石油套管介绍

　

石油(petroleum)套管API SPEC 5CT-1999（套管和油管标准），是美国石油学会（American Petreleum Instiute, 简称"API"）编制并发布的在世界各地通用。其中：套管由地表面伸进钻井内，作为井壁衬的管子，其管子之间通过接箍连接。主要材质(The material)为J55、N80、P110等钢级，以及抗硫化氢腐蚀的C90、T95等钢级。其低钢级（J55、N80）可为焊接钢管。油管：由地表面插入套管内直至油层的管子，其管子之间通过接箍或整体连接。其作用（role）于是抽油机将油层石油经油管输送到地面。主要材质为J55、N80、P110、以及抗硫化氢腐蚀的C90、T95等钢级。其低钢级（J55、N80）可为焊接钢管。石油套管是石油钻探用重要器材，其主要器材还包括钻杆、岩心管和套管、钻铤及小口径钻进用钢管等。国产套管以地质钻探用钢经热轧或冷拔制成，钢号用“地质”(DZ)表示，常用的套管钢级有DZ40、DZ55、DZ753种。　　1.用途　　用于石油井钻探。 　　2.种类 　　按SY/T6194-96“石油套管”分短螺纹套管及其接箍和长螺纹套管及其接箍两种。 　　3.规格(specifications)及外观质量(Mass) 　　
　　(1)国产套管按SY/T6194-96规定，套管长度不定尺，其范围(fàn wéi)8-13m。但不短于6m的套管可以提供，其数量不得超过20%。 　　
　　(2)套管的内外表面不得有折叠（含义:把物体的一部分折过)、发纹、离层、裂纹、轧折和结疤。这些缺陷应完全清除(clear away)掉，清除深度不得超过公称壁厚的12.5%。 　　
　　(3)接箍外表面不得有折叠、发纹、离层、裂纹、轧折、结疤等缺陷。球墨铸铁管是指使用18号以上的铸造铁水经添加球化剂后，经过离心球墨铸铁机高速离心铸造成的管材，简称为球管、球铁管和球墨铸管等。主要用于自来水的输送，是自来水管道理想的选择用料。 　　
　　(4)套管及接箍螺纹表面应光滑，不允许有毛刺、撕破及足以使螺纹中断影响强度（strength)和紧密连接的其他缺陷。 　　4.化学(Chemistry)成分检验　　
　　(1)按SY/T6194-96规定。套管及其接箍采用同一钢级。含硫量＜0.045%，含磷量＜0.045%。 　　
　　(2)按GB222-84的规定取化学(Chemistry)分析样。球墨铸铁排水管是供水管材的首选，具有很高的性价比。与PE管材相比，从安装时间上，球墨管比PE管安装更简单快捷，且安装后内外承压力更好。铸铁管用铸铁浇铸成型的管子。铸铁管用于给水、排水和煤气输送管线，它包括铸铁直管和管件。劳动强度小。按铸造方法不同，分为连续铸铁管和离心铸铁管，其中离心铸铁管又分为砂型和金属型两种。按GB223中有关部分的规定进行化学分(credit)析。 　　
　　(3)美国石油学会ARISPEC5CT1988第1版规定。化学(Chemistry)分析按ASTME59最新版本制样，按ASTME350最新版本进行化学分析。 　　5.物理性能(xìng néng)检验　　
　　(1)按SY/T6194-96规定。作压扁试验(GB246-97)拉力试验(GB228-87)及水压(特指:压强)试验。 　　
　　(2)按美国石油学会APISPEC5CT1988年第1版规定作静水压试验、压扁试验、硫化物应力腐蚀开裂(kāi liè)试验、硬度试验(ASTME18或E10最新版本规定进行)、拉伸试验、横向冲击试验(ASTMA370、ASTME23和有关标准最新版本规定进行)、晶粒度测定(ASTME112最新版本或其他方法)。 　　6.主要进出口情况　　
　　(1)石油套管主要进口国家有：德国、日本、罗马尼亚、捷克、意大利、英国、奥地利、瑞士、美国，阿根廷、新加坡也有进口。进口标准多参照美国石油学会标准API5A，5AX，5AC。钢级是H-40，J-55，N-80，P-110，C-75，C-95等。规格(specifications)主要为139.77.72R-2，177.89.19R-2，244.58.94R-2，244.510.03R-2，244.511.05R-2等。 　　
　　(2)API规定长度有三种：即R-1为4.88～7.62m，R-2为7.62～10.36m，R-3为10.36m至更长。 　　
　　(3)部分进口货物标有LTC字样，即长丝扣套管。 　　
　　(4)从日本进口套管除采用API标准外，还有少部分执行日本厂方标准(如新日铁、住友、川崎等)，钢号是NC-55E，NC-80E，NC-L80，NC-80HE等。 　　
　　(5)在索赔案例中，出现过黑扣、丝扣损伤，管体折叠，断扣和螺纹紧密距超差，接箍J值超差等外观缺陷及套管脆裂、屈服强度（strength)低等内在品质问题。 　　7.包装 　　按SY/T6194-96规定，国产套管应以钢丝或钢带捆扎。每根套管及接箍螺纹的露出部分均应拧上保护环以保护螺纹。 　　8.其他 　　按美国石油学会标准APISPEC5CT1988年第1版，套管钢级分H-40、J-55、K-55、N-80、C-75、L-80、C-90、C-95、P-110、Q-125共10种。 　　套管应带螺纹和接箍供货，或按下述任一管端形式供货： 　　平端、圆螺纹不带接箍或带接箍，偏梯形螺纹带接箍或不带接箍，直连型螺纹、特殊端部加工、密封(seal)圈结构。　　27MnCrV是生产TP110T钢级石油管套的新型钢种，常规生产TP110T钢级石油管套钢种是29CrMo44和26CrMo4。相对于后两者，27MnCrV含有较少的Mo元素，可以极大地降低（reduce)生产成本。然而采用正常的奥氏体化淬火(cuì huǒ)处理工艺生产27MnCrV后存在明显的高温回火脆性，造成冲击韧性偏低且不稳定。解决此类问题通常采用两种方法处理：一是采用回火后快速冷却的方法避免高温脆性，获取(obtain)韧性。二是亚温淬火法通过钢种的不完全奥氏体化以有效地改善有害元素及杂质，提高韧性。第一种方法，对热处理设备(shèbèi)要求相对严格，需要添加额外（extra)成本。　　27MnCrV钢的AC1=736℃，AC3=810℃，亚温淬火时加热温度（temperature)在740-810℃之间选取。亚温淬火选取加热温度780℃，淬火加热的保温(Heat preservation)时间15min；淬火后回火选取温度630℃，回火加热保温时间50min。由于亚温淬火在α+γ两相区加热，在保留部分未溶解(solubility)铁素体状态下进行淬火，在保持较高强度的同时，韧性得到提高。　　同时低温淬火较常规温度低，减小了淬火的应力，从而减小了淬火的变形，这样保证了热处理的生产的顺利操作(operate)，而且为后续的车丝加工等提供了很好的原料(Raw material)。　　目前该工艺在天津钢管的管加工厂已得以应用，质保数据表明，热处理后的钢管屈服强度Rt0.6在820-860MPa，抗拉强度Rm在910-940MPa，冲击韧性Akv在65-85J间，抗毁性能100%合格。数据表明，27MnCrV钢管已是相当优质的高钢级石油套管，另一方面也表明了亚温淬火工艺是钢制品生产中避免高温脆性时的一种极好方法。