油井管2-“三超”油气井油套管材料性能指标体系
石油套管
1、石油套管（1）定义：石油套管是用于支撑油、气井井壁的钢管，以保证钻井过程进行和完井后整个油井的正常运行。
每一口井根据不同的钻井深度和地质情况，要使用几层套管。
套管下井后要采用水泥固井，它与油管、钻杆不同，不可以重复使用，属于一次性消耗材料。
所以，套管的消耗量占全部油井管的70%以上。
套管按使用情况可分为：导管、表层套管、技术套管和油层套管。
（2）分类：在石油开采过程中使用的不同类型的套管：表层石油套管- 保护钻井，使其避免受浅水层及浅气层污染，支撑井口设备并保持套管的其他层重量。
技术石油套管- 分隔不同层面的压力，以便钻液额度正常流通并保护生产套管，以便在钻井内安装反爆裂装置、防漏装置及尾管。
油层石油套管（生产套管）- 将石油和天然气从地表下的储藏层里导出，用于保护钻井，将钻探泥浆分层。
石油套管生产时，外径通常为114.3毫米到508毫米。
①导套：主要用于海洋、沙漠中钻井，用以隔开海水和砂子，保证钻井顺利进行，这层套管的主要规格为：Ø762mm(30in ) ×25.4mm、Ø762mm(30in) ×19.06mm。
②表层套管：主要用于第一次开钻，钻开地表松软地层到基岩，为了封隔这部分地层不致坍塌，需用表层套管进行封固。
表层套管的主要规格：508mm(20in)、406.4mm(16in)、339.73mm(13-3/8in)、273.05mm(10-3/4in)、244.48mm(9-5/8in)等。
下管深度取决于松软地层的深度，一般为80~1500m。
其承受的外压和内压都不大，一般多采用K55钢级或N80钢级。
③技术套管：用在复杂地层的钻进过程中，当遇到坍塌层、油层、气层、水层、漏失层、盐膏层等复杂部位时，都需要技术套管封固，否则钻井就无法进行。
有的井地层深而复杂，而且下井深度达数千米，这种深井需要下好几层技术套管，其力学性能和密封性能要求都很高，采用的钢级也较高，除K55以外，更多是采用N80和P110钢级，有些深井还采用Q125甚至更高的非API钢级如V150。
石油套管规格表
1.用途用于石油井钻探。
2.种类按SY/T6194-96“石油套管”分短螺纹套管及其接箍和长螺纹套管及其接箍两种。
4.化学成分检验(1)按SY/T6194-96规定。
套管及其接箍采用同一钢级。
含硫量＜0.045%，含磷量＜0.045%。
(2)按GB222-84的规定取化学分析样。
按GB223中有关部分的规定进行化学分析。
(3)美国石油学会ARISPEC5CT1988第1版规定。
化学分析按ASTME59最新版本制样，按ASTME350最新版本进行化学分析。
5.物理性能检验(1)按SY/T6194-96规定。
作压扁试验(GB246-97)拉力试验(GB228-87)及水压试验。
(2)按美国石油学会APISPEC5CT1988年第1版规定作静水压试验、压扁试验、硫化物应力腐蚀开裂试验、硬度试验(ASTME18或E10最新版本规定进行)、拉伸试验、横向冲击试验(ASTMA370、ASTME23和有关标准最新版本规定进行)、晶粒度测定(ASTME112最新版本或其他方法)。
6.主要进出口情况(1)石油套管主要进口国家有：德国、日本、罗马尼亚、捷克、意大利、英国、奥地利、瑞士、美国，阿根廷、新加坡也有进口。
进口标准多参照美国石油学会标准API5A，5AX，5AC。
钢级是H-40，J-55，N-80，P-110，C-75，C-95等。
规格主要为139.77.72R-2，177.89.19R-2，244.58.94R-2，244.510.03R-2，244.511.05R-2等。
(2)API规定长度有三种：即R-1为4.88～7.62m，R-2为7.62～10.36m，R-3为10.36m至更长。
(3)部分进口货物标有LTC字样，即长丝扣套管。
(4)从日本进口套管除采用API标准外，还有少部分执行日本厂方标准(如新日铁、住友、川崎等)，钢号是NC-55E，NC-80E，NC-L80，NC-80HE等。
(5)在索赔案例中，出现过黑扣、丝扣损伤，管体折叠，断扣和螺纹紧密距超差，接箍J值超差等外观缺陷及套管脆裂、屈服强度低等内在品质问题。
石油油管、套管基本知识
按照API标准划分，API 准套管有十个钢级，即H40、J55、K55、T95、N80、C90、C95、
L80、P110、125Q。API规范中，钢级代号后面的数值乘以6894．757kPa(1000psi)，即为套
管以kPa(或psi)为单位的最小屈服强度。这一规定除了极少数例外，也适应于非API 标准的
API钢级套管如NKK 系列套管较宜于有硫化氢存在的环境下使用。在存在CO2环境下宜选用
API 无缝钢管而不宜选用电阻焊钢管，或选用抗腐蚀合金钢如Cr不锈钢管。
2、API 油管相关知识
根据油管的强度，API 油管以分为H40、J55、N80、L80、C90、T95 和P110，共七个钢
套管，非API 标准套管是根据钻井和采油工程需要而超出API 标准的进一步发展。
API 套管钢级的强度指标表
非API 标准套管各种钢级的强度指标表
常见套管螺纹扣型分类：
螺纹最高泄漏压力（Mpa）
硫化氢使钢体脆性断裂，即发生氢脆，在低温下API 高强度钢中氢脆现象更严重，而非
级。钢级代号的物理意义跟套管钢级中的规定相同。数字越大，表示该钢级油管的强度越高。
油管钢级颜色标记见下表。
1、套管基本知识
海洋油气田开发工程中常规的套管程序包括：隔水导管、表层套管、中间技术套管(1～
3层，视井深和下储集层中的石油或天然气流至地面创造良好的流动
通道,用以保护井壁、隔离各层流体，以利于油气井分层测试、分层开采和分层改造。
石油套管规格表资料讲解
石油套管规格表1.用途套管应带螺纹和接箍供货，或按下述任一管端形式供货：平端、圆螺纹不带接箍或带接箍，偏梯形螺纹带接箍或不带接箍，直连型螺纹、特殊端部加工、密封圈结构。
编辑本段石油专用管用途和类别石油专用管主要用于油、气井的钻探及油、气的输送。
它包括石油钻管、石油套管、抽油管。
石油钻管主要用于连接钻铤和钻头并传递钻井动力。
石油套管主要用于钻井过程中和完井后对井壁的支撑，以保证钻井过程的进行和完井后整个油井的正常运行。
抽油管主要将油井底部的油、气输送到地面。
石油套管是维持油井运行的生命线。
由于地质条件不同，井下受力状态复杂，拉、压、弯、扭应力综合作用作用于管体，这对套管本身的质量提出了较高的要求。
一旦套管本身由于某种原因而损坏，可能导致整口井的减产，甚至报废。
按钢材本身的强度套管可分为不同钢级，即J55、K55、N80、L80、C90、T95、P110、Q125、V150等。
井况、井深不同，采用的钢级也不同。
在腐蚀环境下还要求套管本身具有抗腐蚀性能。
在地质条件复杂的地方还要求套管具有抗挤毁性能。
编辑本段石油套管强韧化热处理工艺27MnCrV是生产TP110T钢级石油管套的新型钢种，常规生产TP110T钢级石油管套钢种是29CrMo44和26CrMo4。
相对于后两者，27MnCrV含有较少的Mo元素，可以极大地降低生产成本。
然而采用正常的奥氏体化淬火处理工艺生产27MnCrV后存在明显的高温回火脆性，造成冲击韧性偏低且不稳定。
解决此类问题通常采用两种方法处理：一是采用回火后快速冷却的方法避免高温脆性，获取韧性。
、二是亚温淬火法通过钢种的不完全奥氏体化以有效地改善有害元素及杂质，提高韧性。
第一种方法，对热处理设备要求相对严格，需要添加额外成本。
27MnCrV钢的AC1=736℃，AC3=810℃，亚温淬火时加热温度在740-810℃之间选取。
亚温淬火选取加热温度780℃，淬火加热的保温时间15min；淬火后回火选取温度630℃，回火加热保温时间50min。
03 油井管的技术参数
150为例，最低屈服强度为150Ksi(1050MPa)，0℃时的夏
比冲击功大于110J，FATT50为-20℃
3 油井管的技术参数
3.2 套管和油管
非API钢级
(2) 用于寒冷地区的低温高韧性油套管 典 型 牌 号 如 住友的 SM-95L ～ 110L 、 SM-110LL ， V&M 公司的 VM-55LT ～ 125LT ， NKK 的 NKCT-110 ～ 125，川崎的KO-95L～125L。 这些材料在屈服强度达到规定值的同时，有很高 的低温韧性。如 KO-125L 纵向 FATT50 ＜ -100℃ ，横向 FATT50为-60℃；-60℃时纵向冲击功为140J。
3 油井管的技术参数
3.2 套管和油管 非API钢级
（7） 耐CO2+低H2S腐蚀的油套管
典型牌号如住友的SM22CR-65～140、SM25CR-
75～140、SM25CRW-80～140。
（8） 耐CO2+H2S+Cl-腐蚀的油套管 典型牌号如住友的SM2035-110、125，SM2535110～130，SM2242- 110、125，SM2550-110～140 ，SM2050-110～140，SM2060-110～155， SMC276-110～150。
由于直焊缝管的焊接是用卷板制成，其每个板卷可生产数 百个管坯，比起无缝管每个管坯只能生产几个管子相比，长度 尺寸（定尺）更易控制，故ERW焊管的定尺优于无缝钢管。
3 油井管的技术参数
3.2 套管和油管
无缝化前后焊缝组织比较
处理前
• ••
处理后
3 油井管的技术参数
附:无缝套管加工工艺
TPxxH系列套管生产工艺流程: 管坯： • 电炉熔炼钢包精炼真空脱气喂丝处理管 坯连铸管坯检验 钢管轧制： • 管坯加热定心穿孔连轧定径冷却锯 切矫直无损探伤检验 套管加工： • 调质处理无损探伤 管端螺纹加工接箍拧接 通径水压试验另一管端螺纹加工上保护 环测长称重喷印涂漆烘干入库
石油管道技术参数
石油管道技术参数摘要：一、石油管道的定义与作用二、石油管道的主要技术参数1.管道材料2.管道规格3.管道设计压力4.管道输送速度5.管道温度三、石油管道技术参数对工程的影响1.管道材料的选择2.管道规格的确定3.设计压力的选取4.输送速度的调整5.温度的控制四、石油管道技术参数在我国的应用实例1.西气东输天然气管道工程2.中俄原油管道工程五、石油管道技术参数的发展趋势1.新材料的研究与应用2.高压、高速、高温技术的突破3.智能化管道的探索与实践正文：石油管道技术参数是衡量石油管道工程质量、安全性和运行效果的重要指标。
本文将围绕石油管道的定义与作用、主要技术参数、对工程的影响、我国应用实例及发展趋势五个方面展开论述。
首先，石油管道是用于输送石油和石油产品的管道，对于保障国家能源安全、优化能源结构、促进经济发展具有重要意义。
石油管道的主要技术参数包括管道材料、管道规格、管道设计压力、管道输送速度和管道温度。
管道材料是石油管道的基础，其选择关系到管道的安全性、可靠性和经济性。
目前，我国常用的石油管道材料主要有碳钢、合金钢、不锈钢等。
管道规格是指管道的直径、壁厚、长度等尺寸参数。
合理的管道规格可以保证石油管道的安全运行，降低工程成本。
设计压力是指管道在运行过程中承受的最大压力。
设计压力的选取需综合考虑管道材料、工程地质条件、施工技术等多方面因素。
管道输送速度是石油在管道内输送的速度，其调整需根据石油的物理性质、管道材料、工程条件等综合确定。
管道温度是指石油在管道内的温度，其控制对于保证石油产品的质量和管道的安全运行至关重要。
石油管道技术参数对工程的影响主要体现在管道材料的选择、管道规格的确定、设计压力的选取、输送速度的调整和温度的控制等方面。
在我国，石油管道技术参数在实际工程中得到了广泛应用。
例如，西气东输天然气管道工程和中俄原油管道工程等都充分考虑了石油管道技术参数，确保了工程的安全、可靠和高效运行。
油井复合管介绍
国润管业——超高分子量聚乙烯油井复合管超高分子量聚乙烯油井管介绍超高分子量聚乙烯油井管采用超高分子材料为内衬层，经过特殊工艺在高温条件下挤出成型的耐磨油井用管，是一种分子量大于250万的热塑性工程塑料。
该产品具有极高的耐磨性、抗冲击性、优良的抗内压强度、耐环境应力开裂性、良好的自润滑、抗粘附性、独特的耐低温性、优良的化学稳定性能。
目前，河南洛阳国润管业经先后不断试验和研发成功生产出超高强度油井管，对油田行业中的各种酸液、碱液、原油、成品油等输送都有高浓度的耐腐蚀作用。
而且它的使用寿命是钢管的6-10倍左右，充分展现出超高分子量聚乙烯油井管“节能、环保、经济、高效”的优越性。
石油行业为什么采用油井管在钻采石油、天然气时，除需要钻探机械设备外，还需要专用管材，即钻柱、套管、油管等，统称为“油井管”。
由于行业的特殊性质，所以在选用管材时都会用耐腐蚀较强的管道。
有些油井压力达到或超过100MPa，井底温度超过200℃；有些油田是硫化氢、二氧化碳、负离子等共存的重腐蚀油气。
这样的钻采条件对油井管的要求很苛刻，一旦油井管选择不当，造成脱扣、压溃和漏气，将会使油井报废。
超高分子量聚乙烯油井管适用范围：（以下简称：超高油井管）1、有杆泵井：适用于杆管偏磨、腐蚀、结蜡严重井。
特别适合于水平井，定向井，井斜方位大，井身不正，杆、管故障率高的油井。
2、内衬于剩余壁厚不小于原壁厚50%的旧油管中，可继续使用。
3、注水井：适用于结垢、腐蚀严重的注水井。
4、腐蚀性气井：适用于含H2S和CO2的气井。
5、海上油气井及陆上高产井：大大延长管柱寿命，减少停产损失，降低综合维修成本。
6、能改善人工举升系统效率，可作为节电措施应用。
超高分子量聚乙烯油井管的特点：1、高耐磨性超高油井管耐摩擦系数最小，加上内部分子链特别长，使得管材的耐磨性在输送浆体原油出时比钢管、不锈钢管高4-7倍。
2、增强性抗拉强度和高抗冲击性超高油井管的抗拉强度是PE80的2.5倍、PEl00的2倍，同时它的抗环境应力开裂能力是P引00的1倍以上，而耐疲劳性是PEl00的30倍以上。
采油(气)井口装置和油(气)井套管头
采油（气）井口装置和油（气）井套管头Production oil/gas wellhead and oil/gas well casinghead equipment总则意本阀门有限公司发布目次前言 (1)1 范围 (2)2 引用标准 (2)3 定义 (2)4 分类与命名 (4)5 技术要求 (4)6 试验方法 (11)7 检验规则 (11)8 标志、使用说明书 (11)9 涂漆、包装、贮存 (12)附录A 标志 (13)前言本标准等效采用API 6A第十九版《井口装置和采油树设备规范》。
本标准的定义、分类与命名、材料、质量要求和试验方法与API 6A一致。
但产品规范级别仅采用到PSL1-PSL3。
本标准采用的部分相关标准，为国内标准，替代API 6A中规定的国外标准。
这些国内标准与相应的国外标准要求基本相同，且便于使用，不影响与API 6A的一致性。
本标准的分类与命名，按GB/T22513-2008《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树》的规定，只是压力级别稍有变化。
本标准由工程部提出并归口。
本标准由质量管理部起草。
本标准主要起草人：钱金成。
本标准由总经理林工博批准。
采油（气）井口装置和油（气）井套管头1 范围本标准规定了采油（气）井口装置和油（气）井套管头的性能、材料、试验与检验、标志、包装与贮存方面的要求。
本标准适用于我公司生产的下列产品：采油井口装置采气井口装置油井套管头气井套管头平行闸阀和楔形闸阀可调式节流阀和固定式节流阀上述产品单独订货的部件和零件本标准也适用于上述产品的外购配套部件和零件。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
在标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 150-1998 钢制压力容器GB 222 钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差GB 223.1-223.6 钢铁中碳、硫、磷、锰、硅、硼的测定GB 2828 逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）SY/T 5127-2002 井口装置和采油树规范SY 5308 石油钻采机械产品用涂漆通用技术条件SY 5309 石油采机械产品用包装通用技术条件JB 3964 压力容器焊接工艺评定Q/74694520-3.10-2010 采油（气）井口装置和油（气）井套管头材料规范Q/74694520-3.11-2010 采油（气）井口装置和油（气）井套管头热处理规范Q/74694520-3.12-2010 采油（气）井口装置和油（气）井套管头性能试验规范Q/74694520-3.13-2010 采油（气）井口装置和油（气）井套管头力学性能试验方法Q/74694520-3.14-2010 采油（气）井口装置和油（气）井套管头表面探伤方法Q/74694520-3.15-2010 采油（气）井口装置和油（气）井套管头超声波探伤方法Q/74694520-3.16-2010 石油机械产品机械加工通用检验规范Q/74694520-3.17-2010 采油（气）井口装置和油（气）井套管头质量跟踪管理办法Q/74694520-3.18-2010 采油（气）井口装置和油（气）井套管头物资采购质量控制办法Q/74694520-3.19-2010 采油（气）井口装置和油（气）井套管头质量记录基本规定3 定义本标准采用API 6A第十九版的定义。
石油套管规格表
石油套管规格表(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1.用途用于石油井钻探。
2.种类按SY/T6194-96“石油套管”分短螺纹套管及其接箍和长螺纹套管及其接箍两种。
4.化学成分检验(1)按SY/T6194-96规定。
套管及其接箍采用同一钢级。
含硫量＜%，含磷量＜%。
(2)按GB222-84的规定取化学分析样。
按GB223中有关部分的规定进行化学分析。
(3)美国石油学会ARISPEC5CT1988第1版规定。
化学分析按ASTME59最新版本制样，按ASTME350最新版本进行化学分析。
5.物理性能检验(1)按SY/T6194-96规定。
作压扁试验(GB246-97)拉力试验(GB228-87)及水压试验。
(2)按美国石油学会APISPEC5CT1988年第1版规定作静水压试验、压扁试验、硫化物应力腐蚀开裂试验、硬度试验(ASTME18或E10最新版本规定进行)、拉伸试验、横向冲击试验(ASTMA370、ASTME23和有关标准最新版本规定进行)、晶粒度测定(ASTME112最新版本或其他方法)。
6.主要进出口情况(1)石油套管主要进口国家有：德国、日本、罗马尼亚、捷克、意大利、英国、奥地利、瑞士、美国，阿根廷、新加坡也有进口。
进口标准多参照美国石油学会标准API5A，5AX，5AC。
钢级是H-40，J-55，N-80，P-110，C-75，C-95等。
规格主要为，，，，等。
(2)API规定长度有三种：即R-1为～，R-2为～，R-3为至更长。
(3)部分进口货物标有LTC字样，即长丝扣套管。
(4)从日本进口套管除采用API标准外，还有少部分执行日本厂方标准(如新日铁、住友、川崎等)，钢号是NC-55E，NC-80E，NC-L80，NC-80HE等。
(5)在索赔案例中，出现过黑扣、丝扣损伤，管体折叠，断扣和螺纹紧密距超差，接箍J值超差等外观缺陷及套管脆裂、屈服强度低等内在品质问题。
【最新精选】表-常用油管尺寸与性能知识
石油油管基本常识一、石油管有关基本知识1、石油管相关专用名词解释API：它是英文American Petroleum Institute的缩写，中文意思为美国石油学会。
OCTG：它是英文Oil Country Tubular Goods的缩写，中文意思为石油专用管材，包括成品油套管、钻杆、钻铤、接箍、短接等。
油管：在油井中用于采油、采气、注水和酸化压裂的管子。
套管：从地表面下入已钻井眼作衬壁，以防止井壁坍塌的管子。
钻杆：用于钻井眼的管子。
管线管：用于输送油、气的管子。
接箍：用于连接两根带螺纹管子并具有内螺纹的圆筒体。
接箍料：用于制造接箍的管子。
API螺纹：API 5B标准规定的管螺纹，包括油管圆螺纹、套管短圆螺纹、套管长圆螺纹、套管偏梯形螺纹、管线管螺纹等。
特殊扣：具有特殊密封性能、连接性能以及其它性能的非API螺纹扣型。
失效：在特定的服役条件下发生变形、断裂、表面损伤而失去原有功能的现象。
油套管失效的主要形式有：挤毁、滑脱、破裂、泄漏、腐蚀、粘结、磨损等。
2、石油相关标准API 5CT：套管和油管规范（目前最新版为第8版）API 5D：钻杆规范（目前最新版为第5版）API 5L：管线钢管规范（目前最新版为第43版）API 5B：套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范GB/T 9711.1-1997：石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：A级钢管GB/T9711.2-1999：石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：B级钢管GB/T9711.3-2005：石油天然气工业输送钢管交货技术条件第3部分：C级钢管3、英制与米制换算值1英寸(in)=25.4毫米(mm)1英尺(ft)=12英寸(in)=0.3048米(m)1平方英寸(sp.in)=645.16平方毫米(mm2)1磅(lb)=0.45359千克(kg)1磅每英尺(lb/ft)=1.4882千克每米(kg/m)1磅每平方英寸(psi)=6.895千帕斯卡(kPa)=0.006895兆帕(Mpa)1英尺磅(ft-lb)=1.35582焦耳(J)4、油套管管柱结构油套管管柱典型结构示意见图1。
(xxx油田井口)物资技术性能参数详细描述
一、采油井口 KQ FF级 80-65mm35MPa（法兰：上28-70/下28-70， PR一、PSL3G、FF、PU、7 7/8”BT）（1套）
、大体参数
1）、采油树主通径：3-1/8″-5,000psi
2）、采油树侧通径：2-9/16″-5,000psi
3）、油管头最小垂直通径：178mm
4）、油管头侧通径：2-9/16″-5,000psi
5）、温度级别：P-U 级（-29℃～+121℃)
6）、材料品级：FF 级
7）、标
10）、承压件材料要求：承压件材料机械性能应不低于API 6A 所规定的60K 材料要求，P、S 含量应不大于%，具体性能要求见下表：
-29℃低温冲击值（J）
三只试样最小平均冲击值≥
硬度值
HB174～235
11）、平板阀阀板和阀座本体采纳1Cr13（410）不锈钢材料，密封面喷焊硬质合金；
12）、油管头下法兰密封套管尺寸： 7 7/8″。
13）、油管悬挂器采纳1Cr13（410）不锈钢材料，热处置后硬度HB197～235，其机械性能知足API 6A 中75K 材料的要求。油管螺纹丝扣加工完后镀铜处置。
）.阀盖配套1/2″NPT-M—1″×14 UNS-M注脂接头，注脂接头安装在阀杆密封填料和回坐密封斜面之间。
）.阀盖与阀体之间的密封垫环为双面金属密封。
）.阀盖及阀杆设有回坐密封功能。
）.阀盖与阀体的连接螺栓设计为外六角单头螺钉。
）.阀体的腔体底部侧面设计配套一个1/2″NPT-M—1″×14UNS-M注脂接头。
）.手动平板阀颈部长度不小于其连接螺母高度的倍。
）.手动平板阀在单边额定工作承压条件下的开启力矩扭矩要求如下表
油管性能基本要求
缺陷：
材料要求—化学成分
材料要求—拉伸性能、硬度
伸长率
材料要求—冲击功
--材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力， 其大小反映材料的韧性好坏。 --夏比V型缺口冲击试验 --取样取向、尺寸，试验温度（除了第1组，J55和K55 钢级应在21℃试验外，其它所有组的试验温度应为0℃。 ） --各钢级管体和接箍的规定最小值
牙底两侧都是完整螺纹。
最后一牙完整螺纹：在距外螺纹端面(Lc)处；对于内螺纹，最 后一牙完整螺纹的位置距离接箍中心或整体连接油管内螺纹小
端J+lp。
1、锥度量规 锥度的定义 圆螺纹锥度的定义是螺纹中径的增加量，单位为in/in （mm/mm）。所有螺纹的锥度公差以in/in（mm/mm）表示。 量规测头 量规的测头应为球形。测头尺寸应保证测头与一侧螺纹侧面 的切点在中径锥面上，即保证测量的锥度是螺纹中径的增加量。
每英寸 螺纹牙数 8 10 球形测头直径 螺纹牙数 圆螺纹 圆螺纹
in
0.072 0.057
mm
1.83 1.45
* 公差±0.002in(±0.05mm)。
所有外螺纹螺距和规格不小于41/2 的内螺纹螺距，应采用图示的螺距量 规进行测量。
规格小于41/2的内螺纹螺距应采用图 示的螺距量规 。油管性能基本求提纲
油管基础知识介绍 管体性能与检验 螺纹要求与检验 适用性评价 使用与维护 失效案例分析
油管 Tubing
用途：
连接下入井中，用作流体注采的管柱通道； 油管管柱在油井管柱的最里面；
油管与套管之间环空填充保护液，封隔器密封；
油气流体从地下油层经油管柱通道到达地面。
石油钢管资料
• 提高钢管的耐腐蚀性能和耐磨性能
阴极保护
• 通过外加电流，降低钢管表面的腐蚀电位
• 抑制电化学腐蚀
⌛️
石油钢管的腐蚀监测与检测
腐蚀监测
• 定期检测管道的腐蚀情况
• 分析腐蚀数据，预测腐蚀趋势
腐蚀检测方法
• 无损检测：如超声波检测、磁检测等
• 有损检测：如切片检查、钻孔检查等
06
石油钢管的现场检测与维
生产工具
• 切割设备：用于钢管的切割加工
• 弯曲设备：用于钢管的弯曲加工
• 检验设备：用于钢管的质量检验
03
石油钢管的材料与性能
石油钢管的材料选择
碳钢：常用的石油钢管材料
合金钢：用于特殊要求的石油钢管
• 具有较高的强度和韧性
• 具有较高的耐腐蚀性能和耐磨性能
• 良好的焊接性能和加工性能
• 良好的高温性能和低温性能
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石油钢管的性能要求
力学性能
• 较高的强度和韧性，承受内外压力
• 良好的弯曲性能和压缩性能，适应管道安装
耐腐蚀性能
• 抵抗腐蚀介质的侵蚀
• 延长钢管的使用寿命
密封性能
• 防止石油介质泄漏
• 保证管道的安全运行
石油钢管的力学性能与耐腐蚀性能
力学性能
耐腐蚀性能
• 屈服强度：衡量钢管承受外力的能力
• 耐酸性：抵抗酸性腐蚀介质的能力
石油钢管的种类与规格
石油钢管的种类
石油钢管的规格
• 无缝钢管：通过热轧或冷拔工艺制成
• 外径：常用的规格有219mm、273mm、325mm等
管线管油管和套管的主要技术要求
管线管、油管和套管的主要技术要求A 目前国内外广泛使用的油气输送钢管采用的标准目前国内外广泛使用的油气输送钢管采用的标准有：(1)美国石油学会的API SPEC 5L《管线管规范》；(2)国际标准ISO 3183—1、2、3《石油天然气输送钢管交货技术条件》；(3)对于一些重要的长输管线，根据具体的使用环境都有自己的补充采购技术条件。
B 在API油气输送钢管标准中钢管的分类及其主要区别按照API SPEC 5L的规定，输送钢管分为PLSl和PLS2两个产品级别，对这两类产品规定了不同的技术条件。
其主要区别是：相对于PLS1、PLS2级别对碳当量、断裂韧性、最大屈服强度和最大抗拉强度规定了强度要求。
对硫、磷等有害元素的控制也更加严格：无缝管的无损检验成为强制要求。
对质保书必须填写的内容及试验完成后可追溯性成为强制要求。
C 在IS0油气输送钢管标准中钢管的分级及其主要区别在ISO 3183油气输送钢管标准中，钢管按照质量要求之间的差异，共分为A、B、C三部分，也被称为A、B、C三级要求。
其主要区别是：在ISO 3183一1A级标准要求中制定了与API SPEC 5L的规定相当的基本质量要求，这些主要的质量要求是通用的；在ISO 3183—2B级标准要求中除基本要求之外附加了有关韧性和无损检验方面的要求；还有某些特殊用途，例如酸性环境、海洋条件及低温条件等对钢管的质量和试验有着非常严格的要求，这些主要反映在IS0 3183_3C级标准要求中。
D 油气输送管道对钢的主要性能要求油气输送管道对钢的主要性能要求包括：(1)强度一般的油气输送管道都是根据钢材的屈服强度设计的。
采用屈服强度较高的钢制管，可以提高管道工作压力，获得较好的经济效益：因此．管道用钢的屈服强度已经从最初的碳素钢逐步发展起来，20世纪40年代为)X42一X52钢级．60年代末达到X60一x70钢级。
现已正式生产和正式使用屈服强度已达到更高的X80~X100钢级。
表-常用油管尺寸与性能知识
石油油管基本常识一、石油管有关基本知识1、石油管相关专用名词解释API：它是英文American Petroleum Institute的缩写，中文意思为美国石油学会。
OCTG：它是英文Oil Country Tubular Goods的缩写，中文意思为石油专用管材，包括成品油套管、钻杆、钻铤、接箍、短接等。
油管：在油井中用于采油、采气、注水和酸化压裂的管子。
套管：从地表面下入已钻井眼作衬壁，以防止井壁坍塌的管子。
钻杆：用于钻井眼的管子。
管线管：用于输送油、气的管子。
接箍：用于连接两根带螺纹管子并具有内螺纹的圆筒体。
接箍料：用于制造接箍的管子。
API螺纹：API 5B标准规定的管螺纹，包括油管圆螺纹、套管短圆螺纹、套管长圆螺纹、套管偏梯形螺纹、管线管螺纹等。
特殊扣：具有特殊密封性能、连接性能以及其它性能的非API螺纹扣型。
失效：在特定的服役条件下发生变形、断裂、表面损伤而失去原有功能的现象。
油套管失效的主要形式有：挤毁、滑脱、破裂、泄漏、腐蚀、粘结、磨损等。
2、石油相关标准API 5CT：套管和油管规范（目前最新版为第8版）API 5D：钻杆规范（目前最新版为第5版）API 5L：管线钢管规范（目前最新版为第43版）API 5B：套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范GB/T 9711.1-1997：石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：A级钢管GB/T9711.2-1999：石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：B级钢管GB/T9711.3-2005：石油天然气工业输送钢管交货技术条件第3部分：C级钢管3、英制与米制换算值1英寸(in)=25.4毫米(mm)1英尺(ft)=12英寸(in)=0.3048米(m)1平方英寸(sp.in)=645.16平方毫米(mm2)1磅(lb)=0.45359千克(kg)1磅每英尺(lb/ft)=1.4882千克每米(kg/m)1磅每平方英寸(psi)=6.895千帕斯卡(kPa)=0.006895兆帕(Mpa)1英尺磅(ft-lb)=1.35582焦耳(J)4、油套管管柱结构油套管管柱典型结构示意见图1。
石油专用管用途和类别石油专用管主要用于油气井的钻探及
石油专用管用途和类别石油专用管主要用于油、气井的钻探及油、气的输送。
它包括石油钻管、石油套管、抽油管。
石油钻管主要用于连接钻铤和钻头并传递钻井动力。
石油套管主要用于钻井过程中和完井后对井壁的支撑，以保证钻井过程的进行和完井后整个油井的正常运行。
抽油管主要将油井底部的油、气输送到地面。
石油套管是维持油井运行的生命线。
由于地质条件不同，井下受力状态复杂，拉、压、弯、扭应力综合作用作用于管体，这对套管本身的质量提出了较高的要求。
一旦套管本身由于某种原因而损坏，可能导致整口井的减产，甚至报废。
按钢材本身的强度套管可分为不同钢级，即J55石油套管、K55石油套管、N80石油套管、L80石油套管、C90石油套管、T95石油套管、P110石油套管、Q125、V150等。
井况、井深不同，采用的钢级也不同。
在腐蚀环境下还要求套管本身具有抗腐蚀性能。
在地质条件复杂的地方还要求套管具有抗挤毁性能。
编辑本段石油套管强韧化热处理工艺27MnCrV是生产TP110T钢级石油管套的新型钢种，常规生产TP110T钢级石油管套钢种是29CrMo44和26CrMo4。
相对于后两者，27MnCrV含有较少的Mo元素，可以极大地降低生产成本。
然而采用正常的奥氏体化淬火处理工艺生产27MnCrV后存在明显的高温回火脆性，造成冲击韧性偏低且不稳定。
解决此类问题通常采用两种方法处理：一是采用回火后快速冷却的方法避免高温脆性，获取韧性。
、二是亚温淬火法通过钢种的不完全奥氏体化以有效地改善有害元素及杂质，提高韧性。
第一种方法，对热处理设备要求相对严格，需要添加额外成本。
27MnCrV钢的AC1=736℃，AC3=810℃，亚温淬火时加热温度在740-810℃之间选取。
亚温淬火选取加热温度780℃，淬火加热的保温时间15min；淬火后回火选取温度630℃，回火加热保温时间50min。
由于亚温淬火在α+γ两相区加热，在保留部分未溶解铁素体状态下进行淬火，在保持较高强度的同时，韧性得到提高。
石油管道技术参数
石油管道技术参数（最新版）目录一、石油管道的概述二、石油管道的技术参数1.管道直径2.管道壁厚3.管道材料4.管道的输送能力5.管道的敷设方式三、石油管道技术参数的影响因素1.石油性质2.输送距离3.气候条件四、石油管道技术参数的选择和优化1.管道直径的选择2.管道壁厚的选择3.管道材料的选择4.管道的输送能力的确定5.管道的敷设方式的选择正文石油管道是一种用于输送石油和石油产品的管道，其在我国的能源输送中起着重要的作用。
石油管道的技术参数决定了其输送效率和安全性，因此，对其技术参数的研究和优化是必不可少的。
一、石油管道的概述石油管道主要是由管道、泵站、阀室等构成，其作用是将石油从产地输送到加工地或者储存地。
石油管道的建设需要考虑多种技术参数，包括管道直径、管道壁厚、管道材料、管道的输送能力以及管道的敷设方式等。
二、石油管道的技术参数1.管道直径：管道直径是石油管道的基本参数，其决定了管道的输送能力。
一般来说，管道直径越大，输送能力越大。
2.管道壁厚：管道壁厚的选择主要考虑管道的强度和安全性。
壁厚过小，管道容易破裂，造成石油泄漏；壁厚过大，会增加管道的建设成本。
3.管道材料：石油管道的材料主要分为钢管和铸铁管。
钢管适用于大口径、高压的长距离输送，而铸铁管适用于小口径、低压的短距离输送。
4.管道的输送能力：管道的输送能力取决于管道的直径、壁厚和材料。
在设计时，需要根据石油的性质和输送距离等因素，确定管道的输送能力。
5.管道的敷设方式：石油管道的敷设方式主要有地上敷设和地下敷设两种。
地上敷设适用于地形平坦、土壤稳定的地区；地下敷设适用于地形复杂、土壤不稳定的地区。
三、石油管道技术参数的影响因素1.石油性质：石油的性质决定了石油管道的设计和施工要求。
例如，高粘度的石油需要采用高温管道，易燃易爆的石油需要采用防爆管道。
2.输送距离：输送距离的长短会影响管道的直径、壁厚和材料的选择。
长距离输送需要采用大直径、高强度的管道。
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酸化的腐蚀及生 氢比上述 H2 水严重 的腐蚀及生氢比上述 氢比上述H 溶于水严重 2S溶于
发生卤化盐应力腐蚀开裂。
9
13Cr-110 油管氯 化钠、氯 化钙）腐蚀及应力腐蚀开裂 13Cr-110油管氯 油管氯化 钠、氯化
/钙用作 氯化钠/ �氯化钠 压裂及储层保护 完井液。 140 ℃ 滞 �在井下 在井下140 留四个月
环境断裂
第四类 ，电偶诱发氢 应力开裂（微区电位）。 第四类，电偶诱发氢 ，电偶诱发氢应力开裂（微区电位）。
三磺（丹宁、褐煤、环氧树脂） 150℃ 磺化褐煤130℃分解成H2S、H 本质素硫酸铁铬盐 150℃分解成H2S、H
延迟断裂 案例 高强度钢 高强度钢延迟断裂 延迟断裂案例
TK218 井， TK218井 套管 实际下深 5456.86m V150 7.80”×11.51mm LC 套管实际下深 实际下深5456.86m 套管做为 油层套管 ， 套管做为油层套管 油层套管， 2003 年4月6日下完 7”套管。大修作业过程中， 发 2003年 日下完7 套管。大修作业过程中，发 现7”套管柱 在836.75m 处、 916.15m 开套管的接箍 开 套管柱在 836.75m处、 处、916.15m 916.15m开套管的接箍 开套管的接箍开 裂。 水泥 返深 1400m ，其上 滞留聚磺泥浆，热分解又 冷 水泥返深 返深1400m 1400m，其上 ，其上滞留聚磺泥浆，热分解又 滞留聚磺泥浆，热分解又冷 却，生成的 氢原子 进入钢材 ，生成的氢原子 氢原子进入钢材
国内外均有断裂案例。
5
延迟断裂 案例 高强度钢 高强度钢延迟断裂 延迟断裂案例
� 柯深1井，7”+5 ½”下到6428.22m，2003.10m回接7”。上部
454-456m ， 653.8-663.8m 处螺旋状开裂。 454-456m， 653.8-663.8m处螺旋状开裂。 客观原因：V150高強度 套管性能控制 ， 高強度套管性能控制 套管性能控制， 主观原因： 聚磺泥浆滞留油套环空，热分解又冷却， 主观原因：聚磺泥浆滞留油套环空，热分解又冷却， 生成的氢离子进入钢材
延迟断裂 第一类，高强度钢 第一类，高强度钢延迟断裂 延迟断裂又称滞后断裂，是在静止应力作用下的材料，经过一定时 间后突然脆性破坏的一种现象。延迟断裂现象是材料 -环境-应力相互作 用而发生的一种环境脆化，是氢致材质恶化（氢损伤或氢脆）的一种 形态。 原子氢通过应力诱导扩散富集到临界值需要经过一段时间， 本质： 本质：原子氢通过应力诱导扩散富集到临界值需要经过一段时间， 。 故要经过一定时间后氢致裂纹才会形核和扩展 故要经过一定时间后氢致裂纹才会形核和扩展。 ≥38的强度水平时，延迟断裂的敏 在抗拉强度大于 1100MPa、硬度 、硬度≥ 感性显著增大； 抗拉强度大 在四川、塔里木大量使用 V140 V150 V155套管，实际 套管，实际抗拉强度大 ）和井下环境析氢 /渗氢普遍存 于1100--1300MPa。制造（含接箍磷化 。制造（含接箍磷化）和井下环境析氢 在。
8
高强度钢环境敏感断裂 /延迟断裂类型 高强度钢环境敏感断裂/
第三类 ，卤化盐应力腐蚀开裂 第三类，卤化盐应力腐蚀开裂
� 卤族元素的盐类（氯化钠、氯化钙、溴化锌、溴化钙等）具有较高密度、
成本低，被用作储层保护完井液，油套环空保护液或提高压裂液密度。
� 上述化学剂对高强度油套管及附件，奥氏体耐蚀钢（例如 316）、马氏体
耐蚀钢（例如SUPER 13Cr）和双相耐蚀钢 (例如22Cr）有应力腐蚀开裂倾 向。高温和长时间接触或交变应力会加剧开裂倾向。
� 高氯离子含量和高温溶液中的不锈钢， CO2+CO+H2O或CO2+HCO-
3+H2O湿环境下高强度钢和不锈钢也存在应力腐蚀开裂。
� 卤化盐应力腐蚀开裂尚无标准可依，设计及井下作业人员应采取措施防止
在H2S，CO2，Cl－组成的酸性环境中，除了可造成 管材 均匀腐蚀和局部腐蚀 外，还会引起与金属渗氢有 管材均匀腐蚀和局部腐蚀 均匀腐蚀和局部腐蚀外，还会引起与金属渗氢有 关的腐蚀开裂，其中 Cl－对金属腐蚀具有一定的加速 关的腐蚀开裂，其中Cl 作用 。 作用。 13
（2）甜气环境的 腐蚀及生氢 ）甜气环境的腐蚀及生氢 CO2 溶于水 ，生成 H2CO3，产生 电离和腐蚀 溶于水，生成 ，生成H 产生电离和腐蚀 ，有氢生成和析出 ： ，有氢生成和析出：
� 低倍微观组织可反映材料的宏观力学性能，但不完全反映电
化学行为 。环境敏感断裂受电化学行为控制 。在低倍显微镜 化学行为。 环境敏感断裂受电化学行为控制。 下为正常或合格组织，但在高倍下可见超细微观组织缺陷或 非单一组织状 。 非单一组织状。
� 这些 缺陷或异相体边缘可能成为氢陷阱，长时间积累和氢浓 这些缺陷或异相体边缘可能成为氢陷阱，长时间积累和氢浓
高强度钢环境敏感断裂 /延迟断裂类型 高强度钢环境敏感断裂/ 第二类，硫化物应力腐蚀开裂（SSC）
� 由地层中产出的湿硫化氢或酸化作业酸反应生成的
氢原子 进入钢材，导致材料脆化。应力腐蚀和氢脆 氢原子进入钢材，导致材料脆化。应力腐蚀和氢脆 之间并没有严格的区分，二者可同时发生，也可以 说氢脆是应力腐蚀的本质因素或机理之一 。 说氢脆是应力腐蚀的本质因素或机理之一。 � 深井磺化泥浆分解出硫化物（硫化氢、硫醇）、氢 和二氧化碳等。 � 甲酸盐在在特定环境下分解出氢，其量是否足以导 致开裂，待研究。 � 硫化物 应力腐蚀开裂评价是本报告的重点。 硫化物应力腐蚀开裂评价是本报告的重点。
2
国际公认的高温高压井分级
� 高温高压井分级分级：
按井底地层温度和压力划分。 高温高压，HPHT ：压力 70MPa 温度 150℃ 超高温高压， Ultra HPHT ：压力 100MPa 温度 175℃ 极高温高压：xHPHT ：压力 140MPa 温度 200℃
� 挑战 ： 挑战：
当前的技术基本可对付高温高压级; 超高温高压级井下装备可靠性尚在研究和前进中，带有不确定性，包括 ： 超高温高压级井下装备可靠性尚在研究和前进中，带有不确定性，包括： 油管螺纹 密封持久性 油管螺纹密封持久性 高温下 钢材料性能退化 /应变老化 高温下钢 材料性能退化/ 高强度钢环境敏感开裂 /延迟断裂 高强度钢环境敏感开裂/ 高温 高压 氧化碳/二硫化氢环境 橡胶 密封可靠性、 高温高压 高压氧化碳 硫化氢环境橡胶 橡胶密封可靠性、 环空水泥 温差应力，微环隙/环流 空水泥温差应力，微环隙 施工 人员经验及偶然失误 施工人员经验及偶然失误
（4）高温高压甲酸盐分解生氢
有机盐环空保护液 有机盐钻井液
“三超”油气井油套管材料性能指标体系
抗环境敏感断裂的宏观性能指标 工厂内控的的特殊评价方法
抗延迟断裂钢性能表征
不能反映 常规 � 常规材料力学性能 常规材料力学性能不能反映 钢的抗环境敏感断裂性能。 抗环境敏感断裂性能。常规 不能反映钢 材料力学性能（屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度、冲击 符合ISO11960（API5CT）等相关标准的规定， 韧度等）均 韧度等）均符合 。 但在服役过程中，也时有失效的 但在服役过程中，也时有失效的。
14
（3）聚 磺泥浆高温高压 分解 ）聚磺泥浆高温高压 磺泥浆高温高压分解 生氢、硫、二氧化碳
介质 ：超深井井场取样磺化 泥浆 ； 介质：超深井井场取样磺化 ：超深井井场取样磺化泥浆 泥浆； 老化 时间：14天T=160℃，P=65MPa。； 老化时间： 聚磺泥浆高温高压环境下分解出二氧化碳、硫醇。 硫醇 国标编号 31034 CAS号 75-08-1 中文名称 乙硫醇 英文名称 ethyl mercaptan；ethanethiol 别 名 硫氢乙烷；巯基乙烷
阳极反应： Fe → Fe2+ ＋ 2e－ 阳极反应：Fe 阴极反应： CO2 + H2O → H2CO3 阴极反应：CO H2CO3 → H＋ + HCO3－ 2H＋ + 2e－ → H2 ↑ 总反应： 3Fe + 4H2O ＝ Fe3O4 + 4H2↑ Fe + H 2CO3 ＝ FeCO3↓ + H2 ↑
油管、套管及附件环境断裂范畴
大都 分开裂或断裂在学术上归结为环 大都分开裂或断裂在学术上归结为环 境断裂，其本质是结构的应力、材料的 选择性、腐蚀介质和环境参数（温度、 压力和微区电位）激励，导致材料丧失 其原有物理和力学性质，特别是使材料 韧性降低，最终发生断裂 。 韧性降低，最终发生断裂。
4
高强度钢环境敏感 断裂/延迟断裂类型 高强度钢环境敏感断
2013 第五届宝钢学术年会
“三超”油气井油套管材料性能指标体系
（油管、套管及附件环境敏感断裂）
西南石油大学 施太和 M.P. 13981907668 E-mail taiheshi@
1
“三超”油气井 定义 气井定义
� 目前国内专家将超深、超高温、超高腐蚀的油气井定义为 “三超”。 � 我国塔里木油田拥有全世界最严酷的 “三超”气井，超深＞ 4500∼6000m
（最深井可能达到 7800m）， 地层压力＞75MPa（最高可能达到 150MPa），地层温度＞ 100℃（最高可达 200℃）。而且深层致密气藏 含二氧化碳，需经酸化或高压压裂才能投产，二氧化碳和酸化构成了 严酷的腐蚀环境。
� 类似“三超”情况在我国南海和四川也存在。我国四川盆地因油气储存
层深、地层复杂、井身结构复杂、气层中含有二氧化碳、硫化氢、氯 离子等酸性腐蚀气体等因素，对油井管提出了更高的要求 。对抗腐蚀 离子等酸性腐蚀气体等因素，对油井管提出了更高的要求。 性特殊材料、特殊管端螺纹的油套管需求急剧增加。 —155ksi � “三超”井不得不使用高强度钢：屈服强复 140 140— 准抗硫钢 C110或C125