Материал обсадных труб. Техническими условиями на трубы нефтяного сортамента химический состав сталей, за исключением серы и фосфора, не оговаривается и марка стали выбирается изготовителем по технико-экономическим соображениям и регламентируется в технологической документации.
Максимальное содержание элементов определяется применяемым исходным сырьём и способом выплавки стали и находится в пределах 0,030-0,065% для серы и 0,035-0,110% для фосфора. Таблица 2 Химический состав сталей для обсадных труб, применяемых в СНГ Категория прочности (марка стали) Химический состав, % С Mn Si Cr Ni Mo W S макс Р макс А 0,18-0,25 0,3-0,6 0,15-0,23 - - - - 0,045 0,045 С 0,3-0,37 0,65-0,9 0,2-0,35 - - - - 0,045 0,045 Д 0,43-0,53 0,7-0,9 0,15-0,3 - - - - 0,045 0,045 К 0,32-0,43 1,5-1,6 0,4-0,7 - - - - 0,045 0,045 Е 0,33-0,43 0,75-1,05 0,17-0,37 0,4-0,7 0,4-0,7 0,3-0,4 - 0,045 0,045 0,43-0,48 1,15-1,4 0,25-0,35 0,4-0,7 0,3-0,7 0,05-0,15 - 0,045 0,045 0,35-0,42 0,7-0,9 0,15-0,3 - - - - 0,045 0,045 Л 0,32-0,38 1,4-1,8 0,4-0,7 - - - 0,25-0,4 0,045 0,045 0,3-0,43 1,25-1,6 0,4-0,7 - - - - 0,045 0,045 М 0,32-0,43 1,5-1,8 0,4-0,7 - - - - 0,045 0,045 Для получения труб более высоких категорий прочности возможны два пути [4]: 1)применение легированных сталей с последующей сравнительно простой термической обработкой (нормализация или нормализация и отпуск); 2)применение простых углеродистых или низколегированных сталей с последующей закалкой и отпуском. 4.Технологическая схема производства обсадных труб Технология производства труб нефтяного сортамента определяется видом труб, категорией прочности и применяемым для их изготовления материалом.
По категории прочности трубы нефтяного сортамента можно разделить на три группы: обычной прочности с пределом текучести до 490,3 Мн/м² (50 кг/мм²), высокой прочности с пределом текучести 539,3-735,5 Мн/м² (55-75 кг/мм²), особо высокой прочности – более 735,5 Мн/м²(75 кг/мм²). Рисунок 2 Технологическая схема производства обсадных труб Обсадные трубы обычной прочности с минимальным пределом текучести до 490,3 Мн/м² (50 кг/мм²) изготавливают по следующей технологической схеме (рис.2). Горячая прокатка 1, обрезка концов и снятие фасок 2, нарезка резьбы 9, навёртка муфт 10, гидроиспытание 11 и покраска 12. Термическая обработка этих труб (нормализация) производится только в случае получения неудовлетворительных механических свойств.
Опыт эксплуатации труб категории прочности К (минимальный предел текучести 490,3 Мн/м² (50 кг/мм²) )показывает, что трубы этой категории необходимо подвергать нормализации, так как эти трубы имеют неравномерные механические свойства по длине вследствие местной подкалки при прокатке.
Обсадные трубы высокой прочности в зависимости от применяемого материала могут изготавливаться по двум технологическим схемам.
Для легированных сталей технологическая схема следующая: после прокатки 1 и обрезки концов 2 трубы подвергают нормализации в печи 3 и отпуску в печи 5. Иногда для труб категории прочности Е применяют нормализацию с прокатного нагрева.
После термической обработки трубы калибруют по наружному диаметру 6. Однако в этом случае операцию калибровки опускают вследствие отсутствия калибровочных станов в потоке печей и после термообработки трубы направляют прямо на правильные станы 7. После правки контролируют состояние наружной поверхности труб 8, нарезают резьбу 9 и навинчивают муфты 10. Трубы с муфтой проверяют на прочность и герметичность резьбового соединения путём гидравлических испытаний на прессах 11. После гидроиспытаний трубы окрашивают, маркируют и направляют на склад готовой продукции.
Технологическая схема изготовления высокопрочных труб из углеродистых и низколегированных сталей отличается от описанной выше только термической обработкой.
После обрезки концов на станках 2 трубы нагревают до температур закалки в печи 3, охлаждают в специальных устройствах 4 и затем подвергают отпуску в печи 5. При применении закалки и отпуска вследствие искажения точности поперечного сечения и увеличения кривизны операции калибровки и правки обязательны.
Для снижения прочности материала труб при калибровке и правке эти операции должны выполняться при температурах 200-500ºC. После правки труб выполняют операции, обозначенные на рис.2 позициями 8-12.[2] 5.