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石油油管是石油勘采工程中主要器材之一,是专用材料。由套管、油管和钻杆管为主体的管材统称为油井管;
油管在油井采集过程中作为石油、天然气由井底输送到地面的管道用管。使用量大,约占油井管总消耗量的1/4~1/5,每年需求量数十万吨。
由于地质和油层构造情况和条件的不同,石油(即原油)生存状态差异较大。石油往往是由油、气与水共存。有的油质较稀清澈如水;有的浑浊呈褐色,粘稠如泥浆;有的高温(200~250℃),高压(压力高达数百大气压)自喷能力极强;有的常温低压流动性极差,必须依靠抽油机抽吸提取;也有的含有大量C02、Cl-离子或H2S等腐蚀性特强的介质,状况不一。
采油过程有时还需要作井下技术处理;利用油管进行注水、酸化、压裂或井下加热等。
油井井深程度不同;有浅井、深井或超深井之分。然而原油(气)采集输送均使用油管管道和螺纹连接法。因此,油管不仅应有足够的刚性、强度和连接性,必须有良好的密封性、耐磨损和抗腐蚀等性能。特殊条件下工作的油管还需有特殊技术条件和性能要求。
输送介质复杂、工作条件恶劣,对油管提出苛刻的技术条件和严格的材质要求。国内已有几家油井管生产厂均能按API规范批量生产油管。每年供应量约占需求量的40—50%,缺口较大。多数是小规格、低钢级和V型螺纹为主体。已逐渐不能满足深井、超深井和特殊情况采集的要求。研制生产高强度和特殊用途油管已势在必行。目前主要依靠进口。
高强度(即高钢级)油管采用优质碳素钢、合金结构钢和特殊热处理法生产,必然会使工艺装备复杂、技术难度大、成本偏高。
非调质钢(CT80)是由本公司结合35MnVN钢经试验研究研制而成改进型钢号。适用于生产制造高强度油管。
CT80钢由电炉冶炼、LF炉外精炼、VD脱气,连铸成
∮300mm2方坯,连轧成 Φ95mm管坯。
CT80钢的工艺特点
1 CT80钢化学成份中碳元素含量较低。碳和锰元素含量与37Mn5钢接近、并含有微量V、N元素。物理性能与37Mn5钢相似。因此,管坯加热制度及生产工艺规程可参照37Mn5钢研制设定。
2 该钢中含有C、N元素、经过轧制、拉拔和冷却过程,使碳化物或氮化物弥散析出。从而起到强化和晶粒细化作用,使材质的强度、硬度、冲击韧性等综合力学性能得到明显提高。
3 该钢在冷拔过程(即冷加工)应变硬化程度低,有较好的可塑性,适宜于大变形量或连拔加工。既简化了拉拔工艺,又降低了成本。
3.4 CT80钢种适宜于控温、控冷和控制变形量等方法加工。使材质(管材)无需进行调质处理即可达到要求的性能。简化生产工艺,改善环保条件。
4.高强度N80级油管生产技术条件。
1化学成份:仅作S及P要求各≤0.030%
2材质钢级:务必符合API Spec 5CT规范
+1.0%
3尺寸精度;D t±10%
-0.2%;
4长度:9.5m+0.2m
5 保证钢管单根重量偏差(+6.5% -3.5%)及内径尺寸。
6力学性能:高强度N80级油管力学性能必须符合下列规定。
σb≥689Mpa
σs=552~758Mpa
δ5≥16%
7 应有均匀稳定性能和优质的表面。
8 高强度油管产品(包含管端与接箍螺纹等)均应符合API Spec 5CT 及5B规范规定。
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