N80级HFW套管强韧性影响因素研究

摘要

近年来,随着我国西部油气田、近海油田的勘探开发和增产措施的实施以及套管服役环境的逐渐恶劣,石油套管需求结构情况发生了明显变化,不仅套管用量大幅度增加,而且性能要求也逐渐提高,如高强度高韧性套管,抗硫抗高温套管等。高频电阻焊接(HFW)套管具有生产效率高、制造成本低、尺寸形状精度高等优点得到了迅速发展。
　　 本文重点对N80级高频焊接套管的强度和韧性的影响因素进行深入研究。首先在对国内外高频焊接套管研究情况调研的基础上,总结高频焊接套管在服役过程中的问题,指出高频焊接套管焊缝是HFW套管的薄弱环节。其次针对高频焊接套管的焊缝选取国内不同厂家的N80 HFW套管进行材料性能试验和全尺寸实物性能试验,并对其试验数据结果进行分析。
　　 通过对试验结果进行对比和分析认为套管的母材即带钢的性能对高频焊接套管的强度和韧性的影响是至关重要的。焊管专用带钢坯料的化学成分决定其最终的金相组织,而化学成分、金相组织共同影响HFW套管的综合机械性能。从本文试验结果知,化学成分以碳锰钢或低合金高强度钢、金相组织以细晶粒回火索氏体的热机械轧制钢带经冷成型后高频焊接,然后对焊缝区进行热处理生产的HFW套管综合性能较为优异。该HFW套管与无缝套管相比,不仅在材料力学性能上,包括抗拉强度、屈服强度和冲击韧性等都比无缝套高,而且HFW套管在抗粘扣、抗静水压爆破、抗外压挤毁和拉伸强度等实物性能方面比无缝套管好。