石油套管的加工技術(shù)

　　石油套管是一種大直徑管道，可作為固定的油氣井壁或井筒。將套管插入井筒中并用水泥固定，以防止井筒將地層和井筒分離，從而防止鉆井泥漿循環(huán)鉆井。

　　用于采油的不同類(lèi)型的套管：表面石油套管 - 保護(hù)井免受淺水和淺層氣體的污染，支持井口設(shè)備并保持套管的其他層。API規(guī)范5CT和API規(guī)范5B的適用范圍很廣，但在J55套管接箍接頭方面非常有限。技術(shù)石油套管 -在不同水平分離壓力，以使鉆井液正常循環(huán)并保護(hù)生產(chǎn)套管。油層石油套管 -從地下儲(chǔ)存層輸出石油和然氣，以保護(hù)井并對(duì)鉆井泥漿進(jìn)行分層。生產(chǎn)油套時(shí)，外徑通常為114.3毫米至508毫米。

　　在740～810℃的臨界淬火溫度范圍內(nèi)，選擇了27MnCrV鋼的AC1=736℃和AC3=810℃。油管短節(jié)就是一段短油管，和油管相比，只是長(zhǎng)度不同，其它的都有一樣。亞溫淬火的加熱溫度為780℃，淬火加熱的保溫時(shí)間為15分鐘，淬火后，回火溫度為630℃，回火加熱的保溫時(shí)間為50分鐘，因?yàn)閬啘卮慊鹗窃讦?γ兩相區(qū)加熱，并在保持狀態(tài)下淬火。部分未溶解鐵素體，在保持高強(qiáng)度的同時(shí)提高了韌性。

　　目前，該工藝已在鋼管加工廠中得到應(yīng)用。如果產(chǎn)品按上述標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)并按公差值加工，必然會(huì)導(dǎo)致不合格品的產(chǎn)生。質(zhì)量保證數(shù)據(jù)表明，熱處理鋼管屈服強(qiáng)度為820-860 mpa，抗拉強(qiáng)度為910-940mpa，沖擊韌性為65-85j之間。100%合格數(shù)據(jù)表明，27mncrv鋼管已經(jīng)是一種高質(zhì)量的高品位油套管。另一方面，說(shuō)明亞溫淬火工藝是避免鋼制品高溫脆性的一種優(yōu)良方法。

　　同時(shí)，低溫淬火比常規(guī)淬火溫度低，降低了淬火應(yīng)力，從而減小了淬火變形，保證了熱處理生產(chǎn)的順利進(jìn)行，為后續(xù)的線材加工提供了良好的原料。

　　P110油管接箍產(chǎn)生縱向裂紋的原因分析

　　P110石油套管在試油過(guò)程中出現(xiàn)大量油管接箍縱向裂紋。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)J55套管接箍?jī)?nèi)壁螺紋時(shí)，已發(fā)生不均勻彈性變形的J55套管接箍?jī)?nèi)壁變成正圓孔，消除了變形誤差。油管失效主要發(fā)生在3000×3713.26m垂直深度的服役井段，地層溫度約為114-141℃。油管內(nèi)外均為稠密的1.35g/cm完井液(主要成分為：NaNO)。這批失效油管是使用的新型油管，失效時(shí)間短(井下后不超過(guò)48小時(shí))。為了確定裂紋產(chǎn)生的原因，防止類(lèi)似事故的再次發(fā)生，石油套管廠家對(duì)裂開(kāi)的P110油管接箍進(jìn)行了理化檢測(cè)和分析，以確定裂紋失效的原因，防止類(lèi)似事故的再次發(fā)生。

　　P110油管接箍接頭中發(fā)生縱向裂紋，油管接箍縱向或完全裂開(kāi)，或從接箍的端面裂開(kāi)到中間部分。深井、復(fù)雜構(gòu)造井等高難度技術(shù)井對(duì)石油套管的性能提出了新的更高的要求。斷裂是齊平的，沒(méi)有觀察到明顯的塑性變形。打開(kāi)裂縫以觀察截面的宏觀形態(tài)，結(jié)果表明，裂縫附近的油管接箍?jī)?nèi)外表面沒(méi)有明顯的腐蝕和變薄;截面平整，脆性開(kāi)裂特征明顯;P110油管接箍的外表面是多源裂開(kāi)的，并且該部分覆蓋了腐蝕產(chǎn)物。

　　測(cè)試了失效油管接箍試樣的力學(xué)性能，結(jié)果表明，失效的P110油管接箍的拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率和沖擊能均滿足API5CT標(biāo)準(zhǔn)對(duì)P110級(jí)鋼的要求，且強(qiáng)韌性匹配良好。

　　失效原因應(yīng)是油管材料在腐蝕開(kāi)裂。P110油管接箍縱向開(kāi)裂的主要原因是油管材料在周向拉應(yīng)力載荷作用下，在井下“無(wú)”溶液介質(zhì)中發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC)。

　　石油套管的鋼管實(shí)現(xiàn)軋鋼冷卻的兩個(gè)主要途徑

　　石油套管熱變形的目的不僅在于獲得所需的尺寸，而且還在于提高鋼的性能。熱機(jī)械處理是利用生產(chǎn)時(shí)熱變形的效果來(lái)改善各種性能的過(guò)程的統(tǒng)稱(chēng)。其中熱機(jī)控制技術(shù)屬于這一類(lèi)。TMCP是一種綜合技術(shù)，包括控制滾動(dòng)和加速冷卻。

　　石油套管廠家了解到，目前，控制軋制和控制冷卻技術(shù)已成功應(yīng)用于鋼板、帶鋼等結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)，而無(wú)縫鋼管由于現(xiàn)有形狀復(fù)雜、特殊，熱處理工藝復(fù)雜，而生產(chǎn)設(shè)備、軋機(jī)冷控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用并不廣泛。所以在現(xiàn)在的石油管道的仿佛上面，可以降低因?yàn)楦g而發(fā)生的損失。結(jié)果表明，石油套管的鋼管在線?；驮诰€加速冷卻是實(shí)現(xiàn)軋鋼冷卻的兩個(gè)主要途徑。

　　在線常化是指在軋制前將鋼管冷卻到相變點(diǎn)JC1，鋼管由奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體，使鋼管在加熱爐再加熱前進(jìn)入加熱爐進(jìn)行一次相變，再加熱后再加熱，再結(jié)晶后對(duì)正火管晶粒進(jìn)行細(xì)化。夾緊：工件定位后，工件被固定，因此工件的位置在加工過(guò)程中不會(huì)發(fā)生變化。在線加速冷卻是在奧氏體未再結(jié)晶溫度以 下( 7hr)將控制軋制所獲得的形變奧氏體以 約 1 0 ￣ 5 0 'C / s 的典型冷速通過(guò) 75 0 ￣ 5 00 °C 的相變 區(qū)，微結(jié)構(gòu)得到細(xì)化，以顯著提高強(qiáng)度和韌性。

　　通過(guò)控制軋制冷卻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了石油套管的在線熱處理，取代了熱軋后的調(diào)質(zhì)處理，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，具有良好的應(yīng)用前景。在在線?；驮诰€加速冷卻兩種技術(shù)下，石油套管的組織和性能得到了很大的提高。