含稀土高抗挤毁石油套管的研制

在充分了解油田实际使用工况的基础上,通过科研攻关,成功开发了一种含稀土高抗挤毁石油套管BT110T,并在国家石油管材质量监督检验中心进行了拉伸性能、冲击韧性、残余应力、金相分析、上卸扣试验、拉伸至失效试验、静水压试验、外压至失效试验等实物质量评价,结果表明,工艺措施合理可行,各项指标均达到设计值和API系列标准要求,两个试样的抗挤毁强度分别超过API BUL 5C2规定值的40%和46%,并在中石化西南油气分公司成功完成下井试验。     

壁厚误差对石油套管强度影响的有限元分析

研究表明在石油套管的生产过程中产生的壁厚误差会在一定程度上影响套管的强度。然而，现在的石油套管强度计算是按美国石油协会的API BUL 5C3标准进行的，这一计算公式是以大量的实物实验数据为基础，用数学回归方法而导出，它并没能反映石油套管的壁厚误差对强度的影响。长期以来，这个问题也一直困扰着套管的使用者和生产者。为此，文章利用弹塑性力学理论建立了套管的力学模型，通过有限元分析得到了在壁厚误差存在条件下的石油套管强度。     

直连型油套管接头结构设计与分析

直联型油套管在石油深井、超深井钻井、特殊间隙固井、修井等作业中有重要应用,但整体连接性能较低。本文对直连型特殊扣油套管产品进行优化设计开发,通过有限元分析方法,选出最优设计方案,并根据API RP 5C5 2017版标准的试验方法,验证了接头上、卸扣能力和气密封能力。结构优化后的特殊扣采用勾型齿形和球对锥的密封结构,合理的结构使优化后的特殊扣接头具有优异的抗粘扣性能,较高连接强度和抗内压性能,能够适应日益复杂的井况。     

套管屈服强度测试技术研究

对套管屈服强度测试的特点及影响因素进行了综合分析，形成了适合德国SCHENCK RD0600拉伸试验机进行拉伸试验的测试技术，对提高套管屈服强度测试的准确性提供了依据。     

关于圆螺纹油套管API最佳上扣扭矩合理性的探讨

在圆螺纹油套管的API设计思想框架内 ,讨论了如何确定最佳上扣扭矩。根据API圆螺纹油套管的设计思想 ,最佳上紧是上扣后正好没有外露扣。然而APIRP 5C1给出的最佳上扣扭矩并不完全对应于这一位置 ,API最佳上扣扭矩与实际需要的上扣扭矩至少有± 2 5%的误差范围。为了能够发挥API圆螺纹油套管的最佳使用性能 ,应该根据油套管的实物情况确定对应于最佳上紧位置的实需最佳上扣扭矩。     

API套管圆螺纹接头粘扣失效分析

粘扣是套管接头的失效形式之一，它发生在套管上扣操作过程中的螺纹处。套管一旦发生粘扣，直接影响到套管柱的密封性能和连接强度。通过对套管接头的上卸扣实验和接头螺 凶数值计算，对套管产生粘扣的原因进行了研究，并利用摩擦磨损机理，描述了粘扣的产生过程。     

宝钢经济型油套管接头产品开发及应用

油套管接头的性能是油套管管柱重要质量指标之一,其选用条件是根据油气田工况条件,采用API扣型和特殊螺纹扣型。对于低压低产气井,选用API扣型不能保证气密封性能,选用特殊螺纹扣型价格贵、成本高,因此,没有合适的扣型选用。宝钢根据油田低压低产气井工况条件,设计开发了经济型油套管产品,产品通过全尺寸实物性能试验,其上扣完整性、密封完整性、结构完整性达到了产品设计要求,并在油田完成了下井试验,产品满足了油田实际工况的要求,实现了实用性和经济性的统一。     

圆螺纹套管的滑脱机理研究

连接接头滑脱失效是圆螺纹套管损坏的主要形式。利用弹塑性有限元法,研究了圆螺纹套管接头发生滑脱失效的过程与机理,然后通过全尺寸试验,分析了这种接头在失效过程中的应变分布及变形情况,并验证了有限元结果。研究表明,圆螺纹套管滑脱失效最先发生在啮合大端的第1、2牙螺纹上,设法提高此处螺纹的承载能力,对提高圆螺纹套管的连接强度具有重要意义。     

石油工业用油管套管生产技术的发展

介绍了石油工业用油管套管和管体特殊扣联接接头性能的发展情况,以及美国石油学会API标准中对套管的机械性能,硬度等指标的规定。     

低屈强比K55高频电阻焊接套管开发研究

采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)等微观组织手段、热模拟试验技术方法和实验室轧制试验,研究了低屈强比K55焊接套管奥氏体连续冷却转变特性和工艺性能间的关系,并进行了工业试制。结果表明,采用C-Mn-微合金化成分设计和优化的控轧控冷工艺,结合合适的HFW焊接工艺试制的K55焊接套管可获得适当的铁素体+珠光体片层组织的搭配,屈服强度和抗拉强度满足API SPEC 5CT要求,屈强比稳定。     

高抗挤石油套管CB-110TT的开发

套管抗挤强度的主要影响因素有平均壁厚、几何尺寸精度、屈服强度、残余应力等儿方面。提高管体几何尺寸精度尤其是壁厚不均度、以及采取合理热矫直工艺,可以使套管的抗挤强度超过API要求的70％以上。     

石油套管定径轧制残余应力的模拟分析

 在石油套管制造过程中,一般要采用定径工艺消除石油套管轧制和热处理后的尺寸及圆度等误差。这一热轧无缝钢管的最后生产环节决定了石油套管的尺寸和几何形状,同时也影响其力学性能。为此,研究了满足石油套管的尺寸和圆度要求下的定径压下量与残余应力之间的关系,进行了石油套管定径轧制时的变形规律分析,以便减小定径工艺所产生的残余应力,获得最佳的定径效果,提高石油套管的力学性能,为定径工艺的制定提供理论依据。     

抗挤毁套管TP80T研究

分析了影响套管抗挤毁强度的主要因素,提出了TP80T套管设计指标及制造工艺路线,产品经检验抗挤毁强度达到了国外同类产品指标要求.     

超高抗挤套管的织构研究

使用Ti、Nb、V微合金化的CrMo钢和斜轧工艺制备了宝钢超高抗挤套管,借助于X射线衍射分析手段研究了斜轧套管的织构特征,分析了宝钢生产的CrMo超高抗挤套管的织构沿管壁厚度的梯度分布和不同Mo含量对织构的影响,结果表明,以斜轧工艺生产的套管的织构是以{111}面织构为主,该织构类型能有效提高套管的抗挤性能。随着Mo含量的增加,织构类型和织构强度的变化及晶粒的细化呈现出不同的特征,合适的Mo含量能够兼顾细晶强化和织构强化作用。     

L80-1钢级石油套管的试制

文章介绍了用普通低合金钢经调质处理(淬火+回火)生产L80-1钢级石油套管的试制工艺过程。试制套管的机械性能和实物质量完全达到了API标准的要求,而且用一个钢种生产不同级别的套管可以降低冶炼生产的难度。     

P110级石油套管淬火组织形态对残余应力的影响

以降低P110级石油套管淬火冷却过程中的热应力和组织应力为目的,提出了水淬+空冷和水淬+空冷+水淬两种冷却方式。利用逐层钻孔法测试了不同工艺下的残余应力,分析了淬火组织特征和残余应力对裂纹产生和扩展的影响。结果表明:直接淬火工艺的淬火组织为板条马氏体和孪晶马氏体共存,且孪晶马氏体的含量较多。水淬+空冷和水淬+空冷+水淬两种工艺的淬火组织为板条马氏体、下贝氏体和不同程度的残余奥氏体,水淬+空冷+水淬工艺中还有少量孪晶马氏体。水淬+空冷、水淬+空冷+水淬两种冷却方式和直接淬火工艺相比,钢管内的切向和轴向残余应力均减小,从而易减小钢管的变形,以及降低和缓解了钢管内微裂纹的产生和扩展趋势。     

转炉生产P110级高抗挤毁石油套管钢26CrMo4的实践

为满足客户关于P110级石油套管钢的化学成分和力学性能要求,天钢炼钢厂利用现有的"BOF-LF-VD-CC"生产工艺,开发生产了26CrMo4钢圆管坯,成品铸坯的化学成分、低倍组织和表面质量等完全能够满足用户的要求。介绍了天钢炼钢厂在生产工艺确定、各工序工艺重点的控制、实际工艺控制情况和铸坯实物质量情况等方面生产该石油套管用圆管坯的实践与质量控制措施。     

TP150TT高强度高韧性抗挤毁套管研制开发

介绍了①177．8×12．65mm规格深井用高强度高韧性TP150Tr抗挤毁套管的开发情况。研究了与高强度高韧性抗挤毁套管生产相关的纯净钢冶炼技术、高精度无缝管轧制技术、高韧性套管材料的热处理技术及强韧化机理。该产品的屈服强度达到1100MPa以上,同时横向冲击功在120—140J,纵向冲击功140～160J,管体实际抗挤毁强度在20000Psi以上。     

Development of high-strength collapse-resistance casing series

Zhongyuan oilfields are mainly located in Dongpu depression,where the geological conditions were extremely complicated and the external stress is abnormally high,the pipe used may fail in the radial direction owing to well shrinkage caused by the creep of salt rock,leading catastrophic economic loss. Therefore this region has been wellkown as a touchstone for high collapse resistance casing since long before.In order to satisfy the requirement for high-collapse strength casing owing to the creep of salt bed stratum in Dongpu Depression region,BG140TT,BG150TT and BG160TT high-strength collapse resistance casing series were developed to better cope with the severe geological conditions.Among the casing series, a BG160TT non-API specification casing with collapse strength not less than 170 MPa were prepared.Up to present,all these high-strength collapse resistance casing have been successfully applied in the Dongpu Depression region.The research concept,mechanical properties,as well as application result were introduced in this paper.     

N80Q钢级石油套管研制

文章介绍了用普通低合金钢经调质处理(淬火 回火)生产N80Q钢级石油套管的工艺过程.经检验证明,套管的机械性能和实物质量完全达到了API标准的要求.