J55钢套管材料在地层水服役环境中的安全性评价和可靠性预测

建立了J55钢套管抗挤强度和抗拉强度有限元模型,分析了均匀腐蚀和局部腐蚀J55钢套管的力学性能,对比了缓蚀剂加注前后油气井采出水中J55钢套管的力学性能及使用寿命。结果表明:建立的模型可以有效用于J55钢套管的力学分析;局部腐蚀会显著降低J55钢套管的剩余强度,且相同腐蚀深度(1 mm)条件下,局部腐蚀J55钢套管的剩余抗拉强度比均匀腐蚀J55钢套管的降低23.3%;在不含缓蚀剂的油气井采出水中,J55钢套管的力学性能显著降低且平均使用寿命仅为2.8 a,添加缓蚀剂后,J55钢套管力学性能显著提高,且使用寿命也大幅提高。

J55套管钢CO_(2)和微生物腐蚀行为的研究

通过模拟井下环境的均匀和局部腐蚀试验,结合电化学测试分析,研究了J55套管钢的腐蚀行为和腐蚀机理。结果表明:随着温度的升高,J55套管钢的CO_(2)均匀腐蚀速率逐渐增大,当温度达到60℃时,其腐蚀速率达到最大值,即1.017 5 mm/a,并且局部腐蚀最为严重。SRB、TGB导致J55套管钢的均匀腐蚀速率明显增大,局部腐蚀程度显著增强。在单独CO_(2)腐蚀环境中,J55套管钢的阴极和阳极均表现为活化反应,自腐蚀电位下的腐蚀电流密度为阴极反应过程所控制。随着温度的升高,其电化学腐蚀热力学趋势增强,当温度达到60℃时,J55套管钢动力学阻力达到极小值点,自腐蚀电流密度最大。SRB、TGB使J55钢在CO_(2)腐蚀环境中的自腐蚀电位明显降低,并显著促进了CO_(2)腐蚀的阴极氢去极化过程,导致J55钢的阳极溶解加速。

控轧控冷工艺对J55石油套管用钢带状组织影响

为消除或减轻J55石油套管用钢带状组织,通过热轧试验研究变形温度、终轧温度、奥氏体未再结晶区压下率、轧后至卷取温度前冷速以及卷取温度等,对J55石油套管用钢带状组织影响规律。研究结果表明,随着变形温度的提高,金相组织中带状组织呈逐渐减弱趋势,而且终轧温度较高可以减少带状组织的产生。采用奥氏体未再结晶区大压下制度,不仅可以明显减少带状组织的产生,还可以细化晶粒。适当加大终轧后冷却速度,可消除或减轻铁素体+珠光体的带状组织。卷取温度对带状组织的消除或减轻无显著影响,建议适当降低卷取温度,以保证层流冷却的加速冷却。

轧制工艺对含铌J55石油套管钢力学性能的影响

采用两类四种轧制工艺制备了含铌J55石油套管钢,分析了不同轧制工艺对钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:高温精轧开轧工艺制备钢的显微组织为准多边形铁素体(QF)+珠光体(P)+少量粒状贝氏体(GB),其强度和韧性均可达到GB/T 19830—2005规定值;低温精轧开轧工艺制备钢的显微组织为针状铁素体(AF)+GB+QF,其强度和韧性均有明显提高,改善了钢的力学性能;其夹杂物主要为硫化物和高熔点氧化物,可通过控制夹杂物的含量来提高钢的韧性。

莱钢J55石油套管钢的生产实践

介绍了莱钢开发J55石油套管用钢的过程。通过铌、钛复合微合金化的成分设计与合理的生产工艺制定,开发了具有高强度、高韧性和良好焊接性能的石油套管用钢产品,产品具有成分均匀、氧含量低、晶粒细小的特点,较好地满足了用户的使用要求。

石油套管用钢J55翘皮缺陷浅析

介绍了唐钢1 580生产线生产石油套管用钢J55的工艺流程、产品成分性能及钢卷表面出现翘皮缺陷的现象。对连铸坯质量、粗轧立辊轧制力、热卷箱模式等因素进行了试验分析,认为J55出现翘皮缺陷是由于连铸坯表面存在角裂纹,在经粗轧立辊轧制后进一步加重产生的。而连铸坯角裂缺陷的产生与连铸拉速的波动及铌的碳氮化物在奥氏体晶界析出有关。提出了加强对二冷喷嘴的检查维护力度,保证铸坯宽度方向温度均匀分布;提高铸坯矫直前温度和钢中钛含量的改进措施。

薄板坯连铸连轧生产石油套管用J55钢板的实践

结合本钢FTSR薄板坯连铸连轧生产线设备和工艺，开发了薄板坯连铸连轧石油套管专用J55钢。分析了薄板坯连铸连轧工艺与材料组织性能的特点，设计了舍金成分、炼钢工艺和轧钢工艺，进行了现场试生产，检验了产品微观组织和性能。在C—Mn基础上加Nb、Ti微合金化，采用LF＋RH的炉外精炼工艺，结合合理的控轧控冷工艺，达到净化钢质、改善夹杂物形态及分布，提高钢材综合力学性能的目的。

Nb-Ti微合金化含铬J55石油套管用钢的生产实践

8~10 mm J55石油套管用钢板的生产流程为铁水预处理-120 t顶底复吹转炉-LF精炼-87 mm薄板坯连铸-连轧工艺。通过在原有0.015%~0.025%Nb微合金化钢的基础上优化J55石油套管钢的成分(/%:0.16~0.18C,0.5~0.7Mn,≤0.20Si,≤0.025P,≤0.010S,0.03~0.04Cr,0.01~0.03Ti,0.005~0.010Nb),转炉出钢加200~400 kg铝镁钙预脱氧、精炼过程喂铝线深脱氧,T[O]≤20×10^(-6)时钙处理,板柸加热温度1 100~1 130℃,终轧855~860℃,轧后快速冷却,(610±10)℃卷取等工艺措施,成品钢板屈服强度437~465 MPa,抗拉强度549~575 MPa,伸长率30%~36%,-20℃冲击功60~96 J,180°冷弯合格,各项性能稳定。

石油套管用热轧钢带J55缺陷原因分析

对热轧钢带J55在制造石油套管时焊缝附近出现的细裂纹缺陷进行分析。结果显示,此类缺陷是由于连铸板坯原始缺陷经热轧轧制后形成的。

J55石油套管钢生产过程纯净度控制的探讨

文章对J55石油套管钢从精炼开始到轧材整个生产过程中夹杂物的行为进行了研究。采用电镜分析了精炼过程、连铸坯及热轧卷的洁净度的变化。试验结果表明:现有的生产工艺在稳态浇注时钢水的洁净度满足产品质量要求,LF精炼后钢中夹杂物的含量明显降低,钢中没有发现大于20μm的夹杂。

J55级石油套管用热轧中宽钢带开发实践

根据固溶强化、微合金化等强韧化理论,设计了J55级石油套管用钢的化学成分,解决了该钢种焊管生产过程中焊接性能不良的问题。

有硫酸盐还原菌存在时J55套管钢的极化行为

在接种硫酸盐还原菌 (SRB)的培养基中 ,通过测量J5 5钢的极化曲线 ,分析了SRB对腐蚀过程的影响。结果表明 ,SRB的代谢产物———H2 S对阳极过程和阴极过程影响很大 ,有显著的去极化作用。

温度、氯离子和铬元素对J55油套管钢钝化膜半导体性能的影响

利用电容测量法及电化学阻抗谱技术研究了温度、氯离子浓度和铬元素对目前广泛使用的J55油套管钢在模拟土壤环境中所成钝化膜半导体性能的影响.结果表明:钝化膜呈现n型半导体特性,随着成膜温度的升高、铬元素的加入和氯离子浓度的增加,Mott-Schottky曲线直线部分的斜率减小,表明膜内杂质密度增加.阻抗谱结果表明:在同一温度下,离子在膜内的传递电阻R1随着氯离子浓度增加而减小,膜内的扩散系数YW增加;同一氯离子浓度下,随着成膜温度的升高,扩散系数YW减小.表明温度升高、溶液中氯离子浓度的增加以及铬元素的加入会使钝化膜对J55油套管钢基体的保护作用减弱.

J55钢级电阻焊(ERW)套管的焊缝沟槽腐蚀行为

采用恒电位阳极极化加速腐蚀电化学试验,研究了J55钢级套管电阻焊(ERW)焊缝的沟槽腐蚀行为,利用激光共聚焦显微镜观察试样腐蚀后的表面形貌和三维微观特征,计算了焊缝沟槽腐蚀敏感系数,分析了沟槽腐蚀的影响因素并对比了无缝套管和ERW套管的经济性。结果表明:J55钢级ERW套管发生了选择性局部腐蚀,焊缝区域存在点蚀坑;其沟槽腐蚀敏感系数均小于1. 3,对沟槽腐蚀不敏感;相比J55钢级无缝套管,其经济性较好。

浅谈CaO—Al2O3基预熔精炼渣在石油套管钢J55精炼过程的应用

本文研究分析了CaO-Al2O3基预熔精炼渣对120TLF炉生产石油套管钢J55精炼过程去夹杂的影响。经过现场试验和成材金相分析证明：控制转炉出钢过程的下渣、带渣现象、精炼渣成分（％）保持在CAO：50—60，Al2O3：25—30，Si02：5-10，CAF2：3-5，CaO-Al2O3 1．5—2．5范围内，能够有效地去除钢液中的非金属夹杂，特别是对B类和C类夹杂起到了很好的控制作用，满足了用卢对产品确要求，

J55石油套管在地热水环境中腐蚀行为研究

土热水的矿化度非常高,单纯沿用油气装备是否能满足地热水开采要求尚不可知。鉴于此,选取不同腐蚀强度的地热井作为模拟工况,采用挂片方式进行试验模拟,研究J55石油套管在不同地热水中的腐蚀行为,并探讨其腐蚀规律及机理。研究结果表明:J55石油套管在地热水中的腐蚀速率较高,均匀腐蚀速率在0.5 mm/a以上,属于极严重腐蚀,如果在地热开采过程中长期使用极易出现套管穿孔或断裂事故;腐蚀产物以FeCO_3为主,在1号工况下材料表面形成了CaCO_3垢层,CaCO_3垢层对腐蚀起到了抑制作用,但是垢层存在明显的空隙,极易发生局部腐蚀现象。由此可见,J55石油套管不能满足地热水开发要求。

K55钢级Φ177.8mm石油套管的工艺研究

文章介绍了特钢分公司Φ120 mm生产线的工艺特点及技术装备,并介绍了该生产线试制K55钢级Φ177.8 mm石油套管变形量分配及工艺参数设计以及轧制情况,并且对生产中所存在的问题提出了注意事项。

J55钢级焊接油套管用热轧钢带性能的探讨

根据生产实践探讨了焊接油套管对板材机械性能和化学成分的要求 ,指出热轧带钢合理的元素配比 ,良好的显微组织、优良的机械性能、精确的尺寸控制是生产优质油套管的前提所在。J5 5低 C、Mn、Nb、V、Ti微合金化钢采用冶炼低 C、低 S、高纯净度钢技术 ,通过添加 Nb、V、Ti等微合金元素控轧控冷 ,发挥晶粒细化和析出强化的作用 ,得到细晶粒的铁素体-珠光体组织 。

“一种J55钢级SEW膨胀套管及其制造方法”获得国家发明专利授权

近日，宝鸡石油钢管有限责任公司（简称宝鸡石油）申请的“一种J55钢级SEW膨胀套管及其制造方法”发明专利获得国家知识产权局正式授权。该专利涉及的实体膨胀管是一种在井下通过机械或液压的方式使膨胀锥从管柱中穿过，从而达到管柱发生变形超过其弹性强度极限而进入塑性变形区域，最终发生永久性机械变形的金属钢管，具有高技术含量、高附加值等特点。