接箍镀铜对油管抗粘扣性能的影响

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1、万方数据28宝钢技术2001年第3期接箍镀铜对油管抗粘扣性能的影响杜传军(宝钢股份公司技术中心，上海201900)摘要：在分析油管上卸扣过程中发生的粘扣现象的特征及机理的基础上，进行了接箍螺纹多种方式表面处理如镀铜、镀锌、磷化等试验，以改善螺纹抗粘扣性能，结果表明镀铜处理具有最佳的效果。关键词：螺纹；粘扣；镀铜；油管中图分类号：TG333．8文献标识码：B文章编号：1008—0716(2001)03—0028—03InnuenceofCouplingCopperizingonAnti-gallingPer

2、bm粕ceofTubingThreadsD比(：矗

3、“口n0“咒(BaosteelTechIlicalCenter；ShanghaiClIi衄；201900)Abstract：Basedontheanalysisofthecharactedsticandmechanismofgallingphenomenaontubingthreadsduringthemakeandbreakprocess，Variouskindsofsu—-acetreatmentforcouplingthreadhavebeenca埘edouttoimprovetheanti—gallingped'omance，suchascoppe

4、rizing，zinckingandphosphatizing，etc．Theresultshowsthatcopperizingisthemostef玷ctiVemethod．KeyWords：Thread；Galling；Copper-plating；Tubingl前言为了提高油井管的使用寿命，降低成本，油田都要求油井管能够反复使用多次，尤其是要求油管反复使用的次数更多，这就对油管提出了良好的抗粘扣性能的要求。因为如果油管发生粘扣，螺纹连接的完整性便遭到破坏，继续使用可能导致螺纹连接处的泄漏、连接强度降低，严重的可能发生脱落掉井等事故，给油田造成巨大的

5、经济损失。API标准要求油管在使用时能够上卸扣6次不粘扣。虽然各油田的井况都不相同，油管下井时的上扣条件(上扣手段、上扣扭矩与转速的控制等)也不尽相同，对油管上卸扣次数的要求不同，但各油田基本上都要求油管的上卸扣次数能达到10次以上，有些油田甚至要求能达到30次以上。对国内油田及有关部门的调研结果表明：国产油井管普遍存在着抗粘扣性能不好的问题，而杜传军工程师1968年生1993年毕业于北京科技大学现从事钢铁产品研究开发电话26648715进口油井管的抗粘扣性能则明显好于国产油井管。不仅国产油管容易粘扣，国产套管也容易粘扣；不仅无缝管易粘扣，石油焊管也易粘扣

6、，这说明国内油井管生产厂家还没有根本解决螺纹的粘扣问题。螺纹粘扣的影响因素很多，目前国内厂家从多个方面对粘扣问题进行了研究，如通过调整螺纹公差、改进齿型及螺纹脂等方法寻求改善油井管抗粘扣性能的途径。本文通过接箍不同表面处理方法对改善抗粘扣性能的效果的对比试验，寻求最佳的接箍表面处理方法。2油管粘扣的特征及粘扣机理2．1油管粘扣的特征一试样采用2÷”NuN80和J55油管，接箍经。锌磷化处理。公扣试样P1～P3的锥度按生产公差控制；P4一fy7的锥度：前4扣为1／15．5，其余扣为1／16；公母扣其它参数均为生产公差。以API标准推荐的上扣扭矩在MBs上卸扣

7、拧接试验机万方数据杜传军接箍镀铜对油管抗粘扣性能的影响29上进行上卸扣试验，试验结果见表l。表1粘扣试验结果7Fable1Resultsofgallingtest从试验中可以看到螺纹粘扣的特征：在螺纹的表面出现了划痕、拉毛，严重的则出现刮坑、结瘤等，螺纹的完整性已被破坏。螺纹粘扣易发生部位是公母螺纹的两端，即公螺纹的起始端(第1，2扣)及后端(第14～17扣)，分别对应于母螺纹的后端和起始端。2．2油管螺纹粘扣的微观机理分析油管螺纹粘扣主要是由公母螺纹之间的粘着磨损与磨粒磨损所引起。粘着磨损的实质是：相对滑动的公母螺纹表面在摩擦力的作用下，局部接触压力很高

8、，可能超过钢基体的屈服强度，在接触点产生塑性变形。这时，如果没有涂(镀)层，或者虽有涂(镀)层，但在切向运动时发生了破裂，那么，在常温下螺纹表面接触点局部可产生“冷焊”。另外，在高速、重载和摩擦产生高温等条件下，涂(镀)层极易破裂，公母螺纹便直接接触，在螺纹表面局部压力过高，发生软化或熔化而产生“热粘着”，形成粘结点。在其后的相对运动中，粘结点被剪断，同时又形成新的粘结点，就出现了粘结点的形成与剪断的循环，并发生材料的转移，从而出现螺纹粘着磨损。由于油管管体和接箍采用相同的钢级和材质，属于“同名金属”。而同名金属的亲合能大，互溶性也大，其粘着倾向性大，因此

9、在油井管螺纹连接处容易产生粘着磨损。显然，公母螺纹表面局部接触压力