油井管發(fā)展方向

我國(guó)已經(jīng)成為油井管生產(chǎn)大國(guó)，然而我國(guó)油井管在出口持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)，每年還要進(jìn)口。

最近進(jìn)口量一直保持在國(guó)內(nèi)總需求量的15%～20%。我國(guó)出口的油井管大多屬于低端產(chǎn)品, 而進(jìn)口的基本都是高技術(shù)含量、高附加值的高端油井管產(chǎn)品，例如高強(qiáng)韌性油井管、抗H2S腐蝕油井管、不銹鋼及鎳基合金油套管、特殊螺紋接頭油套管、膨脹套管及連續(xù)管等。

這表明我國(guó)還不算油井管生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。加快高性能油井管的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，是我國(guó)油井管行業(yè)一項(xiàng)艱巨而光榮的任務(wù)。

石油工業(yè)發(fā)展迅猛, 對(duì)油井管的需求量與日俱增。2006 年, 全世界共消耗油井管約1150 萬t。根據(jù)我國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)際鉆井每鉆進(jìn)1 m，約需油井管62 kg，其中套管48kg、油管10 kg、鉆桿3 kg、鉆鋌0.5 kg。

2006 年全國(guó)共消耗油井管218.9 萬t。油田裝備資產(chǎn)中，油井管約占60%。

油井管在石油工業(yè)中占有重要的位置, 是石油工業(yè)的基礎(chǔ)。油井管在石油工業(yè)中的地位, 不僅表現(xiàn)為用量大、花錢多, 更主要的是其質(zhì)量、性能與石油工業(yè)發(fā)展的關(guān)系重大。

油井管服役條件惡劣, 例如油管柱和套管柱通常要承受幾百甚至上千個(gè)大氣壓的內(nèi)壓或外壓, 幾百噸的拉伸載荷, 還有高溫及嚴(yán)酷的腐蝕介質(zhì)的作用。

我國(guó)每年僅鉆柱斷裂掉井事故即達(dá)1 000 起左右，據(jù)鉆井承包商協(xié)會(huì)（ IADC） 統(tǒng)計(jì)，每起鉆柱斷裂事故平均直接損失10.6 萬美元。鉆柱或套管柱損壞有時(shí)會(huì)導(dǎo)致油井報(bào)廢。

我國(guó)西部油田1 口油井的成本約幾千萬元甚至上億元人民幣。套管的壽命直接決定油井的壽命，油井的壽命又決定了油田壽命。油井管的安全可靠性、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性與石油工業(yè)關(guān)系極其重大。

美國(guó)能源部對(duì)國(guó)際上的井深趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)表明，自1978 年以來，全球石油天然氣平均井深增加了1倍，并且繼續(xù)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。井深的增加和溫度、壓力的提高, 對(duì)油井管提出了許多新的、更高的要求。

中國(guó)油井管國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率已經(jīng)超過80%，并且已連續(xù)2年成為凈出口產(chǎn)品。在品種開發(fā)方面，國(guó)內(nèi)不少企業(yè)勇于創(chuàng)新，不僅生產(chǎn)出了按API標(biāo)準(zhǔn)要求的K、N、C、P鋼級(jí)套管。

油井管在服役工況下常常受到腐蝕介質(zhì)和交變載荷（彎曲、振動(dòng)）的共同作用，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕疲勞破環(huán)。

分析了環(huán)境、力學(xué)狀態(tài)和材料特性等因素對(duì)腐蝕疲勞的影響，介紹了油井管腐蝕疲勞的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、裂紋萌生機(jī)理和裂紋擴(kuò)展機(jī)理。

裂紋萌生機(jī)理包括點(diǎn)蝕坑處應(yīng)力集中、構(gòu)件幾何不連續(xù)、駐留滑移帶和表面膜破裂等,裂紋擴(kuò)展機(jī)理包括陽極溶解、活性因子、表面能減小、產(chǎn)物轉(zhuǎn)移和產(chǎn)物膜因素等。

指出油井管腐蝕疲勞研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)是腐蝕環(huán)境下的腐蝕疲勞機(jī)理，應(yīng)深入研究服役工況下各種影響因素之間的耦合作用對(duì)油井管腐蝕疲勞的影響。

以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法進(jìn)行腐蝕疲勞研究，可為油井管的斷裂理論奠定基礎(chǔ),也可為油氣井安全生產(chǎn)提供保障。

還根據(jù)用戶需求開發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列套管，如天津鋼管公司開發(fā)出了TP系列的抗擠毀套管、抗腐蝕套管、抗高溫?zé)岵删锰坠?、超深井用套管以及特殊扣氣密性套管，其中TPl30TT高抗擠毀套管其抗擠毀強(qiáng)度達(dá)到167MPa以上；TPll0TSS高抗擠毀抗腐蝕套管在氯化鈉5%、醋酸0．5%的氧化性腐蝕溶液中，720小時(shí)不斷裂；TP140V套管下井深度達(dá)到6936米（近期這一紀(jì)錄還將被打破）；NC一3Cr抗二氧化碳腐蝕套管已經(jīng)批量發(fā)往塔里木油田下井使用。

另外寶鋼、成都無縫也都開發(fā)出了自己的系列產(chǎn)品。雖然中國(guó)無縫鋼管行業(yè)在油井管方面取得了舉世矚目的成績(jī)，但在一些高端產(chǎn)品開發(fā)方面尚沒有過關(guān)，如13Cr、超級(jí)13Cr鋼的夾雜物及S、P含量的控制（S小于10ppm，P小于15ppm），熱處理的性能控制以及絲扣加工中的質(zhì)量控制等還存在一系列問題，柔性油管、膨脹套管的開發(fā)尚屬空白。

油井由自噴轉(zhuǎn)為電泵抽油以后, 原來的生產(chǎn)規(guī)律和流動(dòng)特征發(fā)生變化, 因而自噴井的管理方法已不適應(yīng)電泵井管理的需要。為了提高電泵抽油效果, 延長(zhǎng)電泵機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)壽命, 加強(qiáng)電泵井管理是非常必要的。

油井管道用鋼材是一種可以終止破裂傳播的抗SSC性能優(yōu)異的油井管道用鋼材。

所述鋼材，以質(zhì)量%計(jì)，含有C：0.10～0.35%、Si：0.10～0.50%、Mn： 0.10～0.80%、P：0.030%以下、S：0.010%以下、Cr：0.30～1.20%、Mo：0.20～ 1.00%、V：0.005～0.40%、Al：0.005～0.100%、N：0.0100%以下、H：0.0010%以下、Ca：0～0.01%、Ti：0～0.050%、Nb：0～0.050%、B：0～0.0050 %，余量由Fe元素和雜質(zhì)組成，所述Cr、Mo、V的含量與結(jié)晶粒度 GS的關(guān)系滿足式(1)：0.7≤(1.5×Cr 2.5×Mo V)-GS/10≤2.6 (1)。2100433B