세 가지 측면에서 발생합니다.
첫째, 유정관 본체 자체의 기계적 성질, 내부 연결, 배관 본체의 계량 등 품질 결함이 요구 사항을 충족하지 못합니다.
둘째, 유정관 가공과정에서 나사산 매개변수(테이퍼, 피치, 톱니 높이, 켄형상, 커플링 양단 나사산의 동심도 및 근접거리)가 기준을 초과하는 품질불량, 검정색 나사산 버클, 버클 파손, 나사산 편차, 표준을 초과하는 나사 토크, 누출, 나사산 손상(스크래치, 범프), 요구 사항을 충족하지 않는 드릴 파이프 용접 품질 등;
셋째, 유정관의 압착 방지 성능, 부식 방지 성능, 천공 성능, 고착 방지 성능 등의 성능이 요구 사항을 충족하지 못했습니다.

1. 유정관 나사산 가공의 품질불량 및 방지
유정 파이프의 스레드 가공 중에 스레드에는 검은색 버클, 스레드 편차, 버클 파손, 스레드 긁힘(범프) 및 표준을 초과하는 스레드 매개변수와 같은 품질 결함이 있을 수 있습니다.

(1) 검은색 스레드 버클: 검은색 스레드 버클은 스레드의 국부적인 가공량이 너무 작아서 발생하며 "부드럽지 않음"을 초래하며 이는 파이프 끝의 외경 및 벽 두께 정확도, 난형성 및 직진성과 관련이 있습니다. . 파이프 본체의 검은색 버클은 파이프 본체의 외경이 너무 작거나, 파이프 끝이 충분히 직선이 아니거나, 타원형이 너무 커서 발생하는 경우가 많습니다. 커플링의 검은색 버클은 일반적으로 강관의 외경이 양의 공차를 초과하거나 벽이 음의 공차를 초과하거나 타원형이 너무 큰 경우에 발생합니다.

(2) 나사산 벽 편차: 나사산 벽 편차는 나사산 가공 후 강관의 벽 두께가 고르지 않아 한쪽은 얇고 다른 쪽은 두꺼워집니다. 나사산 벽이 어긋나는 이유는 검은색 나사 버클의 경우와 유사합니다. 이는 벽 두께가 고르지 않거나 굽힘이 있거나 강관 끝 부분의 과도한 타원형으로 인해 발생합니다. 때로는 나사산 벽 편차가 발생하거나 처리량이 적절하게 제어되지 않으면 나사산 바닥의 벽 두께가 음의 공차를 초과하여 유정 파이프의 연결 강도에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

(3) 실 끊어짐: 실 빗 커터가 실을 고속으로 강제로 절단할 때 실이 끊어지거나 실이 "손실"되면 실이 끊어지게 됩니다. 일반적으로 스레드 파손은 주로 강철에 포함된 큰 비금속 개재물에 의해 발생하며 스레드 콤 커터의 품질 및 스레드 가공 공정의 안정성과도 관련이 있습니다.

(4) 나사산 손상 : 유정관의 나사산 손상에는 완제품의 생산, 운송, 보관 과정에서 발생하는 타박상, 찰과상 등이 포함됩니다. 유정 파이프의 노출된 나사산이 멍이 들거나 부서지거나 녹슬지 않도록 방지하고 생산 중에 나사산이 단단한 물체(예: 운송 롤러, 경사형 화격자 바 등)와 충돌하지 않도록 하기 위해 외부 보호 장치를 설치해야 합니다. 내부 나사산이 있는 링은 유정 파이프 본체의 나사산에 나사로 고정되어야 하며, 외부 나사산이 있는 내부 보호 링은 커플링 나사산에 나사로 고정되어야 합니다.

API 사양 5CT 표준은 다음을 규정합니다.
① 실가공공장에서는 암나사 보호링을 나사로 조여주어야 합니다. 스레드 보호 링의 설계, 재료 및 기계적 강도는 정상적인 적재 및 하역 및 운송 중에 손상을 방지하기 위해 스레드와 파이프 끝을 보호해야 합니다.
② 오일과 케이싱의 운송 및 정상적인 보관 중에 나사산을 먼지와 물로부터 격리할 수 있도록 나사산 보호링의 설계와 재질이 필요합니다. 일반적인 보관 기간은 약 1년입니다.
③ 나사산 보호링의 재질 선택은 나사산 부식을 일으키거나 나사산 보호링이 나사산에 고착될 수 있는 재료 성분을 포함하지 않아야 하며, 사용 온도 -46℃ ~ +66℃에 적합할 수 있습니다.
④ 나강 나사산 보호링은 L80 강철 등급 9Cr 및 13Cr 파이프 본체에 사용해서는 안 됩니다.

(5) 스레드 매개변수가 표준을 초과합니다. 스레드 가공은 유정 파이프 생산에서 가장 중요한 프로세스이며 유정 파이프의 스레드 품질을 결정하는 핵심 프로세스이기도 합니다. 현재 대부분의 유정 파이프는 특수 CNC 공작 기계로 가공됩니다. 나사산을 가공할 때 공작물은 자동으로 중앙에 위치하며 플로팅 클램핑됩니다. 나사 가공용 공구는 초경 공구를 사용하며 스핀들 회전은 무단계입니다. 나사산을 처리하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 하나는 공작물이 회전하고 공구가 평면 이송 동작을 수행하는 것입니다. 다른 하나는 공작물이 움직이지 않고 공구가 회전하여 이송 동작을 한다는 것입니다. 이 두 가지 유형의 공작 기계에는 특징이 있습니다. 전자는 사용이 유연합니다. 일반 테이퍼사 가공시 생산성이 높을 뿐만 아니라, 직결사, 기밀성이 좋은 특수사(특수버클) 가공도 가능합니다. 일반 테이퍼 나사 가공에서는 후자에 비해 생산성이 높지만, 특수 버클 가공에는 전처리 공작 기계가 필요합니다. 스레드의 다양한 매개변수(중간 직경, 톱니 높이, 테이퍼, 피치, 톱니 프로파일 각도, 가까운 거리 등)는 스레드의 연결 강도와 밀봉 성능에 영향을 미칩니다. 스레드의 가까운 거리는 스레드의 각 단일 매개변수 변동의 포괄적인 값입니다. 스레드의 개별 매개변수가 검증되더라도 가까운 거리는 검증되지 않을 수 있습니다. 나사산의 다양한 매개변수의 정확도는 튜브 블랭크의 품질과 관련될 뿐만 아니라 나사산 가공 방법, 공작 기계 유형, 가공 공정의 안정성, 치수 정확도 및 치수 정확도와도 관련이 있습니다. 스레드 빗의 내마모성. 다른 조건이 동일한 경우 나사 빗의 치수 정확도에 따라 나사 크기의 정확도가 결정됩니다. 일반적으로 나사빗의 치수 공차는 제품 공차의 1/3~1/4 또는 그 이상이어야 합니다.

(6) 토크 및 J 값이 기준을 초과합니다. 오일과 케이싱의 토크는 커플링과 파이프 본체를 함께 나사로 고정할 때 생성되는 보충 토크를 나타냅니다. 토크를 제어하는 ​​목적은 커플 링과 파이프 본체 사이의 연결 강도와 나사산 측의 접촉 압력 응력을 보장하고 해당 나사산 밀봉 그리스와 협력하여 오일과 케이싱의 누출 방지를 달성하는 것입니다. API 표준 나사의 경우 J 값은 커플링과 파이프 본체를 조인 후 파이프 끝에서 커플링 중심까지의 거리를 나타내며 이는 나사 연결의 품질을 결정하는 중요한 매개변수 중 하나입니다.

(7) 누출: 오일과 케이싱 파이프 본체와 커플링 나사 사이의 접촉 압력 부족으로 인한 오일 및 케이싱 누출을 방지하기 위해 오일과 커플링이 있는 케이싱은 표준에 따라 정수압 테스트를 거칩니다. 파이프 본체와 커플링을 연결하는 나사산의 누출은 나사산의 종류와 품질, 오일과 케이싱의 나사 결합, 나사산 밀봉 그리스의 품질과 관련이 있습니다. 나사산 종류에 있어서는 사다리꼴 나사산보다 둥근 나사산의 밀봉 성능이 더 좋고, 특수 나사산이 더 좋습니다. 고정밀 나사산 모양과 합리적인 오일 및 케이싱 나사 조임 토크는 나사산의 밀봉 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 나사산 밀봉 그리스는 커플링 나사 체결 및 오일과 케이싱 사용 시 윤활, 나사산 틈 메우기(밀봉), 부식 방지 역할을 할 수 있습니다.

2. 유정관의 성능
유정 파이프의 성능에는 접착 방지 성능, 붕괴 방지 성능, 부식 방지 성능 및 천공 성능이 포함됩니다.

(1) 접착 방지 성능: 표준 요구 사항에 따라 오일과 케이싱의 나사 결합을 만들고 풀어야 합니다. 각 관절은 각각 6번씩 만들고 풀도록 규정되어 있습니다. 제조사에서 권장하는 최대 토크까지 조인 후 풀고, 오일과 케이싱의 내부 나사산과 외부 나사산의 고착을 확인하십시오. 오일과 케이싱 나사산의 고착은 나사산 품질, 나사산 표면 경도, 구성 속도, 표면 마찰 계수 및 접촉 응력(커플링 나사 체결 토크)과 같은 요인과 관련이 있습니다. 오일 및 케이싱 나사산의 고착 방지 성능을 향상시키려면 나사산의 마감, 경도 및 균일성을 개선해야 하며 나사 체결 속도를 줄이고 나사 체결 토크를 제어해야 합니다. 동시에 커플 링의 내부 스레드 표면에 더 부드러운 금속 또는 비금속 필름 층을 도금하여 오일의 파이프 본체와 케이싱을 커플 링에서 분리하여 두 스레드 사이의 금속 표면이 달라 붙는 것을 방지해야합니다. 실이 찢어지거나 심지어 찢어지는 것을 방지하기 위해. 커플링을 나사로 조이기 전에 나사산 표면을 나사산 그리스로 코팅하여 커플링을 나사로 조인 후 나사산이 달라붙는 것을 방지하고 나사산의 밀봉 성능을 향상시켜야 합니다. 커플 링 스레드 표면에는 아연 도금 공정 및 인산염 처리 공정과 같은 다양한 코팅 방법이 있습니다. 일부 특수 재료 및 특수 연결 나사의 경우 구리 도금이 필요한 경우가 많습니다. 공장 관련 나사 가공 관련 요소: 나사 매개변수(피치, 치 높이, 테이퍼, 조임 토크, 치형 반각 등), 내부 나사산과 외부 나사산 일치(표면 처리, 표면 마감, 인산염 처리, 아연 도금, 구리 도금, 등), 실 컴파운드(기능: 금속분말과 그리스로 구성된 윤활, 충진 및 밀봉 등), 메이크업 조절(메이크업 토크, 메이크업 속도 등), 재료 인자 등 유전 작업 관련 스레딩 관련 요소: 스레드 가드 없이 리프팅, 기울어진 조인트(파이프가 공중에서 흔들리고 유정 조인트와 동심이 아님), 조인트가 없거나 거의 없음, 스레드 컴파운드(표준 요구 사항을 충족하지 않음, 모래 및 기타) 이물질), 보충 속도 및 보충 토크, 대형 집게의 조임력 등

(2) 압착 방지(압쇄) 성능: 시추 깊이가 증가함에 따라 유정 및 가스정의 오일 및 케이싱에 대한 압력이 증가합니다. 특히 깊은 유정, 초심유정 또는 복잡한 구조의 유정 및 가스정에서 그렇습니다. 소성 흐름을 격리해야 하는 암염, 소금 페이스트, 셰일 및 연암층 등이 있습니다. 외부 압력이 특정 한계를 초과하면 유정 파이프 본체가 홈 모양 또는 타원형 변형을 생성하며 이를 유정 파이프 붕괴라고 합니다.

(3) 부식 방지 성능: 일부 유전 및 가스전에는 황화수소, 이산화탄소 또는 염화물 이온과 같은 부식성 매체가 다량 포함되어 있어 황화물 응력 부식에 대한 저항성을 포함하여 오일 및 케이싱에 대한 내식성 요구 사항을 제시합니다. CO2 및 Cl-부식 등에 대한 내성. 오일 및 케이싱의 내식성은 주로 강철의 화학적 조성 및 강관의 잔류 응력 값과 같은 요인과 관련됩니다. 철강 내 비금속 개재물 및 유해원소 함량 감소, Cr, Ni 등 부식방지 원소 함량 증가, 강관 내 잔류응력 감소, 강관 항복강도 비율 향상 등이 모두 도움이 됩니다. 오일과 케이싱의 내식성을 향상시킵니다.

(4) 천공 성능 : 유층 케이싱의 원유 생산부(다층 유정의 층상 유정 생산)에서는 지정된 유성을 함유한 오일샌드층에서 원유가 케이싱으로 유입될 수 있도록 천공이 필요합니다. 이러한 이유로 유층 케이싱은 우수한 천공 성능이 요구되며, 특히 건리스 천공 작업을 사용할 경우 케이싱의 천공 성능이 더 높아야 합니다. 케이싱의 천공 성능은 천공 테스트를 통해 얻습니다. 즉, 테스트할 케이싱을 시뮬레이션된 우물에 매달고, 특정 거리와 다른 방향을 가진 특정 수의 모양의 천공 총알을 케이싱에 걸어 놓습니다. 그런 다음 천공이 수행됩니다. 천공 후 시험 케이스의 구멍 주위에 균열이 없으면 천공 성능이 양호한 것으로 평가됩니다. 구멍 주위에 소수의 작은 균열이 있지만 그 수와 길이가 기술 조건의 요구 사항을 초과하지 않는 경우 천공 성능은 자격을 갖춘 것으로 평가됩니다. 구멍 주위의 균열 수나 길이가 요구 사항을 초과하는 경우, 특히 인접한 두 구멍 사이의 균열이 연결된 경우 천공 성능은 부적격으로 평가됩니다. 또한 유전에는 천공 후 케이싱 확장량과 구멍 주변의 내부 및 외부 버 높이에 대한 명확한 요구 사항이 있습니다.