特殊油井管的种类及应用Word格式.docx

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5000m以上的超深井，已使用NK-V150钢级。

这是由于我国有些油田的工况条件相当恶劣，使用P110钢级时可能会出现失效事故。

　　2.高压溃套管

　　这种套管的下井深度超过同钢级、同壁厚的普通套管，且管柱重量相对减轻、套管内径较大。

用在3000m以上的油气井、海洋油气井中，其经济效果尤为显著。

目前，在我国的四川、新疆、长庆、胜利以及东海、渤海等油田，已使用日本住友金属工业公司的Sm-95T，Sm-110T等高压溃套管以及日本钢管（NKK）公司的NK-T95，NK-T110等高压溃套管。

　　3.防腐蚀套管

　　我国一些含硫油气田，过去在使用API标准中的L80，C90钢级的套管时，易发生问题。

近年已普遍使用日本住友金属工业公司及日本钢管（NKK）公司的系列防腐蚀套管，效果很好。

防腐蚀套管也是特殊螺纹套管。

　　4.特殊螺纹油井管

　　国内油套管螺纹普遍为V型、圆顶锥螺纹。

这种螺纹对精度要求不高，易于加工，但连接强度低，密封性差。

如国内N80，P110套管，即使采用长螺纹连接，其连接率（即螺纹连接强度与套管管体强度之比）仅为65%－85%，并随着套管钢级的提高而降低，同时，其连接的密封性能亦差。

这种螺纹主要借助于API螺纹脂来实现密封。

它仅使用在100℃以下的油井中，不能满足深井的要求。

近年来，从国外进口的特殊螺纹油套管在深井、超深井、高压气井以及稠油热采井、定向井、重腐蚀井中广泛使用。

有人估计全球生产的特殊螺纹接头油管和套管已占全部油、套管产量的２１％。

共同特点是接头连接强度高，可以与管体等强度匹配，甚至有的高于管体，适用于深井、超深井。

密封性能好，适用于高压气井、油井和热采井。

抗弯能力强，适用于斜井、大位移井、水平井。

上扣容易，可快速上扣且不易错扣，适用于沙漠、海洋等恶劣环境下的钻井作业。

　　5.连续管

　　连续管过去主要用于修井和完井作业。

连续管钻井技术是近年来的一个研究热点。

连续管是一种强度和韧性良好的钢管，卷在滚筒上。

主要采用ＥＲＷ焊管，已成功试制无缝钢管连续管。

其材料也由碳钢发展到低合金钢（包括淬火回火钢）及钛合金。

目前正在研制复合材料连续管。

连续管的屈服强度一般为492MPa或562MPa，现已发展到703MPa。

连续管用钢必须有良好的强韧性匹配，以保证较高的低周疲劳寿命。

安东石油公司与BJ公司合作，正在开展连续油管修井作业，连续油管打捞，连续油管拖动酸化压裂，连续油管钻井、侧钻井等业务。

　　6.膨胀管

　　人们越来越体会到膨胀管带来的好处。

无论是钻井还是采油，膨胀管都有广阔的应用。

通过一种机械膨胀装置，靠液体压力推进，推进过程中使井下管件经过塑性变形达到扩大管径的目的。

膨胀管分实体膨胀管和割缝膨胀管两类。

实体膨胀管主要用于老井的套管修补、侧钻以及多种类型的油井建井，实现单一井径油井的建井。

割缝膨胀管主要用于封隔复杂层段，代替常规割缝衬管和防砂。

实体可膨胀套管的原理是利用坐放装置将膨胀套管下入井内后，根据金属的弹塑性变形原理，在扩管锥的作用下，于井下通过冷加工将石油管材扩到所需要的尺寸。

由于直径膨胀，膨胀管的壁厚要减小2%－5%。

其直径可以膨胀约20%，其长度缩短约8%，塑性变形极限不超过30%。

实体膨胀管膨胀后，其力学性能、尺寸精度等应符合ＡＰＩ有关标准的规定。

　　7.抗CO2腐蚀油井管

　　主要用于CO2腐蚀严重井，有时还用于CO2、H2S、Cl-共存包括H2O的腐蚀介质中。

国外有比较成熟的产品。

除APISpec5CT列有１个13Cr钢级（L80-13Cr），各生产厂均建立了自己的非API钢级。

以川崎制铁为例，其非API的13Cr有８个级，其中，后4个钢级称为超级13Cr。

在CO2和H2S共存或H2S分压未达临界值但Cl-很高的使用环境中，13Cr钢（包括超级13Cr）是不能满足要求的，需要采用22Cr双相不锈钢（ASF2205）或超级双相不锈钢25Cr，甚至要采含Cr20%以上、含Ni30%以上的高Ni、Cr不锈钢和Ni基合金。

上述钢级的管材价格昂贵，低产气田一般无力承受。

因此，近年来国内外都在研究开发含Cr2-5%的经济型抗CO2腐蚀油井管。

不锈钢管在石化行业的应用及趋势分析

一、石化用不锈钢制品的分类与特点

1.产品的分类及

材质规格（mm）用途特点

304钢管￠18-￠610，钢板§

6－22,为主主要用于建造聚合物储罐、管道、耐腐蚀、耐高温　

321钢管￠18-￠610，钢板§

6－22,为主管道、管道配件、加氢精制装置耐高温，耐晶间腐蚀性能

316钢管￠18-￠530，钢板§

6－22,为主输送冰醋酸的液体汽车（火车罐车）耐高温，耐晶间腐蚀性能

316L钢管￠18-￠530，钢板§

6－22,为主部分反应器塔内件，尿素装置耐高温，耐晶间腐蚀性能

347钢管￠18-￠508，钢板§

6－22,为主部分反应器塔内件,加氢裂化装置含Nb提高耐晶间腐蚀性能

317L钢管￠18-￠530，钢板§

6－22,为主管道、管道配件、化工装置耐晶间腐蚀性能比316L好　

备注:

钢管为不锈钢无缝管,尺寸范围来自南通特钢,至2006年12月止材质304、321口径为￠610其加工壁厚的范围为:

10mm-40mm,材质347口径最大为￠508其加工壁厚的范围为:

6mm-50mm.

2.国内外石化用不锈钢制品应用状况分析

1）国内石化不锈钢应用情况

类型应用领域

不锈钢板储罐、热交换器外壳

不锈钢复合板反应器、塔器外壳

不锈钢无缝管炉管、物料输送、热交换器管

不锈钢锻件物料输送

不锈钢塔内件反应器内部、塔器内壳

2）分析

石化工业对不锈钢的要求主要有耐腐蚀，包括氯化物、硫化物和其他盐类腐蚀；

耐高温与耐低温等。

而用于原油勘探、开发的不锈钢则要求抗二氧化碳、硫化氢腐蚀的特性。

目前我国在原油勘探，开发中常用的主要是3Cr、9Cr、13Cr、超级13Cr以及含Cr22以上的不锈钢厚壁无磁钻挺和钻杆。

石油和石化工业用锻（轧）和铸造耐热不锈钢及镍合金

类型特点应用领域

奥氏体不锈钢系列能耐许多环境下的腐蚀，在温度高达1500ㄈ（816℃）时的耐氧化性。

压力容器、管道、接头、阀门

　双相不锈钢　低温环境600ㄈ（316℃）以下集管、阀门和旋流器等

二、国内外石化用不锈钢制品发展趋势与预测

国内：

现状发展趋势

石化装置规模实现大型化对不锈钢产品的规格与品种提出新的要求

不锈钢储罐向着大型化方向发展国内不锈钢企业需提高产品的技术含量

即将在沿海地区兴建的液化天然气（ＬＮＧ）装置储运设施需要不锈钢，不锈钢消费也会非常大

分析:

由于石化行业自身的发展,石化装备的更新,对不锈钢的品质性能提出了更高的要求,要求不锈钢耐腐蚀耐高温、低温的,条件不是放宽了而是更严格了,同时石化行业又是高温、高压、有毒行业它不同于其他行业材质混用造成的后果不明显,石化行业一旦不锈钢材质质量得不到保证,那样后果将不堪设想,因此国内不锈钢企业，特别是钢管企业应尽快提高产品的技术含量与附加值，占领高端产品市场。

目前欧洲许多钢厂已经不再生产低附加值的油井管，原因是中国出口的这类钢管已经充斥了欧洲市场。

而这些企业已经将重点完全放到高附加的管材上，准备用这些高端产品占领中国市场。

国际：

１.亚洲不锈钢消费量有大幅增长。

2.在全球不锈钢产能总体过剩的情况下，未来新建产能将主要出现在中国和印度。

3.基于氩氧脱碳技术和真空氧脱碳技术的出现和完善，未来新超级不锈钢将会得到继续发展：

具有极低碳、氮含量的超级马氏体不锈钢和超级铁素体不锈钢将会出现；

有较高氮含量、可以更经济的生产的、具有超级性能的新奥氏体不锈钢、新双相不锈钢、新超级奥氏体不锈钢和新超级双相不锈钢也将问世。

4.价格昂贵的一些不锈钢品种将会被适当的、价格便宜的品种所替代：

双相不锈钢将会被几乎无合金的超级马氏体不锈钢所替代；

铬-镍奥氏体不锈钢和铬-镍-钼奥氏体不锈钢将审美观点铁素体不锈钢、铬-锰奥氏体不锈钢和节镍双相不锈钢所替代；

超级奥氏体不锈钢将会被合金含量较低的超级双相不锈钢替代。

三、中国石化用不锈钢制品产品市场分析

1.市场综述

国内不锈钢市场近一段时间以来震荡下行。

据市场经销商介绍，受镍成本支撑，国内不锈钢出厂盘价从2006年三季度以来连续调涨，其间下游企业虽未完全停止采购，但不少终端用户面对过高的不锈钢销售价格均已望而却步，市场长期处于观望之中。

2.市场规模及整体份额

目前国产不锈钢在石化领域应用还不广泛，2005年中国石化行业不锈钢年使用量大约有７万吨左右，而同年我国不锈钢材表观消费量522万吨。

主要原因是国内企业尚未形成满足我国石油化工发展需要的标准体系；

不锈钢管生产组距不配套；

不锈钢产品质量不稳定；

不锈钢企业的研发能力不够。

3.总体市场规模及发展趋势

从2005年石化用不锈钢仅为7万吨仅占不锈钢年消费量522万吨的1。

34%左右，分析出：

目前国产不锈钢在石化领域应用还不广泛，总体市场份额较少，但是随着世界经济继续向好带动石油石化产品需求快速增长，今后我国油气田勘探开发力度将进一步加大，在石化工业方面，石化装置规模实现大型化，这一系列利好政策必将增加石化行业对不锈钢制品需求的增加。

四、石化用不锈钢出口统计与分析

我国出口到韩国不锈钢主要以大陆的张浦、青浦等韩国设在中国的企业为主，据统计2005年每月我国每月出口韩国不锈钢制品1200吨且呈上升趋势，由于出口韩国大部分是初级不锈钢产品，其中也有部分运用到石化行业，出口其他国家的石化用不锈钢主要以不锈钢制品为主，一般以管件、设备为主，主要用在中石化、中石油、中海油在海外的油气田、石化企业及相关下游产业。

分析：

2002年中石化在苏丹投资的烧碱项目中，曾用了近2000吨不锈钢管件及相关设备，不锈钢在石化行业运用与普通钢相比还不太广泛，这主要与石化行业的产品加工原理及过程有关，相信在不久的将来，随着我国不锈钢产品质量的提高，中国石化行业在海外市场所占份额的不断增加，中国会有越来越多的石化用不锈钢制品及设备出口到国外。

中国无缝钢管行业发展格局与趋势－2004

我国无缝钢管行业近几年出现了有史以来最快的发展.连续6年产销两旺.产品结构调整成效显著.钢管自给率逐年提高。

2004年钢管产量达到2123万t.占全球钢管产量的25％以上。

技术改造和投资创历史新高.技术装备大为改善.出现了两个百万吨级的无缝钢管生产企业.跨入全球大钢管集团的行列。

如同中国钢铁工业发展一样.尽管近几年钢管行业取得了令人瞩目的成就.从产量上已占全球1／4以上.但从技术装备、产品质量和产品档次、企业的经济规模及主要技术经济指标等与国际先进水平仍有一定的差距。

通过分析无缝钢管行业相关产业的发展趋势和格局.以及我国无缝钢管行业所取得的成绩和存在的问题.使我们认识到：

国内市场具有一定优势和发展空间.国际市场空间越来越大.主要靠竞争去提高市场占有率。

为进一步增强竞争力.必须抓住目前的大好时机.尽快缩小产品在品种、质量和成本上与国际先进水平的差距.尽快使生产装备和工艺技术.达到国际先进水平.使我国真正成为世界钢管生产强国。

1、中国无缝钢管行业发展的新格局

无缝钢管是国民经济建设的重要原材料之一.是一种经济型钢材品种.被广泛应用于石油、电力、化工、煤炭、机械、军工、航空航天等行业.世界各国、特别是工业发达国家都十分重视无缝钢管的生产与贸易。

1.1中国经济增长带动了无缝钢管行业的发展

从国际经验来看：

快速增长并不是各个产业均衡增长的产物.而是由几个更快增长的主导产业带动。

不同时期主导产业不同.主导产业的转换推动经济的持续快速增长。

从国内经验来看：

80年代的主导产业：

轻工、纺织等；

90年代的主导产业：

基础产业和基础设施、新一代家电产品、房地产等；

1997年以后的经济减速.是因为出现主导产业的“断档”这种局面.到2002年终于改变.一批新的主导产业浮出水面；

带头的是住宅、汽车、电子通讯和城市基础设施建设这些具有一定的最终产品性质的先导行业。

这些先导行业拉动了一批中间投资品性质的产业.主要是钢铁、有色金属、建材、机械、化工等材料和装备行业。

以上两个方面又拉动了电力、煤炭、石油等能源行业和港口、铁路、公路等运输行业的增长。

正是以上各行业的快速增长带动了整个无缝钢管市场的需求.促进了无缝钢管行业的快速发展。

1.2无缝钢管行业可持续快速发展的机遇

国内外无缝钢管市场.目前均处于消费增长期.国内无缝钢管消费量将保持较快的增长速度.为我国无缝钢管的发展提供了有利时机。

首先.能源、交通、石化用管需求量不减.高性能品种增长迅速。

能源、交通、石油化工等设施的建设和维修所需无缝钢管仍在钢材市场需求中占有相当重要的地位。

近几年对高性能新品种的需求量增长较快.例如高性能油井管、大口径电站锅炉用管、耐腐蚀、耐低温的石化用管以及不锈钢管等等。

其次.输送石油、天然气、成品油、煤浆、矿浆等流体的管线管.尤其是高强度管线用管的需求量将会大幅上升。

第三.建筑业的高速增长.建筑结构用高档网架管材需求量增长迅速。

第四.高技术含量的钢管需求量增加。

汽车、家电、造船、设备制造等行业对无缝钢管数量需求增加、品种及质量要求提高.无缝钢管品种向高技术含量方向发展。

2、中国无缝管行业发展现状

2.1中国无缝钢管行业生产发展与表观消费现状

2004年.我国无缝钢管和焊接钢管产量均为世界第一.无缝钢管2003年已成为我国净出口品种。

2000年以来.我国钢管行业连续5年高速发展.钢管产量增长与全国成品钢材增长几乎同步.即成品钢材平均每年以21．64％高速增长.其中钢管以20．8％的高速增长.管／材比保持在7．O％左右。

1981~2004年.我国无缝钢管产量及表观消费量总的变化趋势是稳定、同步增长.1999年以前消费量一直高于生产量.并有一定波动（80万t左右）。

2002年前表观消费量略大于国内生产量.2003年基本持平.2004年生产量略大于表观消费量.预计2005年生产量将开始明显超过表观消费量。

2.2中国无缝钢管行业产能建设现状

日前我国有无缝管厂家130家左右.近200台套机组。

其中能生产热轧成品管且工艺技术装备较完整的有近30家.生产总量超过了600万t.占无缝钢管总量的60％以上。

这类生产厂绝大多数为国有企业.技术装备先进.单线生产能力高（天管ф250机组、宝钢ф140机组均超过80万t）.产品质量好.是无缝钢管生产的主导企业。

其余企业主要是为冷轧冷拨提供毛管或荒管坯料的中小企业.这类企业的设备比较简单.一般的流程是采用穿孔+打头或穿孔+轧管+打头后配备冷轧冷拨及酸洗（其中相当一部分企业的装备水平较低）.单线生产能力较低.产品以结构管、低中压锅炉管和一些多规格小批量的冷轧冷拨产品为主。

在这类企业中也有一批装备水平适中.产品质量较好（可满足相应产品标准要求）的企业.它们占据了市场相当的份额。

这些企业之所以能够生存发展是他们找准了市场的空间.生产那些大型企业不愿意生产或不能生产的小批量、多规格、多品种、薄壁产品.由于产品质最较好且生产成本较低.产品在市场上具有较强的竞争力.日前这类企业已成为无缝钢管生产的重要力量。

但是这类企业大部分为购坯生产企业.其管坯的采购和质量没有保证.尤其是近年矿石价格大幅度上涨.使管坯价格也在上涨。

钢管的利润空间越来越小。

另外.随着供坯企业后继加工线的建成.管坯的资源也会减少.未来的生产将会面临严重的困境。

上个世纪50年代初由前苏联援建的第一条自动轧管机组生产线在鞍钢投产以来.我国已经建成无缝钢管机组近200台套（这其中包括引进的设备和国内自己研制的设备）涵盖了当今世界上各种机组。

改革开放之前.无缝钢管生产主要是以E1动轧管机组为主和少量的其他形式轧机（如二辊轧管机、生产大口径的周期式轧管机等）。

80年代中期.宝钢从德国引进了第一条先进的连轧管机组生产线.主要生产油井管和锅炉管。

这之后.天津钢管、衡阳钢管、包钢无缝、鞍钢无缝也都相继引进了连轧管机组生产线。

另外.烟台钢管、成都无缝、大冶特钢也相继引进了AC―cu―ROLL轧管机和ASSEL轧管机组。

这些机组不仅引进了先进的生产工艺.而且还引进了先进的自动化控制系统和在线质量检测系统。

如测温、测长、测径、测厚、测速（轧制速度、辊道速度）.测力（轧制力、扭距）和各种无损检测设备以及生产工艺软件等。

这些机组的引进使我国无缝钢管的生产得到了飞速的发展.也使无缝钢管的装备水平达到世界领先水平。

2.3中国无缝钢管行业产品品种质量现状

我国无缝钢管行业发展到今天.除少数高端、高难度产品尚需进口外.绝大部分产品可满足市场需要。

尽管这部分高端产品的量很少.但它却代表着无缝钢管行业生产技术的水平和未来发展的方向。

下面就几个重要的品种谈一点看法。

2.3.1油井管

2004年我国油井管的总产量超过了180万t.占无缝钢管总产量的17．62％。

国内市场占有率超过了80％.全年油井管出口34．4万t.进口32．2万t.出口超过了进口.已连续两年成为净出口产品。

品种上近年来国内不少企业不仅生产出了按APl标准要求的K、N、C、P钢级套管.还根据用户需求开发出了具有自主知识产权的系列套管.如天津钢管公司开发出了TP系列的抗挤毁套管.抗腐蚀套管.抗高温热采井用套管.超深井用套管.以及特殊扣气密性套管.其中TPl30TT高抗挤毁套管的抗挤毁强度达到了167MPa以上；

俐10TSS高抗挤毁抗腐蚀套管在氯化钠5％、醋酸0．5％的氧化性腐蚀溶液中.720h不断裂；

TPl40V套管下井深度达到6936m（近期这一记录还将被打破）；

NC一3Cr抗二氧化碳腐蚀套管已经批量发往塔里木油田下井使用。

另外宝钢、成都无缝也都开发出了自己系列产品。

虽然中国无缝钢管行业在油井管方面取得了一定成绩.但在一些高端产品开发方面尚没有过关.如13Cr、超级13Cr钢的夹杂物及S、P含量的控制（s<

10ppm.P<

15ppm）.热处理的性能控制以及丝扣加工中的质量控制等还存在一系列问题.柔性油管、膨胀套管的开发尚属空白。

2.3.2高压锅炉管

近年来随着电力事业的快速发展.极大的带动了高压锅炉管的开发和生产.2004年高压锅炉管的年产量超过了60万t.占无缝钢管总产量的6．61％.进口量29．8万t.国内市场占有率达67％。

目前0219以下的规格国内基本可满足；

0219以上的规格国内仅能供少部分.尤其是大口径厚壁的规格90％都需要进口。

尽管这几年国内钢管制造企业在新产品开发方面取得了突破.但与电站和锅炉行业对中国无缝钢管行业的需求还有较大的差距.主要表现在品种（钢种）不全.规格不齐.产品质量还不够稳定等。

目前核电用管几乎99％依赖进口.这主要是采购批量较小、大企业不愿意生产；

准入门槛较高.中小企业的装备现状和质量保证体系难以通过认证.这两个条件的制约使核电用管的研究相对滞后.实际上核电用管中相当一些产品国内是可以满足的。

2.3.3管线管

随着管线钢板技术的发展及焊管成型、焊接技术的进步.管线用焊管的应用范围在逐步扩大.特别是在大口径组距范围内焊管的优势更加明湿.加上成本的因素.焊管已在管线管领域占有主导地位.限制了无缝管线管的发展。

2004年无缝管线管产量约40万t.钢级包括X42―70.品种有陆上管线管和海底管线管。

高钢级管线管的生产目前是采用微合金化加热处理工艺.无缝管的生产成本明显高于焊管.而且随着钢级的提高.如X80以上钢级管线管对碳当量的限制.无缝钢管的常规工艺很难满足用户要求；

目前各无缝钢管生产厂都在为提高其管线管的抗腐蚀性能.低温、高温环境中的使用性能稳定而开展科研工作。

在这方面.攀钢集团成都钢铁有限责任公司已着手工艺改造。

2.3.4气瓶管、蓄能器管

气瓶管、蓄能器管的开发成功.突破了传统气瓶、蓄能器顶挤生产工艺.使气瓶、蓄能器的生产效率大大的提高.且产品的表面质量及壁厚精度得到改善。

2004年气瓶管、蓄能器管的产量超过了10万t.占无缝钢管产量的l％；

气瓶管的发展走过了艰难的路程.成材率从80年代初期的不足50％.提高到目前的80％以上。

随着城市燃气出租车的兴起.对气瓶管的需求量还会不断增加。

另外.CNG站用、拖车用储气瓶管和蓄能器管（大口径.中等壁厚）.将有明显发展。

国内近年也在开发.目前国内还无法生产这类储气瓶用管.但是随着国内几条大口径机组的建设.这类产品的供应将得到改善。

2.3.5不锈钢无缝管

2004年产量近20万t.用于石油、化工、能源占28％以上；

水电占13％；

饮食、卫生占16％；

机械加工占11％；

交通、运输占7％；

其他为建筑、医疗、环保等。

目前我国不锈钢管生产多采用穿孔+冷轧、冷拔（包括酸洗和退火）或穿孔+热轧管+冷轧、冷拔（包括酸洗和退火）.这一工艺应该说是我国独有的（包括中国台湾省）.与传统的挤压+冷轧、冷拔工艺相比。

生产成本低、壁厚精度高.但中间工序修磨量较大.这是由于前道工序采用穿孔机.致使管坯的表面缺陷量扩展.造成穿孔后的钢管需大量修磨.由于中国人工费较低.这一加工方式在中国是比较普遍的.不仅民营企业.国有企业（包括大型企业）也多采用这种加工方式。

对于冷轧、冷拔机.80年代开始引进先进、快速、高效、大直径冷轧管机.如KPW25VMR：

SK75VMRCK；

xnT一450等。

据不完全统计.我国现有的冷轧管机近千台.其中国产二辊300余台.多辊600余台.引进40余台；

冷拔管机估计有千余条链以上.也可以说种类、规格齐全。

超马氏体不锈钢简介

超马氏体不锈金刚亦称软马氏体不锈钢，有的也叫做可焊接马氏体不锈钢或13Cr不锈钢。

传统的马氏体不锈钢通常是指4