石油管基本常识课件.docx
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石油管基本常识课件
石油管基本常识
目录
一、石油管有关基本知识--------------------------------------------------------------------
1、石油管相关专用名词解释----------------------------------------------------------
2、石油管相关标准----------------------------------------------------------------------
3、英制与米制换算值-------------------------------------------------------------------
4、油套管管柱结构----------------------------------------------------------------------
二、油管-----------------------------------------------------------------------------------------
1、油管分类-------------------------------------------------------------------------------
2、油管作用-------------------------------------------------------------------------------
3、油管规格-------------------------------------------------------------------------------
4、加厚油管加厚端形状及尺寸-------------------------------------------------------
5、油管用接箍尺寸----------------------------------------------------------------------
6、油管长度-------------------------------------------------------------------------------
7、油管钢级-------------------------------------------------------------------------------
8、油管及其接箍的牌号、化学成分和交货状态----------------------------------
9、油管及其接箍的力学性能----------------------------------------------------------
10、油管连接型式-------------------------------------------------------------------------
11、油套管及其接箍色标----------------------------------------------------------------
三、套管-----------------------------------------------------------------------------------------
1、套管分类及作用----------------------------------------------------------------------
2、套管规格-------------------------------------------------------------------------------
3、套管用接箍尺寸----------------------------------------------------------------------
4、套管长度-------------------------------------------------------------------------------
5、套管钢级及化学成分----------------------------------------------------------------
6、套管连接型式-------------------------------------------------------------------------
四、钻杆-----------------------------------------------------------------------------------------
1、油井钻具结构-------------------------------------------------------------------------
2、钻具用管分类及其作用-------------------------------------------------------------
3、钻杆尺寸-------------------------------------------------------------------------------
4、钻杆加厚端形状及尺寸-------------------------------------------------------------
5、钻杆钢级、牌号及交货状态-------------------------------------------------------
6、钻杆力学性能-------------------------------------------------------------------------
五、管线管--------------------------------------------------------------------------------------
1、管线管分类----------------------------------------------------------------------------
2、管线管标准----------------------------------------------------------------------------
3、关于PSL1和PSL2------------------------------------------------------------------
4、管线管钢级和化学成分-------------------------------------------------------------
5、管线管拉伸性能----------------------------------------------------------------------
6、管线管冲击性能----------------------------------------------------------------------
7、管线管水压和无损要求-------------------------------------------------------------
8、GB/T9711.1与API5L的钢级对应关系------------------------------------------
六、石油管螺纹--------------------------------------------------------------------------------
1、石油管螺纹类型----------------------------------------------------------------------
2、石油管螺纹量规----------------------------------------------------------------------
3、石油管螺纹尺寸----------------------------------------------------------------------
4、特殊扣简介----------------------------------------------------------------------------
石油管基本常识
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AmericanPetroleumInstitute的缩写,中文意思为美国石油学会。
OCTG:
它是英文OilCountryTubularGoods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。
据统计,每钻进一米,约需油井管62kg,其中套管48kg,油管10kg,钻杆3kg,钻铤0.5kg。
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:
API5B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
API5CT:
套管和油管规范
API5D:
钻杆规范
API5L:
管线钢管规范
API5B:
套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范
GB/T9711.1:
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:
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:
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)=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)=1.3558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。
二、油管
1、油管的分类
油管分为平式油管(NU)、加厚油管(EU)和整体接头油管。
平式油管是指管端不经过加厚而直接车螺纹并带上接箍。
加厚油管是指两管端经过外加厚以后,再车螺纹并带上接箍。
整体接头油管是指一端经过内加厚车外螺纹,另一端经过外加厚车内螺纹,直接连接不带接箍。
2、油管的作用
抽取油汽:
油气井打完并固井之后,在油层套管中放置油管,以抽取油气至地面。
注水:
当井下压力不够,通过油管往井里注水。
注蒸汽:
在稠油热采过程中,要用隔热油管向井下输入蒸汽。
酸化和压裂:
在打井后期或为了提高油气井的产量,需要对油气层输入酸化和压裂的介质或固化物,介质和固化物都是通过油管输送的。
3、油管的规格
油管常用规格见表1。
表1油管常用规格
尺
寸
代
号
重量代号
外径
D
mm
壁厚
S
mm
内径
d
mm
计算重量
平式(带螺纹和接箍)
外加厚(带螺纹和接箍)
平端
kg/m
因端部加工而增减的重量kg
平式(带螺纹和接箍)
外加厚
标准
接箍
特殊间隙接箍
1.900
2.75
2.90
48.26
3.68
40.9
4.05
0.27
0.91
-
2-3/8
4.60
4.70
60.32
4.83
50.66
6.61
0.73
1.81
1.34
2-7/8
6.40
6.50
73.02
5.51
62.00
9.17
1.45
2.54
1.71
2-7/8
8.60
8.70
73.02
7.82
57.38
12.57
1.18
2.27
1.43
3-1/2
9.20
9.30
88.90
6.45
76.00
13.12
2.27
4.17
2.45
3-1/2
12.70
12.95
88.90
9.52
69.86
18.64
1.81
3.72
2.00
4
10.70
11.00
101.60
6.65
88.30
15.57
-
4.81
-
4-1/2
12.60
12.75
114.30
6.88
100.54
18.23
2.72
-
-
4、加厚油管的加厚端形状及尺寸
常用规格加厚油管的加厚端形状见图2、加厚端尺寸见表2。
加厚油管全部为外加厚。
图2加厚端形状
表2常用加厚油管加厚端尺寸Leu
尺
寸
代
号
重量
代号
外径
D
mm
壁厚
S
mm
加厚端尺寸
加厚端外径
+1.59
0
D4mm
管端至加厚厚度开始减小处长度
0
-25.4
Leumm
管端至加厚厚度减小终止处长度Lamm
管端至加厚消失处最大长度Lb
mm
1.900
2.90
48.26
3.68
53.19
68.26
-
-
2-3/8
4.70
60.32
4.83
65.89
101.60
152.40
254.00
2-7/8
6.50
73.02
5.51
78.59
107.95
158.75
260.36
2-7/8
8.70
73.02
7.82
78.59
107.95
158.75
260.36
3-1/2
9.30
88.90
6.45
95.25
114.30
165.10
266.70
3-1/2
12.95
88.90
9.52
95.25
114.30
165.10
266.70
4
11.00
101.60
6.65
107.95
114.30
165.10
266.70
4-1/2
12.75
114.30
6.88
120.65
120.65
171.45
273.05
5、油管用接箍尺寸
平式油管和加厚油管的接箍尺寸以及接箍料的推荐尺寸分别见表3和表4
表3平式油管接箍
尺寸代号
油管外径
接箍外径
接箍最小长度
单重,kg
接箍料推荐尺寸(外径×壁厚)
1.900
48.26
55.88
95.25
0.56
55.9×8
2-3/8
60.32
73.02
107.95
1.28
73×11
2-7/8
73.02
88.90
130.18
2.34
88.9×12.5
3-1/2
88.90
107.95
142.88
3.71
108×15
4
101.60
120.65
146.05
4.35
120.7×15.5
4-1/2
114.30
132.08
155.58
4.89
132×15
表4加厚油管接箍
尺寸代号
油管外径
接箍外径
接箍最小长度
单重,kg
接箍料推荐尺寸(外径×壁厚)
1.900
48.26
63.50
98.42
0.84
63.5×9.5
2-3/8
60.32
77.80
123.82
1.55
77.8×11.5
2-7/8
73.02
93.17
133.35
2.40
93.17×13
3-1/2
88.90
114.30
146.05
4.10
114.3×15.5
4
101.60
127.00
152.40
4.82
127×16
4-1/2
114.30
141.30
158.75
6.02
141.3×17
6、油管长度
油管的长度范围见表5,国内通常按二级长度R2某一范围定尺交货,如9.4-9.6m是常见的油管交货长度,长短差太大不利于油管下井操作。
表5油管长度范围
一级长度R1
二级长度R2
三级长度R3
总长度范围
6.10-7.32
8.53-9.75
11.58-12.80
100%车载量长度范围的最大变化量
0.61
0.61
0.61
7、油管的钢级
油管钢级有:
H40、J55、N80、L80、C90、T95、P110。
N80分为N80-1和N80Q,二者的相同点是拉伸性能一致,二者的不同点是交货状态和冲击性能区别,N80-1按正火状态交货或当终轧温度大于临界温度Ar3且张力减径后经过空冷时,又可用热轧代替正火,冲击功和无损检验均不作要求;N80Q必须经过调质(淬火加回火)热处理,冲击功应符合API5CT规定,且应进行无损检验。
L80分为L80-1、L80-9Cr和L80-13Cr。
它们的力学性能和交货状态均相同。
不同之处表现在用途、生产难度和价格上,L80-1为普通型,L80-9Cr和L80-13Cr均为高抗腐蚀性油管,生产难度大,价格昂贵,通常用于重腐蚀油井。
C90和T95均分为1型和2型,即C90-1、C90-2和T95-1、T95-2。
8、油管及其接箍料的牌号、化学成分和交货状态
API5CT标准对油管化学成分要求见表6,这是一个范围很宽的指导性要求,其中J55、N80、P110等钢级油管只规定了硫、磷含量要求,其它主要元素均由生产厂家根据性能和使用要求而自行规定。
因此,各制造厂均有自已的油管牌号,表7列出了衡阳钢管(集团)有限公司各钢级的油管及其接箍的牌号和交货状态。
淬火加回火称为调质。
表6油套管化学成分%
钢级
类型
碳
锰
钼
铬
镍
Max
铜
Max
磷
Max
硫
Max
硅
max
min
Max
Min
Max
Min
Max
min
max
J55
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.030
0.030
-
N80
1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.030
0.030
-
N80
Q
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.030
0.030
-
L80
1
-
0.43
-
1.90
-
-
-
-
0.25
0.35
0.030
0.030
0.45
L80
9Cr
-
0.15
0.30
0.60
0.90
1.10
8.00
10.0
0.50
0.25
0.020
0.010
1.00
L80
13Cr
0.15
0.22
0.25
1.00
-
-
12.0
14.0
0.50
0.25
0.020
0.010
1.00
C90
1
-
0.35
-
1.00
0.25
0.75
-
1.20
0.99
-
0.020
0.010
-
C90
2
-
0.50
-
1.90
-
NL
-
NL
0.99
-
0.030
0.010
-
T95
1
-
0.35
-
1.20
0.25
0.85
0.40
1.50
0.99
-
0.020
0.010
-
T95
2
-
0.50
-
1.90
-
-
-
-
0.99
-
0.030
0.010
-
P110
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.030
0.030
-
表7油管及其接箍的钢级、牌号及交货状态
钢级
牌号
交货状态
J55油管
37Mn5
平式油管:
热轧代替正火
加厚油管:
加厚以后全长正火
N80-1油管
36Mn2V
平式油管:
热轧代替正火
加厚油管:
加厚以后全长正火
N80-Q油管
30Mn5
全长调质
L80-1油管
30Mn5
全长调质
P110油管
25CrMnMo
全长调质
J55接箍
37Mn5
热轧在线常化
N80接箍
28MnTiB
全长调质
L80-1接箍
28MnTiB
全长调质
P110接箍
25CrMnMo
全长调质
9、油管及其接箍的力学性能
油管及其接箍的力学性能见表8规定。
表8油管及其接箍力学性能
钢级
屈服强度
MPa
抗拉强度
MPa
洛氏硬度
HRC
布氏硬度
HB
J55
379-552
≥517
-
-
N80-1
552-758
≥689
-
-
N80-Q
552-758
≥689
-
-
L80-1
552-655
≥655
≤23
≤241
L80-9Cr
552-655
≥655
≤23
≤241
L80-13Cr
552-655
≥655
≤23
≤241
C90
621-724
≥689
≤25.4
≤255
T95
655-758
≥724
≤25.4
≤255
P110
758-965
≥862
-
-
10、油管的连接型式
平式油管、加厚油管和整体接头油管的连接形式分别见图3、图4、图5。
11、油套管及其接箍色标
油套管及其接箍应逐支喷凃色标,以区别不同钢级。
油套管色标是在距任一端≥600mm处喷凃色环,接箍是在整个外表面喷凃顔色,然后再喷凃色环。
油套管及其接箍的色标见表9。
表9油套管及其接箍色标
钢级
油套管色环
接箍顔色
整个接箍
色带
H40
由制造厂选择不标色或黑色带
无
与管子同
J55油管
一条明亮绿色
明亮的绿色
无
J55套管
一条明亮绿色
明亮的绿色
一条白色
K55
两条明亮绿色
明亮的绿色
无
M65
一条明亮绿色、一条蓝色
M65钢级管子使用L80钢级1类接箍
N80-1
一条红色
红色
无
N80-Q
一条红色、一条明亮绿色
红色
绿色
L80-1
一条红色、一条棕色
红色
一条棕色
L80-9Cr
一条红色、一条棕色、两条黄色
红色
两条黄色
L80-13Cr
一条红色、一条棕色、一条黄色
红色
一条黄色
C90-1
一条紫色
紫色
无
C90-2
一条紫色、一条黄色
紫色
一条黄色
T9
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