20世紀90年代后期,油田向油井管制造企業提出了需要抗二氧化碳腐蝕的13Cr不銹鋼無縫管(guan)材。最初,由于生產工藝、技術、坯料等問題,國內油井管制造企業還拿不出這種產品給油田使用。21世紀初,經與油田協商和技術論證,確定前期開發低鉻(3Cr、5Cr)管材,配合采用緩釋劑的方案,解決了部分區域二氧化碳腐蝕油井管材問題,但是這種低鉻抗二氧化碳腐蝕的管材,其適用范圍是有限,使用效果也是有限的。2001年10月,浙江不銹鋼管廠家在250機組上成功試軋出了2Cr13不銹鋼管,2003-2004年寶鋼、天津鋼管相繼開發出了13Cr油管和套管,隨后根據油田的需要,又開發出HP13Cr、SUP13Cr抗二氧化碳腐蝕的管材,近年來衡陽鋼管也開發出HP13Cr、SUP13Cr套管。


  當含有(you)(you)(you)CO2的(de)(de)(de)(de)油(you)(氣)井溫(wen)度(du)超過(guo)200℃時,馬氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)SUP15Cr也不能(neng)滿(man)足(zu)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)要(yao)求,需采用(yong)具(ju)有(you)(you)(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳和(he)(he)氯離子應力腐蝕(shi)(shi)裂(lie)紋(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。目前開(kai)發的(de)(de)(de)(de)22Cr和(he)(he)25Cr雙相(xiang)(奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)和(he)(he)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)相(xiang))不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)適用(yong)于200℃以(yi)上的(de)(de)(de)(de)二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳油(you)氣井。在(zai)對22Cr和(he)(he)25Cr雙相(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學成分(fen)進行設(she)計時,以(yi)調(diao)(diao)整(zheng)Cr和(he)(he)Ni的(de)(de)(de)(de)含量來調(diao)(diao)整(zheng)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)效(xiao)果。雙相(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)由(you)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)相(xiang)加奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)組(zu)成,晶粒相(xiang)互交叉(cha),習慣上由(you)于奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)和(he)(he)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)比(bi)率不同(tong),其耐(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)也不相(xiang)同(tong)。在(zai)雙相(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)中除(chu)基(ji)本成分(fen)Cr、Ni外,添加Mo和(he)(he)N等元(yuan)素(su)(su)可提高耐(nai)(nai)孔蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)除(chu)了具(ju)有(you)(you)(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高溫(wen)腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)外,相(xiang)比(bi)馬氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)還具(ju)有(you)(you)(you)更(geng)好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)H2S應力腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂(lie)性(xing)(xing)(xing)能(neng),在(zai)常溫(wen)的(de)(de)(de)(de)NACE TM 0177-A法試(shi)驗(yan)中,在(zai)A溶液,85%SMYS加載(zai)環境中,馬氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)最多只能(neng)通過(guo)10kPa的(de)(de)(de)(de)H2S分(fen)壓試(shi)驗(yan),而雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)25Cr可以(yi)通過(guo)100kPa的(de)(de)(de)(de)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)氫分(fen)壓試(shi)驗(yan)。目前國內生產(chan)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)油(you)井管的(de)(de)(de)(de)公(gong)司主要(yao)有(you)(you)(you)天津鋼(gang)(gang)(gang)管、寶鋼(gang)(gang)(gang)等。


  有(you)關研究報告指(zhi)出對高(gao)含硫(liu)化氫(qing)、二氧化碳和(he)CF的高(gao)溫環境超深井天然(ran)氣田,Ni基(ji)(ji)系列合(he)金(jin)(jin)、Co基(ji)(ji)系列合(he)金(jin)(jin)和(he)Ti基(ji)(ji)系合(he)金(jin)(jin)都是(shi)很好的選用材料(liao)。考慮到資源(yuan)和(he)經濟效益,大多數是(shi)采用Ni基(ji)(ji)合(he)金(jin)(jin)作(zuo)耐腐(fu)蝕合(he)金(jin)(jin)。對其(qi)檢驗(yan)的耐腐(fu)蝕項目有(you):酸洗后麻坑、一般腐(fu)蝕、應力腐(fu)蝕開裂的敏感性等(deng)。應力腐(fu)蝕試驗(yan)包括(kuo)四點彎曲試樣(yang)的檢驗(yan)、C型和(he)雙(shuang)懸臂梁式斷口(kou)試樣(yang)檢驗(yan)以及(ji)模擬條(tiao)件下進行(xing)試驗(yan),最后根據實驗(yan)數據、井底溫度(du)條(tiao)件,按發生失效變(bian)化來(lai)確定最佳的耐蝕合(he)金(jin)(jin)。現將天津鋼(gang)管、寶鋼(gang)的耐蝕合(he)金(jin)(jin)(CRA)產品(pin)列于下表8-4所(suo)示。


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