石油套管

摘要： 文章通过研究合金元素在钢中的作用,基于原钢种30MnCr22生产的调质L80-1钢级套管的性能特点,研发了新钢种30MnCr25RE用以生产L80-1钢级石油套管。产业化抽检结果表明,采用新钢种30MnCr25RE生产的L80-1钢级套管,最小屈服强度为570 MPa,最大屈服强度为625 MPa,屈服强度波动范围控制在55 MPa以内,相比较30MnCr22原钢种,开发的新钢种屈服强度波动范围更窄,性能更加稳定。相较于原钢种30MnCr22生产的调质L80-1钢级套管,延伸率提高了4个百分点左右,0°C冲击功不仅满足API spec 5CT技术规范要求,同时满足用户严苛的技术要求。

摘要： 根据C110抗硫化氢腐蚀套管产品的性能要求,设计开发了Cr-Mo微合金化钢种成分,基于钢种特性实验室研究结果,开展了工业化试验。结果表明,设计产品在经过淬火及高温回火热处理后具有良好的强度及韧性,满足标准对力学性能的要求;而在屈服强度满足标准要求且小于800 MPa时钢管具有良好的抗硫化氢应力腐蚀性能,抗硫化氢检验达到100%通过率难度较大。

摘要： 为了进一步提升高频电阻焊套管的韧性,实现母材与焊缝“等韧性”匹配,采用高频焊+全管体调质热处理工艺试制N80钢级Φ244.48 mm×11.05 mm套管,并对试制产品进行性能检测评价。结果表明,管体的几何尺寸、理化性能和全尺寸实物性能均满足相关标准要求,且经全管体调质处理后,HFW套管的焊缝、热影响区和母材组织性能差异较小,基本实现了焊缝与母材“等韧性”匹配,同时套管尺寸精度较高,性能均匀,具有良好的抗挤毁性能,为油田客户降本增效提供了产品保障。

摘要： 为了获得非常规油气资源开采所需的高强度、高韧性套管产品,以C-Mn系中碳低合金热轧管坯为试验材料,通过930°C淬火+470~550°C系列温度回火热处理工艺研究了该套管管材的强韧性匹配规律。结果显示:随回火温度升高,管材强度呈下降趋势,冲击韧性先增后降。其原因在于随着回火温度升高,马氏体板条发生回复和再结晶,过饱和碳析出并形成弥散分布碳化物,导致管材强度降低且韧性升高;随着温度继续升高,碳化物发生偏聚和粗化,强化作用和晶界强度减弱,导致管材强度和韧性降低。研究表明,在930°C淬火/55 min+(510~530)°C回火/110 min热处理工艺下,管材强韧性匹配最佳,屈服强度达到951 MPa以上,0°C下横向冲击功平均值达到98 J,完全满足Q/SY 07394标准对125 ksi钢级高抗挤套管强韧性要求。

摘要： 在石油套管特殊扣接头全尺寸评价试验中,对于材料性能,通常假设油井管材料是各向同性的,因此可以应用Mises等效应力公式计算试验载荷.但对于冷加工的耐蚀合金(CRA)材料,通常表现出各向异性,传统的计算方法存在着局限性.在新版的API 5C5-2017油套管接头评价试验标准中,已经认识到这一问题.在材料性能部分,提出了材料横向及压缩性能的试验内容,并指出试验结果可用于计算接头试验载荷包络线.本文通过力学性能试验进行了高合金材料各向异性的性能研究,并利用Hill各向异性屈服准则,计算出各向异性材料接头评价试验载荷包络线.试验结果表明,CRA材料表现出明显的各向异性,在进行特殊扣接头全尺寸评价试验时,可利用Hill公式计算试验载荷.

摘要： 通过对低成本29Mn5钢进行热处理工艺试验,得到符合API Spec 5CT标准要求的P110钢级套管.对不同调质工艺样品进行组织形貌、力学性能及磁粉探伤检测分析.试验结果表明:采用920°C和880 °C淬火,保温15 min,水淬后均可得到95％以上马氏体组织;920°C淬火时容易出现淬火裂纹.现场采用880°C淬火+540°C回火工艺可以得到综合性能较好的P110钢级套管.

摘要： 为了解决目前钢管生产使用溶剂型防锈涂料产生大量VOCs问题,开发了钢管用水性防锈涂料.研究了环氧酯的酯化程度、丙烯酸酯与环氧酯的接枝比例以及交联剂对树脂性能的影响,考察了改性树脂的分散状态和防锈性能,确定了最优合成工艺.研究结果表明,采用乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)为交联剂,环氧酯酯化程度为80％,丙烯酸酯与环氧酯接枝质量比为1:1时,制备的常温单组份水性丙烯酸改性环氧树脂储存稳定性最好,防锈性能最佳.

摘要： 在海洋石油套管的应用过程中,其所有的特殊螺纹接头的形状结构等材料均与常规的螺纹接头具有一定的差异化特点,而其所拥有的特殊性同样会致使特殊螺纹接头在加工过程中出现加工效率大幅度降低的现实情况,基于上述角度,文章结合相应的知识,对海洋石油套管螺纹接头加工过程中其人员、光管、材料、刀具、车床等诸多内容进行了分析,并且结合相应的加工工艺,对如何使海洋石油套管特殊螺纹接头加工效率予以提升的方式进了详细的探究,希望能够为我国的石油套管特殊螺纹接头加工工作提供有效的现实性参考。

摘要： 为降低铝合金石油套管严重磨损的风险,将7075铝合金磨盘和40CrNiMo销钉作为摩擦副,采用UTM摩擦试验机研究滑动速度对铝合金石油套管干摩擦学性能的影响.研究结果表明:当滑动速度为50～600 mm/s时,随着滑动速度的增加,摩擦因数不断减小、波动不断增大;磨损率随滑动速度的增加先缓慢增加再显著上升;在低滑动速度(50～100 mm/s)下,7075铝合金主要磨损机制为轻微氧化磨损;在中等滑动速度(150 mm/s)下,主要磨损机制转变为氧化磨损;当滑动速度在350～600 mm/s之间时,7075铝合金主要磨损机制转变为黏着-分层磨损;采用空气钻井技术时,在满足钻井要求的情况下,使钻杆转动线速度低于150 mm/s可以有效地避免铝合金套管严重磨损.研究结果可为铝合金套管的防磨损方法研究提供一定的指导.

摘要： 采用“高频焊(HFW)+热张力减径+调质热处理”工艺开发了SEW Q125钢级石油套管,并进行了常规力学性能检测.结果表明,SEW Q125石油套管屈服强度达到970～995MPa,抗拉强度大于1030MPa,母材及焊缝横向冲击值分别大于145J和115J,抗挤强度高出标准要求的30％.因此,开发的高强高韧SEWQ125套管具有优良的综合性能,满足API Spec5CT标准要求,完全能满足油田用户的需求.

摘要： 本文通过石油套管在实际生产制造中的验证.分析了接箍最小外径与承载面的关系,指出了最小外径接箍在加工偏梯形螺纹时造成的承载面不足.研究了套管坯最小外径、圆度给与螺纹加工Lc和L4的关系,探讨了管坯圆度的控制测量方法.介绍了紧密距检验的传统方法,提出了采用力矩扳手测量紧密距以避免检验误差.研究了直缝套管加工时的锥度偏差问题,提出了双线锥度测量实用做法.探讨了接箍螺纹类型的标识方法.

摘要： 分析石油套管螺纹接头应具备的两个主要特性:结构完整性和密封完整性.介绍API圆螺纹、梯形螺纹配合与连接的特点,举例说明API螺纹牙型.在实际生产中,分析API圆锥螺纹抗滑脱强度提高办法,为提高石油套管螺纹接头性能做出理论性说明.

摘要： 本文首先采用X射线衍射技术(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学工作站观察、分析了在CO2驱与地层水中结垢离子协同作用下N80石油套管的腐蚀产物形貌、成分和结构.结果表明:N80石油套管表面发生了严重腐蚀,表面腐蚀产物主要由FeCO3和CaCO3构成,腐蚀产物结构疏松且存在大量孔隙,并且腐蚀产物发生剥落.然后结合电化学行为讨论了其腐蚀机理.

摘要： 为泰国某油田生产的95/8"偏梯形螺纹石油套管,根据用户要求进行发货前的检验时,发现机拧后接箍其他各项参数(锥度、螺距、齿高等)完全合格的情况下,检测紧密距时有超差现象,并且全部是超过上限要求.通过对133/8"、95/8"、51/2"圆螺纹和偏梯形螺纹的接箍在单项参数和紧密距稳定情况下的不同工艺过程中紧密距数值的变化分析,指出机紧上扣后,接箍紧密距增大,随着接箍规格增大,接箍紧密距增大呈现上升趋势.磷化处理和机紧上扣时卡爪对接箍的夹持是接箍紧密距增大的主要原因.为保证磷化膜的安全性,应尽量减少磷化后接箍紧密距测量.可以通过制定内控标准,保证机拧后接箍紧密距在变大的情况下合格.

摘要： UNS N08028具备良好的耐蚀性,合金本身具备稳定的单相组织和良好的力学性能,但在进行条件较为苛刻的应力腐蚀试验中也会发生开裂.从导致奥氏体合金发生应力腐蚀开裂的原因出发,分析了N08028合金的成分,合金元素含量对应力腐蚀开裂的影响,分析了各阶段的生产工艺,即冶炼、管坯锻造、挤压、热处理及冷轧等工序的组织特征,分析了析出相的控制、金属间化合物相、碳化物的控制对应力腐蚀开裂的影响,为进一步优化工艺从而降低发生应力腐蚀开裂的风险提供技术支持.

摘要： 在深井与大位移水平井的钻井过程中,套管的内壁由于长期接触钻杆产生非均匀磨损,导致套管管体抗内压强度的降低.根据套管的抗内压强度理论计算公式与有限元模拟方法,以Φ244.48mm×9.19mm TP140V套管为例,计算了5组不同磨损量下套管的剩余抗内压强度.结果表明:套管的剩余抗内压强度随着磨损量的增加而降低;在相同磨损量下,应用有限元计算的结果大于理论公式计算的结果,且随着磨损量的增加,套管剩余抗内压强度的有限元模拟结果与理论计算结果之间的误差变大;采用理论分析结合有限元模拟的方法能够更为准确地分析出磨损套管抗内压强度的变化规律.

摘要： 在深井与大位移水平井的钻井过程中,套管的内壁由于长期接触钻杆产生非均匀磨损,导致套管管体抗内压强度的降低.根据套管的抗内压强度理论计算公式与有限元模拟方法,以Φ244.48mm×9.19mm TP140V套管为例,计算了5组不同磨损量下套管的剩余抗内压强度.结果表明:套管的剩余抗内压强度随着磨损量的增加而降低;在相同磨损量下,应用有限元计算的结果大于理论公式计算的结果,且随着磨损量的增加,套管剩余抗内压强度的有限元模拟结果与理论计算结果之间的误差变大;采用理论分析结合有限元模拟的方法能够更为准确地分析出磨损套管抗内压强度的变化规律.

摘要： 在深井与大位移水平井的钻井过程中,套管的内壁由于长期接触钻杆产生非均匀磨损,导致套管管体抗内压强度的降低.根据套管的抗内压强度理论计算公式与有限元模拟方法,以Φ244.48mm×9.19mm TP140V套管为例,计算了5组不同磨损量下套管的剩余抗内压强度.结果表明:套管的剩余抗内压强度随着磨损量的增加而降低;在相同磨损量下,应用有限元计算的结果大于理论公式计算的结果,且随着磨损量的增加,套管剩余抗内压强度的有限元模拟结果与理论计算结果之间的误差变大;采用理论分析结合有限元模拟的方法能够更为准确地分析出磨损套管抗内压强度的变化规律.

摘要： 在深井与大位移水平井的钻井过程中,套管的内壁由于长期接触钻杆产生非均匀磨损,导致套管管体抗内压强度的降低.根据套管的抗内压强度理论计算公式与有限元模拟方法,以Φ244.48mm×9.19mm TP140V套管为例,计算了5组不同磨损量下套管的剩余抗内压强度.结果表明:套管的剩余抗内压强度随着磨损量的增加而降低;在相同磨损量下,应用有限元计算的结果大于理论公式计算的结果,且随着磨损量的增加,套管剩余抗内压强度的有限元模拟结果与理论计算结果之间的误差变大;采用理论分析结合有限元模拟的方法能够更为准确地分析出磨损套管抗内压强度的变化规律.

摘要： 本发明公开了一种超高强度超高韧性石油套管用钢，其微观组织为回火索氏体，其化学元素质量百分比含量为：C：0.1‑0.22％，Si：0.1‑0.4％，Mn：0.5‑1.5％，Cr：1‑1.5％，Mo：1‑1.5％，Nb：0.01‑0.04％，V：0.2‑0.3％，Al：0.01‑0.05％，Ca：0.0005‑0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。相应地，本发明还公开了采用该超高强度超高韧性石油套管用钢制得的石油套管。此外，本发明还公开了该石油套管的制造方法。本发明所述的超高强度超高韧性石油套管用钢和石油套管的强度可以到达155ksi以上，且冲击韧性大于其屈服强度数值的10％，因此能够实现超高强度与超高韧性的匹配。

摘要： 本发明涉及一种高韧性石油套管用钢及石油套管制造方法。所述无缝石油套管的化学成分的配比如下：C：0.12~0.18%；Si：1.0~1.9%；Mn：0.2~0.5%；P：0.6。所述方法包括以下工艺过程：转炉冶炼→脱氧合金化→钢包炉精炼→吹氩-喂丝（Si-Ca包芯线）处理→连铸管坯→无缝机组轧管→管加工→J55石油套管。本发明为硼钛微合金化低碳锰高硅热轧空冷贝氏体钢技术开发高塑韧性能J55级别石油套管用无缝钢管生产技术，有效避免了传统用中碳锰钢生产J55石油套管而容易出现的铸坯柱状晶过分粗大和使铸坯的纵向裂纹以及明显的微观组织中的带状组织缺陷，以及因此导致塑韧性能不足的现象。

摘要： 本发明高膨胀率石油套管用钢及其用于制作石油套管的方法，涉及铁基合金，其元素组成原料按质量百分数计为：C：0.03～0.25%、Si：0.3～2.5%、Mn：0.5～4.0%、Cr：0～0.5%、S≤0.02%、P≤0.02%和Fe：余量，也可再加入Nb、Ti和V之中的一种、两种或三种，加入量按质量百分数计为：Nb：0.01～0.12%、Ti：0.01～0.06%、V：0.01～0.12%，经冶炼并制成钢管坯或钢板；由钢管坯采用无缝管成型技术制成高膨胀率无缝石油套管和由钢板采用直缝电阻焊制成高膨胀率有缝石油套管。制成的石油套管的膨胀率≥30%，克服了现有油气井可膨胀套管的膨胀率低和成本高的缺点。

摘要： 本发明提供一种低屈强比石油套管用钢及用该石油套管用钢制成的石油套管，其化学成分质量百分比为：C：0.19～0.27；Si：0.3～1.6；Mn：1.2～1.7；P：≤0.02；S：<0.012；Al：0.02～0.8；其余为Fe和不可避免杂质。本发明的生产方法包括合金熔炼、连铸成坯、制管和钢管热处理，其中所述钢管热处理包括于750～840°C两相区保温和淬火及600°C以上高温回火。本发明的材料成本很低，通过两相区淬火与高温回火工艺，使所设计的材料具有低的屈强比；本发明的工序简单、整管力学性能稳定，而且表面质量好，确保了产品的高附加值特性。

摘要： 本发明公开了一种超高强度超高韧性石油套管用钢，其微观组织为回火索氏体，其化学元素质量百分比含量为：C：0.1-0.22％，Si：0.1-0.4％，Mn：0.5-1.5％，Cr：1-1.5％，Mo：1-1.5％，Nb：0.01-0.04％，V：0.2-0.3％，Al：0.01-0.05％，Ca：0.0005-0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。相应地，本发明还公开了采用该超高强度超高韧性石油套管用钢制得的石油套管。此外，本发明还公开了该石油套管的制造方法。本发明所述的超高强度超高韧性石油套管用钢和石油套管的强度可以到达155ksi以上，且冲击韧性大于其屈服强度数值的10％，因此能够实现超高强度与超高韧性的匹配。

摘要： 本发明公开了一种高强度石油套管用钛合金，其化学成分的重量百分比如下：Fe：<0.3％；C：<0.08％；N：<0.05％；H：<0.015％；O：<0.2％；Al：5.5～6.8％；V：3.5～4.5％；Mo：2.5～3.5％，余量Ti。本发明还公开了该钛合用于制造石油套管的方法。本发明制备的石油套管组织形貌均匀，成材率高，无磁性，耐腐蚀，耐高压且高强度，具有良好的机械性能，大大提高了石油套管的使用寿命。制备本发明钛合金的原料均在市场上容易获得，且成本较低，降低了石油套管的总体生产成本。用本发明的钛合金制造石油套管的工艺简单，无需特殊设备，易于在工业上推广应用。

摘要： 本发明涉及一种高韧性石油套管用钢及石油套管制造方法。所述无缝石油套管的化学成分的配比如下：C：0.12~0.18%；Si：1.0~1.9%；Mn：0.2~0.5%；P：0.6。所述方法包括以下工艺过程：转炉冶炼→脱氧合金化→钢包炉精炼→吹氩-喂丝（Si-Ca包芯线）处理→连铸管坯→无缝机组轧管→管加工→J55石油套管。本发明为硼钛微合金化低碳锰高硅热轧空冷贝氏体钢技术开发高塑韧性能J55级别石油套管用无缝钢管生产技术，有效避免了传统用中碳锰钢生产J55石油套管而容易出现的铸坯柱状晶过分粗大和使铸坯的纵向裂纹以及明显的微观组织中的带状组织缺陷，以及因此导致塑韧性能不足的现象。

摘要： 本发明涉及一种石油套管用钢，其按重量百分比的化学成分为：C：0.25-0.35％、Si：0.1-0.6％、Mn：0.8-1.5％、P≤0.015％、S≤0.003％、Cr：1-1.5％、Mo：1-1.5％、V：0.05-0.12％、Nb：0.02-0.04％、Ti：0.01-0.04％、Al：0.01-0.08％、Ca：0.0005-0.005％，余量为Fe和不可避免的杂质。上述成分经冶炼、连铸、穿孔和热轧得到的钢管在奥氏体化温度880-930°C保温30-60min，出炉后空冷至830°C-850°C水淬，于580-620°C高温回火，保温时间40-80min，得到的石油套管可达到160ksi钢级以上，其冲击功为70J以上，具有高强度和高韧性。

摘要： 本发明高膨胀率石油套管用钢及其用于制作石油套管的方法，涉及铁基合金，其元素组成原料按质量百分数计为：C：0.03～0.25%、Si：0.3～2.5%、Mn：0.5～4.0%、Cr：0～0.5%、S≤0.02%、P≤0.02%和Fe：余量，也可再加入Nb、Ti和V之中的一种、两种或三种，加入量按质量百分数计为：Nb：0.01～0.12%、Ti：0.01～0.06%、V：0.01～0.12%，经冶炼并制成钢管坯或钢板；由钢管坯采用无缝管成型技术制成高膨胀率无缝石油套管和由钢板采用直缝电阻焊制成高膨胀率有缝石油套管。制成的石油套管的膨胀率≥30%，克服了现有油气井可膨胀套管的膨胀率低和成本高的缺点。

摘要： 本发明提供一种超高强度石油套管用钢以及石油套管管柱，其重量百分比化学成分为：C：0.25-0.36％，Si：0.10-0.50％，Mn：0.2-0.8％，P＜0.013％，S＜0.003％，Cr：0.8-1.4％，Mo：0.6-1.0％，Al：0.01-0.04％，Ca：0.001-0.006％，以及V：0-0.10％，Nb：0-0.08％，Ti：0-0.05％中的一种以上，余量为Fe和不可避免的杂质。所述石油套管管柱的制造方法，包括：轧管制成管柱后进行调质处理：淬火温度为880-930°C，保温时间为30-60min，然后水淬，590-650°C进行高温回火，保温时间为30-80min；将套管管柱进行热定径和热矫直。得到的石油套管管柱的屈服强度不小于1180MPa，抗拉强度不小于1240MPa，全尺寸零度冲击性能达到60J以上；抗挤毁性能为103MPa以上。