李宇龍 張騰飛 仇麗霞 陳永宏

摘要：本文通過對SY/T 5029-2013《抽油桿》檢驗標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)力卸荷槽長度LR即抽油桿外螺紋臺肩與螺紋之間長度差值之間的關(guān)系進(jìn)行分析探討，對二者之間的聯(lián)系在檢驗環(huán)節(jié)中存在的問題進(jìn)行了論述，為SY/T 5029-****《抽油桿》標(biāo)準(zhǔn)修訂提出參考建議。

關(guān)鍵詞：應(yīng)力卸荷槽;外螺紋;檢驗方法;

內(nèi)容：

2020年末隨著長慶油田油氣當(dāng)量年產(chǎn)突破6000萬噸，建成我國首個特大級油田，采油井口數(shù)達(dá)到5.2萬余口.有桿泵采油為長慶油田主要采油模式，目前在用抽油桿約7800萬米。且隨著長慶油田二次加快發(fā)展，每年新投油井及老井維護(hù)使用更換抽油桿數(shù)量約450-500萬米。因此質(zhì)檢人員在應(yīng)用《抽油桿》標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行方式方法，對檢驗判定抽油桿質(zhì)量是否合格尤為重要。

1、現(xiàn)狀描述

應(yīng)力卸荷槽尺寸檢驗為抽油桿外觀尺寸檢驗時的重要檢測項目?，F(xiàn)行SY/T 5029-2013《抽油桿》檢驗標(biāo)準(zhǔn)只對檢驗數(shù)據(jù)及偏差做出規(guī)定要求，檢測方式方法中未對測量界限做出明確規(guī)定。 因此檢驗人員在日常檢驗中通常以應(yīng)力卸荷槽與螺紋間第一牙螺紋起點和第一牙螺紋的最大外徑之間進(jìn)行測量，測量數(shù)據(jù)的隨意性較大，導(dǎo)致對檢驗結(jié)果的判定存在較大異議。

SY/T 5029-2013《抽油桿》標(biāo)準(zhǔn)中鋼制抽油桿尺寸和公差（表A.1）

或間隙規(guī) 最大長度：測量的長度尺寸為表A.1所列之加上上偏差或?qū)㈤g隙規(guī)卡口調(diào)到保證使產(chǎn)品尺寸在規(guī)定的公差范圍內(nèi)的尺寸位置，產(chǎn)品長度不應(yīng)大于該尺寸。

最小長度：測量的長度尺寸為表A.1所列之減去下偏差或?qū)㈤g隙規(guī)卡口調(diào)到保證是產(chǎn)品尺寸在規(guī)定的公差范圍內(nèi)的尺寸位置，產(chǎn)品的長度不應(yīng)小于改尺寸。

1.2、存在問題

現(xiàn)行SY/T 5029-2013《抽油桿》檢驗標(biāo)準(zhǔn)對桿體各部分尺寸要求如下圖所示，各部分區(qū)域有明確標(biāo)注，基本可以明確區(qū)分。但應(yīng)力卸荷槽長度與螺紋連在一起統(tǒng)稱為外螺紋在檢驗時存在區(qū)域劃分問題，應(yīng)力卸荷槽（7）與螺紋（8）連接，通常螺紋為盤旋狀向前遞進(jìn)，抽油桿螺紋每牙起點至最大螺紋外徑相差約2.54mm（《抽油桿》標(biāo)準(zhǔn)中A.2.1螺紋壓型要求：抽油桿臺肩接頭的螺紋部分應(yīng)為10牙/in，1in=25.4mm），抽油桿應(yīng)力卸荷槽LR公差為+0.79mm，遠(yuǎn)小于2.54mm。抽油桿應(yīng)力卸荷槽LR公差為+0.79mm，遠(yuǎn)小于2.54mm。由于標(biāo)準(zhǔn)中無明確指導(dǎo)，所以檢驗人員在按照標(biāo)準(zhǔn)檢驗時為避免不必要紛爭，往往將檢驗條件放的較為寬泛，這與檢驗檢測工作的嚴(yán)謹(jǐn)性背道而馳。

2、應(yīng)力卸荷槽性能分析

2.1鍛造工藝、鍛造和熱處理是抽油桿制造最重要的環(huán)節(jié)，直接影響抽油桿的制造質(zhì)量和應(yīng)用性能。

鍛造過程有折疊、表面裂紋、結(jié)疤等缺陷，鍛造時加熱溫度和時間控制不當(dāng)會產(chǎn)生過熱或過燒現(xiàn)象，中頻加熱裝置采用狹縫式孔形爐膛，生產(chǎn)中以恒定功率、控制時間的方式可得到較好的鍛造質(zhì)量。

2.2加工成型、抽油桿端部的結(jié)構(gòu)特殊，其螺紋和應(yīng)力卸荷槽的加工方法、加工質(zhì)量及扳手方兩端圓弧加工質(zhì)量都是影響外螺紋尺寸的關(guān)鍵因素。

切削加工將外螺紋部分的金屬纖維切斷，銑削加工表面光潔度低;滾壓加工的螺紋金屬纖維連續(xù)，沿外螺紋的齒面彎曲分布，產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力抵抗螺紋表面萌生微裂紋，因此，外螺紋設(shè)計中應(yīng)選擇滾壓加工;同時部分抽油桿螺紋溝底形狀近似為梯形，外螺紋溝底形狀應(yīng)為圓弧相切。

2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計、卸荷槽的軸向剛度介于臺肩和螺紋段之間，剛度沿軸向變化避免剛度突變引起螺紋第一、二牙的承載高峰，減緩螺紋承載分布的梯度;卸荷槽彈性變形使螺紋連接始終保持緊張狀態(tài)，在交變載荷作用下螺紋應(yīng)力幅值減至最小，有效提高抽油桿疲勞性能。卸荷槽尺寸設(shè)計不當(dāng)、加工質(zhì)量不精，導(dǎo)致抽油桿螺紋的第一、二牙位置，影響螺紋尺寸。

3、情況分析

3.1方法一、我們以長慶油田常用16（5/8）mm（in）、19（3/4）mm（in）、22（7/8）mm（in）三種抽油桿規(guī)格為例，以現(xiàn)場隨機(jī)抽取的七個抽油桿生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的三種規(guī)格抽油桿210個樣品中，再次隨機(jī)抽取三種規(guī)格抽油桿各20個樣品進(jìn)行應(yīng)力卸荷槽長度LR測量。第一組數(shù)據(jù)以外螺紋臺肩到第一牙螺紋起點位置進(jìn)行測量，第一種方法所測數(shù)據(jù)均不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2方法二、第二組數(shù)據(jù)以外螺紋臺肩到第一牙螺紋最大外徑位置進(jìn)行測量。我們以兩組實測數(shù)據(jù)分別和《抽油桿》標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值做對比，第二種方法所測數(shù)據(jù)中95 % 滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，5 %超出標(biāo)準(zhǔn)上限。顯然兩種測量方法均與標(biāo)準(zhǔn)要求有差異。

3.3方法三、按照《抽油桿》標(biāo)準(zhǔn)中要求應(yīng)力卸荷槽LR長度，通俗理解應(yīng)不包含螺紋部分，即外螺紋臺肩至螺紋的起始位置。但實測數(shù)據(jù)中三種規(guī)格抽油桿按標(biāo)準(zhǔn)測量的話都不能滿足要求?，F(xiàn)我們以第一牙螺紋起點的相對面，即第一牙螺紋的中徑計算，16（5/8）mm（in）的抽油桿平均值為12.55mm<13.11mm、19（3/4）mm（in）的抽油桿平均值為14.58mm<15.09mm、22（7/8）mm（in）的抽油桿平均值為16.57mm<17.07mm，三種規(guī)格的抽油桿以第一牙螺紋的最小中經(jīng)計算平均值均小于三種規(guī)格的最小標(biāo)準(zhǔn)值，也均達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。

4、結(jié)束語及建議

由上述綜合分析來看，我們以外螺紋臺肩至第一牙螺紋起點位置，以第一牙螺紋的最大徑來測量或以第一牙螺紋中徑計算應(yīng)力卸荷槽長度LR，按照這三種方法計算所測算的應(yīng)力卸荷槽長度LR都存在較大爭議。

按照SY/T 5029-2013《抽油桿》標(biāo)準(zhǔn)中劃分區(qū)間來計算，所檢測量值應(yīng)不包含螺紋部分，應(yīng)達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)識，以外螺紋臺肩至第一牙螺紋起點位置計算應(yīng)力卸荷槽長度LR，減少在檢驗中檢驗人員隨個人主觀意志測算應(yīng)力卸荷槽長度LR。

因此建議：1、重新修訂SY/T 5029-2013《抽油桿》標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)中明確應(yīng)力卸荷槽界定區(qū)域。

重新修訂SY/T 5029-2013《抽油桿》標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于應(yīng)力卸荷槽長度LR測量方法。

對爭議部分統(tǒng)一測量標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一認(rèn)識，避免因人為因素影響判定結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1] SY/T 5029-2013《抽油桿》