Нефтяная трубная продукция (OCTG)
Нефтяные трубные сортаменты (OCTG) представляет собой семейство бесшовных прокатных изделий, состоящих из бурильных труб, обсадных труб и насосно-компрессорных труб, подвергаемых нагрузкам в соответствии с их конкретным применением. (Схему глубокой скважины см. на рисунке 1):
The Бурильная труба представляет собой тяжелую бесшовную трубу, которая вращает буровое долото и циркулирует буровой раствор. Сегменты труб длиной 30 футов (9 м) соединены с бурильными замками. Бурильная труба одновременно подвергается высокому крутящему моменту при бурении, осевому натяжению от собственного веса и внутреннему давлению при продувке бурового раствора. Кроме того, на эти основные схемы нагрузки могут накладываться переменные изгибающие нагрузки из-за невертикального или отклоненного бурения.
Обсадная труба выстилает ствол скважины. Он подвергается осевому натяжению от собственного веса, внутреннему давлению от продувки жидкостью и внешнему давлению от окружающих скальных образований. Закачиваемая нефтяная или газовая эмульсия особенно подвергает обсадную колонну осевому натяжению и внутреннему давлению.
Трубопровод — это труба, по которой нефть или газ транспортируются из скважины. Сегменты труб обычно имеют длину около 30 футов [9 м] и имеют резьбовое соединение на каждом конце.
Коррозионная стойкость в условиях эксплуатации с кислой средой является важнейшей характеристикой OCTG, особенно для обсадных труб и насосно-компрессорных труб.
Типичные процессы производства OCTG включают (все диапазоны размеров приблизительны)
Непрерывная прокатка на оправке и проталкивание на стенде для размеров от 21 до 178 мм.
Прокатка пробкового стана для размеров от 140 до 406 мм наружным диаметром.
Поперечная прошивка и пилгерная прокатка для размеров от 250 до 660 мм наружным диаметром.
Эти процессы обычно не допускают термомеханической обработки, обычной для полосовых и пластинчатых изделий, используемых для сварных труб. Поэтому высокопрочные бесшовные трубы должны производиться путем увеличения содержания легирующих элементов в сочетании с подходящей термической обработкой, такой как закалка и отпуск.
Рисунок 1. Схема глубокого процветающего завершения
Для удовлетворения фундаментального требования полностью мартенситной микроструктуры, даже при большой толщине стенки трубы, требуется хорошая прокаливаемость. Cr и Mn являются основными легирующими элементами, которые обеспечивают хорошую прокаливаемость в обычной термообрабатываемой стали. Однако требование хорошей стойкости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC) ограничивает их применение. Mn имеет тенденцию к сегрегации во время непрерывной разливки и может образовывать крупные включения MnS, которые снижают стойкость к водородному растрескиванию (HIC). Более высокие уровни Cr могут привести к образованию осадков Cr7C3 с грубой пластинчатой морфологией, которые действуют как коллекторы водорода и инициаторы трещин. Легирование молибденом может преодолеть ограничения легирования Mn и Cr. Mo является гораздо более сильным упрочнителем, чем Mn и Cr, поэтому он может быстро восстановить эффект уменьшенного количества этих элементов.
Традиционно, марки OCTG были углеродисто-марганцевыми сталями (до уровня прочности 55 ksi) или молибденсодержащими марками до 0.4% Mo. В последние годы глубокое бурение скважин и резервуары, содержащие загрязняющие вещества, которые вызывают коррозионные воздействия, создали сильный спрос на более прочные материалы, устойчивые к водородной хрупкости и SCC. Высокоотпущенный мартенсит является структурой, наиболее устойчивой к SSC при более высоких уровнях прочности, а концентрация Mo 0.75% обеспечивает оптимальное сочетание предела текучести и сопротивления SSC.
