臨汾石油專用管用途和類別##石油套管強(qiáng)韌化熱處理工藝

石油套管

石油套管是石油鉆探用重要器材，其主要器材還包括鉆桿、巖心管和套管、鉆鋌及小口徑鉆進(jìn)用鋼管等。國(guó)產(chǎn)套管以地質(zhì)鉆探用鋼經(jīng)熱軋或冷拔制成，鋼號(hào)用“地質(zhì)”(DZ)表示，常用的套管鋼級(jí)有DZ40、DZ55、DZ753種。

1.用途

　　用于石油井鉆探。
2.種類
　　按SY/T6194-96“石油套管”分短螺紋套管及其接箍和長(zhǎng)螺紋套管及其接箍?jī)煞N。
3.規(guī)格及外觀質(zhì)量

　　(1)國(guó)產(chǎn)套管按SY/T6194-96規(guī)定，套管長(zhǎng)度不定尺，其范圍8-13m。但不短于6m的套管可以提供，其數(shù)量不得超過(guò)20%。

　　(2)套管的內(nèi)外表面不得有折疊、發(fā)紋、離層、裂紋、軋折和結(jié)疤。這些缺陷應(yīng)完全清除掉，清除深度不得超過(guò)公稱壁厚的12.5%。

　　(3)接箍外表面不得有折疊、發(fā)紋、離層、裂紋、軋折、結(jié)疤等缺陷。

　　(4)套管及接箍螺紋表面應(yīng)光滑，不允許有毛刺、撕破及足以使螺紋中斷影響強(qiáng)度和緊密連接的其他缺陷。4.化學(xué)成分檢驗(yàn)

　　(1)按SY/T6194-96規(guī)定。套管及其接箍采用同一鋼級(jí)。含硫量＜0.045%，含磷量＜0.045%。

　　(2)按GB222-84的規(guī)定取化學(xué)分析樣。按GB223中有關(guān)部分的規(guī)定進(jìn)行化學(xué)分析。

　　(3)美國(guó)石油學(xué)會(huì)ARISPEC5CT1988第1版規(guī)定?；瘜W(xué)分析按ASTME59最新版本制樣，按ASTME350最新版本進(jìn)行化學(xué)分析。
5.物理性能檢驗(yàn)

　　(1)按SY/T6194-96規(guī)定。作壓扁試驗(yàn)(GB246-97)拉力試驗(yàn)(GB228-87)及水壓試驗(yàn)。

　　(2)按美國(guó)石油學(xué)會(huì)APISPEC5CT1988年第1版規(guī)定作靜水壓試驗(yàn)、壓扁試驗(yàn)、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)(ASTME18或E10最新版本規(guī)定進(jìn)行)、拉伸試驗(yàn)、橫向沖擊試驗(yàn)(ASTMA370、ASTME23和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)最新版本規(guī)定進(jìn)行)、晶粒度測(cè)定(ASTME112最新版本或其他方法)。
6.主要進(jìn)出口情況

　　(1)石油套管主要進(jìn)口國(guó)家有：德國(guó)、日本、羅馬尼亞、捷克、意大利、英國(guó)、奧地利、瑞士、美國(guó)，阿根廷、新加坡也有進(jìn)口。進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)多參照美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API5A，5AX，5AC。鋼級(jí)是H-40，J-55，N-80，P-110，C-75，C-95等。規(guī)格主要為139.77.72R-2，177.89.19R-2，244.58.94R-2，244.510.03R-2，244.511.05R-2等。

　　(2)API規(guī)定長(zhǎng)度有三種：即R-1為4.88～7.62m，R-2為7.62～10.36m，R-3為10.36m至更長(zhǎng)。

　　(3)部分進(jìn)口貨物標(biāo)有LTC字樣，即長(zhǎng)絲扣套管。

　　(4)從日本進(jìn)口套管除采用API標(biāo)準(zhǔn)外，還有少部分執(zhí)行日本廠方標(biāo)準(zhǔn)(如新日鐵、住友、川崎等)，鋼號(hào)是NC-55E，NC-80E，NC-L80，NC-80HE等。

　　(5)在索賠案例中，出現(xiàn)過(guò)黑扣、絲扣損傷，管體折疊，斷扣和螺紋緊密距超差，接箍J值超差等外觀缺陷及套管脆裂、屈服強(qiáng)度低等內(nèi)在品質(zhì)問(wèn)題。
7.包裝

　　按SY/T6194-96規(guī)定，國(guó)產(chǎn)套管應(yīng)以鋼絲或鋼帶捆扎。每根套管及接箍螺紋的露出部分均應(yīng)擰上保護(hù)環(huán)以保護(hù)螺紋。
8.其他

　　按美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)APISPEC5CT1988年第1版，套管鋼級(jí)分H-40、J-55、K-55、N-80、C-75、L-80、C-90、C-95、P-110、Q-125共10種。

　　套管應(yīng)帶螺紋和接箍供貨，或按下述任一管端形式供貨：

　　平端、圓螺紋不帶接箍或帶接箍，偏梯形螺紋帶接箍或不帶接箍，直連型螺紋、特殊端部加工、密封圈結(jié)構(gòu)。

石油專用管用途和類別

　　石油專用管主要用于油、氣井的鉆探及油、氣的輸送。它包括石油鉆管、石油套管、抽油管。石油鉆管主要用于連接鉆鋌和鉆頭并傳遞鉆井動(dòng)力。石油套管主要用于鉆井過(guò)程中和完井后對(duì)井壁的支撐，以保證鉆井過(guò)程的進(jìn)行和完井后整個(gè)油井的正常運(yùn)行。抽油管主要將油井底部的油、氣輸送到地面。

　　石油套管是維持油井運(yùn)行的生命線。由于地質(zhì)條件不同，井下受力狀態(tài)復(fù)雜，拉、壓、彎、扭應(yīng)力綜合作用作用于管體，這對(duì)套管本身的質(zhì)量提出了較高的要求。一旦套管本身由于某種原因而損壞，可能導(dǎo)致整口井的減產(chǎn)，甚至報(bào)廢。

　　按鋼材本身的強(qiáng)度套管可分為不同鋼級(jí)，即J55、K55、N80、L80、C90、T95、P110、Q125、V150等。井況、井深不同，采用的鋼級(jí)也不同。在腐蝕環(huán)境下還要求套管本身具有抗腐蝕性能。在地質(zhì)條件復(fù)雜的地方還要求套管具有抗擠毀性能。

石油套管強(qiáng)韌化熱處理工藝

　　27MnCrV是生產(chǎn)TP110T鋼級(jí)石油管套的新型鋼種，常規(guī)生產(chǎn)TP110T鋼級(jí)石油管套鋼種是29CrMo44和26CrMo4。相對(duì)于后兩者，27MnCrV含有較少的Mo元素，可以極大地降低生產(chǎn)成本。然而采用正常的奧氏體化淬火處理工藝生產(chǎn)27MnCrV后存在明顯的高溫回火脆性，造成沖擊韌性偏低且不穩(wěn)定。

　　解決此類問(wèn)題通常采用兩種方法處理：一是采用回火后快速冷卻的方法避免高溫脆性，獲取韌性。、二是亞溫淬火法通過(guò)鋼種的不完全奧氏體化以有效地改善有害元素及雜質(zhì)，提高韌性。第一種方法，對(duì)熱處理設(shè)備要求相對(duì)嚴(yán)格，需要添加額外成本。

　　27MnCrV鋼的AC1=736℃，AC3=810℃，亞溫淬火時(shí)加熱溫度在740-810℃之間選取。亞溫淬火選取加熱溫度780℃，淬火加熱的保溫時(shí)間15min；淬火后回火選取溫度630℃，回火加熱保溫時(shí)間50min。由于亞溫淬火在α+γ兩相區(qū)加熱，在保留部分未溶解鐵素體狀態(tài)下進(jìn)行淬火，在保持較高強(qiáng)度的同時(shí)，韌性得到提高。

　　同時(shí)低溫淬火較常規(guī)溫度低，減小了淬火的應(yīng)力，從而減小了淬火的變形，這樣保證了熱處理的生產(chǎn)的順利操作，而且為后續(xù)的車絲加工等提供了很好的原料。

　　目前該工藝在天津鋼管的管加工廠已得以應(yīng)用，質(zhì)保數(shù)據(jù)表明，熱處理后的鋼管屈服強(qiáng)度Rt0.6在820-860MPa，抗拉強(qiáng)度Rm在910-940MPa，沖擊韌性Akv在65-85J間，抗毀性能100%合格。數(shù)據(jù)表明，27MnCrV鋼管已是相當(dāng)優(yōu)質(zhì)的高鋼級(jí)石油套管，另一方面也表明了亞溫淬火工藝是鋼制品生產(chǎn)中避免高溫脆性時(shí)的一種極好方法。

　　石油套管是一種大口徑管材，起到固定石油和天然氣油井壁或井孔的作用。套管是插入井孔里，用水泥固定，以防止井眼隔開巖層和井眼坍塌、并保證鉆探泥漿循環(huán)流動(dòng)，以便于鉆探開采。在石油開采過(guò)程中使用的不同類型的套管： 表層石油套管 - 保護(hù)鉆井，使其避免受淺水層及淺氣層污染， - 支撐井口設(shè)備并保持套管的其他層重量。技術(shù)石油套管 - 分隔不同層面的壓力，以便鉆液額度正常流通并保護(hù)生產(chǎn)套管。 - 以便在鉆井內(nèi)安裝反爆裂裝置、防漏裝置及尾管。油層石油套管 - 將石油和天然氣從地表下的儲(chǔ)藏層里導(dǎo)出。 - 用于保護(hù)鉆井，將鉆探泥漿分層。石油套管生產(chǎn)時(shí)，外徑通常為114.3毫米到508毫米。

石油套管理論重量規(guī)格表

石油套管重量計(jì)算公式

　　[(外徑-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)