Requisitos de precisión en el procesamiento de roscas para tubos de perforación

El tubo de perforación es un tubo de acero con rosca en la cola, que forma parte del tubo OCTG. La precisión del procesamiento de la rosca de los tubos de perforación se refiere a la precisión del tamaño, la forma y la posición de las roscas después del procesamiento, lo que afecta directamente el rendimiento y la vida útil de los tubos de perforación.

Requisitos de precisión dimensional
1. Tolerancia del diámetro exterior
La tolerancia del diámetro exterior de las roscas de los tubos de perforación generalmente está entre ±0,05 y ±0,15 mm. Por ejemplo, en algunos procesamientos comunes de roscas de tubos de perforación petrolera, los requisitos de precisión de la dimensión del diámetro exterior se controlan estrictamente dentro de un rango muy pequeño. Esto se debe a que el tamaño del diámetro exterior afecta directamente la estanqueidad del ajuste de la rosca. Si el diámetro exterior es demasiado grande, causará interferencias durante el ensamblaje y será difícil conectarlo con otros tubos de perforación o juntas; si el diámetro exterior es demasiado pequeño, la conexión estará suelta y no podrá transmitir el torque de manera efectiva ni soportar la fuerza axial.
2. Tolerancia del diámetro interior
La tolerancia del diámetro interior de la rosca suele ser de ±0,05 a ±0,1 mm. La precisión del tamaño del diámetro interior es importante para garantizar la resistencia de la raíz de la rosca. Un diámetro interior demasiado grande puede reducir el área de la sección transversal en la raíz de la rosca, reduciendo así su capacidad de carga; un diámetro interior demasiado pequeño puede afectar la circulación del fluido de perforación y otros medios dentro de la tubería de perforación.
3. Precisión del paso
La tolerancia del paso se controla generalmente a ±0,03 - ±0,05 mm. El paso preciso es la clave para garantizar un acoplamiento continuo y uniforme de la rosca. El error de paso provocará una fuerza desigual en los dientes de la rosca. Al transmitir el par durante la perforación, es fácil provocar que algunos dientes de la rosca se sobrecarguen y se dañen, lo que afecta la fiabilidad de la conexión de la tubería de perforación.
4. Tolerancia de la longitud de la rosca
La tolerancia de la longitud de la rosca efectiva es de aproximadamente ±3 - ±5 mm. La longitud de la rosca adecuada es un factor importante para garantizar la resistencia de la conexión. Si la longitud de la rosca es insuficiente, puede desgastarse cuando se somete a una gran tensión o par; si es demasiado larga, puede aumentar los costes innecesarios de material y las dificultades de procesamiento.

Requisitos de precisión del perfil dentario
1. Tolerancia del ángulo del perfil dentario
La tolerancia del ángulo del perfil dentario de la rosca de la tubería de perforación se controla normalmente entre ±0,5° y ±1°. Si tomamos como ejemplo la rosca estándar API común, su ángulo dentario es de 60° y el error del ángulo dentario debe controlarse estrictamente durante el procesamiento. Si el ángulo dentario es inexacto, el estado de contacto de los dientes de la rosca cambiará, lo que dará como resultado una reducción del área de contacto, una concentración de tensión agravada y una capacidad de carga y sellado reducidos de la conexión.
2. Precisión del perfil dentario
El perfil dentario debe cumplir con las especificaciones estándar correspondientes, como las normas API. La parte superior e inferior del perfil dentario deben ser lisas y planas, evitando bordes afilados o formas irregulares. Debido a que estas piezas son propensas a la concentración de tensión durante la conexión de la rosca y la carga de fuerza, lo que da como resultado una falla prematura de la rosca. Para el control de precisión del perfil dentario, generalmente se logra mediante equipos de procesamiento de alta precisión y trayectorias de herramientas precisas.

Requisitos de rugosidad de la superficie
1. Rugosidad de la superficie de la rosca externa
La rugosidad de la superficie (valor Ra) de la rosca externa de la tubería de perforación generalmente debe estar entre 3,2 y 6,3 μm. Una rugosidad de la superficie más baja puede reducir la fricción durante la conexión de la rosca, lo que hace que el ensamblaje sea más suave y, al mismo tiempo, favorece que el material de sellado (como la grasa para sellado de roscas) rellene mejor el espacio de la rosca y mejore el sellado de la conexión.
2. Rugosidad de la superficie de la rosca interna
La rugosidad de la superficie de la rosca interna (valor Ra) también suele estar en el rango de 3,2 a 6,3 μm. Esto ayuda a garantizar un buen ajuste entre las roscas internas y externas y reduce la posibilidad de desgaste y fugas. En el procesamiento real, la rugosidad de la superficie se controla mediante parámetros de corte, materiales de herramientas y tecnología de procesamiento adecuados.

Resumen
Los requisitos de precisión del procesamiento de la rosca de la tubería de perforación son extremadamente estrictos y cubren muchos aspectos. En términos de precisión dimensional, la tolerancia del diámetro exterior es generalmente de ±0,05 - ±0,15 mm, la tolerancia del diámetro interior es de ±0,05 - ±0,1 mm, la precisión del paso se controla en ±0,03 - ±0,05 mm y la tolerancia de la longitud de la rosca es de aproximadamente ±3 - ±5 mm. En términos de precisión del perfil del diente, la tolerancia del ángulo del perfil del diente generalmente se controla dentro de ±0,5° - ±1°, y el perfil del diente debe cumplir con las especificaciones estándar correspondientes para garantizar que la parte superior e inferior sean lisas y planas. Los requisitos de rugosidad de la superficie para las roscas internas y externas están en el rango de 3,2 - 6,3 μm. Estos requisitos de precisión garantizan el sellado y la confiabilidad de la conexión roscada de la tubería de perforación y cumplen con los requisitos de rendimiento en varias operaciones de perforación.