钻具螺纹密封压力试验

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-04-20  

本检测详细阐述了钻具螺纹密封压力试验这一关键质量控制环节。文章系统介绍了该试验的核心检测项目、适用范围、标准化的检测方法流程以及所需的关键仪器设备,旨在为石油天然气钻探行业相关人员提供全面的技术参考,确保钻具螺纹连接在高压工况下的密封可靠性与作业安全。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

上扣扭矩-压力关系验证:在不同上扣扭矩下进行压力试验,验证达到规定密封压力所需的最小扭矩值。

最大静态内压密封性:在规定的最大静态内压下保持一定时间,检测螺纹连接处是否有泄漏现象。

最大静态外压密封性:模拟井筒外压环境,测试螺纹连接在最大规定外压下的密封性能。

压力循环疲劳密封性:对螺纹连接施加多次从低压到高压的循环压力,评估其在交变载荷下的密封耐久性。

温度-压力耦合效应测试:在特定温度环境下进行压力试验,评估温度变化对螺纹密封性能的影响。

螺纹脂影响评估:测试使用不同类型、不同涂抹量的螺纹脂对密封压力试验结果的影响。

缺陷敏感性测试:人为制造或模拟螺纹表面微小缺陷,评估其对密封压力的耐受能力。

卸扣后再上扣密封性:测试螺纹连接在经历一次或多次压力试验并卸扣后,重新上扣是否能保持原有的密封性能。

密封面接触压力分布分析:通过间接手段或专用设备评估螺纹啮合后密封面的实际接触压力分布状态。

极限爆破压力测试:逐步增加内压直至螺纹连接发生泄漏或结构失效,确定其极限承压能力。

检测范围

钻杆接头螺纹:包括钻杆管体两端的加厚接头螺纹,是钻柱中最常见的螺纹连接。

钻铤螺纹:用于连接重型、厚壁的钻铤,承受极大的扭矩和弯矩,密封要求极高。

方钻杆螺纹:连接方钻杆与下部钻具,传递地面旋转动力,需测试其高压密封性。

套管螺纹:用于下入井内固井的套管柱连接,其密封性直接影响层间封隔效果。

油管螺纹:用于生产管柱,在油气开采中长期承受高压,密封试验至关重要。

转换接头螺纹:用于连接不同规格、扣型的钻具,其密封性能需单独验证。

工具接头螺纹:如震击器、减震器等井下工具两端的连接螺纹。

新型特殊螺纹接头:包括各种具有金属对金属密封结构的非API标准高端螺纹产品。

修复螺纹:对经过磨损、损伤后修复的螺纹进行密封压力再验证。

全尺寸试验样管:为新产品研发或工艺评定而制作的专门用于破坏性压力试验的完整接头连接样管。

检测方法

静水压试验法:将螺纹连接试件置于充满水的密闭压力系统中,通过水泵增压进行测试,是最基础的方法。

气压试验法:使用压缩空气或惰性气体作为加压介质,灵敏度高,常用于低压初检或不允许进水的场合。

增压速率控制法:严格按照标准规定的压力递增速率(如MPa/min)施加压力,确保试验条件的一致性。

保压时间法:在达到目标试验压力后,保持规定的时间(通常为几分钟到半小时),观察压力表是否稳定。

泄漏检测法:包括直接观察泄漏、在螺纹处涂肥皂水观察气泡、使用水下集气法测量泄漏量等。

上扣扭矩控制法:使用扭矩仪或扭矩钳精确控制螺纹上扣扭矩,确保试验的初始条件符合标准。

压力循环程序法:按照预设的压力-时间曲线进行多次循环加压和卸压,模拟井下波动压力工况。

温度控制试验法:将试件置于高低温环境箱中,在温度稳定后进行压力试验,评估温变影响。

应变测量辅助法:在接头关键部位粘贴应变片,在加压过程中同步测量应变,分析应力分布。

失效分析法:对在试验中发生泄漏或破坏的试件进行拆检,分析失效位置和模式,如密封面划伤、粘扣等。

检测仪器设备

高压试压泵:提供试验所需的高压水源,最高压力需远高于被测螺纹的额定工作压力。

压力试验架:用于固定和支撑被试管柱或接头,一端封闭,另一端连接加压系统。

数字压力传感器与记录仪:高精度实时监测、显示并记录试验过程中的压力变化曲线。

液压扭矩大钳/动力钳:用于在试验前对螺纹连接进行精确的上扣和卸扣操作,控制上扣扭矩。

扭矩测量仪:校准和验证上扣扭矩的准确性,确保符合试验规程要求。

气体增压系统:用于气压试验,包括空压机、气体增压泵、储气罐及安全阀等。

恒温环境箱:为温度-压力耦合试验提供稳定的高温或低温环境。

p>泄漏检测装置:如皂液喷壶、水下集气测量管、高灵敏度气体检漏仪等。

数据采集与分析系统:集成压力、温度、扭矩等信号,自动执行试验程序并生成报告。

端面密封夹具:用于封堵试件非螺纹端,其自身必须具有远超试验压力的密封能力,确保试验有效性。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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