石油套管
API SPEC 5CT-1999（套管和油管規(guī)范），是美國石油學(xué)會（American Petreleum Instiute, 簡稱"API"）編制并發(fā)布的在世界各地通用。
其中：套管由地表面伸進(jìn)鉆井內(nèi)，作為井壁襯的管子，其管子之間通過接箍連接。主要材質(zhì)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：由地表面插入套管內(nèi)直至油層的管子，其管子之間通過接箍或整體連接。其作用于是抽油機(jī)將油層石油經(jīng)油管輸送到地面。主要材質(zhì)為J55、N80、P110、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。
石油套管是石油鉆探用重要器材，其主要器材還包括鉆桿、巖心管和套管、鉆鋌及小口徑鉆進(jìn)用鋼管等。國產(chǎn)套管以地質(zhì)鉆探用鋼經(jīng)熱軋或冷拔制成，鋼號用“地質(zhì)”(DZ)表示，常用的套管鋼級有DZ40、DZ55、DZ753種。
1.用途
用于石油井鉆探。
2.種類
按SY/T6194-96“石油套管”分短螺紋套管及其接箍和長螺紋套管及其接箍兩種。
3.規(guī)格及外觀質(zhì)量
(1)國產(chǎn)套管按SY/T6194-96規(guī)定，套管長度不定尺，其范圍8-13m。但不短于6m的套管可以提供，其數(shù)量不得超過20%。
(2)套管的內(nèi)外表面不得有折疊、發(fā)紋、離層、裂紋、軋折和結(jié)疤。這些缺陷應(yīng)完全清除掉，清除深度不得超過公稱壁厚的12.5%。
(3)接箍外表面不得有折疊、發(fā)紋、離層、裂紋、軋折、結(jié)疤等缺陷。
(4)套管及接箍螺紋表面應(yīng)光滑，不允許有毛刺、撕破及足以使螺紋中斷影響強(qiáng)度和緊密連接的其他缺陷。
4.化學(xué)成分檢驗
(1)按SY/T6194-96規(guī)定。套管及其接箍采用同一鋼級。含硫量＜0.045%，含磷量＜0.045%。
(2)按GB222-84的規(guī)定取化學(xué)分析樣。按GB223中有關(guān)部分的規(guī)定進(jìn)行化學(xué)分析。
(3)美國石油學(xué)會ARISPEC5CT1988第1版規(guī)定。化學(xué)分析按ASTME59最新版本制樣，按ASTME350最新版本進(jìn)行化學(xué)分析。
5.物理性能檢驗
(1)按SY/T6194-96規(guī)定。作壓扁試驗(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(guī)定作靜水壓試驗、壓扁試驗、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂試驗、硬度試驗(ASTME18或E10最新版本規(guī)定進(jìn)行)、拉伸試驗、橫向沖擊試驗(ASTMA370、ASTME23和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)最新版本規(guī)定進(jìn)行)、晶粒度測定(ASTME112最新版本或其他方法)。
6.主要進(jìn)出口情況
(1)石油套管主要進(jìn)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、新加坡也有進(jìn)口。進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)多參照美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)API5A，5AX，5AC。鋼級是H-40，J-55，N-80，P-110，C-75，C-95等。規(guī)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(guī)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(jìn)口貨物標(biāo)有LTC字樣，即長絲扣套管。
(4)從日本進(jìn)口套管除采用API標(biāo)準(zhǔn)外，還有少部分執(zhí)行日本廠方標(biāo)準(zhǔn)(如新日鐵、住友、川崎等)，鋼號是NC-55E，NC-80E，NC-L80，NC-80HE等。
(5)在索賠案例中，出現(xiàn)過黑扣、絲扣損傷，管體折疊，斷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、屈服強(qiáng)度低等內(nèi)在品質(zhì)問題。
7.包裝
按SY/T6194-96規(guī)定，國產(chǎn)套管應(yīng)以鋼絲或鋼帶捆扎。每根套管及接箍螺紋的露出部分均應(yīng)擰上保護(hù)環(huán)以保護(hù)螺紋。
8.其他
按美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)帶螺紋和接箍供貨，或按下述任一管端形式供貨：
平端、圓螺紋不帶接箍或帶接箍，偏梯形螺紋帶接箍或不帶接箍，直連型螺紋、特殊端部加工、密封圈結(jié)構(gòu)。
27MnCrV是生產(chǎn)TP110T鋼級石油管套的新型鋼種，常規(guī)生產(chǎn)TP110T鋼級石油管套鋼種是29CrMo44和26CrMo4。相對于后兩者，27MnCrV含有較少的Mo元素，可以極大地降低生產(chǎn)成本。然而采用正常的奧氏體化淬火處理工藝生產(chǎn)27MnCrV后存在明顯的高溫回火脆性，造成沖擊韌性偏低且不穩(wěn)定。
解決此類問題通常采用兩種方法處理：
一是采用回火后快速冷卻的方法避免高溫脆性，獲取韌性。
二是亞溫淬火法通過鋼種的不完全奧氏體化以有效地改善有害元素及雜質(zhì)，提高韌性。第一種方法，對熱處理設(shè)備要求相對嚴(yán)格，需要添加額外成本。
27MnCrV鋼的AC1=736℃，AC3=810℃，亞溫淬火時加熱溫度在740-810℃之間選取。亞溫淬火選取加熱溫度780℃，淬火加熱的保溫時間15min；淬火后回火選取溫度630℃，回火加熱保溫時間50min。由于亞溫淬火在α+γ兩相區(qū)加熱，在保留部分未溶解鐵素體狀態(tài)下進(jìn)行淬火，在保持較高強(qiáng)度的同時，韌性得到提高。
同時低溫淬火較常規(guī)溫度低，減小了淬火的應(yīng)力，從而減小了淬火的變形，這樣保證了熱處理的生產(chǎn)的順利操作，而且為后續(xù)的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(zhì)保數(shù)據(jù)表明，熱處理后的鋼管屈服強(qiáng)度Rt0.6在820-860MPa，抗拉強(qiáng)度Rm在910-940MPa，沖擊韌性Akv在65-85J間，抗毀性能100%合格。數(shù)據(jù)表明，27MnCrV鋼管已是相當(dāng)優(yōu)質(zhì)的高鋼級石油套管，另一方面也表明了亞溫淬火工藝是鋼制品生產(chǎn)中避免高溫脆性時的一種極好方法。
|
