The current situation and prospect of oil steel pipe in China

The oil steel pipe in the petroleum industry is very important for its high price, large consumption volume and great effect on the development of petroleum industry. The oil steel pipe mainly includes oil well pipe (drill pipe, drill collar, casing and tubing etc.) and oil-gas transportation pipe. This paper is an attempt to make a comprehensive review on the current situation and prospect of the oil steel pipe in China, presenting the past , today and future of the China oil pipe. The first section is a historical review of the China oil pipe. The developing course and progress of the oil steel pipe products are presented. The second section is about the current situation of the China oil pipe. The general situation of the China’s steel pipe corporation and their products types, capability, etc. is introduced. The third section is about the prospect of the China oil pipe. This part mainly describes the new product research and development in China steel pipe corporations, which are facing more and more strict technical requirements of the petroleum industry in oil pipe, and reveals the prosperity of China’s steel pipe corporations.

应力环加载装置对抗SSC试验结果的影响分析

抗硫化物应力腐蚀试验使用应力环对腐蚀试样轴向施加一个恒定的载荷,试验中发生试样未到规定时间就发生断裂的现象,观察断口的宏观特征为脆性断裂,断口平直,属于拉伸断裂。分析原因是应力环环体没有固定,加载时试样夹持装置的上下夹具中心线与试样轴线存在重合度偏差,同轴度误差使试样加载产生扭转载荷,导致试样早期断裂失效。建议在应力环加载试验中,固定应力环环体底座,设置调节螺栓专用卡槽,采取数字显示百分表准确显示加载位移,降低试验因素引起的试样断裂失效。

注入剖面测井技术在油田窜漏井中的应用

油田开发生产后期,油井套管形变损坏、管外窜槽逐渐增多,导致油井含水率上升,采油速度下降。脉冲中子氧活化和示踪流量组合测井等技术能够及时准确地查找漏窜点和出水层位,依据测试资料采取有效封堵措施,提高油田采油速度。通过对注入剖面资料深入分析与综合解释,总结出注水井异常低压主要由高渗透层引起的层间矛盾以及井下管柱工具出现异常造成的,梳理出油套管漏失、封隔器失效、辨别大孔道、管外窜槽四大窜漏井类型,并提出了相应的监测流程与优选方案。某区块利用脉冲中子氧活化、示踪流量组合测井等注入剖面测井资料共进行查漏找窜28口井,查找出各类问题井18口,开展措施有效率100%。该技术为油田套损检测及措施方案的制定提供了依据。

套护筒间碎石填充对桩基荷载传递的FLAC-PFC耦合数值模拟

以贵南高铁某桥梁桩基套护筒间填充碎石保持长桩垂直度为工程背景,研究碎石对桩基荷载传递的影响,通过碎石孔隙率模拟填充松紧,建立了碎石不同填充松紧程度下的FLAC-PFC桩基荷载传递耦合数值模型。数值分析结果表明,竖向荷载主要依靠桩端阻力承担,桩周碎石竖向位移较大,随孔隙率增加而增大,水平位移较小,与孔隙率关系不大。

燕尾形超高抗扭特殊螺纹接头研究

对比了传统的API圆螺纹和偏梯形螺纹的优缺点,设计了一种新型的“倒梯形的楔子”式的燕尾形螺纹齿型以及一种经济型的超高抗扭特殊螺纹接头。详细介绍了该接头的设计、加工、检验过程,并采用有限元分析程序计算了接头上扣过程中螺纹的应力和应变。分析结果表明:该接头上扣到位后,螺纹所有侧面完全啮合,并且具有很高的接触应力,使接头在复杂的环境载荷下能始终保证螺纹间配合的稳定性。

C110级油套管钢的显微组织和晶体学特征对硫化物应力开裂的影响

通过单轴拉伸试验即NACE-A法评估了C110级油套管钢的抗硫化物应力开裂(sulfide stress cracking,SSC)性能,对拉伸试验断裂和未断裂的试样进行了金相检验,以揭示显微组织、夹杂物、晶界和位错对C110级油套管钢抗SSC性能的影响。结果表明:断裂试样中的裂纹从夹杂物处萌生和扩展,裂纹附近区域几乎都是变形晶粒,晶粒中心平均取向差较大,从而增大了钢的SSC倾向。未断裂试样中以再结晶晶粒和亚结构晶粒为主,且高角度晶界较多,能有效阻止裂纹的萌生。

带接箍水平油套环空流场特性模拟与试验

环空压耗的准确预测在深井、超深井钻完井中具有重要意义。环空流场特性研究是环空流动压耗预测的理论基础。为了揭示带接箍水平油套环空的流场特性及其影响规律,建立了不同结构的带接箍水平油套环空流动模型,采用Realizable k-ε湍流模型进行了流场的数值模拟,并开展了基于粒子图像测速技术(PIV)的流场可视化试验。对比分析了缩扩比和排量对环空流场流线分布、速度分布、压耗以及涡量分布的影响,得到了带接箍水平油套环空的流场特性及其影响规律,初步探索了压耗产生与涡旋之间的关系。搭建了可视化的带接箍水平油套环空流场测试试验装置,验证了数值模拟的准确性。研究结果表明:带接箍水平油套环空流场在突缩入口处、后向台阶处出现回流区;缩扩比、排量主要影响了后向台阶处的流场特性,对前向台阶处的流场特性影响较小;随着缩扩比的增大,环空流场的回流区范围减小,压耗减小,涡量值减小;随着排量的增加,环空流场的回流区范围增大,压耗增大,涡量值增大。研究结果可为变截面环空流场研究提供参考,为环空压耗预测提供理论基础。

油套管螺纹检测体系精度分析

介绍了ASME B 1.3标准中规定的螺纹测量体系,说明了API Spec 5B(第16版)中螺纹尺寸测量验收体系的测量精度等级;通过分析螺纹的单一中径、作用中径、螺距、椭圆度等单项参数之间的关系,说明了API Spec 5B(第16版)主要修订内容——单一中径测量和椭圆度测量在油套管螺纹测量验收体系中的重要性和必要性,对建立油田使用的油套管非标准螺纹的尺寸验收测量体系提供了指导意见。

温差变化对套管变形影响规律研究

套管变形已成为制约页岩油气发展的重要因素,不仅影响了储层开发进程,而且降低了油气井产量。为此,采用数值模拟的方法,通过温压耦合效应对套管应力的影响分析来研究温差变化对套管变形的影响规律。研究结果表明:压裂液注入温度比注入排量对套管应力的影响程度更高;在不同水泥环形态下,当管壁处水泥环出现缺失时,温降引起的套管应力增幅(30 MPa以下)较小,而其他部位在水泥环缺失或水泥环完整的情况下,应力增幅(70~90 MPa)较大,这种现象最终导致套管应力对水泥环形态的敏感度降低;压裂时温度影响套管应力的主要方式是套管内的热应力。所得结论可为页岩油气井现场施工中套管变形问题的分析提供理论指导。

小套管油井杆管偏磨治理工艺技术

油井高含水开发阶段,抽油机井杆管偏磨严重影响油井正常生产,采用塑料内衬油管治理杆管偏磨取得良好效果,但塑料内衬管壁厚3.4~4.5m,减小了油管内径,限制了能够下入的抽油泵型号,对于小套管油井或进行过套管补贴的油井,限泵径情况更加严重,影响抽油机井采油工艺方案的实施。涂层油管的涂层壁厚约0.7mm,对油管内径影响较小,论文研究采用涂层油管治理偏磨的工艺技术,开展了室内试验,优选出激光熔覆油管,进行的现场应用取得良好效果。

基于非线性动力学的水电机组操作油管振动故障研究

贯流式机组操作油管与受油器浮动瓦碰摩现象会引起操作油管的异常振动,导致漏油、窜油现象,为更好地保证水电机组的安全运行,在考虑水电机组运行过程中常见频发性故障的情况下,建立包含定转子电磁激励影响和操作油管不对中故障的操作油管-转子振动碰摩的动力学模型及微分方程,采用数值积分法对操作油管径向振动随油管不对中量、励磁电流大小和定子刚度系数等参数变化的非线性动力学特征进行分析,使用时域波形图、频谱、轴心轨迹图、庞加莱截面图和分岔图等多种手段表征系统耦合故障下的动力学响应,发现碰撞摩擦、不平衡磁拉力等因素对机组振动的影响较大,相关研究可为工程实际中多故障源激励耦合造成机组异常运行、停机等现象提供耦合故障类型诊断思路。

中国石油钢管的发展现状分析

指出了石油钢管在石油工业中的地位,不仅表现为用量大、花钱多,更主要的是钢管的质量、性能对石油工业的发展关系重大,并介绍了石油钢管主要包括油井管(钻杆、钻铤、套管、油管等)和油气输送管两大类;还进行了中国石油钢管发展现状的分析,对石油钢管企业的概况以及主要钢管企业的产品类型、生产能力进行了评述,显示了目前中国石油钢管制造行业的勃勃生机。

超级13Cr油套管在含H_2S气井环境下的腐蚀试验

近20年来,在国内外H2S/CO2共存环境、高含Cl-的深井或复杂水平井中,为保障井筒寿命并控制耐蚀合金管柱成本,超级13Cr不锈钢油套管的应用逐步增多,而ISO等标准中对于超级13Cr油套管的适用条件规定严格,特别是在超级13Cr的抗硫化物应力开裂影响因素方面,不同学者研究认识不统一。为此,模拟陕北某区块含H2S气井腐蚀环境,利用电化学系统和高压腐蚀测试系统,评价了超级13Cr油套管的电化学和抗硫化物应力开裂能力。结果表明,在模拟环境下的超级13Cr电化学腐蚀速率为0.01mm/a,而传统13Cr的腐蚀速率为0.26mm/a。同时在抗硫化物应力开裂试验中,加载80%AYS和90%AYS下的超级13Cr没有出现NACE标准溶液试验下的开裂问题。该结果为类似气井环境下的超级13Cr应用提供了一定的参考。

油套管螺纹连接抗粘扣技术的研究现状及展望

螺纹粘扣作为油套管中最常见的失效形式 ,一直是国内外冶金和石油系统的研究重点。对油套管粘扣现象作了简单的解释 ,通过对国际上近 2 0年来油套管螺纹连接抗粘扣技术研究情况的分析总结 ,归纳了各种关于管螺纹粘扣失效的机理研究、管螺纹参数优化及其检测研究、螺纹脂和螺纹镀层的研究、油套管特殊螺纹连接的研究、油套管上卸扣的操作规范的研究 ,介绍了其主要研究成果 ,指出存在的问题 。

油套管螺纹粘扣原因分析及研究现状

螺纹粘扣作为油套管中最常见的失效形式,一直是国内外石油管应用领域的研究重点。通过对粘扣失效机理的研究,分析了油套管螺纹在制造厂加工装配和油田现场使用过程中螺纹发生粘扣现象的各种原因,介绍了目前国内外抗粘扣技术的研究现状,探讨了进一步研究的方向。

油套管表面防护技术的研究现状与展望

综述了油套管表面防护技术的研究现状,介绍了油(气)田开发过程中油套管的腐蚀特征、腐蚀类型以及力学和服役环境条件对油套管的基本要求,分析了表面涂镀层工艺、激光表面强化工艺及表面合金化工艺等表面技术的特点及其在油套管表面防护中的应用,提出采用热渗镀技术在油套管表面制备镍基合金层以应对严酷服役条件的新工艺。展望了油套管表面技术新思路和方法。

中国石油钢管的发展前景展望

在阐述了中国石油钢管产品的发展历程和技术进步的基础上,着重介绍了各主要钢管企业面对石油工业对石油钢管日益严格的技术要求,积极研究开发新产品,指出了中国石油钢管制造行业的广阔发展前景。

油套管接箍锰系磷化工艺研究

通过正交试验设计方法确定了锰系磷化工艺的工艺参数,研究了磷化液酸比、磷化时间和磷化温度等工艺参数对磷化膜成膜的影响,分析了各工艺参数对磷化成膜的作用机理。用经过磷化处理的接箍进行上、卸扣试验,结果表明,得到的磷化膜具有良好的抗粘扣性能。

N80石油套管钢的CO_2腐蚀研究现状

CO2腐蚀是石油管材服役过程中常见的腐蚀失效形式,危害极大。综述了N80石油套管钢的CO2腐蚀研究现状,概述了油(气)田开发过程中油管CO2腐蚀的产生和类型;列举了CO2腐蚀的研究方法、影响因素;讨论了CO2的腐蚀机理。

采用钻井套管作电极的非无穷远三极剖面法寻找剩余油

为了在一些老油区寻找深部剩余油的存在，在大量水槽模拟实验的基础上，提出了一种新型的直流电阻率勘探方法———以钻井套管作电极的非无穷远三极剖面法，通过测量电极的视电阻率，然后经去干扰处理后得到梯度异常曲线，从而寻找油气。理论分析和实验结果表明：采用该法，在按规则网格布钻的油区，非无穷远三极剖面法有可能成为寻找剩余油的一种廉价而高效的勘探方法。