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复杂工况油套管柱失效控制与完整性技术研究进展及展望
被引量:
36
1
作者
冯耀荣
付安庆
+4 位作者
王建东
王鹏
李东风
尹成先
刘洪涛
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期106-114,共9页
随着对深层碳酸盐岩、新区、页岩等油气勘探开发力度的加大,油气田的地层条件和介质环境变得更为苛刻复杂,油套管柱变形、泄漏、腐蚀、挤毁、破裂等失效事故时有发生;加上特殊结构井和特殊工艺井、特殊增产改造措施等对油套管柱提出的...
随着对深层碳酸盐岩、新区、页岩等油气勘探开发力度的加大,油气田的地层条件和介质环境变得更为苛刻复杂,油套管柱变形、泄漏、腐蚀、挤毁、破裂等失效事故时有发生;加上特殊结构井和特殊工艺井、特殊增产改造措施等对油套管柱提出的新要求,油套管柱面临着一系列新的挑战和难题需要破解。为此,围绕我国石油天然气工业增储上产的迫切需求和深井超深井、特殊结构和特殊工艺井、强酸/大排量高压力反复酸化压裂增产改造等复杂工况油套管柱失效频发的技术难题,历经十余年攻关,取得了一系列试验研究进展与重要技术成果,主要包括:(1)形成了基于气井全生命周期的油套管腐蚀选材评价、腐蚀控制和油套管柱完整性技术;(2)形成了油套管柱螺纹连接结构和密封可靠性设计评价及配套技术;(3)研发并形成了低渗透致密气井经济高效开发“API长圆螺纹套管+CATTS101高级螺纹密封脂”套管柱技术;(4)建立了高温高压等复杂工况油套管柱结构和密封完整性试验平台和评价技术。进而根据当前国家大力提升油气勘探开发力度的新要求和面临的新问题,提出了继续深入开展深层、酸性环境、页岩气等复杂工况油套管柱失效控制与完整性研究攻关的若干建议。结论认为,上述技术成果有力地支撑了我国重点油气田的经济有效开发。
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关键词
复杂工况
套管
油管
失效控制
腐蚀控制
特殊螺纹
完整性评价
实物试验
井完整性
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职称材料
钛合金油套管抗挤毁性能计算与实验
被引量:
6
2
作者
刘强
申照熙
+3 位作者
李东风
张春霞
祝国川
宋生印
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期94-101,共8页
钛合金材料由于具有高的比强度,低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋油气开发工具的热门候选材料,但采用API、ISO的标准体系中的油套管挤毁计算方法得出的钛合金油套管抗挤毁强度缺乏验证。为...
钛合金材料由于具有高的比强度,低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋油气开发工具的热门候选材料,但采用API、ISO的标准体系中的油套管挤毁计算方法得出的钛合金油套管抗挤毁强度缺乏验证。为此,在考虑制造缺陷的条件下,通过比较ISO/TR 10400标准中计算方法、外压强度挤毁准则计算方法、有限元模拟等3种不同方法计算出的钛合金油套管的抗挤毁强度,并与同等条件下钢制油套管的抗挤毁强度进行对比,得出了钛合金油套管的抗挤毁强度变化规律,最后选取了4种规格的钛合金油套管进行了实物外挤毁试验验证。研究结果表明:①钛合金油套管抗挤毁强度均随着径厚比的升高而下降,在径厚比值较低时,钛合金油套管和钢制油套管的抗挤毁强度相差不大,而当径厚比值较高时,钛合金油套管抗挤毁强度则显著低于钢制油套管;②强度挤毁准则方法计算出来的钛合金油井管抗挤毁强度和实际试验值较为接近,同时在径厚比大于15时,计算结果乘以0.9的系数,具有较好的安全性。结论认为,该项研究成果可以为钛合金油套管的设计、使用和管理提供参考。
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关键词
高温高压
天然气开发
钛合金油套管
径厚比
抗挤毁
力学计算
有限元分析
实物试验
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职称材料
大应变管线钢和钢管的关键技术进展及展望
被引量:
8
3
作者
冯耀荣
吉玲康
+7 位作者
陈宏远
姜金星
王旭
任毅
张对红
牛辉
柏明卓
李少坡
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期105-113,共9页
油气管道工程在途经地震带、滑坡带、矿山采空区、沉陷带等特殊地质环境时,使用的大应变管线钢和钢管的研制及应用配套技术是国际上研究的热点之一,也是我国重要油气管道工程必须破解的重大难题。为此,围绕大应变管线钢和钢管研发应用...
油气管道工程在途经地震带、滑坡带、矿山采空区、沉陷带等特殊地质环境时,使用的大应变管线钢和钢管的研制及应用配套技术是国际上研究的热点之一,也是我国重要油气管道工程必须破解的重大难题。为此,围绕大应变管线钢和钢管研发应用中的一系列关键技术难题,通过十余年的联合攻关,取得了多项理论技术创新。主要成果包括:①提出了应用多个不同的应力比、屈强比、均匀延伸率等参数联合表征和评价钢管变形行为的方法,建立了X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管新产品技术指标体系和标准;②研发形成了X70HD/X80HD钢板制造成套技术,获得了兼备低屈强比、高均匀伸长率、高应力比、高强韧性的大应变钢板;③研发形成了X70HD/X80HD JCOE和UOE大应变直缝埋弧焊管制造技术,解决了钢管母材和焊缝性能合理匹配及成型、焊接、扩径、热涂覆过程性能劣化难题;④自主研制了钢管内压+弯曲大变形实物试验装置,研发形成了钢管实物模拟变形试验技术。X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管在西气东输、中缅管道等重大输气管道工程中实现了规模化应用,取得了良好的应用实效。根据复杂地质条件管道建设与长期安全运行的新要求,提出了进一步发展基于应变的管道设计新方法,研发或完善与环焊缝强匹配要求相适应的焊接方法、焊接材料、焊接工艺、环焊缝性能质量及缺陷控制要求等配套技术的建议。
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关键词
大应变管线钢
大应变钢管
变形行为评价
X70
X80
环焊缝
中缅管道
西气东输管道工程
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职称材料
题名
复杂工况油套管柱失效控制与完整性技术研究进展及展望
被引量:
36
1
作者
冯耀荣
付安庆
王建东
王鹏
李东风
尹成先
刘洪涛
机构
石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室·中国石油集团石油管工程技术研究院
中国石油
塔里木油田公司
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期106-114,共9页
基金
中国石油天然气集团有限公司应用基础研究项目“苛刻服役条件油井管工程应用基础研究”(编号:2016A-3905)
中国石油天然气集团有限公司科技基础条件平台建设项目“石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室建设”(编号:016E-5104)
中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“超深高温高压气井井完整性及储层改造技术研究与应用”(编号:018E-1809)
文摘
随着对深层碳酸盐岩、新区、页岩等油气勘探开发力度的加大,油气田的地层条件和介质环境变得更为苛刻复杂,油套管柱变形、泄漏、腐蚀、挤毁、破裂等失效事故时有发生;加上特殊结构井和特殊工艺井、特殊增产改造措施等对油套管柱提出的新要求,油套管柱面临着一系列新的挑战和难题需要破解。为此,围绕我国石油天然气工业增储上产的迫切需求和深井超深井、特殊结构和特殊工艺井、强酸/大排量高压力反复酸化压裂增产改造等复杂工况油套管柱失效频发的技术难题,历经十余年攻关,取得了一系列试验研究进展与重要技术成果,主要包括:(1)形成了基于气井全生命周期的油套管腐蚀选材评价、腐蚀控制和油套管柱完整性技术;(2)形成了油套管柱螺纹连接结构和密封可靠性设计评价及配套技术;(3)研发并形成了低渗透致密气井经济高效开发“API长圆螺纹套管+CATTS101高级螺纹密封脂”套管柱技术;(4)建立了高温高压等复杂工况油套管柱结构和密封完整性试验平台和评价技术。进而根据当前国家大力提升油气勘探开发力度的新要求和面临的新问题,提出了继续深入开展深层、酸性环境、页岩气等复杂工况油套管柱失效控制与完整性研究攻关的若干建议。结论认为,上述技术成果有力地支撑了我国重点油气田的经济有效开发。
关键词
复杂工况
套管
油管
失效控制
腐蚀控制
特殊螺纹
完整性评价
实物试验
井完整性
Keywords
Complex working condition
Casing
Tubing
Failure control
Corrosion control
Premium connection
Integrity assessment
Full scale test
Well integrity
分类号
TE931.2 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
钛合金油套管抗挤毁性能计算与实验
被引量:
6
2
作者
刘强
申照熙
李东风
张春霞
祝国川
宋生印
机构
石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室·中国石油集团石油管工程技术研究院
宝钢股份钢管条钢事业部
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期94-101,共8页
基金
国家科技重大专项“深井超深井高效快速钻井技术及装备”(编号:2016ZX05020)
陕西省创新能力支撑计划“油气开发用低成本高耐蚀钛合金油井管材料开发”(编号:2018KJXX-046)
中国石油天然气集团有限公司基础研究和战略储备技术研究基金项目(编号:2017Z-05)。
文摘
钛合金材料由于具有高的比强度,低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋油气开发工具的热门候选材料,但采用API、ISO的标准体系中的油套管挤毁计算方法得出的钛合金油套管抗挤毁强度缺乏验证。为此,在考虑制造缺陷的条件下,通过比较ISO/TR 10400标准中计算方法、外压强度挤毁准则计算方法、有限元模拟等3种不同方法计算出的钛合金油套管的抗挤毁强度,并与同等条件下钢制油套管的抗挤毁强度进行对比,得出了钛合金油套管的抗挤毁强度变化规律,最后选取了4种规格的钛合金油套管进行了实物外挤毁试验验证。研究结果表明:①钛合金油套管抗挤毁强度均随着径厚比的升高而下降,在径厚比值较低时,钛合金油套管和钢制油套管的抗挤毁强度相差不大,而当径厚比值较高时,钛合金油套管抗挤毁强度则显著低于钢制油套管;②强度挤毁准则方法计算出来的钛合金油井管抗挤毁强度和实际试验值较为接近,同时在径厚比大于15时,计算结果乘以0.9的系数,具有较好的安全性。结论认为,该项研究成果可以为钛合金油套管的设计、使用和管理提供参考。
关键词
高温高压
天然气开发
钛合金油套管
径厚比
抗挤毁
力学计算
有限元分析
实物试验
Keywords
High temperature and high pressure(HTHP)
Natural gas development
Titanium alloy tubing and casing
Diameter-to-thickness ratio(D/t)
Collapse strength
Mechanical calculation
Finite element analysis
Full-size test
分类号
TE931.2 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
大应变管线钢和钢管的关键技术进展及展望
被引量:
8
3
作者
冯耀荣
吉玲康
陈宏远
姜金星
王旭
任毅
张对红
牛辉
柏明卓
李少坡
机构
石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室·中国石油集团石油管工程技术研究院
南京钢铁股份有限公司
中国石油集团
渤海
石油
装备
制造有限公司
鞍钢股份有限公司
中
石油管
道有限责任公司
宝鸡
石油
钢管有限责任公司
宝山钢铁股份有限公司
首钢
集团
有限公司
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期105-113,共9页
基金
国家重点研发计划项目“高应变海洋管线管研制”(编号:2018YFC0310300)
中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“西气东输二线管道断裂与变形控制关键技术研究”(编号:2009E-0105)
+1 种基金
“西气东输二线特殊焊管与管件研制”(编号:2009E-0104)
中国石油天然气集团有限公司科技基础条件平台建设项目“CNPC石油管工程重点实验室科技基础条件平台建设”(编号:07H611)。
文摘
油气管道工程在途经地震带、滑坡带、矿山采空区、沉陷带等特殊地质环境时,使用的大应变管线钢和钢管的研制及应用配套技术是国际上研究的热点之一,也是我国重要油气管道工程必须破解的重大难题。为此,围绕大应变管线钢和钢管研发应用中的一系列关键技术难题,通过十余年的联合攻关,取得了多项理论技术创新。主要成果包括:①提出了应用多个不同的应力比、屈强比、均匀延伸率等参数联合表征和评价钢管变形行为的方法,建立了X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管新产品技术指标体系和标准;②研发形成了X70HD/X80HD钢板制造成套技术,获得了兼备低屈强比、高均匀伸长率、高应力比、高强韧性的大应变钢板;③研发形成了X70HD/X80HD JCOE和UOE大应变直缝埋弧焊管制造技术,解决了钢管母材和焊缝性能合理匹配及成型、焊接、扩径、热涂覆过程性能劣化难题;④自主研制了钢管内压+弯曲大变形实物试验装置,研发形成了钢管实物模拟变形试验技术。X70HD/X80HD大应变管线钢和钢管在西气东输、中缅管道等重大输气管道工程中实现了规模化应用,取得了良好的应用实效。根据复杂地质条件管道建设与长期安全运行的新要求,提出了进一步发展基于应变的管道设计新方法,研发或完善与环焊缝强匹配要求相适应的焊接方法、焊接材料、焊接工艺、环焊缝性能质量及缺陷控制要求等配套技术的建议。
关键词
大应变管线钢
大应变钢管
变形行为评价
X70
X80
环焊缝
中缅管道
西气东输管道工程
Keywords
High-strain pipeline steel
High-strain steel pipe
Deformation behavior evaluation
X70
X80
Girth weld
China-Myanmar Pipeline
West to East Gas Pipeline project
分类号
TE973 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
复杂工况油套管柱失效控制与完整性技术研究进展及展望
冯耀荣
付安庆
王建东
王鹏
李东风
尹成先
刘洪涛
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
36
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职称材料
2
钛合金油套管抗挤毁性能计算与实验
刘强
申照熙
李东风
张春霞
祝国川
宋生印
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
6
下载PDF
职称材料
3
大应变管线钢和钢管的关键技术进展及展望
冯耀荣
吉玲康
陈宏远
姜金星
王旭
任毅
张对红
牛辉
柏明卓
李少坡
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
8
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职称材料
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