石油(yóu)套管
API SPEC 5CT-1999(套管和油管規範),是美國石油(yóu)學會(American Petreleum Instiute, 簡稱"API")編製並發布的在世(shì)界各地通用。
其中(zhōng):套管由地表麵伸(shēn)進鑽井(jǐng)內,作為井(jǐng)壁襯的管子(zǐ),其管子(zǐ)之間通過接箍連接。主要材質為J55、N80、P110等鋼級,以及抗硫化氫腐蝕的C90、T95等鋼(gāng)級。其低鋼級(J55、N80)可為焊接鋼管。油管:由地表麵插入套管內直至油層的管子(zǐ),其管子之間通過接箍或整體(tǐ)連接。其作用於是抽油機將油層石油經油管輸送到地麵。主要材質為J55、N80、P110、以及抗硫(liú)化氫(qīng)腐蝕的(de)C90、T95等(děng)鋼級。其低鋼級(J55、N80)可(kě)為焊接鋼管。
石油套管是石油鑽探用重要(yào)器材,其主要器(qì)材(cái)還包括鑽杆、岩心管和(hé)套管(guǎn)、鑽鋌及小口徑鑽進用鋼管等(děng)。國產套管以地質(zhì)鑽探用鋼經熱軋或冷拔(bá)製成,鋼號用“地(dì)質”(DZ)表示,常(cháng)用的套管鋼級有DZ40、DZ55、DZ753種(zhǒng)。
1.用途
用於石油(yóu)井鑽探。
2.種類
按SY/T6194-96“石油套管”分短螺紋套管及其接箍和(hé)長螺紋套管(guǎn)及其接箍兩種。
3.規格及外觀質量
(1)國產套管按SY/T6194-96規定(dìng),套管長度(dù)不定尺,其範圍8-13m。但不短於6m的套管可(kě)以提(tí)供,其數量不得超過20%。
(2)套管的內外表麵不得有(yǒu)折疊(dié)、發紋、離層、裂紋、軋折和結疤。這些缺陷應完全清除掉,清除深度不得(dé)超過公稱壁厚的12.5%。
(3)接箍外表(biǎo)麵不得有折疊、發紋、離層、裂紋、軋折、結疤等缺陷。
(4)套管及接箍螺紋表(biǎo)麵應光滑,不允(yǔn)許有毛刺、撕(sī)破及足(zú)以使(shǐ)螺紋中斷影響強度(dù)和緊密連接的其他缺陷。
4.化學成分檢驗
(1)按SY/T6194-96規定。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的規定取化學分(fèn)析(xī)樣。按GB223中(zhōng)有關部分的規定進行化學分析。
(3)美國石油學會(huì)ARISPEC5CT1988第1版規定。化學分析按(àn)ASTME59最新版本製樣,按(àn)ASTME350最新版本進行化學分析。
5.物理(lǐ)性能檢驗(yàn)
(1)按SY/T6194-96規定。作壓扁試驗(GB246-97)拉力試驗(GB228-87)及水壓試驗。
(2)按美國石油學會APISPEC5CT1988年第1版規定作靜水壓試驗、壓(yā)扁試驗、硫化物應力腐蝕開裂試(shì)驗、硬度試驗(ASTME18或E10最新版本規定進行)、拉伸試驗(yàn)、橫向衝(chōng)擊試驗(ASTMA370、ASTME23和有關標準最新版本規定進行)、晶粒度測定(ASTME112最新版本或其他方法)。
6.主(zhǔ)要進出口情況
(1)石油(yóu)套管主要進口國家有(yǒu):德國、日本(běn)、羅馬尼亞、捷克、意(yì)大利、英國、奧地利、瑞士、美國,阿根廷、新加坡也有進口。進口標(biāo)準多參照美國石油(yóu)學(xué)會標準API5A,5AX,5AC。鋼級是H-40,J-55,N-80,P-110,C-75,C-95等。規格主要為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。
(3)部分進口貨物(wù)標有LTC字樣,即長絲(sī)扣套管。
(4)從日本進口套(tào)管(guǎn)除采用API標準外,還有少部分執行日本廠方標(biāo)準(如新日鐵、住友、川崎等),鋼號是NC-55E,NC-80E,NC-L80,NC-80HE等。
(5)在索賠案例中,出現過黑扣、絲扣損傷,管體折疊,斷扣和螺紋緊密距超差,接箍J值超(chāo)差等外觀缺(quē)陷(xiàn)及套管脆裂、屈服(fú)強度低等內在品質問題。
7.包裝
按SY/T6194-96規定(dìng),國產(chǎn)套管應(yīng)以鋼絲或鋼帶捆紮。每根套管及接箍螺紋(wén)的露出(chū)部分均應擰上保護環以保護螺(luó)紋。
8.其他
按美國石油學會標準APISPEC5CT1988年第1版,套管鋼級分H-40、J-55、K-55、N-80、C-75、L-80、C-90、C-95、P-110、Q-125共10種。
套管應帶(dài)螺紋(wén)和接箍供貨,或按下述任一管端(duān)形(xíng)式供貨(huò):
平端(duān)、圓螺紋不帶接箍(gū)或帶(dài)接箍,偏梯形螺紋帶接箍或不(bú)帶(dài)接箍,直連型螺紋、特殊(shū)端部加工、密封圈結構。
27MnCrV是生產TP110T鋼級石油管(guǎn)套的新型鋼種,常規生產(chǎn)TP110T鋼(gāng)級石油管套鋼種是29CrMo44和26CrMo4。相對於後兩者,27MnCrV含有(yǒu)較少的Mo元素,可(kě)以極大地降低生產成本。然而采用正常的奧氏體化淬火(huǒ)處理工藝生產27MnCrV後存在明顯的高溫回火脆性,造成衝擊韌性偏(piān)低且不(bú)穩定(dìng)。
解決此類問(wèn)題通常采用兩種方法處理:
一是采用回火後快速冷卻的方法(fǎ)避免高溫脆性,獲取韌性。
二是亞溫淬火(huǒ)法通過(guò)鋼種的不完全(quán)奧氏體化以有(yǒu)效地改善有害元素及雜質,提(tí)高韌(rèn)性。第一種方法,對熱處理設備要求相(xiàng)對嚴格,需要添加額外成本(běn)。
27MnCrV鋼的AC1=736℃,AC3=810℃,亞溫淬火時加熱溫度在(zài)740-810℃之間選取。亞溫淬火(huǒ)選取加熱溫度780℃,淬火加(jiā)熱的保溫時間15min;淬火後回火選取溫度630℃,回火加熱保溫時間50min。由(yóu)於亞溫淬火在α+γ兩相區加熱,在保留部分未(wèi)溶解鐵素體狀(zhuàng)態下(xià)進行淬火,在保持較高強度(dù)的同時,韌性得到提高。
同(tóng)時低溫淬火較常規溫度低,減小了淬火的應力,從而減小了淬火(huǒ)的變形,這(zhè)樣保證了熱處理的生(shēng)產的順(shùn)利操(cāo)作,而且為後續的車絲加工(gōng)等(děng)提供了很好(hǎo)的原料。
目前該工藝在(zài)天津鋼管的管加工廠已得以應用,質保數據表明,熱(rè)處理後的鋼管屈服強度Rt0.6在820-860MPa,抗拉(lā)強度Rm在910-940MPa,衝擊韌(rèn)性Akv在65-85J間,抗毀性能100%合格。數(shù)據表(biǎo)明,27MnCrV鋼管已是(shì)相當優質的高鋼級石油套管,另一方麵也表明了(le)亞溫淬火工藝是鋼製品生產中(zhōng)避免高(gāo)溫脆性時的一(yī)種極好方法。
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