抗挤毁套管产品开发理论和实践PDF电子书下载

1绪论 1

1.1 API标准套管 2

1.2套管损坏机理 4

1.2.1地质因素 4

1.2.2工程技术因素 5

1.2.3腐蚀因素 6

1.3抗挤系列套管产品的开发 7

1.3.1高抗挤套管 8

1.3.2抗挤抗硫套管 9

1.3.3抗挤耐热套管 11

参考文献 12

2挤毁应力理论 13

2.1圆筒在极坐标下的力学方程 13

2.1.1平衡微分方程 14

2.1.2几何方程 15

2.1.3物理方程 16

2.1.4拉普拉斯算子 16

2.1.5应力函数 17

2.2轴对称问题 18

2.2.1应力分量 18

2.2.2轴对称位移 19

2.2.3轴对称位移函数 20

2.2.4轴对称位移和应力表达式 20

2.3挤毁应力公式的推导 21

2.3.1屈服强度挤毁应力公式 21

2.3.2塑性挤毁应力公式 22

2.3.3弹性挤毁应力公式的推导 23

2.3.4过渡挤毁应力公式的推导 24

2.4挤毁应力的其他公式 25

2.4.1轴向拉伸应力下的挤毁应力 25

2.4.2内压对挤毁的影响 25

2.4.3玉野（Tamano）公式 26

2.5压溃强度计算公式的适用性 27

参考文献 29

3抗挤套管的生产 30

3.1无缝钢管工艺流程 30

3.2穿孔工艺 31

3.2.1斜轧穿孔机 31

3.2.2斜轧穿孔过程 32

3.3轧管工艺及设备 34

3.3.1连续轧管机组 35

3.3.2斜轧管机轧管 38

3.4宝钢抗挤套管的生产 40

3.4.1φ140mm机组 40

3.4.2 Accu-Roll机组 42

3.4.3 PQF机组 43

3.4.4 HFW机组 45

参考文献 50

4高抗挤套管螺纹连接与管柱设计 51

4.1抗挤套管常用螺纹连接 51

4.1.1圆螺纹 51

4.1.2偏梯形螺纹 54

4.1.3特殊扣螺纹 57

4.2特殊外径抗挤套管螺纹连接 58

4.2.1特殊外径螺纹设计思路 58

4.2.2 180mm外径长圆螺纹加工 59

4.3管柱设计基本公式 61

4.3.1管体屈服强度 61

4.3.2内压抗力 61

4.3.3连接强度 63

参考文献 65

5抗挤毁套管的微观组织与力学行为 66

5.1塑性变形对组织演变的影响 66

5.1.1塑性变形对材料组织和性能的影响 66

5.1.2回复 68

5.1.3再结晶 70

5.1.4晶粒长大 72

5.2斜轧制管过程中材料的力学行为 73

5.2.1制管应变 73

5.2.2高温变形机理 74

5.2.3制管过程中的微观组织特征 76

5.2.4热处理后微观组织的演变 77

5.3斜轧工艺套管织构的研究 79

5.3.1套管的轧制工艺 79

5.3.2套管的性能和织构 80

5.3.3织构对抗挤强度的影响 83

参考文献 85

6抗挤套管钢的强韧化 86

6.1钢的高强韧化设计思路 86

6.1.1固溶强化 86

6.1.2热处理强化 87

6.1.3析出强化 88

6.1.4细晶强化 89

6.2抗挤套管钢中的析出相 90

6.2.1金相组织 91

6.2.2钢中析出相的表征 91

6.2.3析出相的作用 94

6.3高强度抗挤套管钢的晶粒控制技术 94

6.3.1成分设计和控制轧制 94

6.3.2优化奥氏体化参数 95

6.4高强度抗挤套管强韧化技术 98

6.4.1纯净钢技术 98

6.4.2高强度抗挤套管的性能 99

参考文献 102

7抗挤抗硫套管 103

7.1硫化氢引起的氢损伤 103

7.2应力腐蚀开裂机理与测试方法 104

7.3抗挤抗硫套管钢的开发 107

7.3.1 SSCC的影响因素 107

7.3.2抗硫套管的成分设计 107

7.3.3抗挤抗硫套管 108

7.4抗硫性能的试验方法 110

7.4.1 H2 S介质中极化曲线测定 110

7.4.2 H2S介质中渗氢曲线测定 110

7.4.3表面腐蚀产物膜的分析 111

7.4.4 KISSCC测试 111

7.5抗挤抗硫钢的电化学行为 112

7.5.1电化学曲线 112

7.5.2腐蚀产物与析出相 113

7.5.3钢在硫化氢介质中的腐蚀机制 115

7.6氢在钢中的扩散行为 117

7.6.1氢扩散方程 118

7.6.2氢扩散系数 118

7.6.3可扩散氢浓度 119

7.6.4不可逆陷阱中氢浓度的测定 120

7.6.5氢在BG110TS钢中的扩散行为 121

7.7抗挤抗硫套管硫化氢应力腐蚀开裂特性 122

7.7.1硫化氢介质中的裂纹扩展速率和KISSCC 124

7.7.2动态充氢条件下的裂纹扩展速率和KIH 125

7.7.3应力腐蚀试样的断口形貌 126

参考文献 127

8热采井用套管 128

8.1稠油开采工艺 128

8.1.1蒸汽吞吐 129

8.1.2蒸汽驱 130

8.1.3蒸汽辅助重力泄油 130

8.1.4火驱采油 131

8.1.5不同热力采油工艺的比较 132

8.2热采套管的套损及其钢种设计 133

8.2.1热采套管套损机理 133

8.2.2热采套管套损的预防措施 134

8.2.3热采井套管用钢的设计原理 136

8.3抗挤耐热套管的开发 138

8.3.1抗挤耐热套管的设计 138

8.3.2抗挤耐热套管的实测性能 139

8.3.3套管的抗挤耐热性能 140

8.3.4抗挤耐热套管的微观结构特征 142

8.4火驱采油用套管的开发 143

8.4.1火驱采油用套管的实测性能 143

8.4.2模拟井况下的火驱采油套管的抗氧化、腐蚀性能 145

8.4.3耐高温火驱采油用油井管的开发 145

参考文献 147

9中原油田用高强度抗挤套管 148

9.1油田地质基本知识 148

9.2中原油田的地质特点 151

9.3中原油田的地应力研究 154

9.4中原油田的管柱设计 158

9.5高强度套管的生产及应用 161

参考文献 163

附录 164

附录1 API油井管标准简介 164

附录2英制与公制单位换算表 166

附录3套管推荐作业方式 167

附录4宝钢抗挤系列产品规格及性能 169

致谢 185