Нефтяная трубная продукция (OCTG)
Нефтяные трубные сортаменты (OCTG) представляет собой семейство бесшовного проката, состоящего из бурильных труб, обсадных и насосно-компрессорных труб, подверженных условиям нагрузки в соответствии с их конкретным применением. (Схему глубокого колодца см. на рисунке 1):
The Бурильная труба представляет собой тяжелую бесшовную трубку, которая вращает буровое долото и обеспечивает циркуляцию бурового раствора. Сегменты трубы длиной 30 футов (9 м) соединяются бурильными замками. Бурильная труба одновременно подвергается высокому крутящему моменту при бурении, осевому напряжению за счет собственного веса и внутреннему давлению при продувке бурового раствора. Кроме того, на эти основные схемы нагружения могут накладываться переменные изгибающие нагрузки из-за невертикального или отклоненного бурения.
Обсадная труба обводит скважину. Он подвержен осевому растяжению за счет собственного веса, внутреннему давлению из-за продувки жидкостью и внешнему давлению со стороны окружающих горных пород. Обсадная колонна особенно подвержена осевому напряжению и внутреннему давлению со стороны перекачиваемой нефти или газовой эмульсии.
НКТ — это труба, по которой нефть или газ транспортируются из ствола скважины. Сегменты трубок обычно имеют длину около 30 футов [9 м] с резьбовым соединением на каждом конце.
Коррозионная стойкость в кислых условиях эксплуатации является очень важной характеристикой OCTG, особенно для обсадных и насосно-компрессорных труб.
Типичные процессы производства OCTG включают (все диапазоны размеров приблизительны)
Непрерывный процесс прокатки на оправке и процесс на толкательном стенде для размеров диаметром 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 позволяют проводить термомеханическую обработку, обычную для полосовых и пластинчатых изделий, используемых для сварных труб. Поэтому высокопрочные бесшовные трубы необходимо производить путем увеличения содержания легирующих добавок в сочетании с подходящей термической обработкой, такой как закалка и отпуск.
Рисунок 1. Схема заканчивания глубокой скважины
Для удовлетворения основного требования к полностью мартенситной микроструктуре даже при большой толщине стенки трубы требуется хорошая прокаливаемость. Cr и Mn являются основными легирующими элементами, используемыми для обеспечения хорошей прокаливаемости обычной термообрабатываемой стали. Однако требование хорошей устойчивости к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC) ограничивает их использование. Mn имеет тенденцию к сегрегации во время непрерывной разливки и может образовывать крупные включения MnS, которые снижают устойчивость к водородному растрескиванию (HIC). Более высокие уровни Cr могут привести к образованию выделений Cr7C3 с грубой пластинчатой морфологией, которые действуют как коллекторы водорода и инициаторы трещин. Легирование молибденом позволяет преодолеть ограничения легирования Mn и Cr. Mo является гораздо более сильным отвердителем, чем Mn и Cr, поэтому он легко восстанавливает эффект пониженного количества этих элементов.
Традиционно марками OCTG были углеродисто-марганцевые стали (до уровня прочности 55 тысяч фунтов на квадратный дюйм) или Mo-содержащие марки до 0,4% Mo. В последние годы бурение глубоких скважин и резервуары, содержащие загрязняющие вещества, вызывающие коррозионное воздействие, создали высокий спрос. для высокопрочных материалов, устойчивых к водородному охрупчиванию и растрескиванию. Высокоотпущенный мартенсит представляет собой структуру, наиболее устойчивую к SSC на более высоких уровнях прочности, а концентрация Mo 0,75% обеспечивает оптимальное сочетание предела текучести и устойчивости к SSC.
