超深井用160 钢级超高强度高韧性套管的研制及组织表征*
2024-03-13董晓明尹学东张忠铧
钢管 2024年1期
关键词:裂纹
董晓明,尹学东,张忠铧
(1. 宝山钢铁股份有限公司,上海 201900;2. 油气钻采输送装备全国重点实验室,上海 201900;3. 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司,新疆 乌鲁木齐 830011)
国内各大油田均在重点推进8 000 m 以上甚至万米深井油气资源的开发工作,目前已经成功实施了多口超深井和特深井开发[1-4],但是超深井地质条件复杂,多数井的井底温度在200 ℃以上,地层压力150 MPa 以上,钻井施工难度大,存在巨厚盐层段套管易发生变形和挤毁。为解决复杂地层应力的问题需要采用大规格厚壁非标准管柱设计,导致管柱重量显著增加,钻机提升能力不足,同时还导致管柱安全系数显著降低,易发生套管失效问题,因此为确保超深井和万米特深井的安全开采开发,需要进一步提升套管的强韧性以及抗内压、抗挤毁等性能,实现超深井、特深井管柱轻量化,提高管柱安全系数。
为了满足油井管高服役性能的发展趋势,国内外各大钢管厂家和科研院所均致力于开发满足特殊服役条件的超高强度套管。李阳华等人开发了强度满足150 级别的油井套管用钢,通过合理的热处理工艺可以获得贝氏体/马氏体、马氏体/奥氏体的复相组织,从而能够有效抑制裂纹的形成和扩展[5]。国内部分厂家通过对关键工艺的控制,实现了150~155 钢级套管的批量生产,可以满足超深油气井及地质复杂油气田的需要[6-9]。但是,对于160 强度级别高强韧套管用钢的研发仍有待开展。在开发高强度级别套管用钢时,通常会出现塑、韧性较差的问题,即强度与塑性和韧性呈倒置关系。……
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