整体加重钻杆

ICS 75.180.10 E 92 备案号:1150-1 998 S丫 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/ T 5146-1 997 整 体 加 重 钻 杆 Heavy weight drill pipe 1997-12-31发布 1998-07-01实施 中国石油天然气总公司 发 布 SY/ T 5146-1997 目 次 前言 ·····················，····························”·········································，···········⋯⋯ IV 1 范围 ·············································”···········”·········································⋯⋯ 1 2 弓}用标准 ·...........................................·一‘·················.·⋯⋯’“·“’“二‘’‘··⋯⋯‘二’· 1 3 技术要求 ·····················································，“············，··························⋯⋯ 1 4 试验方法 ··，·····”······‘··.................................................···，····‘·4····，······一 5 5 标志与包装 ···，，··，·························，··，············“··”，···”，·····························，·⋯⋯ ， 附录A(标准的附录)整体加重钻杆螺纹端尺寸·······················，·，·························⋯⋯ 8 附录B际准的附录)圆柱形拉伸试样尺寸···························”····························⋯⋯ 9 附录C(标准的附录)超声波检验··································“··”·”一‘···一’二‘’⋯⋯’‘’·‘”·‘10 附录D(标准的附录)整体加重钻杆断面模数及断面模数比···，·”·········”··················⋯⋯ 12 SY/ T 5146-1997 ou 舌 本标准是根据SY 5146-86《整体加重钻杆》修订的. 本标准对SY 5146-86的结构、内容进行了全面修订。修订的主要内容有: a)增加了范围”。 b)增加了“弓}用标准” c)对“技术要求”进行了以下重写: (1)将原标准中的尺寸飞公差及基本参数等内容并人技术要求内; (2)增加表面质量检侧内容; (3)对制造工艺内容进行补充; (4)对连接部位应力分散结构的内容进行修改补充。 d、对 试验方法”进行了以下修订: (1)增加对拉伸、冲击取祥位置方法的规定和插图说明，删去与S Y 5290-91《石油钻 杆接头》有关的内容; (2)增加小尺寸试样冲击吸收功要求的内容; (3)增加直线度测量方法的内容 e)修改了“标志与包装”。 0增加了附录D“整体加重钻杆断面模数及断面模数比” 本标准从生效之日起，同时代替SY 5146-86> 本标准的附录A,附录B,附录C、附录D都是标准的附录。 本标准首次发布日期二1987年4月1日。 本标准由石油管材专业标准化委员会提出并归口 本标准起草单位;中国石油天然气总公司石油管材研究所、华北石油管理局钻井工艺研究所. 本标准主要起草人 樊治海 安丙尧 孔寒冰 颜 峰 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/ T 5146-1997 代替SY 5146-86 整体加重钻杆 Heavy weight drill pipe 1 范围 本标准规定了整体加重钻杆的结构形式、尺寸规格、技术要求、试验方法、标志与包装的要求 本标准适用于石油、天然气钻井作业用整体加重钻杆。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本 均为有效.所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB / T 222-1984 钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差 GB / T 223.1一223.34-1991 钢铁及合金化学分析方法 GB / T 228-1987 金属拉伸试验法 GB / T 229-1994 金属夏比缺口冲击试验方法 GB / T 231-1984 金属布氏硬度试验方法 GB / T 4749一」993 石油钻杆接头螺纹量规 GB / T 9253.1一』988 石油钻杆接头螺纹 SY 5290-31 石油钻杆接头 SY/T 5987-94 钻杆国外订货技术条件 3 技术要求 3.1 结构形式 整体加重钻杆的结构形式应符合图1的要求。 Rr76 R76 R76 R76 刀F A A D} 于于4v生.二 ’8淤一一。54B ne0- 3812士 10 R76 R7fi 9300士 150 I型 R76 R7fi R 76 R 7fi ? ?? ? 13500士150 1型 图1 整体加重钻杆结构 中国石油天然气总公司1997-12-31批准 1998-07-01实施 — 1 SY/ T 5146-1 997 3.2 3.2.1 尺寸规格 整体加重钻杆的尺寸规格应符合表 1的规定. 表1 整体加重钻杆的尺寸规格 3.2.2 整体加重钻杆主要尺寸公差应符合表2的规定。 表2整体加重钻杆主要尺寸公差 m m 外径 C 内径 B L'cA L 倒角 DF 内外螺纹 接头外径 A 加厚部分外径 D B 士0.8 +;6 士150 士0.4 士08 士0.75%D +0.80 整体加重钻杆内螺纹接头与钻杆吊卡扣合处可按需方要求制成18“锥形台肩或直角台肩，见 整体加重钻杆壁厚差应符合表3规定。壁厚差指在同一截面上，最大壁厚与最小壁厚之差。 — 2 — SY/ T 5146-1997 表3 整体加重钻杆各部位壁厚差 位置 内外螺纹接头 中部加厚处 管体 壁厚差 毛 12%t ‘ 12%t 蕊 16% t 注:t为理论壁厚 1士 45` ( a)直角台肩形式 (b) 18。锥形台肩形式 图2 接头台肩形式 3.2.5 整体加重钻杆在全长范围内直线度不超过0.55mm/ m. 3.2.6 接头与管体间的圆角以及中间加厚处与管体间的圆角应光洁、平整 圆角尺寸见图10 3.2.7 如需方要求整体加重钻杆螺纹连接部位带应力分散结构，可按图3、图4和表4的规定加工， 也可由需方自定形式加工 锥孔 R25. 410. 4' ID?, 300fl00} 50.8土6. 35 50. 8士6. 35 (a)内螺纹内孔应力分散结构 (b)外螺纹应力分散结构 图3 螺纹连接部位应力分散结构 蕊20曰_{ 35士0.4户 38. 1士3.18 丫 30.士2- 内螺纹内孔应力分散槽 图4 替代的内螺纹连接部位应力分散结构 — 3 — SY/ T 5146-1997 表4 整体加重钻杆螺纹连接部位应力分散结构尺寸 整体加重 钻杆螺纹 类型 内螺纹台肩面至 最后一牙刻痕长度 Lx1 1.6 m m 内螺纹圆柱段 直径 D澎 m m 内螺纹圆柱段后 的锥段锥度 士20.83 mm/ m 外螺纹槽 直径 DRG纵79 nlm 内螺纹端面至应 力分散结构长度 LRG 0Z'RG -7.2 m m NC38(3' / 21F) 88.9 88.11 166.67 89.30 92.1 NC46(41F) 101.6 106.76 166.67 109.93 104.8 NC50(4' / 21F) 101.6 117.48 166.67 120.65 104.8 3.3 螺纹 3.3.1 螺纹牙型尺寸应符合GB / T 9253.1-1988中4.1的规定。 3.3.2 螺纹尺寸公差应符合GB / T 9253.1-1988中第5章的规定。 3.3.3 整体加重钻杆螺纹端尺寸应符合附录A 标准的附录)的规定，替代的其他螺纹尺寸见 GB / T 9253.1一」988中表2. 3.3.4整体加重钻杆实测紧密距应符合GB / T 9253.1-1988中第5章的规定。 3.4 表面质量 3.4.1 外螺纹台肩面、内螺纹端面和螺纹工作表面应光洁，表面粗糙度应符合表5的规定，且不允 许有毛刺、裂纹、凹痕和龟裂等损害连接密封性的缺陷. 表5 表面粗糙度 拜m 外螺纹台肩面 内螺纹台肩面 螺纹工作面 螺纹牙顶面 凡532 双,5 3.2 R,-< 6.3 R,< 12.5 3.4.2 管体表面不得有裂纹、折叠和结疤等缺陷。如有上述缺陷，修磨后，壁厚不得小于规定壁厚 的92%，修磨处应呈圆滑过渡，不允许出现棱角和突变. 3.5 耐磨环 3.5.1 整体加重钻杆的两端接头和中间加厚部分应敷焊硬质耐磨环带，敷焊部分外径应与未敷焊的 附近部分外径一致，见图5, 3.5.2 敷焊后，耐磨环外表面应平整过渡，基体不得有裂纹和焊层剥落等缺陷。表面硬度不低于 HRC50.敷焊硬质耐磨材料的颗粒度应在30-40目范围内。 3.6 化学成分 整体加重钻杆用钢化学成分中硫、磷合量不得超过0.035%. 3.7 制造工艺 3.7.1 整体加重钻杆产品应采用合金钢整体轧制或锻造成型，经机械加工制成。 3.7.2 整体加重钻杆在加工螺纹之前应进行全截面正火、淬火与回火热处理。 3.7.3连接部位应力分散槽应进行冷滚压。冷滚压应在螺纹检验合格后进行。 3.7.4整体加重钻杆螺纹以及内、外螺纹面和台肩面应进行镀铜或磷化处理，优先采用镀铜工艺处 理。若需方要求，还可进行螺纹根部滚压强化. 3.8 机械性能 整体加重钻杆的机械性能应符合表6的规定。 — 4— SY/ T 5146- 1997 1X 45' 直角台肩形式 180健形合肩形式 (a》接头耐磨环 (b)中间加厚部分时磨环 图5 整体加重钻杆耐磨环形式 表6 整体加重钻杆机械性能 抗拉强度Qb M Pa 屈服强度a,2 M Pa 伸长率64 % 哪 HB 夏比冲击吸收功AKV 7 妻 964 ) 758 ) 13 285- 341 平均值)54 最小值)47 4 试验方法 4.1 检验规则 制造时应在整体加重钻杆两端加长处逐根取样进行拉伸、冲击试验，取样位置应等同图6规定的 位置，必要时可按4.3.1的规定取样. 4.2化学成分分析 整体加重钻杆的化学成分按质量保证书验收。根据要求必须进行验证分析时，应按GB / T 222 的规定制样，并按GB / T 223.1一223.34的规定进行分析验收。 4.3机械性能试验 4.3.1 取样方法 4.3.1.1 外螺纹接头拉伸试样和冲击试样取样位置按图6的规定执行。试样的整个标距长度应在外螺 纹接头的锥形部位，其中心位置在离台肩面32mm处，试样沿纵向与螺纹轴线平行。 4.3.1.2 管体试样应在管体任意部位切取，试样中心线与壁厚中心线重合。 4.3.1.3 试样应采用不改变管体和接头材料组织及性能的方法截取. — 5 — SY/ T 5146-1997 (a)拉伸试祥取样位里 (6)冲击J试样取样位里 图6 外螺纹接头拉伸和冲击试样取样位置 4.3.2 拉伸试验 拉伸试验采用圆棒试样并取一个试样，试样尺寸应符合附录B(标准的附录)的规定，并优先采 用标准试样。试验应按GB / T 228的规定进行。屈服强度是使试样标距内产生0.2%残余伸长时对 应的拉伸应力. 4.3.3 冲击试验 冲击试验采用夏比V型缺口试样并取三个试样，试验应按GB / T 229的规定在室温下进行 在 4.3.1.1规定的位置不能获得标准试样时，可采用1Ommx 7.5mmx 55mm和1Ommx 5.Ommx 55mm 试样.小尺寸试样最小冲击吸收功要求见表7. 表7 小尺寸试样冲击吸收功要求 试样规格 mmx mm 表 6规定的吸收功的百分数 % lox 10刀 lox 7.5 lox 5刀 100 80 55 4.3.4 硬度试验 硬度试验按GB /T 231的规定进行。沿整体加重钻杆轴向外表面上取5个间距相等的点(其中 两个端点分别距外螺纹台肩面和内螺纹端面30mm)进行测试. 4.4通径检验 整体加重钻杆内孔应进行全长通径检查。通径规的最小直径等于公称内径减去3.2mm，通径规 直径公差为士。3mm，长度为3000mm. 4.5 整体加重钻杆直线度测量方法 从整体加重钻杆两端沿表面所拉直线与整体加重钻杆中间外表面最大偏离量，对工型不得超过 3.2.5的规定，对II型不得超过3.2.5规定的最大偏离量加(A-C) / 2. 4.6 壁厚检验 整体加重钻杆壁厚检验采用超声波测厚仪在全长范围内任意截面上进行，壁厚差值应符合表3的 规定。 4.7 螺纹检验 4.7.1 螺纹的螺距、锥度、紧密距检验应按SY 5290的规定进行。 — 6— SY/ T 5146-1997 4.7.2 整体加重钻杆螺纹的表面镀铜或磷化处理必须在紧密距检验合格后进行。镀铜或磷化处理 后，紧密距应符合SY/ T 5987--94中4.1.12的规定。 4.7.3 校对规、工作规和螺纹之间的关系及紧密距传递应符合GB / T 4749的规定。 4.8 无损检验 4.8.1 除用肉眼检查外，出厂以前，整体加重钻杆应进行全长 (包括螺纹)无损检验 (超声波探伤 r 和磁粉探伤)。 4.8.2 整体加重钻杆内外表面若发现缺陷，可按3.4的规定处理. 4.8.3 超声波探伤标准试块用拟.6mm平底孔试块，详见附录C(标准的附录)。 5 标志与包装 5.1整体加重钻杆螺纹部分、台肩面和端面必须徐以中性防护油，并戴软垫圈和保护环。 5.2整体加重钻杆外表面应涂以绿色或蓝色防护漆 5.3 按本标准制造的整体加重钻杆，出厂前应按下列顺序在外螺纹接头180锥面处或90“台肩处管 体B的外表面上。围绕整体加重钻杆轴线。用钢字打印如下标记: a)制造厂厂标 (或厂名); b)出厂年、月; c)接头型式; d)外径; e)内径· 5.4 每根整体加重钻杆出厂时应附有一式两份质量保证书，其内容包括: 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 号、钢号、炼钢炉 号、批号、规格、长度、理化性能、出厂日期、厂名和本标准规定的全部检验结果 5.5 整体加重钻杆各耐磨环应用木板或草绳包扎。 5.6 整体加重钻杆标记按下列原则命名: ZH 丁毛系列，、用罗马数字工、:表示) 一 加重钻杆接头型式，例如NC50 — 管体外径尺寸(mm)除以2.54mm — “钻”字汉语拼音的第一个字母 — “加”字汉语拼音的第一个字母 — “整”字汉语拼音的前两个字母 — 7 — SY/ T 5146-1997 附 录 A (标准的附录) 整体加盆钻杆螺纹端尺寸 整体加重钻杆螺纹端尺寸应符合图A1和表A1的规定. 15.875 <12. 7 of of of勺 图A1 整体加重钻杆螺纹端尺寸 表A1 整体加重钻杆螺纹端尺寸 螺纹 类型 螺纹 牙 型 螺距 P m m 每 25.4mm 牙数 锥度 螺纹基 面中径 C 外螺纹 锥部大 端直径 DL 外螺纹 四柱部 分直径 DLF= 0.40 外螺纹 锥部小 端直径 DS 外螺纹 锥部 总长度 乙Pc0_32 内螺纹 最小有 效螺纹 长度 LBT 内螺纹 锥部 长度 LBC言9.5 内螺纹 扩锥孔 大端 直径 Qc-04 m m NC38 V-0.038R 6.350 4 1:6 96.723 102.006 98.83 85.065 101.6 104.8 117.5 103.6 NC46 V-0 .038R 6.350 4 I:6 117石00 122.784 119.61 103.734 1143 117石 130.2 124_6 NC50 V-0 .038R 6.350 4 1:6 128.059 133.350 130.43 114.300 1143 117.5 130口 134.9 5 '/2FH V-0.050 6.350 4 1:6 142刀11 147.955 126.797 127.00 127.1 142.9 150.0 — 8 — 5Y/ T 5146-1 997 附 录 B (标准的附录) 回柱形拉伸试样尺寸 圆柱形拉伸试样尺寸应符合表B1和图B1的规定。 图B1 四柱形拉伸试样 表B1 圆柱形拉伸试样尺寸 m m 代 号 标准试样 与标准尺寸成比例的小尺寸试样 标距长度G 50土0.10 351 0.10 25士0.10 直径D 12.5土0.25 8.75士0.18 6.25士0_12 最小圆角半径R 10 6 5 试样两头部间的平行部分长度最小值A 60 45 32 注 1 试样两头部间的平行部分长度最小值A内两端直径与标距中心位置直径的偏差不得超过1%D. 2 必要时平行部分长度A可以增加，以便采用任一合适的标距长度的引伸计. 3 标距长度及其平行长度两端的图角见表中所示，但其头部形状不作规定，其与试验机的夹头相配合时加载方 向应与轴向一致.如果头部采用楔形夹头，夹持端应尽可能长些，以使试样伸进夹头的长度大于或等于夹头 长度的l/2 — 9 — SY/ T 5146-1 997 附 录 C (标准的附录) 超声波检验 C1 设备 设备应有足够的灵敏度以检查出缺陷。 C2 参考标准试样 参考标准试样必须与被检验产品具备相同的材质和经相同的热处理、材料不允许有裂纹、夹杂等 缺陷。少1.6平底孔为灵敏度标准，检验纵向缺陷用试样如图C1所示，检验横向缺陷用试样如图C2 所示。整体加重钻杆规格不同，试样的尺寸就不同. C3 探头 检验不同规格的整体加重钻杆，需用不同角度的斜探头。斜探头的折射角根据" 1.6平底孔的位 置确定，要使声场中心轴与孔底平底正交 C4 判定 任何瑕疵产生的信号等于或大于参考标准试样的信号，就认为是不合格 其余tz. s D;-'ff体外径;d,-管体内径; P;=sin '(d;+2)/D;; S;二[(d;/ 2)+1[/ tgp;+20 图C1 超声波参考标准试样 (工) - 10— 5Y/ T 5146- 1997 RJ一夕卜圆半径;r,内孔半径 图C2 超声波参考标准试样(II) — 1t— SY/ T 5146-3997 附 录 D ‘标准的附录) 整体加重钻杆断面模数及断面模数比 钻杆的疲劳破坏通常多发生在靠近钻挺上部少数几根钻杆处，这主要是由于刚性钻挺和柔性钻杆 之间的剖断面突变所引起的。 整体加重钻杆断面模数见表D1，钻挺断面模数见表D2e 表D1 整体加重钻杆断面模数 外径 内径 断面模数 n2m m 】】lm m Min' in, 88.9 3 1/2 52.39 2./16 60665 3.702 1143 4，/2 71.44 2 13/ 16 124230 7.581 127_0 5 76.2 3 175037 10 681 139.7 5 1/2 92.1 35/: 217161 13.252 表D2 钻挺断面模数 外径 内径 断面模数 m m m m m 1n mm' in3 88.9 3 1/2 38.1 1 1八 66646 4刀67 104.8 41/e 50.8 2 106680 6.510 120.7 4 3/4 50.8 2 167000 10.191 127.0 5 57.2 2'/4 192857 11.769 152.4 6 572 2'/4 340629 20.786 巧2.4 6 71.44 2 13/1s 330724 20.182 巧8.8 6'/4 57.2 2 '/4 386243 23.570 158.8 6'/4 71.44 2 13/ 1s 376657 22.985 165.1 6]/2 57.2 21/; 435470 26.574 165.1 6'/z 71.44 2 13/ 16 426326 26刀16 171.5 6 3/q 57.2 2'/q 488679 29 821 177.8 7 572 2 3/4 545935 33.315 - 12— SY/ T 5146-3997 表D2 (完) 外径 内径 断面模 数 m m m m m m mm, in' 177名 7 71.44 2 13/ Is 537438 32.796 1842 7 1/4 71.44 2 13/ 16 599193 36.565 196.9 73/4 71.44 2 13 /16 735877 44_906 2032 8 71.44 2 13 /16 811127 49.498 209.6 8 1/4 71.44 2 13/ Is 891161 54 382 228.6 9 71.44 2 13/ 16 1161630 70.887 241.3 91/2 76.2 3 1365632 83.336 247.7 9 3/e 76.2 3 1477769 90.179 254.0 10 76.2 3 巧95772 97.380 279.4 11 76.2 3 2129466 129.948 - 13