石油套管
API SPEC 5CT-1999(套管和油管規範),是(shì)美國石油學(xué)會(American Petreleum Instiute, 簡稱"API")編(biān)製並發(fā)布的在世界各地通用。
其中:套管由地表(biǎo)麵(miàn)伸進鑽井(jǐng)內,作為井(jǐng)壁襯的管子,其(qí)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(shí)的C90、T95等鋼級。其低鋼級(J55、N80)可(kě)為焊接鋼管。油(yóu)管:由地表(biǎo)麵插入套管內直至油層的管子,其管子之間通過接箍或整體連接。其(qí)作用於是抽油機將(jiāng)油(yóu)層石油經油管(guǎn)輸送到地麵。主要材質為J55、N80、P110、以及抗硫(liú)化氫腐蝕的C90、T95等鋼級。其低鋼級(J55、N80)可為(wéi)焊(hàn)接鋼管。
石油套管是石油鑽探用重要(yào)器材,其(qí)主要器材還包括鑽杆、岩(yán)心管和套(tào)管、鑽鋌及(jí)小口徑鑽進用鋼管等。國產套管以地質鑽探用鋼經熱軋或冷拔製成,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(yú)石油井鑽探(tàn)。
2.種類
按SY/T6194-96“石油套管”分(fèn)短螺紋套(tào)管及其接箍和長(zhǎng)螺紋(wén)套管及其接箍(gū)兩種。
3.規格及外觀質量
(1)國(guó)產套管按SY/T6194-96規定,套管長度(dù)不定(dìng)尺,其範圍8-13m。但(dàn)不短於6m的套管可以提供,其數(shù)量不(bú)得超過20%。
(2)套管的內外表麵不得(dé)有折疊、發紋、離層、裂紋、軋折和結疤。這些缺陷應完全清除掉(diào),清除深度不(bú)得超過公稱壁厚的12.5%。
(3)接(jiē)箍(gū)外表麵(miàn)不得有折疊、發紋、離層、裂紋、軋折、結疤等缺陷。
(4)套管(guǎn)及(jí)接箍螺紋表麵應光滑,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(chéng)分檢驗
(1)按SY/T6194-96規定。套管及其接箍采(cǎi)用(yòng)同一鋼級(jí)。含硫量(liàng)<0.045%,含磷量<0.045%。
(2)按GB222-84的規定取化學分析樣。按(àn)GB223中有關部分的規定進(jìn)行化學(xué)分析。
(3)美(měi)國石油學(xué)會ARISPEC5CT1988第1版規定(dìng)。化學分析按ASTME59最新版(bǎn)本製樣,按ASTME350最新版(bǎn)本進(jìn)行化學分析。
5.物理性能檢驗
(1)按SY/T6194-96規定。作(zuò)壓扁試驗(GB246-97)拉力試驗(GB228-87)及水壓試驗。
(2)按美國石油學(xué)會APISPEC5CT1988年第1版規定作靜水壓試驗、壓扁(biǎn)試驗、硫化物應力腐(fǔ)蝕開裂(liè)試驗(yàn)、硬度試驗(ASTME18或E10最新(xīn)版(bǎn)本規定(dìng)進行)、拉伸試驗、橫(héng)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(yào)進出口情況
(1)石(shí)油套管主要(yào)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(ā)根(gēn)廷(tíng)、新加坡也有(yǒu)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(yǒu)三種(zhǒng):即R-1為(wéi)4.88~7.62m,R-2為7.62~10.36m,R-3為(wéi)10.36m至更長。
(3)部分進(jìn)口貨物標(biāo)有LTC字樣,即長絲扣套管。
(4)從日本進口套(tào)管除采用API標準外,還有少部分執行日本廠方(fāng)標(biāo)準(如(rú)新日鐵(tiě)、住友、川崎等(děng)),鋼號是NC-55E,NC-80E,NC-L80,NC-80HE等。
(5)在索賠案例中(zhōng),出現過黑扣、絲扣損傷,管體折疊,斷扣和螺紋緊密距(jù)超差,接箍J值超差等外觀缺陷及套管脆裂、屈服強度低等內在品質(zhì)問題。
7.包裝
按SY/T6194-96規定,國產套管(guǎn)應以鋼(gāng)絲或鋼帶捆紮(zhā)。每(měi)根套管及接箍螺紋的露出部分均應擰(nǐng)上保護環以保護螺紋(wén)。
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。
套管應帶螺紋和接箍供貨,或(huò)按(àn)下述任一管端形式(shì)供貨:
平端(duān)、圓螺紋不帶接箍或帶接箍,偏(piān)梯形螺紋帶(dài)接箍或不帶接箍,直連型螺紋、特殊端(duān)部加工、密封圈結構。
27MnCrV是生產TP110T鋼級石油管套的新型鋼種,常規生產TP110T鋼級石(shí)油管套鋼種是29CrMo44和26CrMo4。相對於後兩者,27MnCrV含有較少的Mo元素,可以極大地降(jiàng)低生(shēng)產成本。然而采(cǎi)用正常的奧氏(shì)體化淬火處理工藝生(shēng)產27MnCrV後存在明顯(xiǎn)的高(gāo)溫回火脆(cuì)性,造成衝擊韌(rèn)性偏低且不(bú)穩定。
解(jiě)決此類問(wèn)題通常采用兩種方法(fǎ)處理:
一(yī)是采用回火後快速冷卻的方法避免高溫脆(cuì)性(xìng),獲取韌性。
二是亞溫(wēn)淬火法通過鋼種(zhǒng)的(de)不完全奧氏體化以有(yǒu)效地改善有害元素及雜質,提高韌性。第一種方法,對熱處理設(shè)備要求相對嚴格,需要添加額外成本。
27MnCrV鋼(gāng)的AC1=736℃,AC3=810℃,亞溫淬(cuì)火時加熱溫度在740-810℃之間選取。亞溫淬火選取加(jiā)熱溫度780℃,淬火(huǒ)加熱的保溫時間15min;淬火後回火選取溫度630℃,回火加熱保溫時間50min。由於亞溫淬火在α+γ兩(liǎng)相區加熱,在(zài)保留部分未溶解鐵素體狀態下進行淬(cuì)火,在保持較高強度(dù)的同時(shí),韌性得到提高。
同時低溫(wēn)淬火較常規溫(wēn)度(dù)低,減小了淬火的應力,從而減小了淬火(huǒ)的變形,這樣保證了熱處理的(de)生產的順利操作,而且(qiě)為後續的(de)車絲加工(gōng)等提供了很好的原(yuán)料。
目前該工藝在天津鋼管的管加工廠已得以應用,質(zhì)保數據表(biǎo)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Akv在65-85J間,抗毀(huǐ)性能100%合格。數據表明,27MnCrV鋼(gāng)管已是相當優質的高鋼級石油套管,另一方麵(miàn)也表明了亞溫(wēn)淬火工藝是鋼製品(pǐn)生產中避免高溫脆性時的一種極好方法。
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