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production of OGTG andgeological drill pipe
简介
石油、天然气钻采及输送的专用管材统称石油地质管。其中地质管专用于地质勘探是勘查地下资源的主要工具。地质管包括地质钻杆、岩心管、套管和钻铤 (图1)。石油管包括油 (天然气)井用管和石油(气)输送管。根据用途，油井管又可分为套管、钻杆 (管) 和油管3大类。
图1 地质管
a—两端内加厚钻杆; b—两端外加厚钻杆;c—钻杆接箍; d—岩心管和套管;e—岩心管和套管接头; f—钻铤
在石油和天然气钻采过程中，钻杆的作用是传动钻头旋转;把泥浆送至井底。钻井时利用车有螺纹的接头或焊接的办法把钢管厂生产的钻管连接成几百米或几千米长的钻杆柱。一口深井的钻杆往往由3～4个钻杆柱组成。套管的作用是巩固井壁。和钻杆一样，几十根或几百根套管用螺纹连接成套管柱，一口深井也有3～4根套管柱。油管用于输送原油。
石油地质管的品种和制造方法 石油和天然气井所处的地域不同，油井管的服役条件(环境温度，压力，介质种类，井深，地层结构等)也不相同，对管材理化特征的要求也不相同。(见图2)深井钻采用的油井管，要求有高的强度和抗压溃性能;在含H2S或CO2介质中工作的油井管，要求有高的抗H2S或CO2的应力腐蚀抗力;对在高气压中工作的油井管，要求有高的丝扣气密性和抗爆破能力;对在寒冷地区使用的油井管，则要求有良好的低温韧性。
表1 石油管采用的API标准
| 石油管种类 | API标准号 |
|
石油套管和油管 石油钻杆(管) 石油(天然气)输送用管线管 |
API Spec5CT API Spec5D API Spec5L |
世界各国普遍按美国石油学会(API)标准生产石油管。石油管所采用的API标准号见表1。
API标准对石油管的几何尺寸、钢级、理化性能和制造方法都有明确和严格的规定。API Spec5CT、5D、5L规定的套管、油管、钻杆的钢级和制造方法见表2。
表2 API标准规定的钢级和制造方法
| 类别 |
API 标准号 |
钢级 | 制造方法 | 热处理 | 特点 |
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套管 和 油管 |
API Spec 5CT |
H40 J55 K55 N80 |
无缝或电焊 无缝或电焊 无缝或电焊 无缝或电焊 |
不 不① 不① 不① |
普 通 管 |
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L80(1型) L80(9Cr) L80(13Cr) |
无缝或电焊 无缝 无缝 |
淬火—回火 淬火—回火② 淬火—回火② |
低 温 用 管 |
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C90(1型) C90(2型) C95 |
无缝 无缝 无缝或电焊 |
淬火—回火 淬火—回火 淬火—回火 |
抗 H2S 管 |
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T95(1型) T95(2型) |
无缝 无缝 |
淬火—回火 淬火—回火 |
抗压 溃管 |
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| P110 | 无缝 | 淬火—回火 |
深井 高强 |
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| Q125(1型) | 无缝或电焊 | 淬火—回火 | |||
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套管 和 油管 |
API Spec 5CT |
Q125(2型) Q125(3型) Q125(4型) |
无缝或电焊 无缝或电焊 无缝或电焊 |
淬火—回火 淬火—回火 淬火—回火 |
深 井 用 |
| 钻杆 |
API Spec 5D |
E | 无缝 |
正火， 淬火—回火 |
普 通 管 |
| X-95 | 无缝 |
正火—回火， 淬火—回火 |
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G-105 S-135 |
无缝 无缝 |
淬火—回火 淬火—回火 |
深 井 用 |
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| 管线管 |
API Spec 5L |
A25(1类) A25(2类) A B X42 X46，X52 X56，X60 |
无缝或电焊 无缝或电焊 无缝或电焊 无缝或电焊 无缝或电焊 无缝或电焊 无缝或电焊 |
普 通 用 管 |
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X65，X70， X80 |
无缝或电焊 |
高压 输送 用管 |
①按生产厂条件或订货合同要求，可全长正火、正火—回火 (N+T) 或淬火—回火 (Q+T);
②9Cr和13Cr允许空淬。
图2 油田特征对管材的要求
地质钻管(杆)的直径为33.5～89mm，用屈服强度为500～950MPa的专用钢生产;岩心管和套管的直径为34.5～426mm，用屈服强度为400～950MPa的专用钢生产;钻铤的直径为70～85mm，用屈服强度为500～950MPa的专用钢生产。根据钻井深度和地质条件不同而选择不同的钢级，井愈深选用的钢级也愈高。
生产工艺 石油套管一般的生产工艺流程如下：
炼钢(多数用纯氧顶吹转炉或电炉冶炼)→炉外精炼(钢包喷粉，真空处理等)→连铸→管坯探伤→轧管机组轧管(用连续轧管机组，斜轧延伸机组，自动轧管机组，周期轧管机组等，见热轧无缝管机组)→轧后管材探伤(磁力探伤，超声波探伤等)→热处理(同步进炉，分段式炉，感应加热等)→矫直→探伤→管端车丝(用程控或数控专用机床)→拧上接箍，内通径→水压试验→测长，称重，喷标记→喷漆，包装，入库
石油钻杆一般的生产工艺流程为：
炼钢→炉外精炼→连铸→管坯探伤→轧管机组轧管→轧后管材探伤→管端加厚→热处理→矫直→探伤→管端加工→焊工具接头→除毛刺→焊缝热处理及加工→焊缝探伤→管内涂层→喷标记→包装→入库
石油油管的生产工艺与石油钻杆基本相同，但不焊工具接头。地质管(套管，钻杆)的生产工艺与石油管(套管，钻杆)基本相同。为了在使用中把工厂生产的地质管(长度一般为8m左右)连接成长的管柱下入井中，在钻杆、岩心管、套管、钻铤的两端车有螺纹，然后用接箍连接起来。为了保证地质钻杆两端车螺纹后端部的强度不低于管身，车螺纹前需对钻杆两端进(见管端加工)