回火温度对15Cr5MoVRE油井管钢组织及第二相析出行为影响

研究了回火温度对15Cr5MoVRE油井管钢组织和第二相析出行为规律的影响。利用箱式热处理炉对试验钢进行了热处理,采用光学显微镜和透射电镜对回火后的组织及第二相进行了观察分析,采用硬度计与拉力试验机对试验钢回火后的力学性能进行了测试。结果表明,15Cr5MoVRE油井管钢,经900℃保温50 min水淬,670~710℃回火保温90 min,组织为回火屈氏体和回火索氏体,析出的第二相碳化物类型均为M_(7)C_(3)型和M_(23)C_(6)型。随着回火温度的升高,第二相碳化物颗粒数量明显增多,尺寸逐渐增大,且在710℃回火时发生团聚。回火温度为690℃时,铁素体基体上有大量细小的第二相碳化物均匀析出,力学性能最优,试验钢的最佳回火温度应为690℃。

马氏体不锈钢油井管短流程生产关键技术创新和应用

马氏体不锈钢管的传统生产工艺是铸锭经过锻造,然后通过穿孔热轧工艺成型,容易产生折叠缺陷,并且合格率低、流程长、成本高。介绍了一种通过连铸坯+热挤压生产马氏体不锈钢油井管的短流程新工艺,并进行了系列马氏体不锈钢管的试制和检测。实践证明:采用连铸坯+热挤压工艺生产的马氏体不锈钢管表面质量好,铸态组织充分破碎;调质处理后,显微组织均匀致密,晶粒细小,强度、伸长率、硬度和冲击性能均满足API Spec 5CT-2018和ISO 13680:2020标准要求,说明新工艺是合理可行的。

油井管特殊螺纹齿表面应力腐蚀行为仿真研究

随着高温高压高产油田的勘探开发,油井管柱面临越来越恶劣的井筒环境,其螺纹接头腐蚀失效已经成为制约油气田高效开采的主要原因之一。为此,通过COMSOL Multiphysics软件建立了油井管螺纹齿的力学-电化学有限元模型,研究了不同外部载荷下油井管螺纹各个部位的应力分布与腐蚀规律。研究结果表明:油井管螺纹齿各个部位的应力分布大小与其腐蚀程度呈正相关,即接触应力越大,螺纹腐蚀情况越严重;接头螺纹在齿槽与承载面过渡处的应力最为集中,腐蚀情况最为严重,塑性变形会导致阳极腐蚀电流密度急剧增大,造成严重的腐蚀行为。研究结果可为油井管柱接头螺纹腐蚀失效机理研究提供新的思路,也为解决恶劣工况条件下井筒完整性问题提供理论依据和解决途径。

高性能油井管的需求与发展

在日益复杂和严酷的服役条件下,具有更高使用性能的非API油井管应运而生。在全面分析油井管服役条件变化及评述国内外高性能油井管的产生和发展的基础上,结合我国油气勘探开发对油井管的需求,提出了高性能油井管研究开发工作的建议,包括应用基础研究的主要课题及新产品开发的方向。

运用精细化管理模式提高油井管理水平

社会的快速发展和人口的增长导致资源的需求量正在逐渐增加,石油能源是国家重要的战略资源。油井开采作为获取石油的主要手段,其管理工作面临着重重困难。传统的管理模式不但满足不了当代石油企业的需求,还可能导致能源浪费甚至对员工的生命安全造成威胁。文章通过解析精细化管理的概念、特征及重要意义,并对油井管理工作提出了相关建议,通过对细节的精细控制,以期为石油企业创造了更大的经济效益。

我国“油井管工程”标准化进展

阐述了“油井管工程”的概念和内涵,对中国“油井管工程”标准化的现状、进展和发展方向作了概述。指出“,油井管工程”是合理使用油井管的系统工程“,油井管工程”标准化是以标准来规范管柱设计验证、选择和评价、采购、检验、使用和维修等过程,以保证油井管使用的安全可靠性;现场作业标准是“油井管工程”的重要内容。目前国内油井管等同、等效采用API,ISO标准,产品标准较齐全,但仍存在新型管材标准缺乏等一些问题。发展我国“油井管工程”标准化,应以等同采用API,ISO油井管标准、发展特殊螺纹产品标准为重点,制定并不断完善我国“油井管工程”标准体系。为此,要跟踪研究国内外油井管工程技术的现状和发展,结合现场实际工况条件制定附加技术条件的规范或标准,使标准体系适应油田开发发展。

油气开发用钛合金油井管选材及工况适用性研究进展

钛合金材料由于具有高比强度、低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋开发工具的热门候选材料。目前国内外很多研究机构和学者都开展了用于油气开发领域的钛合金材料的研究,包括钛合金石油管的可行性、钛合金管材的制备加工、实验室内钛合金性能评价以及钛合金管材的现场应用等方面。然而,我国油气开发环境较为恶劣,油井管在井下服役不但要面临高温高压的挑战,还要经受硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸等腐蚀环境的共同作用,因此我国对油井管的要求高于国外一般水平。此外,钛合金是钛含量大于50%的金属的总称,仅我国国标所列举的不同成分钛合金就多达76种。这些已经标准化的钛合金材料大多用于航空航天、石化炼化、生物医学、船舶以及海洋工程领域,这些应用环境和油气开发环境具有巨大的区别,已有牌号的钛合金能否适用于油气开发工况尚不得而知。国内有关钛合金油井管在硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸环境下服役的研究报道和应用经验都较为缺乏,导致油气开发油井管用钛合金材料在选择和使用上存在风险,为了防止钛合金在应用时出现大的安全事故而造成生命财产的损失,迫切需要结合国内外研究经验对可用于油气开发环境的钛合金材料进行筛选和评价,明确每种钛合金材料的工况适用性和使用极限,以保证其使用的安全可靠性。本文在国外近30年已发表的钛合金油井管相关研究成果和国内钛合金油井管最新研究进展的基础上,总结了油气开发用钛合金油井管选材经验,并对七种典型钛合金材料在油气开发工况下的适用性和使用极限做出了归纳总结,分析了钛合金油井管要真正实现大规模应用面临的问题并展望了前景,以期为油气开发用钛合金材料的选用提供参考。

油井管发展动向及高性能油井管国产化(上)

从油井管在石油工业中的地位、作用出发,对国内外油井管技术现状及发展趋势进行了系统分析和阐述,认为在高端产品技术领域,我国和发达国家之间仍然存在一定的差距,呼吁业界应加快高性能油井管国产化进程,尽快变油井管生产大国为生产强国。

油井管发展动向及高性能油井管国产化(下)

从油井管在石油工业中的地位、作用出发,对国内外油井管技术现状及发展趋势进行了系统分析和阐述,认为在高端产品技术领域,我国和发达国家之间仍然存在一定的差距,呼吁业界应加快高性能油井管国产化进程,尽快变油井管生产大国为生产强国。

钢中残余有害元素对油井管质量的影响

钢中的残余有害元素致使钢材产生红脆性表面裂纹和具有回火脆性倾向 ,并使耐热钢的热强性降低。因废钢中残余有害元素含量较高 ,为降低油井用钢的残余元素含量 ,应在电弧炉炉料中加入一定比例的生铁 (铁水 )

油井管钢氢致开裂门槛值研究

四种高强度油并管钢动态充氢时，进入试样的可扩散氢含量c0和充氢电流i成正比；而氢致断裂门槛应力σc与名义屈服强度σt之比和Inc0成正比，即σc／σt=A-BInc0．测量了四种钢在H2S中浸泡时进入试样的c0，求出相应的ic，用ic充氢时测出的门槛应力σc（H）／σt和H2S中应力腐蚀门槛应力σc（H2S）／σt相一致这表明，可用特定电流下的动态充氢来代替H2S应力腐蚀．

夹杂物对油井管钢氢致开裂腐蚀的影响

对油井管钢进行了pH 2.0溶液浸泡的氢致开裂(HIC)试验。考察了油井管钢的抗HIC性能,分析了不同种类夹杂物对钢板HIC性能的影响。结果表明,在强酸性腐蚀环境中,夹杂物越多,钢对HIC越敏感。诱发油井管钢氢致开裂的夹杂物主要为MnS夹杂物、Al2O3夹杂物和硅铝酸盐复合夹杂物,其中长条状MnS夹杂物危害最大。夹杂物诱发裂纹的初期形貌为夹杂周围出现空洞,空洞的扩展成为氢致裂纹。

油井管供需形势分析与对策

能源及石油工业的发展使其对油井管的需求不断增加。介绍了国内外油井管的需求情况;论述了国外油井管发展概况和我国油井管产能及现状。在此基础上对油井管供需形势进行了综合分析,认为国内油井管市场总体上供大于求,国际市场容量有限,并且我国在油井管出口贸易方面存在一些深层次问题。提出了调整产品结构、加强行业自律和协调、提高产业集中度等对策。

新型油井管钢33Mn2V的动态再结晶规律研究

采用 Gleeble- 15 0 0热 /力模拟仪压缩变形实验 ,研究了微合金非调质钢 3 3 Mn2 V的动态再结晶规律。绘制出其动态再结晶图 ,发现其发生动态再结晶的临界变形量较小。通过回归计算出其热变形方程式 ,确定了 σP、εP和 Z的关系 。

非调质N80油井管钢的典型组织缺陷分析及其影响

通过对非调质N80油井管钢的金相组织研究,分析了该钢典型组织缺陷的产生原因及其对力学性能的影响。结果表明,国内使用的非调质N80油井管钢的典型组织为P+F和B+P+F;组织缺陷主要为粗大网状铁素体、片状马氏体组织、过热魏氏组织以及表面脱碳,会使钢材的韧性降低;片状马氏体组织对钢材的使用性能危害最为严重,会使钢材的冲击韧性显著降低,是钢材发生应力腐蚀及断裂的直接原因。

油井管钢33Mn2V静态再结晶的模拟研究

采用热 /力模拟技术研究了新型非调质油井管用钢 33Mn2 V在不同变形温度、变形速率、变形量和初始组织条件下的奥氏体静态再结晶行为。根据所得数据确定了其静态再结晶激活能 Q=115 .4 k J/ mol,并建立了 33Mn2 V钢静态再结晶量的经验模型 :X=1- exp[- 0 .2 2 314 (t/ t0 .2 ) 0 .4 8],t0 .2 =1.2 4 34- 1 0· d20 ·ε- 2 .36 87· ε- 0 .31 6 7· exp(QRT) ,式中道次间隔时间 t≥ 6 0 s时取 t=6 0 s。

对我国油井管产业发展的几点认识

介绍了石油天然气工业和油井管生产面临的形势,对中国油井管制造企业与世界上最优秀的油井管制造商之一法国Vallourec公司进行了比较分析,总结了目前世界油井管行业的特点。指出我国油井管产业发展应注重开发非API的高端油井管产品;关注国内和北美两大消费市场,提升技术服务能力;改变新建生产线扩张规模的发展思路;坚持技术创新,走"精品+服务"之路,不断提升企业软实力。

33Mn2V非调质油井管钢的相变特性及其应用

研究了新型热轧非调质无缝油井管用 3 3 Mn2 V钢 ,实验确定了该钢在加热过程和 95 0℃奥氏体化后冷却过程的相变点 ,以及 110 0℃奥氏体化不变形条件下和 12 0 0℃奥氏体化并模拟实际穿管、轧管变形条件下的两种过冷奥氏体连续转变曲线。提出一种不同于业界至今仍普遍认同的观点 ,即“在线常化”技术不是生产 N80钢级非调质热轧油井管必不可少的工艺途径。

我国油井管需求量、生产能力及价格综合分析

结合油井管国产化的发展 ,综合论述了我国油井管的需求量、生产能力以及价格水平。分析结果表明 ,我国油井管的生产能力已达80万t,具备了生产符合API标准的多种钢级、规格钢管的能力。无论是规格、品种、质量或数量均已赶上或接近国外油井管产品的水平。国产油井管的价格 ,比进口油井管价格低15 %～93 %。

发展稀土钢提高包钢油井管竞争力

参考资料回顾了稀土在钢中应用的发展历史,总结了稀土在钢中的作用,阐述了区分“稀土处理钢”与“稀土钢”的概念对于更加强调微合金化作用的稀土钢开发具有方向性的意义。探讨性地提出了包钢发展稀土钢油井管的思路及前景。