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    石油地质管生产

    2019-01-07   来源:   点击数:15次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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     中国钢管信息港这样的报道:石油、天然气钻采及输送的专用管材统称石油地质管。其中地质管专用于地质勘探是勘查地下资源的主要工具。地质管包括地质钻杆、岩心管、套管和钻铤 。石油管包括油(天然气)井用管和石油(气)输送管。根据用途,油井管又可分为套管、钻杆(管)和油管3大类。
     
    管坯的穿孔方式有压力穿孔,推轧穿孔和斜轧穿孔。
     
    (1)压力穿孔
     
    压力穿孔是在压力机上穿孔,这种穿孔方式所用的原料是方坯和多边形钢锭。工作原理是首先将加热好的方坯或钢锭装入圆形模中 (此圆形模带有很小的锥度),然后压力机驱动带有冲头的冲杆将管坯中心冲出一个圆孔。这种穿孔方式变形量很小,一般中心被冲挤开的金属正好填满方坯和圆形模的间隙,从而得到几乎无延伸的圆形毛管,延伸系数最大不超过1.1。
     
    (2)推轧穿孔
     
    推轧穿孔是在推轧穿孔机上穿孔,这种穿孔方式是压力穿孔的改进。把固定的圆锥形模改成带圆孔型的一对轧辊。这对轧辊由电机带动方向旋转(两个轧辊的旋转方向相反),旋转着的轧辊将管坯咬入轧辊的孔型,而固定在孔型中的冲头便将管坯中心冲出一个圆孔。为了便于实现轧制,在坯料的尾端加上一个后推力(液压缸),因此,叫做推轧穿孔。
     
    这种穿孔方式使用方坯,穿出的毛管较短,变形量很小,延伸系数一般不大于1.1。推轧穿孔的优点如下:
     
    1)坯料中心处于压应力状态,过程是冲孔和纵轧相结合,不会产生二辊斜轧的内折缺陷,毛管内表面质量好,对坯料质量要求较低;
     
    2)冲头上的平均单位压力比压力穿孔小50%左右,因而工具消耗较小;
     
    3)穿孔过程中主要是坯料的中心部分金属变形,使中心粗大而疏松的组织很好的加工而致密化,同时在压应力作用下,毛管内外表面不易产生裂纹。
     
    4)生产率比压力穿孔高,可达每分钟两支;
     
    以上两种穿孔多生产特殊钢种的无缝钢管,现存的机组很少,因变形量很小,毛管短且厚,因而在热轧无缝钢管机组中要设置斜轧延伸机,将毛管的外径和壁厚减小并使管子延长。另外容易产生较大的壁厚不均。
     
    (3)斜轧穿孔
     
    这种穿孔方式被广泛的应用于无缝钢管生产中,一般使用圆管坯,靠金属的塑性变形加工来形成内孔,因而没有金属的损耗。
     
     
     
    中国钢管信息港这样的报道:斜轧穿孔机按照轧辊的形状可分为锥形辊穿孔机、盘式穿孔机和桶形辊穿孔机。按照轧辊的数目分又可分为二辊斜轧穿孔机和三辊斜轧穿孔机。
     
    斜轧穿孔机不管轧辊的形状如何不同,为了保证管坯曳入和穿孔过程的实现,都由以下三部分组成:穿孔锥(轧辊入口锥),辗轧锥(轧辊出口锥)和轧辊压缩带——由入口锥到出口锥之过渡部分。
     
     
     
    二辊式穿孔机主要有带导辊的穿孔机、带导板的穿孔机和带导盘的穿孔机,带导辊的穿孔机一般不常用,只用于穿孔软而粘的有色金属,如铜管、钛管等。带导板的穿孔机具有孔型封闭好、接触变形区长、穿出的毛管壁厚可以更薄的特点而仍然得到重视;带导盘的穿孔机越来越得到发展,它的特点是:
     
    1)生产率高,这是由于主动导盘对轧件产生轴向拉力作用,导致毛管轴向速度增加。最快可以达到3~4支/分;
     
    2)由于导盘的轴向力作用,使管坯咬入容易一些,减少了形成管端内折的可能性,也可以提高壁厚的精度;
     
    3)导盘比导板有较高的耐磨性,从而减少了换工具的时间并提高了工具寿命;
     
       三辊式穿孔机的特点是:
     
     由于三个辊呈等边三角形布置,因而在变形中管坯横断面的椭圆度小;
     
     由于三个辊都是驱动的,仅存在顶头上的轴向力,因而穿孔速度较快,但顶头上的轴向阻力比二辊式大;
     
     在轧制实心管坯时,由于管坯始终受到三个方向的压缩,加上椭圆度小,一般在管坯中心不会产生破裂,即形成孔腔,从而保证了毛管内表面质量。这种变形方式更适合穿孔高合金钢管。三个轧辊穿孔时坯料和顶头容易保正对中,因此毛管几何尺寸精度高,即毛管横断面壁厚偏差小。
     
    因穿孔薄壁毛管时容易形成尾三角,使毛管尾端卡在轧辊辊缝中,更适合穿孔中厚壁毛管。d/s比不超过8。
     
    在石油和天然气钻采过程中,钻杆的作用是传动钻头旋转;把泥浆送至井底。钻井时利用车有螺纹的接头或焊接的办法把钢管厂生产的钻管连接成几百米或几千米长的钻杆柱。一口深井的钻杆往往由3~4个钻杆柱组成。套管的作用是巩固井壁。和钻杆一样,几十根或几百根套管用螺纹连接成套管柱,一口深井也有3~4根套管柱。油管用于输送原油。
     
    石油地质管的品种和制造方法 石油和天然气井所处的地域不同,油井管的服役条件(环境温度,压力,介质种类,井深,地层结构等)也不相同,对管材理化特征的要求也不相同。(见图2)深井钻采用的油井管,要求有高的强度和抗压溃性能;在含H2S或CO2介质中工作的油井管,要求有高的抗H2S或CO2的应力腐蚀抗力;对在高气压中工作的油井管,要求有高的丝扣气密性和抗爆破能力;对在寒冷地区使用的油井管,则要求有良好的低温韧性。
     
    世界各国普遍按美国石油学会(API)标准生产石油管。石油管所采用的API标准号见表1。
     
     
     
    API标准对石油管的几何尺寸、钢级、理化性能和制造方法都有明确和严格的规定。API Spec5CT、5D、5L规定的套管、油管、钻杆的钢级和制造方法见表2。
     
     
     
     
     
    地质钻管(杆)的直径为33.5~89mm,用屈服强度为500~950MPa的专用钢生产;岩心管和套管的直径为34.5~426mm,用屈服强度为400~950MPa的专用钢生产;钻铤的直径为70~85mm,用屈服强度为500~950MPa的专用钢生产。根据钻井深度和地质条件不同而选择不同的钢级,井愈深选用的钢级也愈高。
     
    生产工艺 石油套管一般的生产工艺流程如下:
     
    炼钢(多数用纯氧顶吹转炉或电炉冶炼)--炉外精炼(钢包喷粉,真空处理等)--连铸--管坯探伤--轧管机组轧管(用连续轧管机组,斜轧延伸机组,自动轧管机组,周期轧管机组等,见热轧无缝管机组)--轧后管材探伤(磁力探伤,超声波探伤等)--热处理(同步进炉,分段式炉,感应加热等)--矫直--探伤--管端车丝(用程控或数控专用机床)--拧上接箍,内通径--水压试验--测长,称重,喷标记--喷漆,包装,入库
     
    石油钻杆一般的生产工艺流程为:
     
    中国钢管信息港这样的报道:炼钢--炉外精炼--连铸--管坯探伤--轧管机组轧管--轧后管材探伤--管端加厚--热处理--矫直--探伤--管端加工--焊工具接头--除毛刺--焊缝热处理及加工--焊缝探伤--管内涂层--喷标记--包装--入库
     
    石油油管的生产工艺与石油钻杆基本相同,但不焊工具接头。地质管(套管,钻杆)的生产工艺与石油管(套管,钻杆)基本相同。为了在使用中把工厂生产的地质管(长度一般为8m左右)连接成长的管柱下入井中,在钻杆、岩心管、套管、钻铤的两端车有螺纹,然后用接箍连接起来。为了保证地质钻杆两端车螺纹后端部的强度不低于管身,车螺纹前需对钻杆两端进行加厚。加厚方式有内加厚、外加厚和内外加厚3种。
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