石油套管用N80钢的研制

介绍了本溪钢铁公司和海特钢管厂联合研制石油套管用N80钢和ERW套管的情况。对研制的N80钢和ERW套管的化学成分、拉伸性能、冲击韧性、金相组织等进行了试验和分析。经中国石油天然气集团公司管材研究所评定,各项性能指标完全能够满足APISPEC5CT标准的要求。     

石油套管钢N80的显微组织分析

通过对N80套管钢微观组织进行光镜和透射电镜分析，发现试样中含高位错密度的板条束状铁素体是针状铁素体，在试样中还发现少量典型的贝氏体，因而确定N80套管钢的组织为针状铁素体和少量贝氏体。     

N80钢级HFW套管的研发

研究了N80-1和N80-Q两种交货状态下HFW套管的力学性能、微观组织、残余应力以及沟槽腐蚀性能。研究发现,N80-1组织为铁素体、珠光体及少量贝氏体,N80-Q组织主要是回火索氏体,且N80-1焊缝中心有一明显沿纵向的金属流线,而N80-Q金属流线宽度变窄,而且模糊不清。通过TEM观测,N80-1焊缝附近母材区珠光体的片层结构完整清晰,而焊缝区的珠光体片短小、且杂乱无章,这种微观组织必然对应较高的残余应力。N80-1 HFW焊管宏观残余应力达到235～258 MPa,而N80-Q残余应力很小,整管热处理可以有效地消除焊管残余应力,但增加了生产成本。随着加载应力的增大,沟槽腐蚀敏感性线性增大。     

P110钢级中大直径高频电阻焊表层套管研制

为了满足深井超深井油气开采对中大直径高钢级表层套管的需求,采用中低碳加少量Cr、B元素成分设计,并使用高频电阻焊+全管体调质热处理工艺技术,开发试制了Φ244.48 mm×11.05 mm P110钢级石油套管。结果表明,试制产品的屈服强度、抗拉强度和延伸率的平均值分别为895 MPa、975 MPa、25.0%;0℃下3/4尺寸母材和焊缝横向冲击功平均值分别达到77 J和73 J,基本实现母材与焊缝“等韧性”匹配;接头螺纹连接强度> 6 176 kN,抗内压强度> 60 MPa,抗外压挤毁强度平均值达43.5 MPa,各项性能指标均符合API SPEC 5CT、API TR 5C3等标准要求,能够满足深井超深井用高钢级表层套管安全服役要求。     

提高N80级ERW石油套管钢抗粘扣性能的新工艺

简述了管螺纹粘扣的产生机理及粘扣现象与材料力学之间的关系,以及新TMCP工艺研制石油套管钢的试验材料和方法,重点分析了新TMCP工艺对试验钢组织和力学性能的影响及试验钢性能对套管螺纹抗粘扣性能的影响。分析结果表明,采用新TMCP工艺获得了针状铁素体＋马氏体双相组织的石油套管钢,在不降低塑性、韧性的前提下,有效提高了材料的强度、硬度以及加工硬化指数,较好地改善了ERW石油套管钢的抗粘扣性能。     

N80石油套管的冲击试验与分析

N80石油套管是用于石油钻探的重要器材,但在一些复杂工况以及长时间的工作状态下,套管容易产生各种失效,影响油气的开发,其中海洋石油套管最常见的失效形式是因海流冲击造成的断裂.为了分析N80套管的抗冲击能力,利用冲击设备对多组N80套管试样在不同条件下进行冲击试验,根据记录的冲击数据,计算得出了材料的抗冲击能力,分析了不同条件下套管材料的抗冲击性能的变化.     

X80钢级直缝埋弧焊管的研制

介绍了国内某钢管公司Φ914 mm×15.9 mm和Φ1 219 mm×22 mm、X80钢级直缝埋弧焊钢管的试制过程,简述了其优化成型和焊接工艺,对不同厂家的钢板和试制钢管的理化性能进行了对比分析,并就所试制的X80级钢管和欧洲钢管公司同类产品实物质量进行了对比。结果表明:试制的两种规格X80级钢管完全符合标准要求,可进行批量生产。     

X80级直缝埋弧焊钢管开发

详细介绍了沙市钢管厂X80级直缝埋弧焊钢管开发的情况.一系列试制检测数据表明,试制开发的X80级直缝埋弧焊钢管各项技术指标均符合标准要求.     

N80油套管钢腐蚀规律的实验研究及分析

针对某油田比较严重的N80油套管腐蚀现象,采用动态腐蚀挂片法研究了不同腐蚀影响因素对腐蚀速率的影响,定性研究了各腐蚀影响因素的腐蚀影响规律。     

N80钢的CO_2腐蚀行为试验研究

我国中西部的油田,大多面临严重的CO2腐蚀危害。为更清楚了解油管套管常用的N80钢在现场条件下腐蚀形貌、腐蚀速率等腐蚀行为,为油田选材提供依据,进行了模拟现场环境的腐蚀试验研究。研究结果表明,在温度为92℃、介质流速为12m/s、CO2分压为29648kPa、总矿化度为346g/L的水介质中,N80钢的平均腐蚀速率为08224mm/a,按NACE RP—0775—91标准属于极严重腐蚀;腐蚀试样表面除了存在大面积凹陷外,还有较深的腐蚀坑;金属表面腐蚀产物分为三层,各层形态和成分不同,但都不很致密;腐蚀产物主要是碳酸的复盐和Fe3C。     

X80高强度管线钢的焊接工艺研究

介绍了俄罗斯某钢厂生产的X80高强度管线试验钢的化学成分及其力学性能,对该管线钢的焊接工艺(包括对其形成热、冷裂纹倾向)、组织硬度和焊接接头的冲击韧性等进行了研究。指出,采用X80高强度管线钢制作输气钢管是管道建设节约成本、提高效益的有效途径。研究完善的焊接工艺,包括选择合适的焊接接头近缝区冷却速度,是保证焊接接头性能和良好焊缝组织的关键。     

HFW焊管生产N80Q、P110级套管和油管的工艺开发

介绍了用HFW焊管生产N80Q、P110级套管和油管的生产工艺。该工艺将低合金高强度HFW焊管经过焊后精整、整体调质处理、焊缝和管体探伤、管端螺纹加工、水压试验、通径试验等工艺,生产出了高钢级成品套管和油管。调质生产线是实现用焊管生产高钢级石油套管、油管的关键。在这个生产工艺中,焊管经过调质热处理后,材料组织发生变化,其强度、韧性等力学性能提高,达到了API SPEC 5CT标准的性能要求。     

高强度X80钢管道的焊接

管道钢是一种微合金控轧钢,随着石油天然气需求的增长及油气开发的进展,管道钢正朝着高强度、高韧性的趋势发展。高强度、长距离、大口径管道已经成为输气管道的发展方向。文章分析了高强度X80钢管道的热影响区的软化、焊缝金属与母材的匹配及产生焊接裂纹的可能性,介绍了管道环缝焊接工艺,还列举了国外X80钢管道的焊接工程实例。     

高钢级套管全尺寸试样堵头焊接工艺研究

为了确保高钢级套管全尺寸试样制备时套管与堵头的可靠连接,分析了高钢级套管、堵头材料的焊接性能及焊接结构,探讨并制定出高钢级套管全尺寸试样堵头焊接工艺,即采用2种焊条进行多层多道焊接,并进行焊前预热、焊后热处理的焊接工艺方法,能有效提高焊缝强度及韧性。实际应用表明,该焊接工艺能够保证焊接接头的连接强度,同时节约试验成本,可满足高钢级套管全尺寸实物评价要求。     

江苏油田钻完井液对N80套管腐蚀研究

为查找中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司油水井自由段套管腐蚀原因,开展了钻完井液对NS0套管腐蚀行为的实验研究。在分析江苏油田自由段所用套管的钢级、壁厚以及所处温度环境的基础上,实验评价了江苏油田常用钻完井液分别在40,50,60和70℃下,经过0．5,1,2,4和6个月对N80套管的腐蚀行为。研究结果表明：江苏油田常用钻完井液对N80套管的腐蚀行为以局部腐蚀为主,大多发生在饱和盐水钻完井液中;饱和盐水钻完井液的平均腐蚀速率大于淡水钻完井液中的腐蚀速率;目前常用淡水钻完井液中挂片平均腐蚀速率和最大腐蚀速率均在0．0502mm／a以下,表明淡水钻完井液对套管腐蚀的影响小。     

N80 HFW套管试制工艺研究

介绍了采用高频直缝焊接工艺生产的高钢级油井专用管,重点研究了φ139.7mm（51/2in） N80套管原材料化学成分及试制过程中成型、焊接等工序的工艺参数和质量控制关键点。产品检测结果表明,产品的各项性能指标远高于API 5CT标准,同时也探讨了进一步改进的方向。