石油套管
API SPEC 5CT-1999(套管和油管規範),是美國(guó)石(shí)油學會(American Petreleum Instiute, 簡稱"API")編製並發布(bù)的(de)在(zài)世界(jiè)各地通用。
其中:套管由地表(biǎo)麵伸進鑽井內,作(zuò)為井壁襯的管子(zǐ),其管子之間通過接箍連接。主要材質為J55、N80、P110等(děng)鋼級,以及(jí)抗硫化氫腐(fǔ)蝕的C90、T95等鋼級。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,其管子之間通過(guò)接箍或整體連接。其作用(yòng)於是抽油機將(jiāng)油(yóu)層石油經油管輸送到地麵。主要材質為J55、N80、P110、以及抗硫(liú)化氫腐(fǔ)蝕的C90、T95等鋼級。其低鋼(gāng)級(J55、N80)可為焊接鋼管。
石油套管是石油鑽探用重要器材,其(qí)主要器材還包括鑽杆、岩心管(guǎn)和套管(guǎn)、鑽鋌(dìng)及小口徑(jìng)鑽進用鋼管等。國產套管以地質鑽探(tàn)用(yòng)鋼經熱軋或冷拔製成(chéng),鋼號用“地質”(DZ)表示,常用的套管鋼級有DZ40、DZ55、DZ753種。
1.用途
用於石油井(jǐng)鑽探。
2.種類
按SY/T6194-96“石油套管”分短螺紋套(tào)管及其接箍和長(zhǎng)螺紋套管(guǎn)及其接箍兩種。
3.規(guī)格及外觀質量
(1)國產套管按SY/T6194-96規定,套管長度(dù)不定尺,其範圍8-13m。但不短於6m的套管可(kě)以提供(gòng),其數量不得超過20%。
(2)套管的內外(wài)表麵不得有折疊(dié)、發紋(wén)、離層、裂紋、軋折和結疤。這些缺陷應完全清(qīng)除掉,清除深度(dù)不得(dé)超過公稱壁厚的12.5%。
(3)接箍外表(biǎo)麵不得有折疊(dié)、發紋、離層、裂紋、軋折、結疤等缺陷。
(4)套管及接箍螺(luó)紋表麵應光滑,不允許有毛刺(cì)、撕破及足以使螺(luó)紋(wén)中斷影響(xiǎng)強度和緊密連接的其他缺陷。
4.化學成分檢(jiǎn)驗(yàn)
(1)按SY/T6194-96規定。套管及其接箍采用同一鋼級。含硫量<0.045%,含磷量(liàng)<0.045%。
(2)按GB222-84的規定取化學分析樣。按GB223中(zhōng)有關部分的規定進行化學分析。
(3)美國石油學會ARISPEC5CT1988第1版規定(dìng)。化學分析按ASTME59最新版本製樣(yàng),按ASTME350最新版本進行化學分析(xī)。
5.物理性能檢驗
(1)按SY/T6194-96規定。作壓扁試(shì)驗(GB246-97)拉力試驗(GB228-87)及水(shuǐ)壓試驗。
(2)按美(měi)國石油學會APISPEC5CT1988年第1版規定(dìng)作靜水壓(yā)試驗、壓扁試驗、硫化物應力腐蝕開裂試驗、硬度試(shì)驗(ASTME18或E10最新版本規定進行)、拉伸試驗、橫向衝擊試驗(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.主要進出口情況
(1)石油套管主要進口(kǒu)國家有:德國、日本、羅馬尼亞、捷克、意大(dà)利、英國、奧地利、瑞士、美國,阿根廷、新加坡也(yě)有進口。進口標準多參照美國石油學會標準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)部分進口貨物標有LTC字樣,即長(zhǎng)絲扣套管。
(4)從日本進口(kǒu)套管除采用API標準外,還有少部分執行日本廠方標準(如新日鐵、住(zhù)友、川崎(qí)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(gū)J值超差等外觀缺陷及套管脆(cuì)裂、屈服強度低等(děng)內在品(pǐn)質(zhì)問題。
7.包(bāo)裝
按SY/T6194-96規定(dìng),國產套(tào)管應以鋼絲或(huò)鋼帶捆紮。每根套管及接箍螺紋的露出部分(fèn)均應擰上保護環以保護螺紋(wén)。
8.其他
按(àn)美國石油學會標準APISPEC5CT1988年第1版,套(tào)管鋼級分(fèn)H-40、J-55、K-55、N-80、C-75、L-80、C-90、C-95、P-110、Q-125共10種。
套管應帶螺紋和接箍供貨,或按下述(shù)任一管端形式供貨(huò):
平端(duān)、圓螺紋不帶接箍或帶接箍(gū),偏梯形螺紋帶接箍或不帶接箍,直連(lián)型螺紋、特殊(shū)端部加(jiā)工、密封(fēng)圈結構。
27MnCrV是(shì)生產TP110T鋼級石油管套的新(xīn)型鋼種,常規(guī)生產TP110T鋼(gāng)級石油管套鋼種是29CrMo44和26CrMo4。相對(duì)於後兩者,27MnCrV含有(yǒu)較少的Mo元素,可以極大地降低生產成本。然而采用正常的奧氏體(tǐ)化淬火處理工藝生產27MnCrV後存在明顯的高溫回火脆性,造成衝擊韌性偏低且不穩(wěn)定。
解決此類問題(tí)通常(cháng)采用兩種方法處理:
一是(shì)采(cǎi)用回火後快速冷卻的方法避免高溫脆性,獲取韌性。
二是亞溫淬(cuì)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,提高韌性。第一(yī)種方法,對熱處理設(shè)備要求相對嚴格,需要添加額外成本。
27MnCrV鋼的AC1=736℃,AC3=810℃,亞溫(wēn)淬火時加熱溫度在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(huǒ)後回火選取溫度630℃,回火(huǒ)加熱保溫時間50min。由於亞溫淬火在α+γ兩相區加熱,在保(bǎo)留部分未溶解鐵素體狀(zhuàng)態下(xià)進(jìn)行淬火,在保持較高強度的同時,韌性得到提(tí)高。
同時低溫淬火較常規溫度低,減小了淬火的應力,從而(ér)減小了淬火的變形,這樣保證了熱處理的生產的順利操作,而且為後續的車絲加工等提供了(le)很好的原料。
目前該工藝在天津鋼管的管加工廠已(yǐ)得以應用,質(zhì)保數據(jù)表明,熱處理後(hòu)的鋼管屈服強度Rt0.6在820-860MPa,抗拉強(qiáng)度Rm在910-940MPa,衝(chōng)擊韌性Akv在65-85J間,抗毀(huǐ)性能100%合格。數據表明,27MnCrV鋼管已是相當優質的高(gāo)鋼級(jí)石(shí)油套管,另一方麵也表明了亞溫淬火工藝是鋼製品生產中(zhōng)避免高溫(wēn)脆性時的一種極好方法。
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