石油套管是用于支撐油、氣井井壁的鋼管,以保證鉆井過程進(jìn)行和完井后整個(gè)油井的正常運(yùn)行。每一口井根據(jù)不同的鉆井深度和地質(zhì)情況,要使用幾層套管。套管下井后要采用水泥固井,它與油管、鉆桿不同,不可以重復(fù)使用,屬于一次性消耗材料。所以,套管的消耗量占全部油井管的70%以上。
套管按使用情況可分為:導(dǎo)管、表層套管、技術(shù)套管和油層套管。
27MnCrV是生產(chǎn)TP110T鋼級(jí)
石油管套的新型
鋼種,常規(guī)生產(chǎn)TP110T鋼級(jí)石油管套鋼種是29CrMo44和26CrMo4。相對(duì)于后兩者,27MnCrV含有較少的Mo元素,可以極大地降低生產(chǎn)成本。然而采用正常的奧氏體化淬火處理工藝生產(chǎn)27MnCrV后存在明顯的高溫回火脆性,造成沖擊韌性偏低且不穩(wěn)定。
解決此類問題通常采用兩種方法處理:一是采用回火后快速冷卻的方法避免高溫脆性,獲取韌性。、二是亞溫淬火法通過鋼種的不完全奧氏體化以有效地改善有害元素及雜質(zhì),提高韌性。第一種方法,對(duì)熱處理設(shè)備要求相對(duì)嚴(yán)格,需要添加額外成本。
27MnCrV鋼的AC1=736℃,AC3=810℃,亞溫淬火時(shí)加熱溫度在740-810℃之間選取。亞溫淬火選取加熱溫度780℃,淬火加熱的保溫時(shí)間15min;淬火后回火選取溫度630℃,回火加熱保溫時(shí)間50min。由于亞溫淬火在α+γ兩相區(qū)加熱,在保留部分未溶解鐵素體狀態(tài)下進(jìn)行淬火,在保持較高強(qiáng)度的同時(shí),韌性得到提高。
同時(shí)低溫淬火較常規(guī)溫度低,減小了淬火的應(yīng)力,從而減小了淬火的變形,這樣保證了熱處理的生產(chǎn)的順利操作,而且為后續(xù)的車絲加工等提供了很好的原料。
該工藝在天津鋼管集團(tuán)的管加工廠已得以應(yīng)用,質(zhì)保數(shù)據(jù)表明,熱處理后的鋼管屈服強(qiáng)度Rt0.6在820-860MPa,抗拉強(qiáng)度Rm在910-940MPa,沖擊韌性Akv在65-85J間,抗毀性能100%合格。數(shù)據(jù)表明,27MnCrV鋼管已是相當(dāng)優(yōu)質(zhì)的
高鋼級(jí)石油套管,另一方面也表明了亞溫淬火工藝是鋼制品生產(chǎn)中避免高溫脆性時(shí)的一種極好方法。
石油套管是一種大口徑
管材,起到固定石油和天然氣油井壁或井孔的作用。套管是插入井孔里,用水泥固定,以幫助井眼隔開巖層并防止井眼坍塌、同時(shí)保證鉆探泥漿循環(huán)流動(dòng),以便于鉆探開采。
石油套管的鋼級(jí): H40, J55,K55, N80, L80, C90,T95, P110, Q125, V150等。套管端部加工形式: 短圓螺紋, 長(zhǎng)圓螺紋, 偏梯形螺紋, 特殊扣等。用于石油井鉆探主要用于鉆井過程中和完井后對(duì)井壁的支撐,以保證鉆井過程的進(jìn)行和完井后整個(gè)油井的正常運(yùn)行。
石油工業(yè)是大量使用石油管的工業(yè),石油管在石油工業(yè)中占很重要的地位:
1、石油管用量大、花錢多,節(jié)約開支、降低成本的潛力巨大。油井管的消耗量可按每年鉆井尺量推算。根據(jù)我國(guó)具體情況,大體上每鉆進(jìn)1m需要油井管62kg,其中套管48kg,油管10kg。鉆桿3kg,鉆鋌0.5kg;
2、石油管的力學(xué)和環(huán)境行為對(duì)石油工業(yè)采用先進(jìn)工藝和增產(chǎn)增效有著重要的影響;
3、石油管失效損失巨大,其安全可靠性和使用壽命對(duì)