一种新型油井管材机械及防腐性能研究
2021-01-28谷林冯桓榰周定照何松邢希金
装备环境工程 2021年1期
谷林,冯桓榰,周定照,何松,邢希金
(中海油研究总院有限责任公司,北京 100028)
我国近海油气田井下环境具有低含二氧化碳(CO2)、不含或微含硫化氢(H2S)特征,目前主要使用13Cr 材质的油井管进行井下防腐[1]。根据海上平台现场反馈的结果,目前普遍使用的13Cr 材质油井管材质与普通碳钢材质相比,强度低,容易损扣,作业过程中易导致管体出现压痕,影响管材服役年限。现玚解决方案是在作业时使用特殊上扣工具,导致作业效率低[2]。从20 世纪80 年代末期开始,国内的钢材生产企业宝钢、天钢以及阿根廷、日本等国家相继开始研究低合金钢,特别是低含Cr钢,其成本比碳钢稍高,但防腐蚀性能大大优于普通碳钢[3]。
00Cr9 管材油井管,经特殊冶炼工艺,降低了金属中的含碳量,并细化了晶粒组织,使钢中的杂质均匀化,减少了金相中的组织缺陷,从而提高了油井管的机械强度与耐蚀性能[4],可以省去使用特殊上扣工具的环节,大幅提高现场作业效率。从00Cr9 高强度耐蚀油井管的定名牌照中可以看出,其碳(C)元素含量小于0.03%(质量分数,下同),铬(Cr)含量为9%。00Cr9 钢材在实际生产过程中的碳含量控制在0.015%,目前市场价格低于普通13Cr 材质。在降本增效的大趋势下,采用低价新材质是降低油气田开发投资的有效途径,同时也推动高强度耐蚀油井管的国产化进程。
前人研究表明,在油气开采过程中,抽油杆作为将机械动力传递到井下抽油泵的一个重要部件,面临腐蚀疲劳损坏、应力腐蚀破坏和磨损腐蚀等问题。……
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