石油地質(zhì)管生產(chǎn)(production of OGTG and geological drill pipe)
石油、天然氣鉆采及輸送的專用管材統(tǒng)稱石油地質(zhì)管。其中地質(zhì)管專用于地質(zhì)勘探是勘查地下資源的主要工具。地質(zhì)管包括地質(zhì)鉆桿、巖心管、套管和鉆鋌(圖1)。石油管包括油(天然氣)井用管和石油(氣)輸送管。根據(jù)用途，油井管又可分為套管、鉆桿(管)和油管3大類。
在石油和天然氣鉆采過程中，鉆桿的作用是傳動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)；把泥漿送至井底。鉆井時(shí)利用車有螺紋的接頭或焊接的辦法把鋼管廠生產(chǎn)的鉆管連接成幾百米或幾千米長的鉆桿柱。一口深井的鉆桿往往由3～4個(gè)鉆桿柱組成。套管的作用是鞏固井壁。和鉆桿一樣，幾十根或幾百根套管用螺紋連接成套管柱，一口深井也有3～4根套管柱。油管用于輸送原油。
石油地質(zhì)管的品種和制造方法 石油和天然氣井所處的地域不同，油井管的服役條件(環(huán)境溫度，壓力，介質(zhì)種類，井深，地層結(jié)構(gòu)等)也不相同，對(duì)管材理化特征的要求也不相同。(見圖2)深井鉆采用的油井管，要求有高的強(qiáng)度和抗壓潰性能；在含H2S或CO2介質(zhì)中工作的油井管，要求有高的抗H2S或CO2的應(yīng)力腐蝕抗力；對(duì)在高氣壓中工作的油井管，要求有高的絲扣氣密性和抗爆破能力；對(duì)在寒冷地區(qū)使用的油井管，則要求有良好的低溫韌性。
世界各國普遍按美國石油學(xué)會(huì)(API)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)石油管。石油管所采用的API標(biāo)準(zhǔn)號(hào)見表1。
API標(biāo)準(zhǔn)對(duì)石油管的幾何尺寸、鋼級(jí)、理化性能和制造方法都有明確和嚴(yán)格的規(guī)定。API Spec5CT、5D、5L規(guī)定的套管、油管、鉆桿的鋼級(jí)和制造方法見表2。
地質(zhì)鉆管(桿)的直徑為33．5～89mm，用屈服強(qiáng)度為500～950MPa的專用鋼生產(chǎn)；巖心管和套管的直徑為34．5～426mm，用屈服強(qiáng)度為400～950MPa的專用鋼生產(chǎn)；鉆鋌的直徑為70～85mm，用屈服強(qiáng)度為500～950MPa的專用鋼生產(chǎn)。根據(jù)鉆井深度和地質(zhì)條件不同而選擇不同的鋼級(jí)，井愈深選用的鋼級(jí)也愈高。
生產(chǎn)工藝 石油套管一般的生產(chǎn)工藝流程如下：
煉鋼(多數(shù)用純氧頂吹轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉)--爐外精煉(鋼包噴粉，真空處理等)--連鑄--管坯探傷--軋管機(jī)組軋管(用連續(xù)軋管機(jī)組，斜軋延伸機(jī)組，自動(dòng)軋管機(jī)組，周期軋管機(jī)組等，見熱軋無縫管機(jī)組)--軋后管材探傷(磁力探傷，超聲波探傷等)--熱處理(同步進(jìn)爐，分段式爐，感應(yīng)加熱等)--矯直--探傷--管端車絲(用程控或數(shù)控專用機(jī)床)--擰上接箍，內(nèi)通徑--水壓試驗(yàn)--測長，稱重，噴標(biāo)記--噴漆，包裝，入庫
石油鉆桿一般的生產(chǎn)工藝流程為：
煉鋼--爐外精煉--連鑄--管坯探傷--軋管機(jī)組軋管--軋后管材探傷--管端加厚--熱處理--矯直--探傷--管端加工--焊工具接頭--除毛刺--焊縫熱處理及加工--焊縫探傷--管內(nèi)涂層--噴標(biāo)記--包裝--入庫
石油油管的生產(chǎn)工藝與石油鉆桿基本相同，但不焊工具接頭。地質(zhì)管(套管，鉆桿)的生產(chǎn)工藝與石油管(套管，鉆桿)基本相同。為了在使用中把工廠生產(chǎn)的地質(zhì)管(長度一般為8m左右)連接成長的管柱下入井中，在鉆桿、巖心管、套管、鉆鋌的兩端車有螺紋，然后用接箍連接起來。為了保證地質(zhì)鉆桿兩端車螺紋后端部的強(qiáng)度不低于管身，車螺紋前需對(duì)鉆桿兩端進(jìn)行加厚。加厚方式有內(nèi)加厚、外加厚和內(nèi)外加厚3種。(見管端加工)
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