ERW套管与性能评价.ppt
1,ERW套管与性能评价,中国石油管材研究所,2,汇报提纲,1、ERW套管及其特点2、国外ERW 套管发展状况3、国产ERW套管与性能评价分析4、ERW套管国产化需注意的问题5、ERW套管开发及应用研究6、结语与建议,3,1、ERW套管及特点,ERW管，一般采用TMCP工艺轧制的低碳微合金化钢（板卷），经成型，通过高频电阻焊（ERW）连续焊接成管，工艺优良，生产效率高。近年来，随着纯净钢、连铸板坯及低碳微合金化钢板控轧技术的发展，超纯净钢的出现为ERW套管的发展提供了原材料方面更大的支持，加上整体热处理、热张力减径等原用于无缝管轧制的技术引用于ERW套管生产，以及自动控制技术和多探头的无损探伤技术的引入，ERW套管的质量水平不断提高。其产品向高等级、多元化方向发展，其性能已等同或超过无缝管。,4,1、ERW套管及其特点,ERW套管，就其特性在国外称为T.U.F管：Tough material 韧性材料 Uniform properties 均匀性能 Free from defects 无缺陷ERW管尺寸精度高、表面质量好、壁厚均匀，套管高抗挤性能明显；ERW管母材杂质少、组织均匀，材料韧性好，套管高韧性可满足油田特殊井况的需要；ERW管口径跨度大，在大口径（219mm以上）规格上，与无缝钢管套管相比，具有一定的经济优势。,5,汇报提纲,1、ERW套管及其特点2、国外ERW 套管发展状况3、国产ERW套管与性能评价分析4、ERW套管国产化需注意的问题5、ERW套管开发及应用研究6、结语与建议,6,2、国外ERW 套管发展状况,ERW油套管的用量已占全部油套管的30左右。国外著名的ERW油井管生产厂有美国的LONE STAR、新日铁名古屋制铁所、住友金属和歌山制铁所。ERW套管除API钢级外，也有非API钢级系列。例如美国LONE STAR的LS系列、新日铁的NT-E系列和日本住友的SM-E系列。,7,2、国外ERW 套管发展状况,LONE STAR 水平最高，能生产Q125、LS125、LS140钢级的ERW套管。新日铁生产的ERW油井管最高钢级为NT95HE；包括55Ksi钢级的API钢级、高抗挤、高抗挤+低温用管，80Ksi钢级的API钢级、高抗挤、高抗挤+极低温、超高抗挤+低温用管，95Ksi钢级的API钢级、高抗挤用管。日本住友产品种类较多，包括普通和深井用的GE组、高抗挤套管TE组、含硫井用的SE组、高抗挤和含硫井用的TSE组、低温井用的LE组，最高钢级为SM95TSE。,8,2、国外ERW 套管发展状况,国外ERW先进生产技术保证了ERW套管的质量材料TMCP工艺技术高精度成型技术焊接能量自动控制技术无损自动检测技术整体热处理与热张力减径技术焊缝的无缝化处理技术,9,2、国外ERW 套管发展状况,LONE STAR 在制管过程，焊管经过热张力减径，实现了无缝化。,10,2、国外ERW 套管发展状况,新日铁套管抗挤强度,11,我国采购国外的ERW 套管，总量298006吨（2002年数据）,12,汇报提纲,1、ERW套管及特点2、国外ERW 套管发展状况3、国产ERW套管与性能评价分析4、ERW套管国产化需注意的问题5、ERW套管开发及应用研究6、结语与建议,13,20062007年国内批次国产ERW套管在管材研究所进行了性能检测试验，有油田抽检送样，有生产厂送样。244.488.94mm J55 STC ERW 219.108.94mm J55 ERW 339.7010.92mm J55 ERW BHT 339.7212.19mm N80Q BC ERW 339.7212.19mm P110 BC ERW 244.4811.05mmP110 ERW BC,3、国产ERW套管与性能评价分析,14,20062007年批次国产ERW套管检验试验,15,管体力学性能水平,管体力学性能主要分布在1.21.1之间，都大于API额定值。,16,材料冲击韧性水平,材料冲击韧性主要分布在之间，显著高于额定值。,17,材料金相,材料金相组织夹杂物等级主要为0级，总和最大不超过级。,18,材料晶粒度,材料晶粒度等级主要分布在8.511之间，都大于8级。,19,套管拉伸和挤毁性能水平,套管实物拉伸和挤毁性能均大于额定值2以上。,20,套管抗内压性能水平,套管实物抗内压性能均大于额定值40以上。,21,汇报提纲,1、ERW套管及特点2、国外ERW 套管发展状况3、国产ERW套管与性能评价分析4、ERW套管国产化需注意的问题5、ERW套管开发及应用研究6、结语与建议,22,4、ERW套管国产化需注意的问题,国产ERW套管与国外的相比，有以下差距：钢级种类少，国内N80以上钢级ERW套管供应不足。使用量低，国内10%15%，国外达到30%左右。成材率低，国内生产厂一般成材率为86%一88%，国外可达到93%以上。,23,螺纹粘扣,24,板材中心偏析和焊缝流线控制,25,焊缝沟腐蚀,26,焊缝沟腐蚀,钢中硫含量对沟状腐蚀敏感系数影响,钢中加Ca对沟状腐蚀影响,27,灰斑面积对性能的影响,灰斑缺陷的宏观形貌,焊缝灰斑缺陷,28,母材带状组织与断口分离,断口分离,带状组织,29,焊缝未熔合导致开裂,30,焊缝未熔合导致开裂,31,汇报提纲,1、ERW套管及特点2、国外ERW 套管发展状况3、国产ERW套管与性能评价分析4、ERW套管国产化需注意的问题5、国产ERW套管开发及应用研究6、结语与建议,32,5、国产ERW套管开发及应用研究,技术开发ERW套管用板卷：综合研究材料性能关键指标，开发系列钢级，如、C90、等；ERW套管制造技术：研究钢管高精度与高强度成型工艺，开展焊缝缺陷和沟腐蚀防护措施研究；ERW特殊螺纹接头：研究开发气密封特殊螺纹、经济型特殊螺纹、抗粘扣螺纹等。,33,5、国产ERW套管开发及应用研究,应用技术研究ERW套管母材及焊缝抗腐蚀性能；在有焊缝和焊缝沟槽的基础上ERW套管抗内压、外压及弯曲等复合载荷作用下的结构和密封完整性；油田现场焊缝快速无损检测技术,34,5、国产ERW套管开发及应用研究,管柱设计防腐蚀设计：在腐蚀环境中的ERW焊缝抗腐蚀能力和使用寿命设计；强度设计：在有焊缝和焊缝沟槽的基础上ERW套管抗内压爆破、外压挤毁及复合载荷作用下强度设计；密封设计：ERW套管螺纹接头抗内压密封泄漏压力设计.按照ISO13679标准，针对不同服役条件，进行复合载荷的综合性能评价试验。,35,5、国产ERW套管开发及应用研究,标准化目前检测评价依据 5CT等标准和/598994直焊缝套管国外订货技术条件。需制定专门的ERW套管标准：包括尺寸规格、化学成分、母材及焊缝组织、冲击韧性、硬度、抗挤强度、焊缝腐蚀性能、螺纹型式、连接强度、抗沾扣性能等要求；以及板材和焊缝缺陷无损检测方法等。,36,5、国产ERW套管开发及应用研究,ERW套管产品质量控制产品鉴定与准入评价试验周期性质量监督抽检生产过程驻厂监造到货检验与下井监督失效分析等,37,汇报提纲,1、ERW套管及特点2、国外ERW 套管发展状况3、国产ERW套管与性能评价分析4、ERW套管国产化关需注意的问题5、国产ERW套管开发及应用研究6、结语与建议,38,6、结语与建议,ERW套管材料韧性高、尺寸精度高、抗挤强度高，具有一定的经济性。国内具备ERW套管生产条件和能力，产品钢级正向高钢级发展，通过加强基础研究和技术开发，可以生产并提供较高质量及高等级的产品。ERW套管适合中国油田某些工况，而国内目前应用ERW套管水平与国外相比存在较大差距，尤其是对ERW套管的质量及可靠性存在疑虑，应加强宣传力度及相应的基础工作。,39,6、结语与建议建议由集团公司有关部门组织，管材研究所愿意配合相关单位，承担ERW套管应用技术研究，努力形成中石油自主知识产权的技术（包括标准、软件、专利、专有技术等），同时在ERW套管开发及推广应用中，做好技术支持工作。管材研究所主要领导非常重视，多次开会研讨，部署，保证全力做好ERW套管技术支持与研发工作。,40,汇报完毕，欢迎指正！谢谢！,
