特殊套管国内外发展现状及包钢的对策

第３３卷第６期　２００７年１２月　包钢科技　

Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏ￣ｏｆ　Ｂａｏｔｏｕ　Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　Ｖ０１．３３。Ｎｏ．６　

Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２００７　

特殊套管国内外发展现状及包钢的对策　贺景春　，李春龙２，井溢农　（１．包钢（集团）公司技术中心，内蒙古包头０１４０１０；　２．包钢（集团）公司，内蒙古包头０１４０１０）　

摘要：文章对特殊套管的国内外发展现状进行了综述，并对包钢特殊套管ＢＴ系列的产品命名规则及产品大纲进　行了阐述，最后提出了包钢ＢＴ系列石油套管发展中应当注意的几个问题。　关键词：特殊套管；现状；ＢＴ系列　中圈分类号：ＴＧ３３５．７１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００９—５４３８（２００７　Ｊ０６—０００１—０４　

Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｐｅｃｉａｌ　Ｃａｓｉｎｇ　ａｎｄ　Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｂａｏｔｏｕ　Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　

ＨＥ如　一ｃｈｕｎ　，ＬＩ　Ｃｈｕｎ—ｌｏｎｇ。，ＪＩＮＧ　Ｙｉ—ｎｏｎｇ　（１．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆＢａｏｔｏｕ　Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏｒｐ．，Ｂａｏｔｏｕ　０１４０１０，Ｎｅｉ　Ｍｏｎｇｇｏｌ，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｂａｏｔｏｕ　Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏｒｐ．，Ｂａｏｔｏｕ　０１４０１０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｃａｓｉｎｇ　ｉｎ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ．Ｔｈｅ　ｎａｍｉｎｇ　ｒｕｌｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｕｔｌｉｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＢＴ　ｓｅｒｉａｌｓ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｃａｓｉｎｇ　ｏｆ　Ｂａｏｔｏｕ　Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｅｖｅｒａｌ　ｐｍｂｌｅｍｓ　ｔｈａｔ　ｗｏｒｔｈ　ｔｏ　ｃｏｎｓｉｄｅｒ　ｉｎ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ｃｏｕｒ∞ｗｅｒｅ　ｐｍｍｏｔｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｐｅｃｉａｌ　ｃａｓｉｎｇ；ｓｉｔｕａｔｉｏｎ；ｔｈｅ　ＢＴ　ｓｅｒｉａｌｓ　

随着经济的发展和对石油需求量的增大，近年　来我国石油和天然气勘探与开发的力度也不断加　大，每年钻井数量都维持在较高水平，钻井量约占世　界的五分之一，我国已经成为世界三大钻井最多的　国家之一ｕ　Ｊ。近年来我国每年消耗油井管约２．０　Ｘ　１０６　ｔ，折合约１４０亿元人民币，未来几年还有继续增　

长的趋势。我国油井管市场潜力巨大，并且在世界　范围内占有重要地位。　近年来特殊套管发展迅速，已经成为国内外无　缝管企业生产水平的标志之一，并且作为超高附加　值产品，其产生的经济效益已经不能令人小觑。　１　特殊套管的国内外发展现状　１．１特殊套管的定义　

随着地质勘探和采油气地层的复杂化，高温高　压井、超深井、水平井、大斜度井、稠油热采井以及腐　蚀环境下的油气井的不断出现，ＡＰＩ标准套管已经　不能完全满足实际需要，因此，国内外许多套管生产　厂家开发出非ＡＰＩ标准套管，或称为特殊套管　Ｊ。　１．２特殊套管的３种情况　非ＡＰＩ套管（特殊套管）包括三种情况：一是尺　寸、钢级、壁厚依据ＡＰＩ规范，只是采用特殊连接螺　纹，例如ＷＡＭ螺纹连接；二是为解决腐蚀、高应力、　热采等问题而采用特殊钢级，但尺寸、壁厚、连接方　式仍然依据ＡＰＩ标准，如ＳＭ１００ＳＳ；三是扣型、钢级　均未采用ＡＰＩ标准，如ＮＴ９５ＴＳ。　１．３特殊套管的生产条件　特殊套管的特殊性表现在２个方面：一是特殊钢　

收稿日期：２００７—０８—２５　作者简介：贺景春（１９６８一），男，山西省临县人，炼钢高级工程师，现从事无缝管新产品开发工作。　

维普资讯 http://www.cqvip.com ２　包钢科技　第３３卷　级（材质）、二是特殊丝扣。特殊材质套管的生产要求　生产企业配套相应的冶炼一精炼一连铸以及热处理　设备，如抗ｃ０２的９Ｃｒ、１３Ｃｒ等套管需要加入大量合　金，因此需要配套电炉用来冶炼或熔化合金；特殊丝　扣套管的加工通常需要有专门的特殊丝扣生产线。　１．４特殊套管的国内外发展现状　套管失效是油井寿命的关键影响因素。油井管　的失效是力学和环境服役条件等外因作用于油井管　的材料因素和结构因素等内因的结果。从油井管自　身分析，油井管的各种失效形式寻根问底是两方面　因素在起作用，即材料因素和结构因素。材料因素　包括材料的成分、组织、性能及冶金质量，集中体现　在钢级上；结构因素是指油井管的几何形状和尺寸　精度，主要体现在螺纹连接上。因此，油井管的根本　问题是钢级问题和螺纹连接问题。　１．４．１特殊钢级套管　多年来，世界石油工业所用的油井管一直采用　美国石油学会（ＡＰＩ）标准进行生产和使用，就材质而　言，ＡＰＩ　Ｓｐｅｃ　５ＣＴ将套管和油管分为４组、ｌ７个钢　级。但随着石油开采向深部和复杂油田推进，井深　不断增加、腐蚀介质的腐蚀性逐步加剧、地质条件愈　加恶化，使得套管的服役条件越来越苛刻，于是国外　的油井管生产企业率先开发出满足不同条件的、品　种繁多的非ＡＰＩ钢级的特殊套管。如日本住友的　ＳＭ及新ＳＭ系列非ＡＰＩ特殊套管共有９２个钢级，是　ＡＰＩ钢级数量的５．４倍。特殊套管钢级约有ｌｌ０多　种，大大超过ＡＰＩ钢级的数量。特殊钢级套管的实　际使用量已经占全部油井管总量的１０％左右。　国外较为知名的特殊钢级套管有：Ｖ＆Ｍ公司的　ＶＭ系列、日本住友的ＳＭ系列、日本ＮＫＫ的ＮＫ系　列，日本新日铁的ＮＴ系列、川崎的ＫＯ系列等；国内　的特殊钢级套管有：天津钢管公司的１１Ｐ系列，上海　宝钢的ＢＧ系列和无锡西姆莱斯的ＷＳＰ系列。国内　外主要特殊钢级套管及用途，列于表ｌ［３　】。　

表１　国内外主要特殊钢级套管及用途　用途　制造企业　Ｖ＆Ｍ　住友　ＮＫＫ　新日铁　川崎　天管　ＴＰｌ２５　ＴＰｌ４ｏ　ＴＰｌ５０　圭塑　堕塑鲞堑　ＢＧｌ４Ｏ　ＢＧ１５０　用于深井、超　深井的超高强　度油套管　用于寒冷地区　的低温高韧性　油套管　、　ｌ４０　ＶＭｌ５０　、　ｌ５５　纡　，　ＶＭ町ＬＴ　、　（　一　１２５）ＬＴ　高抗挤毁套管　ＶＭ８０ＨＣ　、　ｌ９５ＨＣ　ｗＯｌｏ一　１４０）ＨＣ　抗Ｈ２Ｓ应力腐　ＶＭｇ０Ｓ　蚀的油套管　ＶＭ９５Ｓ　ｗ（８ｏ一　１ｌＯ）ＳＳ　ＳＭｌ４ＯＧ　ＳＭｌ５ＤＧ　ＳＭｌ５５Ｇ　ＳＭ８０Ｌ　ＳＭ　Ｌ　ＳＭｌ１０Ｌ　ＳＭｌｌＯⅡ　ＳＭ（８０一　Ｉ１０）Ｔ　ＳＭ（￣５一　ｌ￣）Ｔｒ　ＳＭ（８０一　）Ｓ　ＳＭ（８５一　￣ｏｏ）ｓｓ　同时兼顾抗硫　ＶＭｇＯＨＣＳ　ＳＭ９５ＴＳ　和高抗挤性能　ＶＭ９５ＨＣＳ　的油套管　ｗ（８ｏ　１ｌ０）Ｈ￣　耐ｃｏ２腐蚀的　ＳＭ９ＣＲ一　油套管（７５一　）　ＳＭ１３ＣＲ一　（７５　）　耐ＣＯ２＋低　Ｈ２Ｓ腐蚀的油　套管　耐ｃｏ２＋Ｈ２Ｓ　＋ｃｌ一腐蚀的　油套管　稠油热采用　油套管　高压储气井　套管　ＳＭ２２ＣＲ一　（６５一ｌ４ｏ）　ＳＭ２５ＣＲ一　（７５一ｌ４ｏ）　ＳＭ２Ｏ３５一ｌｌＯ　ＳＭ２５３５一ｌ２５　ＳＭ２２４２—１３０　ＳＭ２５５ｏ—ｌ４ｏ　ＮＫｌ４０　ＮＫＶｌ５０　ＮⅪ　ＮＩ　ｌｌＯ　Ｎｌ　ｌ２５　Ｎ　Ｎ　ｎｌＯ　Ｎ　ｎ４０　『ｌ　Ｃ９０　『ｌ　０９５　『ｌ　Ｃｌｏ０　Ｎｌ　Ｃｌ岱　ＮＫＡＣ８０Ｔ　ＮＫＡＣ鳄Ｔ　ＮＫＣＲ（９一ｌ３）　一（８Ｏ一　）　Ｎｌ厂（Ｒ恐　一（６５—１４０）　￣Ｃ（２５一　）一（∞　１　）　ＮⅪ　［ｃ（铊一　一（１Ｄ一坳　Ｎｒｌ２５Ｄ６　ＮＴｌ４ＯＤ６　ＮＴｌ５０Ｄ６　

Ｎ　０【ｓ　Ｎｒ９５　ＮＴｌｌＯＬＳ　

Ｎ１　ＮＴｌｌＯＨＳ　ｇｒ（８ｏ一　１１ｏ）ｓｓ　ｇｒ（８ｏ一　￣５）ｓｓｓ　Ｎｒ（８５一　Ｉ１０）ＨＳＳ　Ｎｒ（８５～　９５）ＨＳＳＳ　ＫＯｌ４ｏＶ　ＫＯｌ５０Ｖ　ＫＯ８０Ｔ　ＫＯ９卯　ＫＯｌｌ仃ｒ　ＫＯ咖　ＫＯ（８０一　ｌｌ０）Ｓ　ＫＯ（８５一　Ｈ０）ＳＳ　Ｋ０鲫Ｓ　ＫＯ９贸Ｓ　ＫＯｌ３Ｑ－７５　ＫＯｌ３（　ＫＯｌ３Ｃｒ９５　．Ｉ１，８叩　ＴＰｌｌＯｒ　ＴＰ（１１０一　￣４０）Ｔｒ　

ＴＰ（８０一　）Ｓ　１１　ｎ　

ＴＰ（６５一　ｌ２Ｏ）Ｈ　

ＴＰＳＯＣＱＪ　ＴＰｌ１０Ｃ　ｏ＝　

Ｂｅ（５５—　１１ｏ）一１Ｃｒ　ＢＧ（８０一　ｌＯ５）一３Ｃｒ　

ＢＣ８０ｌＳ一３Ｃｒ　ＢＧ９５Ｓ一３　

ＢＧＤ６０　ＷＳＰ｛；０Ｈ　ＢＧＤＳＯ　ＷＳＰ１０５Ｈ　

～一～一一一～一一一一一　Ｋ　维普资讯 http://www.cqvip.com 第６期　特殊套管国内外发展现状及包钢的对策　３　１．４．２特殊螺纹连接套管　随着油井深度、井底压力和温度日益增高，ＡＰＩ　的短圆螺纹、长圆螺纹及偏梯形螺纹在结构完整性　和密封完整性两方面都不能适应要求，国外已经有　３０多个厂家开发了１００多种有专利权的特殊螺纹　接头。据估计，全世界特殊螺纹连接石油套管的产　量和使用量已经超过套管总量的１０％［６Ｊ，并且还在　继续增长。特殊螺纹接头的品种经历了由“几支独　秀”到“百花齐放”，再到“趋于集中”几个阶段。现　今，仅Ｖ＆Ｍ公司的ＶＡＭ系列特殊螺纹接头套管已　占全球特殊螺纹接头套管总量的５０％，ＶＡＭ系列特　殊螺纹接头套管年产量已经突破了５０万ｔ。　世界知名的特殊螺纹有Ｖ＆Ｍ公司的ＶＡＭ螺　纹、日本川崎制铁和英国Ｈｕｎｔｉｎｇ公司共同开发的　Ｆｏｘ螺纹、日本新日铁开发的Ｎｓ—ｃｃ螺纹、日本住　友金属在ＶＡＭ螺纹的基础上经过改进设计了ＴＭ　螺纹、日本钢管（ＮＫＫ）设计制造的ＮＫ３ＳＢ螺纹、阿　根廷Ｓｉｄｅｒｃａ公司设计生产的ＳＥＣ螺纹等。　随着我国石油工业的发展，ＡＰＩ接头套管基本　实现了国产化，同时国外套管加工企业不愿意加工　技术含量较低的ＡＰＩ螺纹套管，使得我国有很大一　部分ＡＰＩ螺纹套管出口到国外。但我国特殊螺纹接　头套管无论在产量上、品种上还是质量上都远远不　能满足油田的需要，所需的特殊螺纹产品基本上依　赖进口。　大力开发和应用特殊螺纹接头油套管已经成为　我国石油管国产化的首要任务。　

２　包钢ＢＴ系列石油套管产品命名规　则及产品大纲　２．１　ＢＴ系列石油套管定义　ＢＴ系列石油套管是包头钢铁（集团）公司开发　的具有包钢特色的特殊用途的非ＡＰＩ标准石油套管　的总称。　２．２　ＢＴ系列石油套管命名规则　ＢＴ系列石油套管的名称由３部分构成，前缀＋　钢级＋后缀，其命名格式为：　ＢＴ一口口口ＯＯ④　前缀：ＢＴ代表包钢特殊用途石油套管；　钢级：口口口由２　３位数字构成，采用ＡＰＩ标　准钢级命名惯例，用屈服强度下限（单位为ＫＳＩ，即　千磅／平方英寸）表示，如８０钢级，代表其屈服强度　下限为８０ＫＳ１（千磅／平方英寸）；　后缀：ＯＯＯ由数位字母、数字或符号构成，代　表套管的特殊用途。　２．３　ＢＴ系列石油套管拟开发产品大纲（见表２）