J55钢直缝焊油井套管沟槽腐蚀性能

介绍了莱钢开发j55石油套管用钢的过程。通过铌、钛复合微合金化的成分设计与合理的生产工艺制定,开发了具有高强度、高韧性和良好焊接性能的石油套管用钢产品,产品具有成分均匀、氧含量低、晶粒细小的特点,较好地满足了用户的使用要求。

详细论述了石油套管用钢j55在北钢集团北营轧钢厂1780mm热连轧生产线的生产实践,针对此钢种高强度与高冲击韧性等特殊的力学和工艺性能要求,在成份设计上采用了低c、中mn,并适当添加了nb、ti等元素,在轧制工艺上采用了低终轧温度、低温大压下量的控轧控冷工艺,使其产品性能与尺寸指标均达到了用户要求,从而具备了批量生产j55的能力。

针对高频焊(hfw)套管用j55钢纵剖热轧钢带存在成分偏析,且钢带中心偏析较严重,制管后中心偏析带位于焊缝处,在线焊缝正火热处理后,焊缝热影响区偏析带上便出现条状马氏体的问题,在材料设计上通过降c、降mn来减轻钢带中心偏析,加入微量nb补偿因降c、降mn而导致的强度损失,改善管加工工艺性能并防止粘扣。加入微量ca净化钢液,促使mns球化,提高材料的综合性能。研制出一种适用于高频焊j55钢级纵剖料用钢及符合apispec5ct标准的套管。

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?1995-2005tsinghuatongfangopticaldiscco.,ltd.allrightsreserved. ?1995-2005tsinghuatongfangopticaldiscco.,ltd.allrightsreserved. ?1995-2005tsinghuatongfangopticaldiscco.,ltd.allrightsreserved. ?1995-2005tsinghuatongfangopticaldiscco.,ltd.allrightsreserved.

介绍了唐钢1580生产线生产j55石油套管用钢的工艺流程、产品性能及钢卷表面出现翘皮缺陷的现象。通过对比分析,查明产生翘皮缺陷的原因主要与连铸过程的工艺控制有关,连铸拉速的波动导致板坯表面微裂纹和重皮的形成,轧制后即在钢卷对应区域产生翘皮缺陷。粗扎立辊轧制力的大小不是造成翘皮缺陷的主要原因,但对翘皮的严重程度有一定的影响。

对处于0mpa、100mpa、200mpa和300mpa恒定拉应力下的直缝高频电阻焊管(erw)进行阳极极化,并测定了其焊缝沟槽腐蚀敏感性。测定结果表明,随拉应力增大沟槽腐蚀敏感系数增大,腐蚀电流增大。但焊管经整管热处理后,焊缝处沟槽腐蚀敏感系数明显减小。

针对j55钢套管出现螺纹连接处漏水现象,通过锰盐磷化和锌盐磷化接箍进行上卸扣试验分析,认为螺纹粘扣是造成螺纹连接处漏水的主要原因。从上扣扭矩、接箍磷化、螺纹脂、螺纹参数及螺纹表面质量几方面对影响粘扣的因素进行了详细分析,提出了合理的上扣扭矩量、优化的螺纹参数、优良的磷化工艺以及选择优质的螺纹脂,可从根本上解决套管接箍端螺纹漏水问题。

对九四区稠油热采中油气井套管损坏原因进行了分析,了解稠油套管腐蚀的规律,分析出套损方式以套管外漏为主要原因,提出了油井套管腐蚀因素是造成套管外漏的主要因素,认为稠油热采中油气井套管腐蚀是土壤水分、含盐量、温度等诸多因素共同作用的结果,其中含水的高低是影响套管腐蚀速度的重要原因。而油层上部套管又是套管腐蚀穿孔的重灾区。现场实际说明了浅层套管腐蚀穿孔现象的主要原因来自于套管外壁修井液的强烈腐蚀。预防上部套管腐蚀的关键环节在于防止修井液流入套管外壁附近,因此,在井口建立修井液导流和储存装置,才是解决问题的关键所在。

石油套管用热轧带钢J55的研制与开发

介绍了本溪钢铁(集团)有限公司研制开发的j55石油套管用热轧带钢的化学成分、静态cct曲线、实际生产工艺及成品带钢的金相组织和力学性能,此产品已成功应用于辽河油田和大庆油田。

介绍了api油管用j55钢级冷拔无缝钢管的产品供货技术要求、试制工艺及质量控制、最终试制结果,对工艺及质量控制过程中-76二穿机组的技术创新及优化设计进行了较详细的论述。

本专利涉及低屈强比直缝焊石油套管用钢的生产。其化学成分(质量分数,%)为:c0.2～0.3,si0.1～0.5,mn0.8～1.5,p≤0.02,s≤0.01,al0.005～0.050,其余为fe和不可避免的杂质。

通过数值模拟结合实验测量，研究了第一、第二界面胶结良好情况下套管井内的声场，考察了水泥密度、套管直径及其壁厚对套管波幅度的影响，并将部分数值模拟结果与实验结果进行了对比。结果表明，套管波幅度随固井水泥密度增大而减小，低密度水泥和常规密度水泥固井时所得到的套管波幅度相差较大；因此，进行固井质量评价时对不同密度的水泥应采用不同的评价标准。当套管直径不变而壁厚增大时，套管波到时不变而幅度增大；当套管壁厚不变而直径增大时，套管波到时延后而其绝对幅度减小。对油田中常用的三种套管，在大型号套管中所得到的套管波的相对幅度也较大。另外，数值结果中套管波相对幅度随水泥密度的变化规律与实验测量结果基本一致。

通过数值模拟结合实验测量,研究了第一、第二界面胶结良好情况下套管井内的声场,考察了水泥密度、套管直径及其壁厚对套管波幅度的影响,并将部分数值模拟结果与实验结果进行了对比。结果表明,套管波幅度随固井水泥密度增大而减小,低密度水泥和常规密度水泥固井时所得到的套管波幅度相差较大;因此,进行固井质量评价时对不同密度的水泥应采用不同的评价标准。当套管直径不变而壁厚增大时,套管波到时不变而幅度增大;当套管壁厚不变而直径增大时,套管波到时延后而其绝对幅度减小。对油田中常用的三种套管,在大型号套管中所得到的套管波的相对幅度也较大。另外,数值结果中套管波相对幅度随水泥密度的变化规律与实验测量结果基本一致。

采用控制电位的电化学极化方法,在w(nacl)=3.5%溶液中对试样在-550mv极化电位下极化144h后,测定了不同热处理工艺下ct80钢级连续油管erw焊缝沟槽腐蚀的敏感性。结果表明,这种高洁净度、低碳微合金化钢连续油管erw焊缝在焊态、调质、回火三种状态下,焊缝沟槽腐蚀的敏感性均很小,敏感系数均小于1.3。其中,调质处理后焊缝沟腐蚀敏感系数只有1.03,与母材基本相同。三种状态下焊缝沟腐蚀敏感性强弱依次为:焊态>回火>调质。焊缝区夹杂物、组织和成分偏析以及残余应力等是引起焊缝沟槽腐蚀的主要因素。

沟槽腐蚀多见于油气田生产系统中,对安全生产造成极大的影响。通过api579剩余强度评价方法,对缺陷尺寸及油管受力进行分析,不仅可以较为准确的判断含沟槽腐蚀缺陷油管的应力状态,对危险管段进行补强和维修,保证油气田的安全生产;还能避免不必要的管段维修及更换,对降低生产成本、提高经济效益有重要的意义。

综述了j55油套管钢腐蚀的研究进展,提供了影响j55油套管钢腐蚀的关键因素。研究发现,在温度、co2分压、流速、矿化度、cl-、hco3-和时间条件下j55油套管钢的腐蚀速率均呈现极值,酸化液、硫酸盐还原菌(srb)以及拉应力加速腐蚀,而微量h2s、ph值、嗜油好氧细菌、压和弯曲应力减缓腐蚀;腐蚀产物膜的成分与结构因腐蚀环境不同而各异,致密、结合力强的膜才能抑制腐蚀;原油、h2s和o2的加入改变反应的传质过程和界面状态。

介绍了唐钢1580生产线生产石油套管用钢j55的工艺流程、产品成分性能及钢卷表面出现翘皮缺陷的现象。对连铸坯质量、粗轧立辊轧制力、热卷箱模式等因素进行了试验分析,认为j55出现翘皮缺陷是由于连铸坯表面存在角裂纹,在经粗轧立辊轧制后进一步加重产生的。而连铸坯角裂缺陷的产生与连铸拉速的波动及铌的碳氮化物在奥氏体晶界析出有关。提出了加强对二冷喷嘴的检查维护力度,保证铸坯宽度方向温度均匀分布;提高铸坯矫直前温度和钢中钛含量的改进措施。

在油井套管阴极保护系统中,外加阴极电流可以有效地抑制油井套管外壁的腐蚀;但是模拟实验表明,外加阴极电流同时也可以加速套管内壁的腐蚀。本文采用等效电路对这一结果进行分析,提出了几种消除不利因素的方法。

采用两类四种轧制工艺制备了含铌j55石油套管钢,分析了不同轧制工艺对钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:高温精轧开轧工艺制备钢的显微组织为准多边形铁素体(qf)+珠光体(p)+少量粒状贝氏体(gb),其强度和韧性均可达到gb/t19830—2005规定值;低温精轧开轧工艺制备钢的显微组织为针状铁素体(af)+gb+qf,其强度和韧性均有明显提高,改善了钢的力学性能;其夹杂物主要为硫化物和高熔点氧化物,可通过控制夹杂物的含量来提高钢的韧性。

通过室内实验,得到了手镯式阳极套管的电力线分布及极化场形态,找到了手镯式阳极的最佳组合方式,分析了手镯式阳极在土壤环境中对套管的保护效果.实验结果表明,手镯式阳极极化场呈辐射状,极化半径超过9m,在浅表层100m内每间隔一根套管固定一个手镯式阳极是最佳的组合方式,在土壤环境中可对套管起到良好的保护作用.