国产CT80钢级连续管

连续管是一种单根长度可达数千米、可反复弯曲、盘绕在卷筒上交付使用的油气管材,和传统的油气管材相比具有运输方便、效率高的独特优势,广泛应用于酸化、压裂、冲砂等多种不压井作业之中,被称为"万能管"。中国石油宝鸡石油钢管有限责任公司根据连续管服役环境,综合考虑焊接性能、抗折弯性能、疲劳性能及耐腐蚀性能,设计开发了连续管用低碳微合金钢热轧钢带,在此基础上形成了钢带对接、斜焊缝形变热处理、高稳定高精密HFW成型焊接、全管体热处理、焊缝热处理等一套具有完全自主知识产权的连续管制造技术,建成了亚洲首条连续管生产线,研制出了CT80钢级(屈服强度≥552MPa、抗拉强度≥621MPa)国产连续管。经检测评价和现场使用,产品的强度、塑性、耐蚀性、服役寿命等各项指标均达到国际先进水平。

CT80钢级连续油管焊接接头在不同质量分数NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

采用动电位极化技术和电化学阻抗谱测试方法研究了CT80钢级连续油管焊接接头的母材和焊缝在不同质量分数(3.5%,5.0%,7.0%)NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:在不同质量分数NaCl溶液中,母材和焊缝的极化曲线均呈典型的阳极溶解特征,没有钝化现象;随着NaCl质量分数(即Cl-1浓度)的增加,母材和焊缝的开路电位和自腐蚀电位负移,极化电阻减小,自腐蚀电流密度增大,耐腐蚀性能减小;母材的热力学稳定性和耐腐蚀性能优于焊缝的。

CT80钢级高频焊接连续油管焊接规范初探

通过宏观、微观金相分析和压扁试验结果对不同焊接规范条件下CT80钢级Φ38.1mm×3.18mm高频焊接连续油管焊接接头试样进行评价,总结了按不同焊接规范生产的产品质量水平和压扁试样断口特征,为评价焊接规范合理性以及确定合理焊接规范提供了依据。

铬铝合金化对CT80钢抗CO_2腐蚀性能的影响

为了提高CT80连续管在CO_2腐蚀环境中的耐蚀性能,通过在CT80钢的基础上改变Cr、 Al合金元素的含量,并利用真空冶炼技术制备出了铬铝合金钢,采用电化学极化试验、浸泡腐蚀试验对试验钢进行了耐蚀性能评价。结果表明, Cr、 Al两种合金元素经过合理的组合匹配,可以有效地提高CT80钢在高矿化度、饱和CO_2腐蚀环境下的耐腐蚀性能,为该环境下的油气管材设计提供了理论依据。

热处理对CT80钢板-板对焊接头组织和性能的影响

采用自动TIG焊对3.15 mm厚的CT80钢板进行板-板斜45°不填丝焊接,对焊缝附近区域进行热处理,热处理工艺为920℃保温60 s,空冷或从920℃降温至450~400℃开始风冷、水冷。研究了热处理对焊接接头组织和性能的影响。结果表明,热处理后接头的屈服强度明显降低,抗拉强度、断后伸长率稍有降低。不同冷却方式对CT80钢带板-板对焊接头的拉伸性能无明显规律性影响。热处理后,焊缝和热影响区组织由粗大的粒状贝氏体转变为针状铁素体和先共析铁素体,硬度降低,焊缝硬化现象减弱。热处理后试样拉伸断裂发生在距离焊缝中心10~15 mm的母材处。该位置相比焊缝和热影响区发生了软化,这是由于该位置发生了再结晶退火,组织由多边形铁素体+粒状贝氏体转变为晶粒较大的铁素体+珠光体,硬度和强度明显降低。

温度对CT80连续油管钢电化学腐蚀行为的影响

采用动电位极化和电化学阻抗方法,研究了CT80连续油管钢在不同温度(20,40,60,80℃)的3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,随着温度的升高,CT80钢的开路电位呈现先负移后正移的趋势,在60℃时达到最小;CT80钢的自腐蚀电流密度呈先升高后降低的趋势,在60℃时具有最大的自腐蚀电流密度,腐蚀速率最大;CT80钢的极化电阻随温度升高呈先减小后增大的趋势,在60℃时极化电阻最小,相应的腐蚀速率最大。

国产CT80级连续油管用钢带对接焊焊接方法探讨

论述了连续油管(coiled-tubing,简称CT)用钢带对接焊的重要性及对接焊要求,同时就国产CT80级3.18 mm连续油管钢带的实验室板-板对接焊的焊接方法进行了探讨,涉及的焊接方法有MIG/MAG焊、TIG焊和等离子弧焊接。通过对各种焊接方法的线能量、焊缝成形、焊丝匹配、引熄弧板安装、飞溅的比较,进行了焊接方法选择的评价,初步认为TIG焊线能量可以控制,焊缝成形美观,焊丝达到连续油管使用要求,引熄弧板安装不伤及母材,无飞溅,是比较理想的连续油管钢带焊接方法。由于TIG焊焊接板厚有限,较厚板-板对接可以考虑使用等离子弧焊。

调质处理对CT80连续油管用钢应变疲劳行为的影响

对CT80连续油管用钢分别进行950℃淬火和550℃或650℃回火的调质热处理;通过轴向低循环疲劳试验,对比了不同调质工艺处理后试验钢的疲劳性能,并对断口形貌进行分析。结果表明:淬火温度950℃、回火温度650℃的调质处理工艺能够有效地提高CT80连续油管用钢疲劳性能;其疲劳裂纹起源于试样表面,且呈多源性特征。

CT80连续油管液固两相流冲蚀磨损试验研究

针对国产CT80连续油管在服役过程中发生的冲蚀磨损问题,采用自制的室内喷射式冲蚀试验装置,与油套管用N80钢进行对比试验,研究了冲击角度、流速以及砂含量3种影响因素对冲蚀速率的影响。结果表明:CT80钢在冲击角度为30°时,冲蚀速率最大可达9.06×10^(-7)kg/kg,而N80钢在冲击角度为15°时冲蚀速率最大值为6.03×10^(-7)kg/kg。N80钢在流速从1 m/s增大到5 m/s时,最大冲蚀速率从4.56×10^(-8)kg/kg增加到6.03×10^(-7)kg/kg,增幅约为13.2倍,是增长速率最快的阶段。CT80钢在相同流速阶段增幅比N80钢小,约为10倍。N80钢在砂含量从0.5%增加到1%时,冲蚀速率增长最快,由5.28×10^(-7)kg/kg增长到6.1×10^(-7)kg/kg,而CT80钢在砂含量从0.5%增加到3%时,冲蚀速率呈现先增大再减小的波动趋势。该试验为油田复杂环境下完井管柱的选材提供了参考。

CT80连续油管钢在60℃高矿化水中的电化学腐蚀行为

应用动电位极化、电化学阻抗谱和浸泡实验方法研究了CT80连续油管钢试样在60℃模拟长庆油田高矿化度油井水溶液中的腐蚀行为。CT80钢试样的开路电位随腐蚀时间而变化。腐蚀过程是受活化和扩散控制,具有较高的腐蚀速率;预腐蚀后,腐蚀产物膜的形成产生一定的电阻极化,腐蚀速率明显降低。在浸泡实验中,随着浸泡时间的延长试样平均腐蚀速率逐渐下降,但产生严重的点腐蚀现象。

CT80连续油管钢的电化学腐蚀行为

用动电位极化和电化学阻抗谱测量方法研究了CT80钢连续油管钢在模拟长庆油田高矿化度油井水中的腐蚀行为,并考察了矿化度和预腐蚀对腐蚀过程的影响.结果表明,随着腐蚀溶液矿化度的增大,材料的开路电位正移,电荷传递电阻先减小后增大,电化学腐蚀速率与矿化度呈非直线规律.在矿化度为23.204 g/L时,CT80钢材料具有最大的腐蚀速率.随着预腐蚀时间的延长,电荷传递电阻增大,相应的电化学腐蚀速率有所降低.

连续油管在四川高含CO_(2)气田环境中的腐蚀规律研究

针对四川高含CO_(2)气田连续油管作业腐蚀严重的问题,利用高温高压反应釜模拟连续油管作业工况,通过失重法测得CT80和2205DSS油管钢在CO_(2)环境中的腐蚀速率,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)等表面分析技术对连续油管腐蚀后的表面形貌、元素组成进行分析。结果表明:在CO_(2)为主导的腐蚀环境下,随着温度、压力的升高,气相环境中CT80腐蚀速率逐渐增大,2205DSS腐蚀速率变化不大且较CT80腐蚀速率低;液相环境中CT80腐蚀速率随温度、压力升高呈先增大后降低趋势,2205DSS腐蚀速率较低且变化不大。腐蚀产物微观分析发现CT80液相主要腐蚀产物为FeCO_(3)和Fe_(2)O_(3),产物膜疏松多孔,腐蚀较为严重;2205DSS液相主要腐蚀产物为Cr_(2)O_(3),产物膜较为致密,腐蚀轻微。2205DSS连续油管具有较好的耐腐蚀性能,适合在高含CO_(2)气田中使用。