JJF 1108-2003 石油钻具接头螺纹工作量规、圆螺纹套管工作量规和油管螺纹工作量规校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1108-2003

石油钻具接头螺纹工作量规、圆螺纹

套管工作量规和油管螺纹

工作量规校准规范

CalibrationSpecificationforWorkingGaugeofRotaryShouldered

Connections,RoundThreadCasingandTubing

2003一09一23发布2003一12一23实施

国家质量监督检验检疫总局发布

工1F1108-2003

石油钻具接头螺纹工作量规、

圆螺纹套管工作量规和油管夕.O.O.0.0.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.飞

螺纹工作量规校准规范乙0

}，1108-2003{

弓仑

CalibrationSpecificationforWorking、.o.0.o.o.o.o.0.o.o.0.0.0.0.。护

GaugeofRotaryShoulderedConnections,

RoundThreadCasingandTubing

本规范经国家质量监督检验检疫总局于2003年09月23日批准，并自

2003年12月23日起施行。

归口单位:全国几何量长度计量技术委员会

主要起草单位:中国计量科学研究院

参加起草单位:中国石油天然气集团石油管材研究所

上海宝山钢铁集团公司钢管厂

宝鸡石油机械厂

天津钢管公司

本规范委托归口单位负责解释

.TJF1108-2003

本规范主要起草人:

薛梓(中国计量科学研究院)

王正强(中国计量科学研究院)

参加起草人:

卫尊义(中国石油天然气集团石油管材研究所)

朱富林(上海宝山钢铁集团公司钢管厂)

段旭峰(中国石油天然气集团宝鸡石油机械厂)

冉桂芬(中国石油天然气集团宝鸡石油机械厂)

李士臣(天津钢管公司)

JJF1108-2003

目录

1范围········································································，·················……(1)

2引用文献·。··················································································……(1)

3概述··························································································……(1)

4计量特性····················································································……(1)

4.1表面粗糙度··············································································……(1)

4.2钻具接头螺纹工作量规计量特性···················································……(1)

4.3圆螺纹套管工作量规和油管螺纹工作量规计量特性···························……(1)

4.4结构尺寸要求···········································································……(3)

4.5外观要求·················································································……(3)

5校准条件····················································································……(3)

5.1校准用仪器设备········································································……(3)

5.2校准环境··················································································一·(3)

6校准项目和校准方法·····················。···············································……(4)

6.1钻具接头螺纹工作量规的校准项目················································……(4)

6.2圆螺纹套管工作量规、油管螺纹工作量规的校准项目·························一·(4)

6.3外观检查·················································································……(6)

6.4表面粗糙度的校准·····································································……(6)

6.5量规的测量··············································································……(6)

6.6螺距的数据处理········································································……(8)

6.7中径圆锥锥度偏差的数据处理······················································……(9)

6.8螺纹塞规基面中径偏差的数据处理···································。············……(12)

6.9螺纹牙侧角的校准·····································································……(14)

6.10钻具接头螺纹塞规基面大径的校准·············································……(14)

6.11钻具接头螺纹环规基面小径的校准·············································……(15)

6.12螺纹长度的校准·····································································……(16)

6.13截顶高的校准········································································……(16)

6.14紧密距的校准········································································……(16)

6.15钻具接头螺纹量规其他校准项目················································……(19)

7校准结果表达··············································································……(19)

9复校时间间隔··············································································……(19)

附录A石油钻具接头螺纹工作量规结构和牙形····································……(20)

附录B石油圆螺纹套管、油管螺纹工作量规结构和牙形························……(24)

附录C圆螺纹套管、油管螺纹量规旋紧扭矩推荐值······························……(27)

附录D最佳测球直径选择和测杆校准···············································……(28)

附录E螺距数据处理实例·

JJF1108-2003

附录F紧密距超差的处理·····························、·································……(31)

附录G校准证书内容·····································································……(32)

附录H钻具接头螺纹量规和圆螺纹套管量规、油管螺纹量规的

紧密距量值传递图·········································‘·····················……(33)

JJF1108-2003

石油钻具接头螺纹工作量规、

圆螺纹套管工作量规和油管螺纹工作量规校准规范

范围

本校准规范适用于按API规范设计、制造、使用的石油钻具接头螺纹工作量规、圆

螺纹套管工作量规和油管螺纹工作量规的校准。

2引用文献

下列文献所包含的条文，通过在本规范中的引用而构成本规范的条文。本规范出版

时，所示版本均为有效。所有标准、规范或规程都会被修订，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。

APISPEC72002第40版旋《转钻井钻柱构件规范》SpecificationforRotaryDrillStem

Elements

APISTD5B1996年第14版套《管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验》Speci-

ficationforThreading,Gauging,andThreadInspectionofCasing,Tubing,andLinePipeThreads

(U.S.CustomaryUnits)

GB/T4749一1993石《油钻具接头螺纹量规》

GB/T9253.2一1999(石油天然气工、IV套管、油管和管线螺纹的加工、测量和检验》

3概述

根据紧密距传递关系，校对量规用于确定工作量规的互换紧密距值，工作量规直接

用于检查产品螺纹。工作量规包括螺纹塞规和螺纹环规。塞规检查产品内螺纹，环规检

查产品外螺纹。

按钻具接头螺纹的型式，石油钻具接头螺纹工作量规可分为数字型(NC)、正规型

(REG)、贯眼型(FH)和内平型(IF)。按旋向，可以是右旋或左旋的。

圆螺纹套管量规的标记为CSGo

油管螺纹量规分为不加厚油管螺纹量规和外加厚螺纹量规，其标记分别为TBG和

UPTBGo

4计，特性

4.1表面粗糙度

工作量规螺纹牙侧面和测量表面的表面粗糙度R。不得大于0.32tan.

4.2钻具接头螺纹工作量规计量特性

见表to

4.3圆螺纹套管工作量规和油管螺纹工作量规计量特性

见表20

..IlFll08一2003

表1钻具接头螺纹工作量规计量特性

除注明者外，单位均为n〕】Tl

塞规环规

校准项目极限偏差校准项目极限偏差

一

二，6，t925(6音1)·和Ncso士0t01o基面小径士0051

慕面

中径士0.013士0.015

、187.325(7音1)·和Nc56螺

)(2普一5告)·‘

一距

基面大径士0.051)16.9‘2，6(鲁1)·和NC56士Ot018

舒、161.925(6音1)·和Ncs。士0.010与(88.9一0010

嚣、187.325(7音1工1)和Nc56土0.013(二3合、n)一0.036

L。(88.9LR二92.1一101.6

+0.015一0，010

二(3合1)·0关(3鲁in一4，·，一0.041

L;=92.1一101.6+0.018中L，二104.8一114.3一0.010

(3音1一4·，‘O径(4音1一4告1)·一0.046

关圆

中LR=140.8一114.3+0.020锥L;二117.5一127.0一0.010

径(4李;。一4李in)0锥一0.051

6乙4(会1一，·，‘

圆度

L。=117.5一127.0L。=130.2一1397

锥+0.023一0010

锥(4音ni一，·，‘0(5音*一5合in)一0.056

度

LR二130.2一139.7LR二142.9一152.4

+0.025一0.010

(5奋1一5合1)·05(音1一6n，‘一0.061

L。二142.9一152.4

+0.028

钱孔直径士038

，?(5音?一?61)·0

螺纹牙侧角(/a2)士7厂螺纹牙侧角(/a)2士巧‘

长度气士24长度LR士2.4

截、，6，t92:(6音、)·和Nc:0士0.030截、6，‘.92，(6音lrl)和NC50土0.030

顶、，87t325(7音1)·和Nc56士0.032顶、187.325(7鲁1)·和Nc56士0.032

调整盘大径士0.38外径D。士04

配对紧密距5士0.025

，所示极限偏差为在长度L。上中径圆锥的直径差的偏差。

i.1F1108-2003

表2圆螺纹套管工作t规和油管蛆纹工作f规计f特性

除注明者外，单位均为mm

极限偏差

校准项目

塞规环规

基面中径土0.025

中径圆锥锥度+0.025~0一0.005~一0.030

螺距士0.013士0.020

螺纹牙侧角土10'土15'

截顶+0.100~0+0.100一0

塞规长度L,，环规长度L;一S士0.025t0.051

配对紧密距士0.635

‘所示极限偏差为在长度L;一g上中径圆锥的直径差的偏差。

4.4结构尺寸要求

钻具接头螺纹工作量规的主要结构尺寸可参考GB/T4749的规定，见附录Ao

圆螺纹套管工作量规和油管螺纹工作量规的主要结构尺寸可参考GB/T9253.2的规

定，见附录Bo

4.5外观要求

4.5.1量规表面应标明量规名称、型号规格、制造厂、出厂编号、出厂年月、自配紧

密距S值。钻具接头螺纹工作量规还应标明旋向代号。

4.5.2新制造的量规表面不得有划伤、刻痕、碰伤和腐蚀痕迹。使用中及修理后的量

规不允许有影响计量性能的外观缺陷。

4.5.3量规两端不完整螺纹应去除及倒钝。为保证去除无用的部分螺纹，钻具接头螺

纹工作塞规大端第一牙螺纹的起始位置应距大端测量面距离为(28.00土0.45)mm,

4.5.4工作量规可有横贯螺纹的纵向存污槽，且其中一个槽必须经过塞规小端第一个

完整螺纹的起始点或环规大端第一个完整螺纹的起始点。

5校准条件

5.1校准用仪器设备

工作量规校准用仪器设备见表3，在满足计量特性要求的前提下，也可以采用其它

校准仪器设备。

5.2校准环境

校准环境温度:新规及修理后为(20土1)`c，使用中量规为(20士2)`C。校准前，

被校塞规和环规应清洗干净后放置于室内平板上进行等温处理，等温时间不少于12h.

校准环境相对湿度,70%.

JJF1108-2003

表3校准用主要仪器

序号仪器名称准确度测量范围

MPEE￡土(0.8+L1400)1-

1坐标测量机g800mm

(L-测量长度，.M)

士(1+L/100)pm

2三坐标万能工具显微镜蕊l000mm

(L测量长度，mm)

3轮廓测量仪落l00mm

4螺纹半角测量仪3'

5表面粗糙度样板}:k10%

士(2.5+3L)pm

6数显高度测量仪(0一800)mm

(L测量长度，m)

7电感测微仪簇0.001mm(0一1)mm

8平板0级、1级(750x1000)mm

9重锤0.907kg一2.722kg

10深度千分尺士0.004mm(0一100)mm

11外径千分尺土0.002mm(0一125)mm

12游标卡尺土0.02mm(0一300)mm

6校准项目和校准方法

6.1钻具接头螺纹工作量规的校准项目

见表40

6.2圆螺纹套管工作量规、油管螺纹工作量规的校准项目

见表5。

表4钻具接头蛆纹工作t规的校准项目一览表

后续校准

校准项目首次校准使用中检验

修理后校准周期校准

基面中径++

螺距++

中径圆锥锥度十+

塞

基面大径++

螺纹牙侧角+十

规

长度Lp++

截顶+

调整盘大径+

工iF1108-2003

表4(续)

后续校准

校准项目首次校准使用中检验

修理后校准周期校准

基面小径++

螺距++

中径圆锥锥度++

环

螺纹牙侧角十+

长度LK十+

规

截顶+

调整盘外径+

镬孔直径十

外观++十+

表面粗糙度+

自配和互换紧密距+十十十

注:“十”表示应校准或检验，“一”表示可不校准或检验。

表5回螺纹套管工作f规、油管姻纹工作f规的校准项目

后续校准

校准项目首次校准使用中检验

修理后校准周期校准

基面中径十十

螺距十十

中径圆锥锥度++

塞

螺纹牙侧角++

规

塞规长度L,++

截顶十

表面粗糙度十

中径圆锥锥度十+

螺距十十

环

螺纹牙侧角++

环规长度(L。一S)+十

规

截顶+

表面粗糙度+

自配紧密距++

互换紧密距++十+

JJF1108-2003

6.3外观检查

用目测法检查，其结果可参考本规范第4章的规定。

6.4表面粗糙度的校准

使用表面粗糙度比较样板校准工作量规的螺纹牙侧面和测量表面的表面粗糙度，其

结果可参考本规范第4章的规定。

6.5量规的测量

量规的单项参数多且测量较复杂，可以使用不同的测量仪器来校准各单项参数，但

这些仪器校准各单项参数的测量不确定度应满足表6的要求。本节以三坐标万能工具显

微镜为例所描述的测量过程和数据处理可作为其它校准方法设计的参考。

表6各单项参数校准应达到的不确定度

除注明者外，单位均为mm

校准项目校准不确定度(k二2)

中径0.005

大(小)径0.017

钻具螺距0兀《W

接头

中径锥度0.005

螺纹

螺纹牙侧角3'

工作

量规螺纹长度0.200

截顶高0.010

紧密距0.008

圆螺中径0.008

纹套锥度0.006

管、油

螺距0.004

管螺

螺纹牙侧角5，

纹工

作量螺纹长度0.008

规紧密距0.060

分别对钻具接头螺纹量规和圆螺纹套管、油管量规的塞规和环规进行测量，可得到

螺纹牙槽对称中心线上各点的x，:坐标值，对:，:坐标值进行数据处理，就可分别

得到塞规的中径偏差、锥度偏差和螺距偏差以及环规的螺距偏差和锥度偏差。

6.5.1钻具接头螺纹量规

6.5.1.1塞规

a)按规定方法调整仪器，并选用带有最佳直径测球的测杆进行标定。测球直径的

选择和测杆的标定见附录D;

b)如图1，塞规以大端端面作为测量基面并放置在工作台上;

JJF1108-2003

c)用测杆测量放置在工作台上的螺纹槽规的一侧槽，找到螺纹牙对称中心处(拐

点处)，得到Z轴数值:。(螺纹槽规的槽中心至工作台面间的距离:。值事先已校准过);

d)测杆的一侧测球放在量规左边齿顶上，找到测球处于量规轴向截面时的拐点;

e)将测球放入左边距大端第二个完整牙槽内(A，点)，找出测球处于螺纹牙对称

中心的拐点，得到(XLIIZLI);

f)如图1，从下往上，在距螺纹小端减去二个整牙的范围内，沿螺纹牙对称中心线

平行于螺纹轴线逐牙进行测量，得到量规左边各牙X,Z轴数据(二。，:二)，(x,

Z,)，…(XLn，ZLn);

注:n为塞规的测量扣数。

9)将测头移动到量规的右侧，即左侧的对径方向，从螺纹小端第一个完整螺纹扣

开始，沿螺纹牙对称中心线从上往下逐牙进行测量至距螺纹大端第一个完整螺纹扣处，

得到量规右边各牙数据(XR(n+1),ZR(n+1)),(XRnIZRn)I…，(XRI,ZRI);

h)将量规在工作台上旋转900，重复。)，d),e),f),g)各步骤的测量，即量规的

测量需在互相垂直的两个轴向截面内进行。

MMZ.

XRn(+j),ZRn(+l)

X︸月助，

.

卫月x(R气n

l

ee

(XR3}RO

X(LI,ZLI)IX(R。

图1钻具接头螺纹塞规的校准

6.5.1.2环规

a)按规定方法调整仪器，并对带有最佳直径测球的测杆进行标定。测球直径的选

择和测杆的标定见附录D;

b)如图2，环规测量时以小端端面作为测量基准放置在调试好的工作台上;

c)测杆的一侧测球放在量规左边齿顶上，找到测球处于轴向截面时的拐点(即最

大直径处);

d)将测球放人左边距大端第二个完整牙槽内(A:点)，找到测球处于螺纹牙对称中

心的拐点，得到(XLIIZLI);

e)如图2，从上往下，在距螺纹小端减去二个整牙的范围内，沿螺纹牙对称中心线

平行于螺纹轴线逐牙进行测量，得到量规左边各牙X,Z轴数据(xLz,:。)，(XLt,

Zls)，…，(xI.n，ZLn);

JJF1108-2003

注:n为环规的测量扣数。

f)将测头移动到量规的右侧，即左侧的对径方向，从螺纹小端第一个完整螺纹扣

开始，沿螺纹牙对称中心线从下往上逐牙进行测量至距螺纹大端第一个完整螺纹扣处，

得到量规右边各牙数据(XR(。十1)，ZR(n十1)),(XR,,ZR..),…，(XR1,ZRI);

9)将量规在工作台上旋转900，重复c),d),。)，f)各步骤的测量，即量规的测量

需在互相垂直的两个轴向截面内进行。

6.5.2圆螺纹套管工作量规、油管螺纹工作量规

6.5.2.1塞规

a)塞规以大端端面作为测量基面并放置在调试好的工作台上，选用带有最佳直径

测球的测杆进行测试，测球直径的选择和测杆的校准见附录D;

b)确定台阶高b,，有两种方法，一种如图3(a)，用测高仪或外径千分尺测量台

阶b，的尺寸。另一种如图3(b)，直接以测球测量台阶高，得到读数be(b,=b,+

子)

c)若使用图3(a)所示方法，则按6.5.1.1中步骤c),d),。)，f),g),h)进行;

如使用图3(b)所示方法，则按6.5.1.1中步骤d),e),f),g),h)进行。

图2环规的校准

6.5.2.2环规

测量方法及步骤按6.5.1.2中各步骤进行。

6.6螺距的数据处理

钻具接头螺纹量规和圆螺纹套管量规、油管螺纹量规的螺距偏差数据处理方法相

同。对钻具接头螺纹量规任何两牙之间的螺距偏差可参考本规范4.2的规定。对油管、

圆螺纹套管量规任何两牙之间的螺距偏差可参考本规范4.3的规定。

a)将6.5中量规测量得到的左侧各:L数据填入表7中进行数据处理，数据处理实

例见附录Eo

b)左侧单个螺距实测值PL按公式(1)计算，并将计算值填人表7相应的栏中;

PLi=哆.一ZL(f-1)}(1)

JJF1108-2003

MZMI,192

}X(}XLrR,,nZ(HLr)r,}}Rrr(+}"X(XL(Rnp,Z,.LprIr,Z)ROwU),

(x.,.Z.)叹XR..气

Lp

属。】(XR2:RZ)(XR2,ZR2Jd

(X11(XLI.ZL)

(XRIZR(X.1ZR1)

zi'O

图3套管螺纹塞规的校准

式中:ZLs-'R规大端左侧第i扣Z轴的读数(i_}-2,…，n)

Z,(一‘，)—量规大端左侧第i一1扣Z轴的读数。

表7螺距校准数据记录(格式)

螺距Z轴实测值单个螺距实测值单个螺距偏差螺距累积偏差

序号气/mmPL;/pmAPL:/Km艺AP,/fam

1

2

c)左侧单个螺距偏差△尸“按公式(2)计算;

APL=尸11一尸。。(2)

式中:P...-螺距的标称值。

d)左侧螺距累积偏差AP-L按公式(3)计算;

APL=又APL;(k二2,·，。(3)

‘二1

。)在“螺距累积偏差”一栏中分别找出最大值(YAPL)mex和最小值(趾PL)mm

f)在测量长度范围内，左侧任意两牙之间的最大螺距累积偏差△P、应是e)步骤

中居后的最大值(Y-AP,,)二。或最小值与居前的最小值(ZAP'),。或最大值之差;

9)量规右侧的各:Rf(其中i=1,…，n十1)数据处理同6.6中步骤a),b),c),

d),e),f)，可得到右侧的最大螺距累积偏差AP,;

h)螺距偏差△P取△PL-与△尸、。的最大者。

6.7中径圆锥锥度偏差的数据处理

6.7.1钻具接头螺纹量规

钻具接头螺纹塞规锥度的测量长度按L。值，见附录A。如果测量长度小于L。时，

9

沃万Fll80一劲03

在计算锥度偏差时应折算到L。长度上。其中径圆锥锥度偏差的测量结果可参考本规范

4.2条规定。

6.7.1.1塞规

其具体数据处理如下:

a)如图1，将6.5.1.1中通过a)，b)，。)，)d，e)，约，9)各步骤得到的数据按公

式(4)计算出00轴向截面上每扣的从(0)，通过步骤h)得到的数据也可按公式(4)

计算出900轴向截面上每扣的M，(9)0;

%Ri一%L。+%R(+上)一xLi%R‘+xR(+1)

M()0=一劣]1(4)

22

式中:M()0—测杆在量规00轴向截面上第1扣的测量值，1=1，…，叫

:R，二R(十1)—分别为测杆在量规的右侧第1扣和第1+