石油套管的注意事项
石油套管是用于支撑油、气井井壁的钢管,以保证钻井过程进行和完井后整个油井的正常运行。每一口井根据不同的钻井深度和地质情况,要使用几层套管。套管下井后要采用水泥固井,它与油管、钻杆不同,不可以重复使用,属于一次性消耗材料。所以,套管的消耗量占全部油井管的70%以上。套管按使用情况可分为:导管、表层套管、技术套管和油层套管。
制备
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,可以极大地降低生产成本。然而采用正常的奥氏体化淬火处理工艺生产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,对热处理设备要求相对严格,需要添加额外成本。
27MnCrV钢的AC1=736℃,AC3=810℃,亚温淬火时加热温度在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,而且为后续的车丝加工等提供了很好的原料。
该工艺在天津钢管集团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。
注意事项
石油套管的防腐对策
1. 首先抓好水质达标,严格水质检测和管理。实行清污分注,加强主水管道的清洗工作,做到站内、井底水质达标,减少腐蚀源引入环形空间;
2. 对已新投产的注水井,采取以投加杀菌为主的环空保护液,并且形成制度,定期投加;
3. 鉴于机械擦伤对石油套管腐蚀产生加速作用,建议在油管接箍上加一橡胶圈或在井斜严重部位加一扶正器,避免在作业过程以及注水过程中油管刮伤套管以及一侧接触套管;
4. 针对垢下细菌腐蚀严重及高温时SRB生长缓慢和杀死情况,可定期向环空注入100摄氏度的高温水或水蒸气以杀死垢下SRB;
5. 在注水井套管内腐蚀未得到有效控制前,不建议推广采用阴极保护和涂层套管。
钢铁工业作后盾的石油钻井
石油工业中的钻井、采油、集输、炼油各项工作都需要使用和消耗大量的优质钢材。特别是在石油天然气钻井过程中,从使用的钻机、钻杆以及下到井内的套管等都离不开钢材。我们把可周转和重复使用的钻井设备、钻杆、钻铤等除外,仅下井套管一项每年所消耗的钢材数量就相当可观。举例来说,我国钻一口井深3500米左右深的探井一般要下三层套管,即表层套管、技术套管和油层套管。按目前常用的井身结构估算一下,下表层套管300米,行内图:1000750214871X010003_0043_0022.jpg" />
英寸)重量30吨左右;下技术套管2500米(行内图:1000750214871X010003_0043_0023.jpg" />
英寸),重量160吨左右;下油层套管3500米(行内图:1000750214871X010003_0044_0024.jpg" />
英寸),重量105吨左右,这样,一口井合计需下入的套管总重量约为300吨左右。这些套管只要下到井内一般是无法再回收使用的,完全是一次性的投入。目前,在我国多数油田,钻井深3000m左右开发井时,一般是不下技术套管的,按我国每年钻井一万口,平均钻井井深2000米,每口井下入套管200吨计算,全国仅油气钻井消耗套管一项一年就需200万吨的无缝钢管。再加每年使用的钻杆、钻铤、接头和各种工具等,钢材的消耗量也需几十万吨,这样,仅石油钻井二三百万吨钢的消耗量就相当于一座特大型轧钢厂一年的钢产量。
上个世纪五六十年代,由于石油钻井对井下钻具和套管的特殊要求,国家每年都要花费大量的外汇从国外进口。改革开放以后,上海宝钢、天津钢管厂、宝鸡钢管厂等一批大型钢管厂的投产使我国自行生产的钻井专用管已基本能满足对石油专用管的需求,并且还有部分产品可出口到国外。90年代以来,我国石油钻井能有如此快的发展速度,很重要的一个原因就得益于我国钢铁工业的发展。
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