【摘 要】 在國際石油公司的勘探和開發中,一類物資由公司負責直接提供俗稱為甲方材料,最常用也是最重要的物資之一——OCTG(俗稱油井管)其質量管理直接關系到油田開發的成敗和投資成本。由于中國石油企業的海外項目日益增多,要求石油物資采辦專業人員既熟悉技術又了解商務,尤其是很多大型勘探開發項目,物資種類繁多,要求生產工期短,交貨時間緊急,導致各生產需求部門提交的部分產品技術資料不夠完善,難以把所需物資設備的技術細節描述清楚。要想減少采辦風險,做好質量控制,作為一名國際專業采辦貿易人員,對油井管的基本知識和檢驗標準有一定了解是非常關鍵的。
【關鍵詞】 國際石油工程 甲方材料 檢驗標準
1. 油井管簡介
OCTG是英文Oil Country Tubular Goods的縮寫,意思為石油專用管材,包括成品油套管、鉆桿、鉆鋌、接箍、短接等。本文主要討論甲方材料中的油管和套管。
1.1油管
1.1.1油管分類和鋼級
油管分為平式油管(NU)、加厚油管(EU)和整體接頭油管。油管鋼級有:H40、J55、N80、L80、C90、T95、P110。
N80分為N80-1和N80Q,二者的相同點是拉伸性能一致,二者的不同點是交貨狀態和沖擊性能區別,N80-1按正火狀態交貨或當終軋溫度大于臨界溫度Ar3且張力減徑后經過空冷時,又可用熱軋代替正火,沖擊功和無損檢驗均不作要求;N80Q必須經過調質(淬火加回火)熱處理,沖擊功應符合API 5CT規定,且應進行無損檢驗。
1.1.2油管的連接型式及接箍料的牌號、化學成分和交貨狀態
API 5CT標準對油管化學成分要求是一個范圍很寬的指導性要求,其中J55、N80、P110等鋼級油管只規定了硫、磷含量要求,其它主要元素均由生產廠家根據性能和使用要求而自行規定。平式油管、加厚油管和整體接頭油管的連接形式,因此,各制造廠均有自已的油管牌號。
1.2套管
1.2.1套管的分類及作用
套管是支撐油、氣井井壁的鋼管。每一口井根據不同的鉆井深度和地質情況,要使用幾層套管。套管下井后要采用水泥固井,它與油管、鉆桿不同,不可以重復使用,屬于一次性消耗材料。所以,套管的消耗量占全部油井管的70%以上。套管按使用情況可分為:導管、表層套管、技術套管和油層套管。
1.2.2套管鋼級及化學成份
套管的鋼級有H40、J55、K55、M65、N80、L80、C90、C95、T95、P110、Q125、V150。
V150是非API高強度鋼級,主要用于深井、超深井。同油管一樣,API標準對套管的化學成分也是一個范圍很寬的指導性文件,各生產廠家均有自已的套管專用牌號。
1.2.3套管常用短圓螺紋套管、長圓螺紋套管、偏梯形螺紋套管、直連型套管等多種連接型式。
1.3油井管螺紋量規
量規是螺紋的重要檢測工具。不同的螺紋類型,不同的尺寸均要使用不同的量規。所以,螺紋加工廠需要配備大量的量規,而且量規屬消耗品,當它受上一級量規檢測不合格時應予以報廢。量規有不同的等級,螺紋加工廠通常應配備工作規和校對規。工作規是用于檢驗鋼管螺紋,校對規是用于檢驗工作規。每一種量規又分為塞規和環規,塞規用于檢驗接箍內螺紋,環規用于檢驗管體外螺紋。
1.4國內外特殊扣簡介
特殊扣是不同于API 螺紋的具有特殊結構的管螺紋。現行的API螺紋連接的油套管雖然在油井開采中得到廣泛的應用,但在某些油田的特殊環境下,其不足之處明顯表現出來:API圓螺紋連接的管柱,雖然其密封性能較好,但其螺紋部位所承受的拉力只相當于管體強度的60%~80%,因而不能在深井的開采中使用;API偏梯形螺紋連接的管柱,其抗拉性能雖然比API圓螺紋連接高很多,但其密封性能不是很好,因而不能用于高壓氣井的開采;另外,螺紋脂一般只能在溫度為95℃以下的環境中才能發揮其作用,故在高溫井的開采中不能使用。
2. 制定合理采辦和檢驗標準,滿足海外油田對油井管的使用技術要求
油井管的制造標準包括國際標準、國家標準、行業標準、企業標準。某些產品在介紹其性能時,強調其實施某一國際標準, 似乎國際標準比國家標準嚴,實際上并非完全如此,有時候恰好相反。國際標準是最起碼、最基本的要求,是為了保證產品的互換性。目前,石油管標準多采用 API標準或 API等效的標準。但API和國家標準、行業及企業標準又有一一些不同,注意時間實用中區別對待。
2.1 API標準不是國際標準,但由于在國際應用很廣,起著國際標準的作用。API標準有兩個基本思想,一是基本的必須作的;二是 API標準出自實踐,實踐性很強。API標準是石油工業中最基本、最起碼的要求,API所制定的標準(包括規范、推薦作法和通報)中,規范(SPEC)主要著重于形式和參數的一致,以確保產品的互換性。推薦作法(RP)的目的是為了促進已在實踐中證明正確的技術和操作方法的廣泛利用。某些規范提出了一些設計、制造的技術要求,但均很簡單,不夠完善。
2.2 API標準沒有考慮也不可能考慮特殊井況的要求,它只是一個通用、泛泛的基本標準。而 API標準作為油井管的質量保證僅屬于基本要求,采用 API標準無法真正有效控制油井管質量。
2.3 API 5CT對水壓試驗的時機不明晰,油、套管的水壓試驗包含對管體及螺紋密封性的綜合驗證,API標準中沒有明確要求一定要在螺紋加工完成后進行水壓試驗,而是可以選擇在熱處理完成后或螺紋加工完成后進行水壓試驗,如果選擇在管體熱處理完成后、螺紋加工前進行水壓試驗,雖然實現了對管體的檢查,但未完成對螺紋密封性的綜合驗證。
2.4 API標準未涉及特殊螺紋接頭,而規定了 API圓螺紋的偏梯形螺紋,未涉及特殊螺紋接頭。目前已有 10余種特殊螺紋的油、套管在國內各油田使用,生產廠出于商業方面考慮,不愿意公開其產品標準,導致油田特殊螺紋管柱設計和檢驗無標準可依,只能依照廠家提供的技術資料進行檢驗,無法從用戶及第三者的角度客觀進行檢驗,存在一定的隱患。
2.5各大油公司的需求和采辦部門在采購時大多直接使用 API標準,在使用條件不復雜的淺井和一般工況條件下,API油井管標準基本上能滿足要求,而且是最經濟的、最合理的作法。但是,在使用條件苛刻的狀況下,如高溫、高壓、酸性強的井,依然直接采用 API標準作為訂貨技術條件,顯然不合理,并且存在一定的隱患。導致這些情況有兩方面的原因:一是對 API標準存在認識上的誤區;另一個是油公司雖然認識到 API標準是最基本標準,不能滿足一些特定工況條件的要求,但是,采購時除了 API標準可以采用外,沒有適合該特定工況條件的標準、規范可以采用。由于標準規范中相關細節的模糊,造成采購技術協議的不完善
結束語:
由于對 API標準的認識以及 API標準在使用中存在的問題,在定購或驗收產品時,僅僅依據 API標準或者國標、行業標準是不夠的,由于標準規范中相關細節的模糊和技術協議的不完善,為了保證油套管的質量,實際采購時還應根據自己的使用條件及特殊要求等實際情況,對于API標準沒有考慮的特殊井況, 訂貨時除了采用 API標準外,還應該考慮適合特定工況條件的附加要求或定貨補充協議, 制定適合特殊要求的標準或技術條件,采用“API標準+采購補充協議”的形式,作為向工廠訂貨或驗收的依據。
(作者單位:中國石化集團國際石油工程有限公司)