钻具螺纹密封性压力测试

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-04-22  

本检测详细阐述了钻具螺纹密封性压力测试这一关键质量控制环节。文章系统性地介绍了该测试的核心检测项目、涵盖的钻具范围、主流及先进的检测方法,以及执行测试所必需的专业仪器设备,旨在为石油天然气、地质勘探等领域的工程技术人员提供全面的技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

上扣扭矩与密封性关系测试:研究在不同上扣扭矩下,螺纹连接的密封性能变化规律,确定最佳上扣扭矩范围。

静态内压密封测试:在螺纹连接处施加稳定的内部静水压力,评估其在静止状态下的长期密封完整性。

静态外压密封测试:模拟井下环空压力环境,对螺纹连接施加外部静压,检验其抗外挤和密封能力。

压力循环疲劳测试:对螺纹连接进行多次压力升降循环,评估其在交变载荷下的密封耐久性和抗疲劳性能。

温度-压力耦合测试:在高温或温度循环条件下进行压力测试,评估温度变化对螺纹密封材料及配合性能的影响。

气体密封性测试:使用氮气、氦气等介质进行测试,因其分子更小、渗透性更强,可检测更微小的泄漏。

极限爆破压力测试:持续增加压力直至螺纹连接失效,以确定其最大承压能力和安全系数。

螺纹脂影响评估:测试不同品牌、型号的螺纹脂对密封性能的增强或影响作用。

磨损后密封性测试:对经过多次上卸扣、存在一定磨损的螺纹进行测试,评估其剩余密封寿命。

全尺寸整体测试:对包含多个螺纹连接的单根或立根钻具进行整体压力测试,评估组合密封效果。

检测范围

钻杆接头螺纹:包括钻杆管体与工具接头之间的连接螺纹,是测试最频繁的部位。

钻铤螺纹:用于连接重型钻铤的螺纹,因其承受高扭矩和高压,密封性要求极高。

方钻杆螺纹:检查方钻杆上端与水龙头、下端与钻杆的连接螺纹密封性。

套管接头螺纹:涵盖API标准及特殊螺纹(如VAM、FOX等)的套管连接密封测试。

油管接头螺纹:用于生产管柱的油管螺纹,测试其在产出流体压力下的密封能力。

钻具组合(BHA)螺纹:包括螺杆钻具、震击器、随钻测量工具等底部钻具组合的连接螺纹。

转换接头螺纹:用于连接不同规格、扣型钻具的转换接头两端的螺纹密封性。

新型特殊螺纹连接:测试非API标准、带有独立金属/弹性密封结构的高性能螺纹。

修复螺纹:对经过修复(如重新车削、镀层)的钻具螺纹进行密封性再认证测试。

海上钻井隔水管及升沉补偿器螺纹:针对海洋钻井苛刻环境下的关键连接部位进行高压密封测试。

检测方法

水压试验法:最常用的方法,使用水作为加压介质,通过观察压力表读数是否稳定来判断密封性。

气压试验法:使用压缩空气或氮气加压,结合气泡检测或压降法,灵敏度高于水压法。

氦气质谱检漏法:高灵敏度检测方法,使用氦气作为示踪气体,用质谱仪检测微小泄漏,精度极高。

压降法:将压力升至规定值后关闭阀门,监测一段时间内的压力下降值,以此评估泄漏率。

升压法:在封闭系统内持续注入少量流体,通过单位时间内的压力上升速率来计算泄漏率。

超声波泄漏检测法:使用超声波检测仪捕捉高压流体通过泄漏点时产生的湍流超声信号。

声发射检测法:在压力测试过程中,用声发射传感器监测螺纹部位因应力或微泄漏产生的声波信号。

全自动测试系统控制法:由计算机控制系统自动完成加压、保压、数据采集、泄漏分析和报告生成。

高温高压(HTHP)模拟测试法:在可模拟井下高温高压环境的试验舱内进行综合密封性能测试。

应变测量辅助法:在压力测试的同时,在接头关键部位粘贴应变片,测量应力分布以间接评估密封接触状态。

检测仪器设备

液压试压泵:提供高压水源的核心设备,分为电动泵和气动泵,需具备稳定的压力输出和流量控制能力。

气压增压系统:用于气体压力测试,将工厂气源增压至所需的高压,通常包含多级增压缸。

高压试验堵头:用于密封被测螺纹两端的专用工具,分为盲堵和通径堵头,带有O型圈等辅助密封。

数字压力传感器与记录仪:高精度测量和实时记录测试过程中的压力变化,是压降法测试的关键。

氦气质谱检漏仪:用于高灵敏度密封测试,能够检测到极低速率的气体泄漏。

数据采集与控制系统:集成传感器信号输入、执行器控制、数据处理和存储的计算机系统。

高压安全防护舱:在进行高压尤其是气体压力测试时,用于包裹被测件,防止意外破裂造成伤害。

扭矩扳手或扭矩仪:用于在测试前,以精确的扭矩值将测试堵头与被测螺纹上紧,确保测试条件一致。

超声波泄漏检测仪:便携式设备,通过耳机或显示屏指示泄漏产生的超声波信号强度和位置。

高温高压试验舱:具备加热和压力维持能力的密闭容器,用于模拟井下真实工况进行综合测试。

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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