DOL:10.13374/.issn1001-053x2012.s1.001 第34卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.34 Suppl.1 2012年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2012 特殊螺纹接头油井管的设计和选用 张毅高连新 无锡西姆菜斯石油专用管制造有限公司，无锡214028 通信作者，E-mail:g阳olianxin@163.com 摘要介绍了API螺纹油井管的特点及存在的问题，结合我国在开发、应用特殊螺纹接头油井管过程中取得的经验，从不 同的使用服役条件综合分析评述西姆莱斯开发的各种特殊螺纹结构设计与选用要点，并指出存在的问题，探讨进一步的研究 开发方向，为有针对性地选好、用好特殊扣油井管产品提供参考。 关键词油井管：特殊螺纹；气密封性能：设计原理；选用 分类号TE931.2 Design and selection of premium thread connection of oil country tubular goods ZHANG Yi,GAO Lian-xin Wuxi Seamless Oil Pipe Co.Ltd,Wuxi 214028,China Corresponding author,E-mail:gaolianxin@163.com ABSTRACT The characteristics and unsolved problems of API threaded OCTG were introduced.On the base of the usage and devel- opment experience of domestic oil field and manufactures,the premium threaded connections developed by Wuxi Seamless Pipe Co.Ltd (WSP)were described in detail.At the same time,the design principle,selection method and structure feature of WSP premium con- nections were discussed and analyzed according to the different service conditions.Furthermore,the deficiencies of WSP premium con- nections were also given,and the development direction was discussed too.Some references can be provided for selection and usage of premium connections. KEY WORDS oil country tubular goods (OCTG):premium thread connection:gas seal capability:design principles:selection 接头是油井管柱中受力最苛刻、结构最薄弱的 西姆莱斯开发的各种特殊螺纹结构设计与选用要 环节，采用特殊螺纹接头代替API接头是公认的提 点，并指出存在的问题，探讨进一步的研究开发方 高管柱寿命、解决油井管失效最为有效的方法.特 向，为进一步有针对性地选好、用好特殊扣油井管产 殊螺纹接头突破了API接头的设计框架，具有连接 品提供参考. 强度高、密封性能好、操作方便等优点，较好地解决 了油井管接头的结构完整性和密封完整性问题，应 1API扣型及存在问题 用范围不断扩大.因此，开发多种具有较高技术含 API螺纹具有技术成熟，易于加工，互换性好等 量、附加值高的各种特殊螺纹油井管，己经得到了广 优点.其缺点是，连接强度低，主要指圆螺纹（只是 大油井管生产厂的高度重视。目前，全世界油井管 管体强度的60%~80%)：密封性能差，且不可靠： 特殊螺纹有300余种.近年来，国内上海宝钢、天津 上扣控制难，不易对扣、引扣，旋扣时间长，且易发生 钢管公司、无锡西姆莱斯等均成功开发了各自的特 黏扣、错扣等现象；接头应力水平高，耐应力腐蚀性 殊螺纹产品，并取得了一定的应用效果，使得我国在 能差.API螺纹结构如图1所示. 特殊螺纹方面的研究与产业化达到了一个新的 分析表明，API螺纹在啮合的第一有效扣处接 阶段山 触应力最大，局部最大应力可达到中间齿面接触应 本文结合我国在开发、应用特殊螺纹接头过程 力的4倍左右.因此，API螺纹应力分布很不均匀， 中取得的经验，从不同使用服役条件综合分析评述 存在严重的应力集中现象，很容易发生黏扣.尤其 收稿日期：201201一10第 34 卷 增刊 1 2012 年 6 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 Suppl． 1 Jun． 2012 特殊螺纹接头油井管的设计和选用 张 毅 高连新 无锡西姆莱斯石油专用管制造有限公司，无锡 214028 通信作者，E-mail: gaolianxin@ 163． com 摘 要 介绍了 API 螺纹油井管的特点及存在的问题，结合我国在开发、应用特殊螺纹接头油井管过程中取得的经验，从不 同的使用服役条件综合分析评述西姆莱斯开发的各种特殊螺纹结构设计与选用要点，并指出存在的问题，探讨进一步的研究 开发方向，为有针对性地选好、用好特殊扣油井管产品提供参考． 关键词 油井管; 特殊螺纹; 气密封性能; 设计原理; 选用 分类号 TE931. 2 Design and selection of premium thread connection of oil country tubular goods ZHANG Yi ，GAO Lian-xin Wuxi Seamless Oil Pipe Co． Ltd，Wuxi 214028，China Corresponding author，E-mail: gaolianxin@ 163． com ABSTRACT The characteristics and unsolved problems of API threaded OCTG were introduced． On the base of the usage and devel￾opment experience of domestic oil field and manufactures，the premium threaded connections developed by Wuxi Seamless Pipe Co． Ltd ( WSP) were described in detail． At the same time，the design principle，selection method and structure feature of WSP premium con￾nections were discussed and analyzed according to the different service conditions． Furthermore，the deficiencies of WSP premium con￾nections were also given，and the development direction was discussed too． Some references can be provided for selection and usage of premium connections． KEY WORDS oil country tubular goods ( OCTG) ; premium thread connection; gas seal capability; design principles; selection 收稿日期: 2012--01--10 接头是油井管柱中受力最苛刻、结构最薄弱的 环节，采用特殊螺纹接头代替 API 接头是公认的提 高管柱寿命、解决油井管失效最为有效的方法． 特 殊螺纹接头突破了 API 接头的设计框架，具有连接 强度高、密封性能好、操作方便等优点，较好地解决 了油井管接头的结构完整性和密封完整性问题，应 用范围不断扩大． 因此，开发多种具有较高技术含 量、附加值高的各种特殊螺纹油井管，已经得到了广 大油井管生产厂的高度重视． 目前，全世界油井管 特殊螺纹有 300 余种． 近年来，国内上海宝钢、天津 钢管公司、无锡西姆莱斯等均成功开发了各自的特 殊螺纹产品，并取得了一定的应用效果，使得我国在 特殊螺纹方面的研究与产业化达到了一个新的 阶段［1］． 本文结合我国在开发、应用特殊螺纹接头过程 中取得的经验，从不同使用服役条件综合分析评述 西姆莱斯开发的各种特殊螺纹结构设计与选用要 点，并指出存在的问题，探讨进一步的研究开发方 向，为进一步有针对性地选好、用好特殊扣油井管产 品提供参考． 1 API 扣型及存在问题 API 螺纹具有技术成熟，易于加工，互换性好等 优点． 其缺点是，连接强度低，主要指圆螺纹( 只是 管体强度的 60% ～ 80% ) ; 密封性能差，且不可靠; 上扣控制难，不易对扣、引扣，旋扣时间长，且易发生 黏扣、错扣等现象; 接头应力水平高，耐应力腐蚀性 能差． API 螺纹结构如图 1 所示． 分析表明，API 螺纹在啮合的第一有效扣处接 触应力最大，局部最大应力可达到中间齿面接触应 力的 4 倍左右． 因此，API 螺纹应力分布很不均匀， 存在严重的应力集中现象，很容易发生黏扣． 尤其 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.s1.001