φ139.7 mm×12.7 mm CB125HC 高抗挤套管 抗外挤性能研究

利用实物试验和有限元模拟研究了几何参数对高抗挤套管抗挤性能的影响。检测10支同批次φ139.7 mm×12.7 mm CB125HC套管的外径、壁厚等几何参数,利用立式挤毁试验系统进行挤毁试验,得到套管抗挤强度值。对检测的几何参数和挤毁结果进行分析,研究壁厚不均度、椭圆度等对套管抗挤能力的影响。利用实测数据建立有限元模型,计算各个样品的抗挤强度值并与API计算值和实测值进行比较。结果表明:高抗挤套管的抗挤强度远大于API计算值,说明API公式不适用于高抗挤套管,有限元结果与试验结果相近,用有限元方法可快速预测高抗挤套管的抗挤能力。

7-5/8in超高强度直连型石油套管的开发

根据超深复杂井身结构设计的需要,开发了7-5/8 in超高强度直连型石油套管。通过合理钢种设计及工艺控制,使得套管在超高强度下具有良好的韧性;良好的材料性能及螺纹密封面的设计,解决了直连型套管连接强度和密封性能的问题。试验结果表明,7-5/8 in超高强度直连型石油套管不仅具有超高的抗挤毁能力,还具有良好的连接强度及密封性能,适用于特殊井身结构的盐层段。

BT-110T高抗挤毁石油套管的研制

在充分了解油田实际使用工况的基础上,通过科研攻关成功开发了一种高抗挤毁石油套管BT—110T,并在国家石油管材质量监督检验中心进行了实物质量评价,结果表明工艺措施合理可行,各项指标均满足设计值和API系列标准要求,达到国内先进水平。

L80-1级高抗挤毁石油套管用钢29MnCr6的开发

达力普石油专用管有限公司成功开发出用于生产Φ244.5 mm×10. 03 mm规格L80-1钢级抗挤毁石油套管的经济性材质-29MnCr6。与常规25CrMo材质相比,29MnCr6材质冶炼成本低,热处理能耗小,可降低生产成本。经性能检测,29MnCi6材质与常规25CrMo材质相比,轧制出的L80-1钢级石油套管拉伸性能相当,冲击韧性符合API 5CT标准要求,而且抗挤毁值相差不大,均具有高出API Bull 5C2标准抗挤毁值60%的高抗挤毁水平,因此,29MnCr6材质完全可代替25CrMo材质。

高抗挤石油套管CB-110TT的开发

套管抗挤强度的主要影响因素有平均壁厚、几何尺寸精度、屈服强度、残余应力等几方面。提高管体几何尺寸精度尤其是壁厚不均度、以及采取合理热矫直工艺,可以使套管的抗挤强度超过API要求的70%以上。

BSG-P110TT石油套管的研制

为提高石油套管的抗挤毁性能,以TG26T钢为材料,设计了P110钢级石油套管钢种的化学成分,通过对TG26T钢的相变点温度、淬透性、回火温度及时间的研究,制定了P110钢级Φ139.7 mm×10.54 mm高抗挤石油套管的热处理工艺,并进行了现场应用。试验结果表明,在淬火温度为900℃、保温40 min,回火温度600℃、保温60 min,空冷的条件下,开发的P110钢级BSG-P110TT石油套管各项力学性能、抗外压挤毁性能均满足API SPEC 5CT标准的要求,通过油田现场应用,符合施工及作业要求。

高抗挤毁石油套管的试制

在充分了解油田实际使用工况的基础上,通过科研攻关与合作,为青海油田成功开发了一种高抗挤毁套管TP110TT。检验结果表明,TP110TT套管完全达到了设计技术指标。介绍了该钢级套管的开发背景、套管的性能指标、基本生产工艺过程及实际性能检验结果等方面情况。

超高抗挤套管产品的研发

为了满足油田对油井管更高抗挤性能的需求,宝山钢铁股份有限公司自2006年起立项开展对超高抗挤套管的研发,提出了通过织构设计与组织控制生产超高抗挤套管的研发思路,设计了相应的具有自主知识产权的钢种,获得了超过API标准压溃值65%以上、对屈服强度不敏感的超高抗挤套管。介绍了此种套管的织构特征及析出相特点。

用有限元法分析石油套管的椭圆度对承载能力的影响

在石油套管生产过程中产生的椭圆度明显影响套管的承载能力,但是,这个问题一直没有引起人们的充分重视而加以解决。为此,根据弹塑性力学理论,建立套管的力学模型,通过有限元方法定量分析了椭圆度对套管承载能力的影响。研究结果表明,椭圆度在很大程度上影响着套管的承载能力。因此,为了提高套管的承载能力,必须尽量降低管体的椭圆度。

一种新型高抗挤套管的研制

复杂地质条件下油水井套管早期损坏问题 ,是油田开发中迫切需要解决的一个重大技术难题。为此 ,研发了一种非 API规格的新型高抗挤套管 (TP1 30 TT) ,试图从建井源头上有效解决这一难题。重点讨论了该新型高抗挤套管的设计基础、性能特点、评价结果及应用效果等。该套管的抗挤毁强度达到 1 6 7MPa,能够适应盐膏层等复杂井段对套管抗挤强度的特殊要求 ,可以有效提高这类油水井的使用寿命及油田的综合开发效益 。

超深复杂井用非标准规格TP140V套管的开发

分析超深复杂井套管使用条件和西部某油田勘探开发的特殊需求,设计开发TP140V Φ293.45 mm×23.55 mm规格超高强度石油套管。分析认为:采用中碳钢设计,加入Cr、Mo和V等元素进行微合金化,利用纯净钢冶炼技术,并配合合理的热处理工艺制度,使生产的TP140V套管的力学性能、高温强度完全满足设计要求;采用连轧工艺,通过优化不同轧制环节的变形分配量,使TP140V套管管体椭圆度≤0.25%,壁厚不均度≤8%;且抗外挤性能也满足要求。

超高强度抗挤套管的开发

中原油田东濮凹陷地区发育相当成熟的岩层要求套管单轴抗挤强度不低于103MPa,以抵御恶劣的地质条件。为了能和上下管柱设计使用的API标准规格的Φ177.8mm×10.36mm以及Φ177.8mm×11.51mm套管方便地连接,设计了非API标准规格的Φ180mm×11.51mm套管。采用纯净钢技术制造了这种规格的BG160TT超高强度抗挤套管。试制结果表明:该套管屈服强度不低于1210MPa,冲击功不小于110J,抗挤强度不低于110MPa。该超高强度抗挤套管已在中原油田东濮凹陷地区成功下井使用。

国内SEW油套管开发现状

介绍了国内高频焊热轧(SEW)油套管的开发情况,SEW工艺的特点,以及采用SEW工艺开发的API油套管、BSG-80T/TT及BSG-110T/TT高抗挤套管、BX55及BX80膨胀套管的技术特征和产品性能,并对SEW油套管的研发方向进行了展望。

非均匀载荷对高密射孔管抗挤强度的影响

在建立非均匀外载模型的基础上,对N80射孔管进行了研究。依建立的三维有限元模型及弹塑性理论为基础,借助有限元软件,对射孔管体抗非均匀载荷能力进行了数值模拟。并依其非均匀载荷下的大位移特征和强度特征,分别定义了临界载荷和等效抗挤强度。同时分析了不同模型在相同不均匀系数、同一模型在不同的不均匀系数的情况下对等效抗挤强度的影响。结果表明,射孔管抗非均匀载荷的强度远远低于抗均匀载荷的强度,其中不均匀系数起着关键作用。有利于指导在非均匀载荷作用下射孔管的抗挤强度的设计,对分析套管变形损坏的机理提供了依据,有利于对套管损坏预防提出有效的方案。

含稀土高抗挤毁石油套管的研制

在充分了解油田实际使用工况的基础上,通过科研攻关,成功开发了一种含稀土高抗挤毁石油套管BT110T,并在国家石油管材质量监督检验中心进行了拉伸性能、冲击韧性、残余应力、金相分析、上卸扣试验、拉伸至失效试验、静水压试验、外压至失效试验等实物质量评价,结果表明,工艺措施合理可行,各项指标均达到设计值和API系列标准要求,两个试样的抗挤毁强度分别超过API BUL 5C2规定值的40%和46%,并在中石化西南油气分公司成功完成下井试验。

高强度抗硫化氢腐蚀套管的轧制工艺研究

分析了高强度抗硫化氢腐蚀套管轧制变形难度较大的原因,提出了相应的解决办法,并在实际应用过程中取得良好效果,实现了此类难变形金属在二辊式连轧管机上轧制的突破。

9 3/4″特殊通径高抗挤毁套管的开发

介绍了天津钢管公司成功开发出非API标准的93/4″外径高抗挤毁性能套管的情况。分析了影响抗挤毁套管性能的主要因素,套管的抗挤毁性能随着屈服强度的增加而升高,外径与壁厚比的减小而逐渐增加;同时,套管外径不圆度减小、壁厚不均度减小、残余应力的减小都有助于抗挤毁性能的提高。试验结果表明,该公司生产的套管尺寸精度高,抗挤毁性能合格,满足了用户大通径,高抗挤毁套管的需求。

适应非均匀载荷超高强度的套管研制与应用

复杂地质条件下油水井套管早期损坏问题,是油田开发中迫切需要解决的一个重大技术难题。天津钢管公司研发了一种非API规格的新型高抗挤套管(TP130TT),其抗挤毁强度达到167MPa,能够适应盐膏层等复杂井段对套管抗挤强度的特殊要求,经评价试验和油田使用,可以有效提高这类油水井的使用寿命及油田的综合开发效益,具有广泛的推广应用价值。

高强度油井管用钢专利技术的现状及发展趋势

概述了近年来对于高强度油井管用钢专利技术的重点研发领域-耐高温(≤650℃)、耐腐蚀(H_2S、CO_2、Cl^-介质)、抗挤毁(屈服强度380～1241 MPa)等关键技术的研究,介绍了最新高强度油井管用钢的研究和发展特点,生产典型高强度油井管用钢的关键技术。当前油井管用钢的开发趋势为通过低C、高合金和调质处理工艺生产具有耐高温、耐腐蚀、抗挤毁等复合特性的高强度焊管和无缝管。

SEW高抗挤套管开发

采用"HFW+热张力减径+整管热处理+热矫直"工艺开发了80及110钢级SEW高抗挤套管,并对开发的SEW高抗挤套管进行了力学性能和抗腐蚀性能测试。结果表明,同无缝高抗挤套管相比,SEW高抗挤套管在尺寸精度、残余应力及抗外压挤毁性能方面具有较大的优势,且采用上述工艺,较好地解决了焊缝冲击韧性低及抗腐蚀性能差的问题。因此,在其他条件相同时,采用SEW高抗挤套管可解决无缝高抗挤套管带来的抗挤强度不足问题。