[发明专利]适用于油井盐膏层套管

说明书

技术领域

本发明涉及一种套管的生产，特别是一种适用于油井盐膏层套管。

背景技术

目前，在石油钻井行业中，经常遇到盐膏层、岩盐层地层，下入普通套管后由于其壁厚较薄，外径/壁厚之比非常大，一般比值可能超过16，或者应用在射孔井段普通套管，由于射孔引起原套管管体抗挤毁能力下降，导致套管的抗挤毁强度指标常常虽已达到行业标准要求(API理论值)，但实际上抵抗不了地层压力，造成下入的套管管体挤毁，或者下入后寿命不长，导致整井报废或者达不到投资预期，造成严重的经济损失。例如中原油田属复杂的断块油气田，由于受盐层“塑性流动”和地应力等诸多因素的影响，套管损坏十分严重。井况的恶化不仅破坏了注采井网，影响了增产增注措施的实施，而且还造成了储量和产量损失，事故井修复成本非常沉重。

早在本世纪三十年代末期，API便开始组织研究套管的抗挤问题。直至今日，人们已从高抗挤套管的生产和使用的不同角度，系统研究了套管压溃失效机理、影响因素、标准规范以及高抗挤套管的生产制度等。得出以下因素影响套管的抗挤毁强度：轴向应力、L/D、屈服强度、残余应力、金相组织、矫直工艺、D/t比值、套管圆度、壁厚等。

近年来，在井况恶化的预防与事故井的治理方面，尽管作了大量的工作，如抓钻井源头，提高套管钢级，开展套损机理研究，强化油气水井的日常管理，采用新工艺、新技术进行油水井大修等，实现了“一降两持平”的目标，但由于井筒先天不足和开发中后期地层应力场发生巨大变化，套管损坏严重，井况恶化的势头还没有从根本上得到遏制，事故井仍以每年将近200口的速度发生。

在盐岩层井况中，存在非均匀载荷，对实际套管的挤毁机理已经非普通API抗挤毁理论所能解释，而且这这些影响套管抗挤毁强度的影响因素中，考虑到经济性因素，径厚比成为重中之重。

这类管材制造中，由于轧机的能力普遍受限，钢管行业的通常做法是提高管体的力学性能来提高管体抗挤毁强度指标。但这样造成钢管的合金成本和原料成本比较高，此法并不科学，况且高合金含量时冶炼和轧制工艺难度较高。如何更大的提高抗挤毁强度，成为了解决问题的关键点。因此，急于开发应用盐岩层套管，能从根本上解决盐岩层、盐膏层、泥盐层、射孔段套管损坏问题、延长油气水井使用寿命。

发明内容

针对现有技术中结构上的不足，本发明提供一种适用于油井盐膏层套管，以利于降低无缝钢管产品的成本，提高套管的抗挤毁强度等性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种适用于油井盐膏层套管，其成份的重量％为C：0.26％～0.31％、Si：0.25％～0.35％、Mn：0.80％～1.00％、P≤0.015％、S≤0.010％，Cr：0.90％～1.00％，Mo：0.40％～0.50％，V：0.07％～0.10％，余量为Fe和不可去除的痕量元素；

其力学性能达到：

屈服强度：在896MPa～1034MPa之间，抗拉强度：≥1000MPa，冲击韧性指标：夏比冲击功≥42J(0℃±3℃，10×10×55mm，横向试样)，延伸率：≥16％；壁厚精度：达到±10％，外径/壁厚比：达到9～14，抗挤毁强度指标超出API 5C3理论值40％以上；钢管结构为无缝光管。

本发明的效果是使用适用于油井盐膏层套管，根据API给出的套管抗挤公式以及其它相关研究资料给出的影响抗挤毁强度的计算公式，该套管的挤毁抗力P与材质屈服强度YP成正比，与D/t的比值成相反的变化趋势，与管体残余应力成相反的变化等等。目前，人们普遍认为，套管的抗挤性能主要取决于材质的屈服强度σy、残余应力σr、金相组织、D/t比值、钢管圆度μ、壁厚偏差ε等因素。根据金属学原理，当套管材质(化学成分)确定后，提高非连续屈服的工艺措施，如淬火、回火、热处理或温矫工艺等，均会对提高屈服极限有益。只有当套管在线淬火全截面得到90％以上的马氏体，回火后非马氏体转变产物小于10％，方可得到较高的屈服强度。

当非均匀载荷Pu与PO相比可以忽略不计(近似均匀载荷)时，套管的抗挤毁强度基本不下降；而当非均匀载荷Pu与PO相比较大时，套管的抗挤毁强度有明显降低，有些情况下可能下降到原来的1/3甚至1/5。但是，在非均匀载荷环境下，厚壁管达9～14，具有明显优势，它能够承受更大的不均匀载荷。

具体实施方式

结合实施例对本发明的适用于油井盐膏层套管结构加以说明。