第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應(yīng)用特點(diǎn)
石油專用管主要用于油、氣井的鉆探及油、氣的輸送。它包括石油鉆管、石油套管、抽油管。石油鉆管主要用于連接鉆鋌和鉆頭并傳遞鉆井動(dòng)力。石油套管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。抽油管主要將油井底部的油、氣輸送到地面。
石油套管是維持油井運(yùn)行的生命線。由于地質(zhì)條件不同,井下受力狀態(tài)復(fù)雜,拉、壓、彎、扭應(yīng)力綜合作用作用于管體,這對(duì)套管本身的質(zhì)量提出了較高的要求。一旦套管本身由于某種原因而損壞,可能導(dǎo)致整口井的減產(chǎn),甚至報(bào)廢。
按鋼材本身的強(qiáng)度套管可分為不同鋼級(jí),即J55、K55、N80、L80、C90、T95、P110、Q125、V150等。井況、井深不同,采用的鋼級(jí)也不同。在腐蝕環(huán)境下還要求套管本身具有抗腐蝕性能。在地質(zhì)條件復(fù)雜的地方還要求套管具有抗擠毀性能。
第二節(jié) 發(fā)展歷程
在油田裝備資產(chǎn)中,油井管占到60%。隨著石油工業(yè)的發(fā)展,對(duì)油井管的需求量與日俱增。近年來,全世界每年鉆井約10萬口左右,生產(chǎn)油井超過60萬口,年需油井管900多萬噸。2005年,我國共消耗油井管196萬噸。油井管在石油工業(yè)中占有重要的位置,不僅表現(xiàn)為用量大、花錢多,更主要的是其質(zhì)量、性能對(duì)石油工業(yè)的發(fā)展關(guān)系重大。
油井管的質(zhì)量好壞和性能優(yōu)劣,直接影響著油公司的勘探開發(fā)效益,前面提到的V150套管完井測(cè)試時(shí)產(chǎn)生螺旋狀開裂的例子就是很好的證明。事后 分析 認(rèn)為,這種裂紋是鋼管潛在的螺旋狀損傷在承受很高的內(nèi)壓后形成的。鋼材存在微小缺欠或損傷是難以避免的,關(guān)鍵是要有足夠高的斷裂韌性,而既存的可以通過無損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的缺欠或損傷在承載后不致擴(kuò)展而導(dǎo)致破裂。套管的鋼級(jí)越高、工作載荷(內(nèi)壓)越大,需要匹配的韌性也越大。深井、超深井使用的高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度套管需要匹配的韌性極高,我國目前尚不能生產(chǎn)。
我國生產(chǎn)油井管已有50多年的歷史。但上世紀(jì)50年代至70年代,我國生產(chǎn)油井管的技術(shù)比較落后,其數(shù)量、品種和質(zhì)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了石油工業(yè)發(fā)展的需要。1949年至1994年,我國共消耗油井管1270萬噸,其中進(jìn)口1150萬噸,國產(chǎn)120萬噸,總自給率僅10%。
1990年以來,特別是寶鋼、天津鋼管公司投產(chǎn)后,油井管國產(chǎn)量逐年大幅度提高。到1998年,油井管國產(chǎn)化率達(dá)到80%以上。2005年,我國油井管生產(chǎn)能力達(dá)到535萬噸,相當(dāng)于其他國家油井管生產(chǎn)能力的總和。近年來,國產(chǎn)油套管的出口量持續(xù)增長(zhǎng),2005年達(dá)到58萬噸。天鋼、寶鋼、西姆萊斯、衡陽華菱的油套管產(chǎn)品已遠(yuǎn)銷美國、加拿大、俄羅斯、荷蘭、西班牙等40多個(gè)國家。
截至2006年7月4日,我國已取得和正在申請(qǐng)API5CT證書的企業(yè)共133家,占全世界的50%左右。因此,無論從生產(chǎn)能力還是從生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量上看,我國已經(jīng)是名副其實(shí)的油井管生產(chǎn)大國。
近年來,國外油井管公司根據(jù)石油勘探開發(fā)的實(shí)際需要,加大 研究 開發(fā)特殊用途油井管力度,取得了優(yōu)異成果,為石油工業(yè)的勘探開發(fā)帶來巨大效益。
目前,由于勘探開發(fā)的難度加大,勘探開發(fā)環(huán)境越來越惡劣,用戶對(duì)油井管的要求越來越高,尤其是對(duì)非常規(guī)油井管的需求越來越大。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明,目前用戶實(shí)際使用的套管和油管,40%是非API鋼級(jí),21%是特殊螺紋接頭油套管。
我國油井管在出口持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí),每年還要進(jìn)口,近幾年的進(jìn)口量一直保持在國內(nèi)總需求量的15%至20%。出口的油井管大多屬于低端產(chǎn)品,而進(jìn)口的基本是高技術(shù)含量、高附加值的高端油井管,如高韌性超高強(qiáng)度油井管、不銹鋼及鎳基合金油套管、特殊螺紋接頭油套管、膨脹套管等。
從上世紀(jì)80年代開始,我國對(duì)新日鐵、NKK、住友金屬等廠商的幾種特殊螺紋接頭進(jìn)行評(píng)價(jià)試驗(yàn),并在油田推廣應(yīng)用。近幾年來,國內(nèi)特殊螺紋油套管年使用量達(dá)到8萬噸至10萬噸,占油井管總用量的6%,但與世界平均21%的用量相比還有很大差距,而且國內(nèi)使用的特殊螺紋油套管主要依賴進(jìn)口。
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