高抗挤石油套管CB-110TT开发.pdf

高抗挤石油套管CB一110Tr的开发 高抗挤石油套管GB一11O1_r的开发 汪勇 殷伟勤 吴跃泉 李欣 (江苏常宝普莱森钢管有限公司，江苏常州213200) [摘要] 根据市场的需求进行了高抗挤石油套管的开发。分析了套管抗挤强度的影响因素，结合抗挤性能的影响机理 ，进 行产品方案设计，制定了生产工艺。在实际生产中加强对几何尺寸精度、力学性能、残余应力等方面的控制，成功生产出~139．7 mm×7．72mill高抗挤套管CB一110Tr。产品经西安管材研究所检测，最低抗挤强度比API标准高约70％以上。 关键词 高抗挤套管 残余应力 化学成分 力学性能 开发 1 前 言 不均度有利于降低矫直过程中套管内部的残余应力， 上世纪 80年代以来 ，全球石油天然气平均井深 同时壁厚不均也会促使不圆度增加。 增加了 1倍 ，并且继续呈现快速增长趋势l1『。随着井深 2．3 屈服 强度 的增加和温度 、压力的提高 ，由于地层出砂造成套管 根据API5C3公式， 径向非均匀外挤压力，在地层上覆压力的联合作用 屈服强度挤毁压力公式 ： 下，套管将发生挤毁和错断。因此各油田在深井、超深 Pw=2Yp[ 】 井或需要隔离岩盐层、软泥层等复杂地层的油气井 中，均考虑采用高抗挤套管。使用高抗挤套管的优点 (1) 塑性挤毁公式： 有：高抗挤套管下井深度可以超过同钢级同规格普通 PP= 【 B】一c (2) 套管、整个套管柱可以做到壁厚均一 、减轻套管柱重 (D／t) 量，以及使用高抗挤套管后增大了套管内径，可采用 过渡挤毁压力公式 ： 标准系列的全面钻井和取芯钻头等等2[1。 = yP[ q (3j 鉴于高抗挤套管广阔的市场前景，常宝集团(普 (D／t) 式中： 、 — — 抗挤毁强度 ； 莱森钢管)重点展开对抗挤套管研发，目前已成功生 、 产出0139．7mmx7．72mm高抗挤套管 CB一110TF，经 — — 材料的屈服强度； 西安管材研究所鉴定 ，抗挤强度已超过API标准要求 D ——钢管外径； 约70％。本文以此产品为例，介绍高抗挤套管的开发 8f——钢管壁厚； 过程 。 A、B、c、F、G ——API5C3中的修正系数。 2 套管抗挤强度的影响因素 由公式 (1)、(2)、(3)可知 ，抗挤强度随屈服强度 影响套管抗挤强度的主要因素有平均壁厚、几何 提高而增大。 尺寸精度、屈服强度、残余应力等几方面。 2．4 残余应力 2．1 平均壁厚 关于残余应力对抗挤强度的影响，API标准中没 根据 API5C3公式 ，钢管壁厚越大 ，抗挤强度越 有规定。但理论与实践表明，管体残余应力对抗挤强 高。因此可以在满足钢管理论重量的情况下，尽量提 度的影响比较明显。残余应力的存在影响材料弹性极 高钢管实际壁厚，以提高抗挤强度。 限的降低，而弹性极限的降低则会引起抗挤性能的降 2．2 几何尺寸