姜穎(中石化華東石油工程有限公司六普鉆井分公司 江蘇 泰州 225300)

鉆具是保證石油生產(chǎn)工作順利進(jìn)行的一種重要設(shè)備，一旦鉆具設(shè)備出現(xiàn)粘扣現(xiàn)象，不但會(huì)損傷螺紋，同時(shí)還可能導(dǎo)致鉆具的接頭直接報(bào)廢。如此一來(lái)，就會(huì)對(duì)鉆井進(jìn)度造成影響，并引起經(jīng)濟(jì)損失[1]。因此，做好螺紋防粘扣工作對(duì)于石油鉆具的正常使用具有重要作用，本文結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)石油鉆具螺紋防粘扣技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，旨在加快石油工程的發(fā)展。

一、鉆具螺紋出現(xiàn)粘扣現(xiàn)象的原因

引起石油鉆具螺紋出現(xiàn)粘扣現(xiàn)象的常見(jiàn)原因如下：（1）螺紋損傷原因。使用鉆具時(shí)常會(huì)造成螺紋出現(xiàn)磕碰變形等損傷，上扣時(shí)螺紋變形部位將可能受到高切向應(yīng)力與壓應(yīng)力的影響，在上扣操作完成后螺紋就會(huì)出現(xiàn)塑性變形現(xiàn)象，變形后螺紋凸出部分極容易出現(xiàn)粘扣問(wèn)題。（2）螺紋參數(shù)原因。重新對(duì)部分螺紋進(jìn)行車(chē)絲扣時(shí)基本參數(shù)，如錐度、牙高、緊密距或螺距等超出了規(guī)定的公差范圍，將會(huì)導(dǎo)致壓應(yīng)力不斷增大，并由此引起螺紋過(guò)早粘扣。（3）上扣原因。如在上扣時(shí)對(duì)接不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致對(duì)接螺紋之間出現(xiàn)傾斜角；傾斜角出現(xiàn)后旋合內(nèi)外螺紋時(shí)就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)扣與粘扣問(wèn)題[2]。上扣速度過(guò)快會(huì)導(dǎo)致摩擦界面的金屬出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，因此就會(huì)造成母扣、公扣粘著，粘扣現(xiàn)象也就因此發(fā)生。此外，如螺紋脂的涂抹不均、鉆具退磁及消磁不徹底等也會(huì)引起粘扣。

二、石油鉆具螺紋防粘扣技術(shù)及應(yīng)用

1.鉆具螺紋表面處理

對(duì)鉆具螺紋表面進(jìn)行處理是預(yù)防粘扣現(xiàn)象出現(xiàn)的重要途徑，目前表面處理技術(shù)主要包括以下兩種。（1）滲氮技術(shù)及應(yīng)用。通過(guò)加熱使氮元素分解為可以被鋼鐵表面所吸收的氮原子，鋼鐵吸收氮原子后，就會(huì)在表面形成厚度為5μm～50μm的氮化物，如（Cr、Mn）3N及CrN等。氮化層不但具有良好的耐腐蝕性及抗疲勞性，同時(shí)還能夠充分發(fā)揮抗粘著作用。例如，可以先對(duì)J55油管的外壁及內(nèi)壁進(jìn)行除銹處理，隨后將真空型氮化爐放入油管當(dāng)中進(jìn)行氮化處理，處理時(shí)間為8h左右，取出氮化爐后便可以上扣與卸扣。實(shí)踐證明，采用滲氮技術(shù)后，上卸扣9次之內(nèi)均可以避免發(fā)生粘扣問(wèn)題，同時(shí)還能夠有效減少磨損現(xiàn)象。（2）鍍鋅技術(shù)及應(yīng)用。鍍鋅技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于金屬防腐處理，在對(duì)螺紋表面進(jìn)行處理時(shí)可以考慮選用氰化鍍鋅工藝，以增強(qiáng)鍍液的覆蓋能力與分散性能。實(shí)踐證明，當(dāng)鍍層的厚度＞30μm時(shí)，能夠有效防止螺紋出現(xiàn)粘扣現(xiàn)象。需要注意的是，在應(yīng)用鍍鋅表面處理技術(shù)時(shí)需要克服鍍鋅層熔點(diǎn)較低及脆性較大的缺陷，將419.5℃發(fā)熱熔點(diǎn)盡量提升至450℃以上。此外，由于鍍鋅層在上扣卸扣時(shí)可能會(huì)被剝落，因此要及時(shí)對(duì)剝落物進(jìn)行處理，以免對(duì)環(huán)境造成污染。

2.合理使用螺紋脂

螺紋脂是連接螺紋時(shí)的一種必需物質(zhì)，實(shí)踐證明應(yīng)用螺紋脂不但可以使鉆具螺紋密實(shí)性及潤(rùn)滑性得以增強(qiáng)，同時(shí)還能夠避免螺紋出現(xiàn)過(guò)度上緊的問(wèn)題，因此在實(shí)際工作中應(yīng)用可以有效預(yù)防粘扣現(xiàn)象的發(fā)生。為了確保螺紋脂充分發(fā)揮防粘扣作用，應(yīng)注意做好以下工作。（1）在進(jìn)行對(duì)扣前要對(duì)絲扣進(jìn)行處理，即利用毛刷及清水將絲扣表面存在的污物，如泥漿等的清除，隨后再將螺紋脂均勻涂于絲扣表面。（2）優(yōu)化選擇螺紋脂。如石油鉆具在工作狀態(tài)下面臨高扭力負(fù)荷，則應(yīng)選擇含有少量軟金屬的螺紋脂，如鋅基螺紋脂等，以避免因分離油膜遭到破壞而導(dǎo)致螺紋脂被擠出。鋅基螺紋脂中細(xì)鋅粉的質(zhì)量比為40%～60%，當(dāng)鉆具螺紋受到接觸壓力的強(qiáng)烈擠壓時(shí)，細(xì)鋅粉就會(huì)不斷聚結(jié)成少量固體顆粒。固體顆粒可以密封泄漏管道，并同時(shí)使鉆具螺紋表面接觸狀態(tài)得以改變，當(dāng)齒面接觸應(yīng)力得以降低時(shí)就可以有效預(yù)防粘扣。（3）嚴(yán)格控制在API BULL 5A 2標(biāo)準(zhǔn)下生產(chǎn)或制作的螺紋脂。如石油鉆具在工作時(shí)承受的扭力較低，則可以使用此類(lèi)螺紋脂，如扭力較大，則不適用，以免因緊扣扭矩過(guò)小而引起鉆具事故。

3.螺紋參數(shù)優(yōu)化及完善上扣操作

螺紋參數(shù)優(yōu)化與完善上扣操作是預(yù)防粘扣的重要方法。（1）對(duì)石油鉆具的螺紋參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化不但可以有效延長(zhǎng)鉆具的使用壽命，同時(shí)也可以有效防止出現(xiàn)粘扣現(xiàn)象。在優(yōu)化參數(shù)時(shí)可以將API Spetct 5B作為控制標(biāo)準(zhǔn)，以J55級(jí)直徑為73mm的油管為例，其螺紋接箍參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：螺紋高度公差的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為-0.05mm～0.02mm，API標(biāo)準(zhǔn)為-0.01mm～0.05mm；螺距公差（25.4mm）的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為±0.04mm，API標(biāo)準(zhǔn)為±0.07mm；錐度內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為0.063mm～0.066mm，API標(biāo)準(zhǔn)為0.060mm～0.068mm；緊密距的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為4.0mm～7.0mm，API標(biāo)準(zhǔn)為（5.08±3.81）mm。（2）為預(yù)防粘扣，在上扣時(shí)應(yīng)注意避免野蠻操作，如在母接頭的臺(tái)肩上直接上公接頭的端部等，以避免臺(tái)肩面的密實(shí)性受到影響。應(yīng)確保母接頭與公接頭相互對(duì)中后才能進(jìn)行旋扣操作，如發(fā)現(xiàn)接頭出現(xiàn)卡阻或搖擺問(wèn)題，則禁止通過(guò)高速旋緊的方法強(qiáng)行上扣，以免對(duì)螺紋造成損壞。正確的方法應(yīng)為，采用大鉗稍稍回轉(zhuǎn)公母接頭，當(dāng)公母接頭逐漸松脫時(shí)，將立柱提起并同時(shí)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)立柱，完成以上操作后再次進(jìn)行對(duì)扣。此外，也可以先采用人工的方法將1扣～2扣旋緊后才開(kāi)始機(jī)緊操作，同時(shí)司鉆人員應(yīng)根據(jù)旋緊的具體情況慢慢將剎把放松，以確保鉆桿處于垂直狀態(tài)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鉆具螺紋粘扣會(huì)給石油生產(chǎn)工作造成非常惡劣的影響，因此要深入研究粘扣問(wèn)題產(chǎn)生的原因，并在此基礎(chǔ)上合理利用防粘扣技術(shù)，如合理選用螺紋脂，強(qiáng)化螺紋修復(fù)及檢查，避免使用質(zhì)量或參數(shù)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的石油鉆具，禁止野蠻上扣，優(yōu)化螺紋的參數(shù)設(shè)計(jì)及加強(qiáng)鉆具螺紋檢測(cè)工作等。此外，還應(yīng)在實(shí)際的工作中不斷總結(jié)防粘扣經(jīng)驗(yàn)，并找出防粘扣工作中存在的不足，從而為鉆具的有效使用提供條件。

[1]趙琳琳,王玉梅.中石油螺桿鉆具和鉆頭授權(quán)(長(zhǎng)城鉆探)集采:民主協(xié)商下的集采杰作[J].石油石化物資采購(gòu),2011(2):26-31.

[2]張帥,唐明,田紅燕.如何提高鉆具組合和鉆頭水眼組合及優(yōu)化鉆井參數(shù)的探究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013(19):193.