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℃。

钛合金在油气开采中的应用及研究现状

我国目前现有的油井管用钛合金都是在其他行业所用钛合金的基础上进行改进设计的,普遍存在抗腐蚀性能较差、成本较高等缺点,并且钛合金在我国油气开采领域还未得到大规模的生产与应用。总结了钛合金油井管在油气开采领域的应用以及油井管用钛合金抗腐蚀能力的研究成果,并且梳理了我国目前油井管用钛合金材料抗腐蚀性能的不足,为后续的研究提供参考。

旧油管及油管柱可靠性的控制方法研究与应用

针对油管服役过程中各种失效形式的特征,依据实际情况设计了旧油管现场检测方法,开发了能够满足旧油管使用的专用密封脂,设计并制造了可溶型油管柱试压专用工具,结合现场条件,进一步规范了作业方法。并在某天然气生产区块进行规模应用。结果表明:以上现场检测方法、操作方法和两种产品实施535口井后,保证了入井油管的可靠性,同时结合开发现状,进一步延长了油管的使用寿命,节约各项成本达700万元。

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颐2020标准要求,说明新工艺是合理可行的。

一种高温高压井用小直径切割器设计及性能研究

针对高温高压小水眼油气井下管柱切割问题,设计了一种外径为Φ36 mm的小直径切割器,首次采用切割器两端同时起爆方式对钻杆进行切割,对其作用过程进行了仿真,并通过地面试验和井下试验对切割器的切割效果进行了验证。结果表明:该切割器能够在压力为95 MPa、温度为160℃的井下进行切割作业,实现对水眼大于等于Φ41 mm的多种规格钻杆的切割,且一次性切断钻杆,切割后切割装置接头无粘连、翻边小。本研究可为工程测井和油气资源的深层勘探开发提供技术支持。

U型煤层气井压裂技术研究

为做好U型煤层气井的压裂工作,以山西某U型煤层气井压裂工况为例,提出了压裂设计方案,重点对连续油管分段压裂技术,水平井压裂技术,定向射孔工艺及钻井液类型、性能等进行了分析,并进行了现场压裂试验,取得了较好的试验效果,促进了煤层气开采的增产增效,可为类似工况下煤层气井的开发提供参考。

油井管螺纹的表面处理技术研究及进展

螺纹连接是油井管常用的部件,用于连接油套管、钻具等并传递动力。螺纹连接失效是油井管最常见的失效方式,螺纹的表面状态对连接部件的安全、稳定使用有重要影响。从油井管螺纹表面处理的必要性、螺纹表面热处理、镀层、固体润滑涂层等方面综述了表面处理技术在油井管上的应用与研究现状。粘扣是螺纹表面处理要解决的关键问题,着重介绍了激光热处理、氮化、固体润滑涂层等工艺对螺纹抗粘扣效果的影响,并简单介绍了冷滚压、喷砂等机械表面处理方法对材料表面疲劳性能的提升作用。

特殊螺纹接头密封性能数值仿真分析

运用有限元仿真方法,通过建立简化半尺寸模型研究了Φ88.90 mm×6.45 mm规格特殊螺纹接头密封结构在不同过盈量、材料和温度下密封性能的变化。数值分析结果表明:不同密封面公差过盈量下的接头接触压力积分值比较情况为L-L>N-N>H-H;不同材料的接触压力积分值比较情况为13Cr-110>110S>N80Q;不同温度下,室温下接触压力积分值略高于高温下接触压力积分值。

全自动压缩空气驱动钢管通径机的研制

通径机是对钢管直线度、内径圆度进行检验的重要设备,本文介绍了全自动气动钢管通径机的工作原理,结合Ф114 mm~Ф340 mm通径机,阐述了此种设备的生产工艺、设备组成、设计原理及主要特点。

非API油井管制造质量的影响因素及质量管控方法研究

与传统美国石油学会标准(API)油井管相比,非API油井管使用性能高、应用范围广,但质量要求也更为严格。从质量管控角度出发,通过全面质量控制理念,探讨并列出了非API油井管质量控制所需的5个基本要素:质量检测、质量标准体系构建、质量监督、反馈机制与责任机制,简析了制造质量的影响因素,并提供了全面的质量管控方法。通过研究为提升非API油井管的质量提供方法,促进非API标准体系的完善,为保障我国石油工业的健康发展提供理论基础。

煤层气L型水平井抽油机举升工艺应用研究

煤层气L型水平井主要采用水力管式泵、电潜螺杆泵等无杆举升工艺进行排采,但排采过程中水力管式泵地面设备故障、中心管漏失、卡泵等问题频发,电潜螺杆窜气烧泵问题严重且由于受大狗腿度的影响部分井无法下泵至合理排采井段。针对以上问题,本文进行了煤层气L型水平井抽油机举升工艺的研究应用,通过L型水平井水平井泵的针对性研发、抽油机举升系统设计选型、内衬油管防偏磨工艺及插接式简易气锚防窜气工艺的设计,确保了2口试验井的成功应用,为煤层气L型水平连续稳定排采提供了一种高效的举升工艺方式选择。

大王庄油田地热资源可持续利用研究

华北油田按照“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走总体部署,建设化石能源与清洁能源全面融合发展的“低碳能源生态圈”。以第三采油厂大王庄油田为例,大王庄油田采出液温度较高,可通过调整开发方式,变传统油-气开发为油-气-热协同开发,实现对油气矿权范围内与油气伴生共存的地下地热资源开发利用。在开发过程中,采用“全密闭、全回灌、取热不取水”等保护性开发技术,能够保证油田地热资源的可持续利用。油田地热资源是一种可再生能源,油田站场积极利用地热资源,打造无烟站场,能够加快中国石油实现低碳发展的步伐,符合科学发展观、循环经济和可持续发展的要求,切合国家的“碳中和”战略,对华北油田改变能源结构,发展循环经济,建设资源节约型、环境友好型企业将起到促进的作用。

基于渗流-管流耦合模型的陇东地区水平井取水数值模拟及影响因素分析

为缓解油气资源开发中的缺水问题,常利用水平井开采地下水资源,但目前极少分析水平井取水影响因素问题。因此,利用数值模型模拟水平井开采方式,探究水平井布设方向、埋藏深度、管长及井管渗透性能对取水效果的影响。结果表明,在考虑取水效率和施工难度的情况下,最优水平井布设方向应沿来水方向,位置尽可能布设于洛河组上层,管长和井管渗透性能分别推荐为800~1000 m和0.15,对应开采量为1 368~2 389 m~3/d。研究结果对缓解陇东地区油气资源开发中水资源短缺问题和制定合理的水资源开发策略具有重要的指导意义。

过油管开启地层隔离阀方案设计及应用

南海东部某油田4H水平井施工过程中,在液压打开地层隔离阀失效,连续油管机械打开地层隔离阀遇阻无法通过。鉴于该情况,设计了一种安全、可靠的地层隔离阀打开方案:通过悬挂5-1/2″油管保护管柱,在保护管柱内下入2-7/8″小钻杆机械开启地层隔离阀。该方案在不起已经到位的生产管柱的情况下,保护了油管挂密封及井下安全阀,并成功打开了地层隔离阀。该方案的成功应用,为海上水下井口生产管柱已经到位后开启地层隔离阀提供了有效的解决方案。

抗高温CO_2腐蚀固体缓蚀剂的研究

传统的投加液体缓蚀剂防止油井管柱的腐蚀方法存在着增设加药泵、操作不便,高连续加注、用量大,效果差,防护周期短及生产成本大的问题。采用马来酸酐、癸二酸、油酸、二聚酸等原料分别与多胺合成双烷基双环咪唑啉季铵盐,并用静态失重法和高温高压动态模拟试验方法分别对原料进行了优选和缓蚀效率测试。结果表明二聚酸为最优原料;合成的缓蚀剂基体成分在120℃,转速60r/min,CO2饱和的条件下,添加量为300mg/L时,缓蚀率达到80.3%。

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。

30Mn水淬钢调质热处理工艺的研究

测定了30Mn钢的CCT曲线和淬透性。研究表明,当冷却速度大于60℃/s时,能得到50%以上的马氏体组织,淬透性能满足Φ245mm×13.84mm以下油井管的要求。在此基础上研究了不同的回火温度、回火保温时间、淬火温度和淬火保温时间对30Mn钢组织性能的影响规律,制订了实验室条件下的调质热处理工艺,并进行了试验研究。结果表明,经此调质工艺处理后,材料的力学性能达到了API5CT标准要求。作为水淬钢种,30Mn钢可用来生产N80Q钢级的油井管。

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 %。

中原油田文23气田气井腐蚀原因分析

采用XRD、XPS和EPMA对中原油田文23-1、23-8气井油管腐蚀产物和管材进行分析,并试验了碳钢在CO_2介质中的腐蚀。研究结果表明,天然气中的CO_2及凝析水是气井腐蚀的主要原因。管材的非金属夹杂物(MnS、Al_2O_3)含量超标,是加速油管在CO_2环境中局部腐蚀穿孔破坏的另一原因。还探索了应用缓蚀剂防止气井CO_2腐蚀的可能性。

L80-13Cr油井管的研制及耐腐蚀性能研究

分析了L80-13Cr油井管的化学成分和技术条件要求,阐述了L80-13Cr油井管的轧制工艺,研究了L80-13Cr油井管的耐CO_(2)腐蚀性能.研究结果表明,L80-13Cr油井管热处理后的性能满足使用要求,且韧性较高;在相同腐蚀条件下,L80-13Cr在气相中的腐蚀速率约为N80Q的1/30,在液相中的腐蚀速率约为N80Q的1/300,仅发生轻微腐蚀,耐蚀性较好.