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利用SEW工藝制造P110石油套管
作者:天津啟亨石油套管 來源:www.twguvk.tw 點擊數: 更新時間:2014年11月18 【字體:

什么是SEW工藝?如何開發的P110鋼級SEW石油套管?

    P110石油套管生產前期需要模擬鉆井作業時的各種工況,包括溫度、接觸力、鉆桿轉速、套管磨損時間、鉆井泥漿類型,由大量實驗確定不同鋼級套管和鉆桿接頭之間的磨損效率和摩擦系數,并對磨損效率'和摩擦系數的變化趨勢進行分析,總結不同工況下的磨損規律,結合磨損模型就可準確預測和計算鉆井過程中的套管磨損的程度。分別利用磨損套管應力分布的雙極坐標解答和ANSYS數值方法,計算了不同尺寸、不同鋼級、不同磨損深度的套管的剩余抗外壓強度和剩余抗內壓強度進行詳細的解答。本人建立了新的有限元模型,深入分析了非均勻地應力對磨損套管剩余強度的影響。基于上述分析思路與方法,優化鉆井參數,對P110石油套管、鉆桿、和泥漿進行合理匹配,以減輕定向井井下套管磨損程度,運用MZM-500新型油井鉆桿-套管摩擦磨損實驗機,利用"HFW焊管+熱張力減徑+熱處理"新工藝(簡稱"SEW工藝"開發的P110鋼級SEW石油套管。

      檢測結果表明,P110鋼級SEWP110石油套管屈服強度達到840-860MPa,抗拉強度達到925-935MPa,橫向沖擊韌性達到66-78J,特別是產品幾何尺寸精度高,壁厚偏差在-1.74%-1.31%,橢圓度為0.17%,抗擠毀強度超API5C3名義值26%,明顯優于同鋼級同規格無縫管;

       P110石油套管HFW焊管經過熱張力減徑和全管體熱處理后,焊縫組織與性能明顯優化,與母材的基本一致,實現了工程上的無縫化。產品性能完全滿足并優于APISPEC5CT對P110鋼級石油套管的要求。采用"高頻電阻焊(HFW+熱張力減徑+全管體調質熱處理"工藝開發的Q125鋼級SEW石油套管,并對所開發套管進行了常規力學性能檢測。檢測結果顯示,Q125鋼級SEW石油套管屈服強度達到945955MPa,抗拉強度大于995MPa,母材及焊縫橫向沖擊韌性分別大于133J和98J此外,HFW焊管經過熱張力減徑和全管調質處理后,焊縫區與母材的組織及性能基本一致。檢測結果表明,"高頻電阻焊+熱張力減徑+全管體調質熱處理"組合新工藝可生產滿足APISPEC5CT標準的Q125鋼級石油套管,套管具備優良的綜合性能,完全能滿足油田用戶的需求。隨著采油條件越來越惡劣,深井、超深井的開發量日益加大,對油井管的性能要求亦越來越高,高鋼級套管的需求量也在加大。

       現行的APISPEC5CT標準中,強度級別最高為Q125HA NGUA N鋼級,對其性能要求為:屈服強度Rt0.65=8621034MPa,抗拉強度Rm≥931MPa,延伸率A≥13%,0℃套管磨損嚴重時 ,將使套管的抗擠毀能力和腐蝕壽命大大下降。為了減輕磨損帶來的損失 ,有必要對套管的磨損問題進行深入的研究。查閱大量文獻的基礎上 ,綜合討論套管磨損對抗擠毀能力和腐蝕壽命的影響、套管磨損機理及套管磨損的預測與控制方法等的研究現狀。并提出套管磨損機理研究的新思路和減輕套管磨損的新方法。利用研制的環塊式鉆桿-套管磨損實驗機進行鉆桿-套管磨損實驗。http://www.twguvk.tw/

       針對P110石油套管轉速、溫度與正壓力、鉆井液性能、間歇負載等影響套管磨損量的因素進行試驗。對更為精確的套管磨損量值的分析發現,鉆桿試件在小轉速時套管磨損體積與轉速為線性關系,這種關系會被轉速繼續增加引起的振動所破壞,造成套管磨損體積急劇增加;多項式關系更符合磨損量隨時間的實際變化;高于臨界溫度60℃會直接增大套管磨損;間歇負載對套管磨損影響不明顯;高粘度的鉆井液會大幅度減小套管磨損。研究成果可為建立正確的磨損模型來預測和計算鉆井過程中的P110石油套管套損提供參考。

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