石油套管
API SPEC 5CT-1999(套管和(hé)油管規範),是美國(guó)石油學會(American Petreleum Instiute, 簡(jiǎn)稱"API")編製並發(fā)布(bù)的在世界(jiè)各地通用。
其中:套管由地(dì)表麵伸進鑽井內,作為(wéi)井壁(bì)襯的管子,其管子之間通過接箍連接。主要材質為J55、N80、P110等鋼級,以及抗硫化氫腐蝕的C90、T95等鋼級。其低鋼級(J55、N80)可為焊接鋼管。油管:由地表麵插入(rù)套管(guǎn)內直至油層的管子,其管子之間通過接(jiē)箍或整體連接(jiē)。其作用於是抽油機將油層石油經油管輸送到(dào)地麵。主要材質為J55、N80、P110、以及抗硫化氫腐蝕的C90、T95等鋼級。其低鋼(gāng)級(J55、N80)可為焊接鋼(gāng)管。
石油套管(guǎn)是石油鑽探用重要器(qì)材,其主要器材(cái)還包括鑽杆、岩心管(guǎn)和套管(guǎn)、鑽鋌及小口徑鑽進用鋼管等。國產套管以地質(zhì)鑽探用鋼經熱軋(zhá)或冷拔製成,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(shí)油井鑽探。
2.種類(lèi)
按(àn)SY/T6194-96“石油套管”分短螺紋套管(guǎn)及其接箍和長螺紋套管及其接(jiē)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的套管可以提供,其數量不得超過(guò)20%。
(2)套管的內外表麵不(bú)得有折疊、發紋、離層、裂紋、軋折和結疤。這(zhè)些缺陷應完全清除掉,清除深度不得超過公稱壁厚的12.5%。
(3)接箍(gū)外表麵不得有折疊、發紋、離層、裂紋(wén)、軋折、結疤等缺陷。
(4)套管(guǎn)及接(jiē)箍螺紋表麵應光滑,不允許有毛刺、撕破及足以使螺紋中斷影響強度和緊密(mì)連接的其他缺陷。
4.化學成分檢驗
(1)按(àn)SY/T6194-96規定。套管(guǎn)及其接箍采用同一鋼級。含硫量(liàng)<0.045%,含磷量<0.045%。
(2)按GB222-84的規定取化學分析樣(yàng)。按GB223中有關部分的規定(dìng)進行化學分析。
(3)美國石油學會ARISPEC5CT1988第1版規定。化學分析按ASTME59最新版本製樣,按ASTME350最新(xīn)版本進(jìn)行化學分析。
5.物理性能檢驗
(1)按SY/T6194-96規定(dìng)。作壓扁試驗(GB246-97)拉力試驗(GB228-87)及(jí)水壓試驗。
(2)按美國(guó)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(fǔ)蝕開裂試驗、硬度試驗(ASTME18或E10最新版(bǎn)本規定(dìng)進(jìn)行)、拉伸試驗、橫向衝擊試(shì)驗(ASTMA370、ASTME23和有關標(biāo)準最新版本規定進行)、晶粒度測定(ASTME112最新版本或其他方法(fǎ))。
6.主要進(jìn)出口情況
(1)石(shí)油套管主(zhǔ)要進口國家有:德國、日本、羅馬尼亞、捷克、意大利、英國、奧地利、瑞士、美國,阿根廷、新加坡也(yě)有進口(kǒu)。進口標準多參照美國石(shí)油學會標準API5A,5AX,5AC。鋼級是H-40,J-55,N-80,P-110,C-75,C-95等(děng)。規格主(zhǔ)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)從日本進口套管除(chú)采(cǎi)用API標準(zhǔn)外,還有少部分執行日本廠方標準(如新日鐵、住友、川崎(qí)等),鋼號是NC-55E,NC-80E,NC-L80,NC-80HE等。
(5)在索(suǒ)賠案例中,出現過黑扣、絲扣損傷,管體折疊,斷(duàn)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(liè)、屈服強度低等(děng)內在品質問題。
7.包裝
按SY/T6194-96規定,國產套管應以鋼絲或鋼帶捆紮。每根套管及(jí)接箍螺紋的露出部分均應擰上保護環以保護螺紋。
8.其(qí)他
按美國石(shí)油學(xué)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。
套管應帶螺紋和接箍供貨,或按下述(shù)任一管端(duān)形式供貨:
平端(duān)、圓螺紋不帶接箍或帶(dài)接箍,偏梯形螺紋帶接箍或不帶接(jiē)箍,直(zhí)連型螺紋、特殊端部加工、密封圈(quān)結構(gòu)。
27MnCrV是生產TP110T鋼級石(shí)油管套的新型鋼種,常規(guī)生產TP110T鋼(gāng)級石油管套鋼種是(shì)29CrMo44和26CrMo4。相對於後(hòu)兩者,27MnCrV含有較(jiào)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(shì)體化淬火處理工藝(yì)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定。
解決此類問題通常(cháng)采用兩種方法處理:
一是采用回火後快速(sù)冷卻的方(fāng)法避免高溫脆性,獲(huò)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,提高(gāo)韌性。第一種方法,對熱處理設備要求相對嚴格,需要添(tiān)加(jiā)額外成本。
27MnCrV鋼的AC1=736℃,AC3=810℃,亞(yà)溫淬火時(shí)加熱(rè)溫度在740-810℃之間(jiān)選取。亞溫淬火選取加熱溫(wēn)度780℃,淬(cuì)火加(jiā)熱的保(bǎo)溫時間15min;淬火後回火選取溫度630℃,回(huí)火加熱保溫時間50min。由於亞溫淬火在α+γ兩相區加(jiā)熱,在保留部分未溶解鐵素體狀態下(xià)進行淬火,在保持較高強度的同時,韌性得到提高。
同時低溫淬火較常規溫度低,減小了淬(cuì)火(huǒ)的應力,從而減(jiǎn)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(de)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,質保數據表明,熱處理後的鋼管屈服強度Rt0.6在820-860MPa,抗拉強度Rm在910-940MPa,衝擊韌性(xìng)Akv在65-85J間,抗毀性能100%合格。數據表明,27MnCrV鋼管已是相當優質的高鋼級石油套管,另一方麵也表明了亞溫淬火工藝是鋼製品生產中避免高溫脆性時的一種極(jí)好方(fāng)法。
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