N80-1油管在火驱稠油开采过程中的失效原因分析

采用宏观、金相、XRD等手段,对N80-1油管在新疆稠油热采井火驱工艺开采过程中断裂的原因进行分析。分析认为:该断裂为过载断裂,导致油管过载断裂的主要原因是火驱过程中原油燃烧温度过高,使油管发生高温软化。原油燃烧生成的高CO_2分压导致CO_2腐蚀严重,腐蚀使管体发生点蚀和壁厚减薄,燃烧过程中钢管表面的高温氧化也导致壁厚减薄,都会加速管体发生过载断裂。指出C-Mn系油管不适合用于稠油热采井火驱开采工艺,建议选用Cr-Mo系调质钢种的稠油热采专用管。

N80-1类电阻焊石油套管用钢的开发

介绍了鞍钢2150ASP中薄板坯连铸连轧生产线开发11.99mm厚电阻焊石油套管用钢N80-1热轧卷板的难点和特点。成分设计上采用低碳高锰添加少量Mo元素,碳当量控制在0.45%以下;在工艺上采用纯净钢冶炼、动态轻压下连铸技术、ASP热装热送工艺和TMCP技术,解决了中薄板坯压缩比小、卷板抗拉强度低等难题,成功实现了其批量供货。卷板制管后,产品各项性能完全满足APISPEC5CT标准要求。

N80-1套管组织异常原因分析及改进

介绍了N80-1套管管端的异常形貌特征,分析了N80-1套管的力学性能和异常组织形貌及显微硬度,探讨了异常组织形成的根本原因,并给出了改进措施。分析认为:带状分布的贝氏体是造成N80-1套管端部形貌异常的根本原因;在现行的生产工艺条件下,降低钢中C和Mn的含量能够消除N80-1套管中的异常贝氏体组织并使材料获得理想的屈服强度,同时可以大幅度提高材料的冲击韧性。

N80-1油管液压试验开裂原因分析

分析了N80-I钢级油管在静水压试验期间发生开裂的原因。检查发现失效油管的断口为典型脆性断口,断口前端的管材内壁存在划痕缺欠,划痕处产生应力集中,在承压时划痕底部萌生裂纹,是材料失效的诱因;材料内部严重的带状组织使油管横向力学性能下降、止裂能力较差,是油管液压试验开裂的主要原因。

N80-1加厚油管的工艺与性能研究

介绍了N80-1加厚油管的生产工艺,分析了加厚端、过渡带和管体的金相组织和性能。结果表明:N80-1加厚油管不同位置的金相组织存在较大的差异,加厚端为粗大的珠光体+网状铁素体,过渡带为异常的两相区加热组织,管体为细小的珠光体+均匀分散的铁素体;加厚端、过渡带和管体的性能差异较大,硬度和强度依次降低,而冲击性能依次提高。对比研究了正火对油管不同位置的组织和性能的影响。正火处理后,N80-1油管不同位置的金相组织均得以细化和均匀化,组织基本相同且铁素体含量显著增多,强度、硬度和冲击性能均趋于一致,且整体强度和硬度显著下降,冲击性能显著提高。

N80-1套管工艺及性能研究

文章基于Q/YS 1572. 1标准中对规格为Φ139. 7 mm×7. 72 mm的N80-1套管屈服强度和冲击韧性指标,工业试验摸索了在线常化工艺中再加热温度对钢管屈服强度和冲击功的影响。工业试验结果表明,钢管入再加热炉前的温度不高于550℃,钢管再加热温度控制在870~900℃,可实现钢管的屈服强度达到570~620 MPa,0℃半尺寸纵向冲击功不低于40 J,钢管的屈服强度及冲击韧性满足Q/YS 1572. 1标准要求。

N80-1套管冲击功不合格原因分析

某批次Φ244.48 mm×11.05 mm规格、N80-1钢级套管出现批量冲击功不合格,经正火后仍然不合格的情况.分析了N80-1套管冲击功不合格的原因.分析结果表明:N80-1套管的冲击功不合格是因为材料存在带状组织以及MnS夹杂物.建议加强冶炼工艺管控,降低成分偏析,减小带状组织级别,提升钢水纯净度,降低夹杂物含量,确保轧制的N80-1套管的冲击功满足要求.

定径和冷却工艺参数对40Mn2V钢N80-1套管组织和力学性能的影响

通过热模拟试验,系统分析了定径温度(820~920℃)、应变量(0.18~0.24)和冷却速率(0.2~2.1℃/s)对N80-1无缝套管(Φ139.70~339.72 mm×6.20~22.22 mm)用钢40Mn2V(/%:0.41C、0.22Si、1.65Mn、0.014P、0.005S、0.15V、0.021 Ti、0.008 0N)组织、拉伸强度和冲击功的影响,并建立了数学模型。结果表明,在给定的定径变形温度下,当冷却速率超过某一临界值时,则发生贝氏体转变对低冲击韧性极为不利。40Mn2V钢适合于钢管冷却速率不超过1.1℃/s的钢管规格,当冷却速率低于0.6℃/s时,合适的定径温度为695~870℃,当冷却速率在0.6~1.1℃/s时,定径温度为695~820℃。

非调质钢在N80-1钢级石油套管生产中的应用

文章介绍了非调质钢的概念、分类及其特点,总结了采用非调质钢36Mn2V在线常化生产N80-1的试制过程,给出了实验结果。结果表明,N80-1的试制是成功的,各项指标满足满足用户要求。

N80钢级油管水力压裂开裂原因分析

N80-1油管在进行油层水力压裂增产作业的过程中发生了脆性开裂,取样分别进行断口宏观分析、断口微观分析、金相检验等方法,对油管脆性开裂的原因进行了系统的分析。试验结果表明：该油管内壁存在一条深0.2~0.8 mm的芯棒划伤是导致该油管在压裂过程中发生脆性开裂的主要原因。另外,N80-1油管的冲击韧性值较低亦促进该油管发生脆性开裂。改选用冲击韧性值高的油管进行压裂作业将会降低压裂过程中油管发生脆性开裂的概率。

高钢级HFW石油套管的研制

介绍了HFW焊管机组的生产能力以及高钢级HFW石油套管的开发研制情况。经过一系列检测分析发现,通过调质热处理工艺研制出的N80Q、L80-1、P110钢级高强度HFW石油套管,其材料组织、强度、韧性等都发生了变化,力学性能达到了API Spec 5CT标准(第9版)要求,可满足用户的技术要求。分析认为:原料成分和调质热处理是实现高钢级HFW石油套管生产的关键。