CN1304619C - 石油天然气开采中深井、超深井石油套管 - Google Patents
石油天然气开采中深井、超深井石油套管 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1304619C CN1304619C CNB2003101070747A CN200310107074A CN1304619C CN 1304619 C CN1304619 C CN 1304619C CN B2003101070747 A CNB2003101070747 A CN B2003101070747A CN 200310107074 A CN200310107074 A CN 200310107074A CN 1304619 C CN1304619 C CN 1304619C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- petroleum
- casing pipe
- deep well
- threads
- ultra
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 7
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 3
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- -1 compound salt Chemical class 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002343 natural gas well Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本发明提供一种石油天然气开采中深井、超深井石油套管，其中：所述石油套管成分为：C＝0.20～0.30、Si＝0.15～0.40、Mn＝0.30～1.20、P≤0.015、S≤0.012、Ni≤0.80、Cr＝0.50～1.50、Mo＝0.40～1.20、Cu≤0.20、V＝0～0.15、余量为Fe。该石油套管在井深超过4000米时，其性能指标可达到管体抗挤毁强度：≥118.5MPa、屈服强度：996～1103MPa、抗拉强度：≥1034MPa、冲击韧性：纵向全尺寸夏比冲击功≥60J、横向全尺寸夏比冲击功≥40J。有益效果使套管的抗外挤变形的能力达到高抗挤毁套管的水平，通过控制管体的几何尺寸保证公端有效螺纹的长度，合理优化螺纹参数，使套管螺纹具有较好的抗粘结性能和密封性能。最大下井深度达6300米，最小下井深度5860米，使用效果很好。
Description
技术领域
本发明为一种石油天然气井石油套管，特别是石油天然气开采中井深超过4000米的石油或天然气超高强度石油套管。
背景技术
新疆塔里木油田是中国西气东输的起点，也是中国石油能源接替的重点。该油田油气埋藏深(超过4000米，大部分在5500-6500米范围内)、地质条件复杂(大多为山前构造，地层倾角达到30-50°，局部地区达到60°以上)，油层以上有较厚的盐层，有的岩层中夹杂着砂层(复合盐层)。这给钻井施工带来很大的难度，为了保证钻井安全，套管除了具有普通套管所必须具备的性能外，它还必须具备其他特殊性能。由于井深地层压力大，套管必须要有很高的强度，由于地层复杂、可钻性差，钻压大、钻井周期长，钻杆对套管内壁的磨损也较严重，因此要求套管要有良好的抗磨性能。同时，由于钻杆长时间的对套管施加周期性的疲劳载荷，易使套管产生疲劳开裂，这就要求套管的裂纹敏感性要好，也就是套管的冲击韧性要好。由于井深，井底温度高，要求套管要有较好的热稳定性。同时，由于地层复杂，井内可能存在腐蚀性介质(硫化氢、二氧化碳等)，要求套高要有一定的抗腐蚀性能。然而，API钢级套管不能满足使用的要求。
发明内容
为了解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是开发出一种井深超过4000米的石油或天然气勘探或开发井的技术或油层超高强度石油套管，以满足油田勘探开发深井、超深井石油天然气的需要，该石油套管为非API钢级石油套管。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种石油天然气开采中深井、超深井石油套管，其中：所述石油套管成分为：C＝0.20～0.30、Si＝0.15～0.40、Mn＝0.30～1.20、P≤0.015、S≤0.012、Ni≤0.80、Cr＝0.50～1.50、Mo＝0.40～1.20、Cu≤0.20、V＝0～0.15、余量为Fe。
所述的石油套管在井深超过4000米时，其性能指标可达到：
管体抗挤毁强度：≥118.5Mpa
屈服强度：996～1103Mpa
抗拉强度：≥1034Mpa
冲击韧性：纵向全尺寸夏比冲击功≥60J
横向全尺寸夏比冲击功≥40J。
本发明的效果是该石油套管以及生产方法使套管的抗外挤变形的能力达到高抗挤毁套管的水平，通过控制管体的几何尺寸保证公端有效螺纹的长度，合理优化螺纹参数和严格控制接箍螺纹的磷化层厚度及逐支修磨公、母端螺纹的起始扣和黑皮扣毛刺，以使套管螺纹具有较好的抗粘结性能和密封性能。最大下井深度达到6300米，最小下井深度5860米，使用效果很好。
本发明的目的是这样实现的：
首先(1)配料熔炼 采用海棉铁和废钢做炼钢原料，用电弧炉熔化成钢水。经炉外精炼和真空脱气后，获得石油套管成分为：C＝0.20～0.30、Si＝0.15～0.40、Mn＝0.30～1.20、P≤0.015、S≤0.012、Ni≤0.80、Cr＝0.50～1.50、Mo＝0.40～1.20、Cu≤0.20、V＝0～0.15、余量为Fe；
(2)连铸连轧 连铸成圆坯，将冷却后的连铸坯在环形加热炉内加热，炉温为1250～1320℃，热定心温度1200～1250℃，热穿孔温度1210～1230℃，连轧，定径，冷却，锯切；
(3)热处理、矫直、探伤 在850～950℃淬火，在550～640℃回火，在500～620℃热定径，在450℃～550℃热矫直，最后探伤。经热处理后，所述套管的力学性能达到的指标如下：
屈服强度：966～1103Mpa
抗拉强度：≥1034Mpa
冲击韧性：纵向全尺寸夏比冲击功≥60J
横向全尺寸夏比冲击功≥40J
套管整体性能(以φ127.00×9.50mm LC为例)
管体抗挤毁强度：≥118.5Mpa
滑脱强度：≥2750KN
内屈服强度：≥110Mpa
通过采用特殊的热处理(850℃～950℃淬火+550℃～650℃回火)及矫直工艺(热矫直，矫直温度控制在450℃以上)，使所述套管的抗外挤变形的能力达到高抗挤毁套管的水平，通过控制管体的几何尺寸保证公端有效螺纹的长度，合理优化螺纹参数和严格控制接箍螺纹的磷化层厚度及逐支修磨公、母端螺纹的起始扣和黑皮扣毛刺，以使套管螺纹具有较好的抗粘结性能和密封性能。
实施例：
按上述成份和方法生产出石油套管TP140V(φ127.00×9.50mm LC)，其化学成分及加工工艺参数如下：
所述套管的化学成分(重量％)为：C 0.28％，Si 0.28％，Mn 0.90％，Cr1.05％，Mo 0.60％，Ni 0.07％，Cu 0.11％，P 0.010％，S 0.007％，V 0～0.15，余量为Fe。
采用海棉铁和废钢做炼钢原料，用电弧炉熔化成钢水，经炉外精炼和真空脱气后，获得如上所述化学成分，连铸成圆坯，将冷却后的连铸坯在环形加热炉内加热，炉温为1285℃，热定心为1250℃，热穿孔为1230℃，连轧，定径，冷却，锯切，矫直，探伤；热处理：在920℃淬火(水淬)，在620℃回火；在605℃热定径，在540℃热矫直，最后探伤。
经热处理后，所述套管的力学性能达到的指标如下：
屈服强度(σt0.65)1060pa
抗拉强度(σb)1121Mpa 延伸率20.5％
按前述管加工工艺加工后的套管的整体使用性能达到的指标如下：
管体抗挤毁强度：145Mpa，滑脱强度：3635KN，内屈服强度：120M。
所述套管已在塔里木油田公司成功下井3口，最大下井深度达到6300米，最小下井深度5860米，使用效果很好。
Claims (2)
1、一种石油天然气开采中深井、超深井石油套管，其特征是：所述石油套管成分为：C＝0.20～0.30、Si＝0.15～0.40、Mn＝0.30～1.20、P≤0.015、S≤0.012、Ni≤0.80、Cr＝0.50～1.50、Mo＝0.40～1.20、Cu≤0.20、V＝0～0.15、余量为Fe。
2、根据权利要求1所述的石油套管，其特征是：所述的石油套管在井深超过4000米时，其性能指标可达到：
管体抗挤毁强度：≥118.5Mpa
屈服强度：996～1103Mpa
抗拉强度：≥1034Mpa
冲击韧性：纵向全尺寸夏比冲击功≥60J
横向全尺寸夏比冲击功≥40J。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2003101070747A CN1304619C (zh) | 2003-11-21 | 2003-11-21 | 石油天然气开采中深井、超深井石油套管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2003101070747A CN1304619C (zh) | 2003-11-21 | 2003-11-21 | 石油天然气开采中深井、超深井石油套管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1619005A CN1619005A (zh) | 2005-05-25 |
| CN1304619C true CN1304619C (zh) | 2007-03-14 |
Family
ID=34757956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2003101070747A Expired - Lifetime CN1304619C (zh) | 2003-11-21 | 2003-11-21 | 石油天然气开采中深井、超深井石油套管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1304619C (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101182757B (zh) * | 2007-12-14 | 2011-08-31 | 天津钢管集团股份有限公司 | 石油天然气开采工业用侧钻石油套管 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100422374C (zh) * | 2006-04-04 | 2008-10-01 | 无锡西姆莱斯石油专用管制造有限公司 | 防硫钻杆及其制造方法 |
| CN101200791B (zh) * | 2006-12-14 | 2010-06-30 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种低成本的石油套管用钢及其生产方法 |
| CN101775550B (zh) * | 2009-01-14 | 2012-05-30 | 常州朗锐活塞有限公司 | 一种大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料 |
| CN101781702B (zh) * | 2010-03-16 | 2012-05-02 | 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 | 钻杆管体的热处理工艺 |
| CN102267005A (zh) * | 2011-06-27 | 2011-12-07 | 江苏融泰石油科技股份有限公司 | 焊接式加重钻杆的摩擦焊方法 |
| CN104651741B (zh) * | 2013-11-20 | 2017-01-18 | 中国石油天然气集团公司 | 一种高强韧160钢级钻杆材料及其制备方法 |
| CN104651740A (zh) * | 2013-11-20 | 2015-05-27 | 中国石油天然气集团公司 | 一种高强韧150钢级钻杆材料及其制备方法 |
| CN103774063A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-05-07 | 扬州龙川钢管有限公司 | 一种大口径石油套管及其tmcp生产方法 |
| CN104388825B (zh) * | 2014-11-25 | 2016-08-17 | 江苏常宝钢管股份有限公司 | CPE机组生产的150ksi以下钢级抗CO2腐蚀油井管的制备工艺 |
| CN107587053A (zh) * | 2017-08-08 | 2018-01-16 | 胜利油田华滨实业有限公司石油机械滨州分公司 | 一种高强度油井套管及其制备方法 |
| CN114622143A (zh) * | 2022-02-10 | 2022-06-14 | 天津钢管制造有限公司 | 140-155ksi油气开采用套管及其生产方法 |
| CN115821157B (zh) * | 2022-11-18 | 2024-01-02 | 钢铁研究总院有限公司 | 一种高钢级抗硫化氢腐蚀油井管及其制备方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58199847A (ja) * | 1982-05-15 | 1983-11-21 | Nippon Steel Corp | 耐デイスボンデング特性の優れた圧力容器用鋼 |
| US4710245A (en) * | 1984-12-10 | 1987-12-01 | Mannesmann Ag | Method of making tubular units for the oil and gas industry |
| CN1088998A (zh) * | 1992-12-31 | 1994-07-06 | 北京科技大学 | 高韧性高强度石油管用钢 |
| CN1089664A (zh) * | 1993-01-06 | 1994-07-20 | 长春市华光热处理技术研究所 | 渗金属切削工具材料与渗碳技术 |
| CN1361306A (zh) * | 2000-12-29 | 2002-07-31 | 天津钢管公司 | 抗硫化氢应力腐蚀石油套管及其生产方法 |
| CN1391020A (zh) * | 2001-06-07 | 2003-01-15 | 天津钢管公司 | 一种稠油热采井用中等强度石油套管及其生产方法 |
| CN1391022A (zh) * | 2001-06-07 | 2003-01-15 | 天津钢管公司 | 特殊连接结构超高强度抗挤毁石油套管及其生产方法 |
| CN1390972A (zh) * | 2001-06-07 | 2003-01-15 | 天津钢管公司 | 低合金超高强度钢种 |
| CN1102673C (zh) * | 2000-01-25 | 2003-03-05 | 天津钢管公司 | 超稠油热采井用高强度石油套管及其生产方法 |
-
2003
- 2003-11-21 CN CNB2003101070747A patent/CN1304619C/zh not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58199847A (ja) * | 1982-05-15 | 1983-11-21 | Nippon Steel Corp | 耐デイスボンデング特性の優れた圧力容器用鋼 |
| US4710245A (en) * | 1984-12-10 | 1987-12-01 | Mannesmann Ag | Method of making tubular units for the oil and gas industry |
| CN1088998A (zh) * | 1992-12-31 | 1994-07-06 | 北京科技大学 | 高韧性高强度石油管用钢 |
| CN1089664A (zh) * | 1993-01-06 | 1994-07-20 | 长春市华光热处理技术研究所 | 渗金属切削工具材料与渗碳技术 |
| CN1102673C (zh) * | 2000-01-25 | 2003-03-05 | 天津钢管公司 | 超稠油热采井用高强度石油套管及其生产方法 |
| CN1361306A (zh) * | 2000-12-29 | 2002-07-31 | 天津钢管公司 | 抗硫化氢应力腐蚀石油套管及其生产方法 |
| CN1391020A (zh) * | 2001-06-07 | 2003-01-15 | 天津钢管公司 | 一种稠油热采井用中等强度石油套管及其生产方法 |
| CN1391022A (zh) * | 2001-06-07 | 2003-01-15 | 天津钢管公司 | 特殊连接结构超高强度抗挤毁石油套管及其生产方法 |
| CN1390972A (zh) * | 2001-06-07 | 2003-01-15 | 天津钢管公司 | 低合金超高强度钢种 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101182757B (zh) * | 2007-12-14 | 2011-08-31 | 天津钢管集团股份有限公司 | 石油天然气开采工业用侧钻石油套管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1619005A (zh) | 2005-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1304619C (zh) | 石油天然气开采中深井、超深井石油套管 | |
| CN101182757B (zh) | 石油天然气开采工业用侧钻石油套管 | |
| CN101914666A (zh) | 提高无缝钢管横向冲击韧性的方法 | |
| CN102899573B (zh) | 一种高强度耐磨套管用钢及其制造方法 | |
| CN101845939A (zh) | 一种石油套管及其制造方法 | |
| CN101581200A (zh) | 一种120钢级钻杆及其制造工艺方法 | |
| WO2007023805A1 (ja) | ラインパイプ用継目無鋼管とその製造方法 | |
| CN102400057B (zh) | 抗二氧化碳腐蚀油井管用低合金钢及其制造方法 | |
| CN102345077B (zh) | 一种具有高强塑积的大膨胀率膨胀管用钢及其制备方法 | |
| CN105671431B (zh) | 一种深海采油设备阀座用钢及其锻件的制造方法 | |
| CN101608282B (zh) | 耐-40℃～-60℃低温钻杆钢管及其制造方法 | |
| CN102605235B (zh) | 一种高抗挤sew石油套管及其制造方法 | |
| Li et al. | Research status and development of titanium alloy drill pipes | |
| CN109055862A (zh) | 一种页岩气井用高强度高韧性套管及其制造方法 | |
| CN1391020A (zh) | 一种稠油热采井用中等强度石油套管及其生产方法 | |
| CN107723598B (zh) | 一种改善疲劳性能的耐硫化氢腐蚀油管及其生产方法 | |
| CN104789884A (zh) | 一种高冲击韧性石油套管的生产方法 | |
| JP3858072B2 (ja) | ドリルパイプおよびその製造方法 | |
| CN109161788B (zh) | 一种注热蒸汽稠油热采井用耐高温石油套管及其制造方法 | |
| CN106319367B (zh) | SAGD法开采稠油用125ksi高强韧石油套管及其制造方法 | |
| CN1277947C (zh) | 适于注水开发油田用石油套管及其生产方法 | |
| CN201013253Y (zh) | 试油作业用高强度作业管 | |
| CN209398370U (zh) | 用于油田机械采油井的复合油管及油管组件 | |
| CN104653117A (zh) | 一种石油套管生产工艺 | |
| CN108857137B (zh) | 一种高强度连续管用气保焊丝 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: TIANJIN STEEL TUBE GROUP CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: TIANJIN PIPE CO., LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Jintang Road, Dongli District, Tianjin Patentee after: TIANJIN PIPE (GROUP) Corp. Address before: Jintang Road, Dongli District, Tianjin Patentee before: TIANJIN STEEL PIPE Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190626 Address after: No. 396 Jintang Highway, Dongli District, Tianjin 300301 Patentee after: Tianjin Steel Tube Manufacturing Co.,Ltd. Address before: 300301 Jintang Road, Dongli District, Tianjin Patentee before: TIANJIN PIPE (GROUP) Corp. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20070314 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |