油井管生产制造工艺

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惯性摩擦焊 采用飞轮存储能量,飞轮初始 转速高,焊接时离合器脱开, 依靠惯性完成整个焊接过程。
宝钢钻杆摩擦焊工艺
连续焊曲线
惯性焊曲线
宝钢钻杆焊缝热处理工艺
焊缝热处理设备来自德国SMS MEER 聚磁线圈自主开发 水淬装置自主开发 油淬钻杆焊缝采用空气淬火调质工艺 水淬钻杆焊缝采用介质淬火调质工艺 水淬钻杆焊缝奥氏体化后外表喷淬火
油套管标准概述
世界上大多数国家的油井管采用 美国石油学会(API)标准,其中 套管和油管采用API SPEC 5CT。
列于API SPEC 5CT的套管和油管 分为4组、19个钢级。第1组5个钢 级:H40、J55、K55、N80-1、 N80-Q;第2组9个钢级:M65、 L80-1、L80-9Cr、L80-13Cr、 C90-1、C90-2、C95、T95-1、 T95-2;第3组1个钢级:P110; 第4组4个钢级:Q125-1、Q125- 2、Q125-3、Q125-4。除L80- 9Cr、L80-13Cr、C90-1、C90- 2、T95-1、T95-2计6个钢级限 定使用无缝钢管外,其余钢级除 使用无缝管外还可使用电阻焊或 电感应焊接方法生产的直缝焊管 (EW)。
置,顺序加热管端 采用液压加厚机进行管端加厚,所需
顶锻力较小(280t) 加厚后采用砂轮小车修改加厚内外表
面,清除氧化铁皮和小缺陷,提高下 一道次加厚的表面质量。
宝钢油井管热处理工艺(油淬)
热处理设备来自德国SMS MEER 步进式连续炉 油淬调质工艺 淬火炉炉膛宽大,炉温控制精确,管
管接头坯车丝 Coupling blank threading
车丝 Threading
螺纹检验 Thread Inspecting
磁粉探伤 MPI
螺纹检验 Thread
Inspecting
管接头拧接 Coupling make-up
螺纹表面处理 Treatment for thread surface
cooler
张减 Stretch Reducing
再加热 Reheating
无损探伤 (超声波、涡流、漏磁、磁粉)
Non-destructive testing (Ultrasonic testing, Eddy current
testing, Flux leakage testing, Magnetic particle inspecting)
油套管不属一般的冶金产品,而是 在无缝管或板材基础上经过深加工 (压力加工、焊接、机加工、热处 理、表面处理等)的特殊冶金产 品,实际上已属于机械产品范畴。 为满足使用要求,除对化学成分、 冶金质量、力学性能、残余应力等 有严格要求外,对制成品的外径、 内径、壁厚、圆度、直度及螺纹参 数、密封性能和结构完整性都有很 严格的要求。
管旋转、刀具做进给运动进行切削; 管固定、多刀刀盘旋转进行进刀加工。 完成车端面、倒角、螺纹加工、去毛 刺全部工序
宝钢油套管管拧工艺
法美PMC Colinet 预拧与拧接两个工位 圆螺纹按API标准控制上扣扭矩与J值 偏梯形螺纹根据三角形标记位置上扣 特殊扣采用拧接曲线判断上扣是否合
furnace
连铸 continuous casing
表面及尺寸检验 Surface & Size
Inspecting
切定尺 Cutting for fixed
length
矫直 Straigtening
加厚 Upsetting
热处理 Heat-treating
温矫 Warm straightening
标记 Marking and
Painting
标记Marking 涂油Coating 包装Parking
测长称重 Length-measuring
and weighting
通径 Drifting
水压试验 Hydrostatic testing
宝钢钻杆工艺流程
宝钢油井管炼钢-300t转炉
高炉 脱硫
扒渣 受铁
钻杆接头螺纹概述
钻杆接头螺纹一般采用数字螺纹(NC),如NC50。NC50中的50代 表英制螺纹中径为5.0左右,具体的螺纹为V-038R。
宝钢油套管工艺流程
炼铁 Puddling
转炉炼钢 Steel-making in converter
初轧 Blooming
管坯 Billet
电炉炼钢 Steel-making in electric
液,内表喷空气,既保证焊缝淬透, 又不产生裂纹 聚磁线圈的应用使焊缝热影响区明显 窄化
宝钢钻杆接头热处理工艺
德国IPSEN炉 推杆式连续马弗炉 由淬火炉、油(液)淬火装置、回火
炉、水冷槽组成 燃料为混合煤气,保护气体为氮气 淬火、回火前采用清洗工序,确保热
处理前后接头表面质量 淬火、回火采用先进的炉气循环加
油井管生产制造工艺
报告人:赵鹏
宝山钢铁股份有限公司 Baoshan Iron&Steel Co., Ltd.
目录
油井管概述 油井管生产制造工艺 油井管新产品开发
油套管概述
套管下入钻成井眼,用于防止地层 流体流动及地层挤毁。油管下入生 产套管内,构成井下油气层与地面 的通道,控制原油和天然气的流动。
转炉
倒渣
RH-MFB LF
RH-OB
KIP/CAS
板坯 连铸
钢锭
热轧厂 条钢厂
宝钢油井管炼钢-150t电炉
废废钢钢料料场场
LLFF
EEAAFF
小小方方坯坯//圆圆坯坯连连铸铸
条条钢钢厂厂
BBFF
PPTTCC
VVDD
钢钢管管厂厂
宝钢油井管轧管工艺
钢管穿孔
钢管连轧
轧管机组来自德国SMS MEER
宝钢油井管轧管工艺-穿孔
钻杆管体概述
由于钻杆管体较薄,为了增加与接头连接处的强度,管体两端对焊部分 是加厚的。加厚形式有内加厚(IU)、外加厚(EU)及内外加厚(IEU) 三种,其中内外加厚是钻杆普遍采用的加厚形式。如图1.2所示,对于内 外加厚钻杆,D是管体外径,d是管体内径,Dou是加厚端外径,dou是加 厚端内径。Leu是外加厚段长度,Meu是外加厚段与管体过渡的外圆锥段 长度,Liu是内加厚段长度,Miu是内加厚段与管体过渡的内圆锥段长 度,R是内圆锥段长度Miu与管体之间过渡的圆角半径。
宝钢油井管轧管工艺-张减
定减径是热轧无缝钢管生产过 程中的精轧变形阶段,使所轧 钢管尺寸到达标准要求的值及 精度,外径是靠设定的孔型尺 寸决定。根据变形量的大小是 否采用张力,张力是通过前后 机架的速度差产生的。
宝钢油井管加厚工艺
加厚设备来自德国SMS MEER 采 用 3 个 2000Hz 的 中 频 感 应 加 热 装
热,确保热处理后的性能稳定 淬火油的循环系统和加热、冷却系统
确保淬火油的工作温度和冷却效果
宝钢油套管接箍螺纹车削工艺
德 国 SMS MEER 、 德 国 EMAG 、 法 美 PMC Colinet
Siemens 840D数控系统 三种切削方式:
单主轴加工:单主轴双刀架同时加工一 个接箍,管旋转、刀具做进给运动进行切 削; 双主轴加工:同时加工两个接箍,管旋 转、刀具做进给运动进行切削; 多工位加工:上下料、镗孔、车丝三个 工位,接箍固定、刀具旋转进行进刀加工。 完成接箍车端面、倒角、螺纹加工、去毛 刺全部工序
油管和套管 Tubing & Casing
环形炉加热 Heating in rotary hearth
furnace
穿孔 Piercing
空心坯减径 Reducing of hollow billet
连轧 Rolling in mandrel mill
冷锯分段 Cutting with saws
冷却 Cooling on
钻杆整体概述
用于石油钻探的钻杆是按API SPEC 5D标准与API SPEC 7标准生产制造的。 其结构是在钻杆管体两端各对焊一个外螺纹钻杆接头和一个内螺纹钻杆 接头。钻杆的规格是由钻杆管体的外径和壁厚决定的。钻杆的钢级是由 钻杆管体的屈服强度决定的。对于钻杆管体,API SPEC 5D标准中规定了 E-75、X-95、G-105、S-135四种钢级。API SPEC 7标准规定了用于与钻 杆管体对焊的钻杆接头的强度。
缺陷 采用通交流电的芯棒法实现周向磁
化,检测内外表面的纵向缺陷 采用输入三相全波整流电的线圈法实
现纵向磁化,检测内外表面存在的横 向缺陷 芯棒法磁化的内外接触块采用锑合 金,避免电弧烧伤
宝钢油套管管体螺纹车削工艺
德国SMS MEER 、法美PMC Colinet 、 德国EMAG
Siemens 840D数控系统 两种切削方式:
轧制方向
1—轧辊;2—管坯;3—顶头;4—空心坯; 5—狄塞尔导盘;6—上辊;7—下辊
狄塞尔穿孔机 孔型示意
穿孔是管坯被两个同向旋转的轧辊咬入后,利用轧辊轴线与轧制线倾斜交错形 成的角度,形成一个轴向力。同时利用管坯旋转产生的中心疏松,完成管坯穿 孔过程。
宝钢油井管轧管工艺-连轧
连轧是毛管内穿入长芯棒后,经过多机架顺序布置且相邻机架 辊缝互错的连轧机轧成钢管。连轧管时,孔型顶部的金属由于 受到轧辊外压力和芯棒内压力作用而产生轴向延伸,并向圆周 横向宽展,达到减径减壁的效果。

宝钢油套管水压工艺
德国SMS MEER、西重所 按标准对油套管进行水压试验,检测
管体强度。 采用预压带径向密封环槽密封圈进行
密封,提高了密封圈的使用寿命。
宝钢钻杆摩擦焊工艺
惯性摩擦焊 德国SMS MEER
连续摩擦焊 英国ThoFra Baidu bibliotekpson
宝钢钻杆摩擦焊工艺
连续摩擦焊 在焊接过程中,钻杆工具接头 被主轴电机连续驱动,以恒定 的转速旋转焊接,直至达到规 定的摩擦时间或摩擦变形量, 工具接头才停止旋转并顶锻完 成焊接。
钻杆接头概述
除抗硫钻杆等特殊钻杆外,无论API钻杆管体是何钢级,工具接头只有一 个钢级—120钢级。对于同一规格、不同钢级的钻杆,工具接头是通过改 变壁厚(即内外径改变)来适应钻杆管体钢级的变化的。对于同一规格 的钻杆来说,随着钢级的升高,与之相配合的工具接头壁厚随之增厚, E-75接头壁厚最薄,S-135接头壁厚最厚。
料在步进梁上等距间隔,加热时有节 奏地步进与滚动,使整个管料加热均 匀 采用钢管外表面层流冷却,内表面轴 流冷却,钢管旋转淬火的水淬方式 回火炉采用炉气循环供热系统,炉温 均匀稳定,控制精度为±5℃
宝钢油井管探伤工艺-管体超声+涡流
超声设备来自德国Nukem、涡流设备 来自美国MAC,计算机自动控制
料在步进梁上等距间隔,加热时有节 奏地步进与滚动,使整个管料加热均 匀 管料在油槽内淬火时,除管料周围油 流扰动外,还向管料内喷射旋转的油 流进行冷却 回火炉采用炉气循环供热系统,炉温 均匀稳定,控温精度为±5℃
宝钢油井管热处理工艺(水淬)
热处理设备来自德国SMS MEER 水淬设备自主开发 步进式连续炉 水淬调质工艺 淬火炉炉膛宽大,炉温控制精确,管
超声探伤主要检测裂纹缺陷,涡流探 伤主要检测凹坑、孔洞缺陷
旋转型超声探伤,探头旋转,钢管直 线前进,超声波速按螺旋轨迹对钢管 进行扫描
超声探伤采用横波技术检测内外表缺 陷,采用纵波技术检测壁厚、外径等 尺寸。
具有高压水预清洗装置与耦合水循环 装置
宝钢油井管探伤工艺-管端磁粉
磁粉设备来自意大利CGM 检测管端盲区内外表面的纵向和横向
油套管螺纹概述
油套管螺纹采用API SPEC 5B标准。油管螺纹型式包括平式油管NU、 加厚油管EU、整体接头油管IJ。套管螺纹型式包括长圆螺纹LC、 短圆螺纹STC、偏梯形螺纹BC、直连型螺纹XC。
圆套管螺纹概述
偏梯形套管螺纹概述
油管螺纹概述
钻杆概述
钻杆是石油钻柱的主要组成部分, 主要用以传递扭矩、输送泥浆以及 钻进使用。钻杆的受力情况异常复 杂,除承受扭矩外,还承受自重带 来的轴向拉力,高速旋转产生的交 变弯曲应力,以及剧烈的振动。同 时,钻杆内壁受到高压、高速钻井 液的冲刷,外壁受到套管或井壁的 强烈摩擦。起下钻过程中的猛拉猛 刹,能够造成较大的冲击载荷,容 易使钻杆瞬间超载。因此,钻杆是 油井管中服役条件最苛刻,使用性 能、质量可靠性要求最高的产品。
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