erw套管在汽车覆盖件上的应用

erw套管在汽车覆盖件上的应用

在原油钻孔应用于油管领域的高频电压焊排空头（以下简称erw管道），与非晶态套筒相比具有尺寸准确、焊接工艺好、抗弯性好、成本低等优点。广泛应用于国外，取得了良好的效果。我国在低钢级ERW套管制造方面也取得了巨大进步,但最为广泛应用的N80钢级ERW套管的生产制造在国内仍为空白。1worm产品的特点1.1erw管道的技术优势(1)“面等”精度ERW套管在成型后采用了机械定径工艺,使其尺寸(外径、壁厚、圆度等)精度较无缝套管有所提高,其外径偏差一般不超过±0.5%。如日本新日铁公司生产的ϕ244.5mmERW套管的壁厚标准偏差<0.10mm,而相应的无缝套管的标准偏差则为0.41mm。(2)焊接伤口良好ERW套管的制造工艺可以保证得到高强度、高韧性的焊缝,焊缝的成分组织及基体材料中C,S和P含量较低,使套管的韧性较无缝套管高。(3)抗泡沫和抗爆性好与同类API无缝套管相比,ERW套管抗挤压强度高30%～40%,抗爆性能(内压强)高50%左右。(4)先进的工艺和高质量的产品控制ERW套管母材为控轧卷板,呈各向同性,可100%进行无损探伤。(5)erw套管的投资比无缝套管投资低与同类无缝套管相比,ERW套管的成本低5%～10%,生产效率高,机械化、自动化程度高,生产能耗低;ERW套管成材率为93%～98%,而无缝套管的成材率85%～90%;ERW套管整个项目投资也比无缝套管项目低40%。标准要求的ERW钢管与无缝钢管几何尺寸比较见表1。1.2卷对卷、卷、板、卷34和3.(1)原料选用控轧卷板,严格控制S和P含量以及碳当量,通常w(S)≤0.015%,碳当量≤0.25%。并利用Nb,V,Ti和Cu等元素以微合金化改善钢材韧性,提高其可焊性及耐腐蚀性。(2)较厚的卷板经过铣边处理,可以减小焊接时毛刺引起的局部过热和氧化。(3)广泛采用螺旋活套进行连续生产,不存在由于卷对卷间歇生产引起的焊接停顿,导致重新起焊时由于焊接电流、电压不稳定而产生产品质量缺陷。(4)普遍采用先进的液压去除内毛刺工艺,套管的内毛刺高度控制在1.14mm内。(5)焊接参数严格,包括对电源输入功率、焊接V形角、焊接速度、焊接温度的控制。焊接温度通过高频焊机的速度-功率闭环控制,波动控制在±5℃以内。(6)重视焊后热处理,通过焊后热处理改善焊缝区组织及内应力。(7)采用高强度定径机组,减径量大,成品精度好。(8)对焊缝及钢管整体进行在线或离线无损探伤,及时准确地发现缺陷,以便及时调整生产工艺,保证产品质量。2使用erw管道2.1erw油管使用情况美国是最早使用ERW套管的国家,也是用量最大的国家。ERW套管应用发展的历程大体可分为三个阶段:第一阶段是ERW套管开始应用及被市场认识阶段。20世纪60年代,ERW套管开始进入石油专用管材领域,以其质量、价格等优势而被认可,但当时ERW套管还只局限于较低钢级的H40和J55套管,市场占有率也较低。第二阶段是ERW套管的大面积推广使用阶段。20世纪80年代初,随着N80级板材的试验成功和人们对ERW套管认识的提高,使ERW套管的应用以每年5%～10%的比例迅速增长。美国权威管材统计机构Preston公司对美国ERW油井管与无缝油井管应用的调查数据见表2。表2中油井管总量统计中包括了油管、套管和钻杆,钻杆不用焊管,应扣除它所占7%的比例,这样,ERW油、套管在美国的应用所占比例均已超过50%。日本新日铁公司累计出口ERW油井管120×104t,使用最长年限已有12年,没有用户反映任何产品质量问题。法国、俄罗斯等国的ERW油、套管应用比例已达20%～30%。第三阶段是ERW套管向特殊用途套管和超深井方面发展阶段。近几年,ERW套管深入到超深井和特殊用途方面,如高含S和P等复杂介质油井的应用。其中美国LongStar公司ϕ177.8mmERW套管已下井深7800m,德国Hosi公司ϕ244.5mmERW套管已下井深6000m,加拿大Prudential公司的ERW套管和油管已在600～1800m的气井中广泛使用。2.2erw套管使用情况20世纪80年代以前,我国油气田中使用的套管都是用无缝管加工的,80年代末才开始ERW套管的引进与试用。1985年原石油部从日本引进了少量ERW套管进行试验,其中大部分为J55钢级的表层套管。1985年至1999年,我国进口日本ERW套管共计32×104t,先后在大庆、胜利、辽河、中原、长庆等油田进行了应用试验,钢级有J55和N80,套管直径为127～508mm(5～20in)。作者曾对国内所有ERW套管的用户,就油井、下井深度,施工单位,套管规格,螺纹类型,下井、固井时间及使用情况等进行了深入调查,并汇总分析。在调查中发现,所有的ERW套管,无论是表层套管、油层套管、还是深井试验,均使用良好,未见失效报道。原石油工业部科学技术司曾于1988年组织大庆油田、石油管材研究所、胜利油田3家单位通过了对“ERW套管的开发研究及其推广应用项目”的评审鉴定,鉴定意见为:“全部试验结果表明,ERW套管不但能达到表层套管和技术套管的要求,而且能满足油层套管的技术要求。因此,本成果具有很高的使用价值和经济效益。ERW套管生产成本低,价格比同类无缝套管便宜。若全国每年使用1/3的ERW套管,可节约外汇上千万美元。”在该报告中曾提及ERW套管不适合于在含H2S及CO2气体介质的油井中使用。但近10年来,随着冶金工业技术的不断发展,现在生产的ERW套管已可用于含H2S及CO2气体介质的油气井中。中国石油天然气集团公司于1994年制定了石油天然气行业标准SY/T5989—1994《直缝焊管国外订货技术条件》。受国际供货渠道和我国政策(从国外订货时要求国外厂商以低于无缝管10%以上的价格供货)等方面的影响,致使ERW套管在国内没有大面积推广,其应用比例不足套管总量的5%。2001年,宝鸡石油钢管厂同日本住友金属株式会社合资,借鉴国外的先进管理经验,使ERW套管生产线的年产量突破7×104t,ERW套管在国内的使用量才得以增加,目前已达到10%。近几年国内ERW套管的应用情况见表3,胜利油田ERW套管的应用情况见表4。国内ERW套管的使用大部分仅限于J55钢级的表层套管,由于宝鸡住金钢管有限公司生产线设备能力所限,不能生产占套管市场用量80%的N80钢级的ERW套管,致使ERW套管在国内还没有大面积推广应用。通过ERW套管在国内近20年的推广与应用,大面积推广应用的时机现已成熟。3bew产品的市场分析3.1经过三年的生存3.1.1erw套管生产发展阶段国外ERW套管的生产同其使用一样,也大体分为三个阶段:第一阶段是ERW套管开始生产与试验阶段。国际上最早生产ERW套管的国家是美国,早在20世纪60年代初,随着高频感应焊接技术、计算机自动控制技术以及多探头无损检测等技术的进步,使得ERW套管的质量得以保证,并以其质量稳定、价格低廉等优势而被尝试使用。但限于当时钢材的冶炼加工水平,产品仅限于低钢级的H40和J55等套管,并且大部分只作为表层套管使用,仅限于在浅井中使用,ERW套管的生产量不大。第二阶段是ERW套管大批量生产制造阶段。随着超纯净冶炼技术、控制轧制技术的提高,N80级板材的试验成功,使ERW套管用量迅速增加。日本、德国等开始大量建设ERW套管生产线,20世纪80年代初,全世界约有17个国家的42家公司(工厂)生产ERW油套管,其中:美国16家,日本4家,意大利、加拿大和墨西哥各有3家,德国2家。1996年全世界共生产ERW油套管约70×104t,占当年油套管总产量的22%,美国用ERW钢管生产的油套管占其总量的40%以上,日本有关方面则认为,76.8%的油套管可用ERW钢管来生产。在这一阶段已成熟的ERW套管的钢级有H40,J55,N80和L80等。第三阶段是ERW套管向特殊用途套管发展阶段。ERW套管凭借其性能良好、精度高、成本低等优势,逐步向特殊用途套管发展,如高抗挤压套管、高强度套管、高抗H2S套管等。除已成熟的API钢级外,也有一系列非API钢级,如日本住友金属的SM-E系列、新日铁的NT-E系列及美国LongStar的LS系列。其中SM-E系列包括普通和深井用的GE组、高抗挤压套管TE组、含S井用的SE组、高抗挤压和含S井用的TSE组、低温井用的LE组等。目前国外ERW套管制造水平较高的厂商有美国LongStar、日本新日铁名古屋制铁所、住友金属和歌山制铁所等。其中LongStar水平最高,能生产Q125,LS125和LS140钢级ERW套管(全管体调质热处理),新日铁和住友金属的ERW油井管最高钢级分别为NT95HE和SM95ESE。3.1.2国内j65钢级表层套管生产我国直缝焊套管的生产开始于20世纪90年代初,中国石油天然气集团公司下属的宝鸡石油钢管厂引进美国PMC先进生产工艺和设备,建成了国内首条年产能10×104t的J55钢级表层套管生产线。2001年该厂同日本住友金属株式会社合资,成立了宝鸡住金钢管有限公司,引进日方先进的管理经验,使年产量首次突破7×104t,产品质量也有了新的提高,得到国内各油田用户的广泛认可,取得了可观的经济效益。目前,国内能够批量生产J55钢级表层套管的只有宝鸡住金钢管有限公司一家。但对市场需求量最大的N80钢级套管,国内还没有能力生产,制约了ERW套管在国内的大面积推广应用。3.2经过三年的维护3.2.1钻井管的需求近年来,我国石油年产量在1.6×108t左右,天然气产量也迅速增加,2001年产量已达294×108m3。我国每年钻井5000～6000口,进尺(2000～2500)×104m。随着油气井深度进一步的加深,每m进尺消耗油井管的平均指标已从50kg/m增加到54kg/m,因此国内油井管的消耗是逐年增加的,详见表5。目前全国每年对套管的需求量约80×104t,其中表层套管的需求量(11～13)×104t。发达国家ERW套管用量占套管总用量的比例已超过50%,国内按照同样比例测算,ERW套管的年需求量将逐步达到40×104t左右。国内ERW套管的潜在市场是相当可观的。3.2.2油层套管的使用1997～2003年,胜利油田套管需求量、完井数量及总进尺见表6,每年完井约1000～1500口,平均进尺2200m/口左右。2003年胜利油田套管主要供应渠道为:无缝套管是本油田动力机械厂5×104t、天津钢管和上海宝钢5×104t;宝鸡住金钢管的ERW表层套管1×104t,进口套管2×104t。目前胜利油田使用的套管除表层套管采用了部分ERW套管(每年1万多t)外,其余均采用无缝套管。在套管消耗量中,从规格来看,ϕ139.75mm(5.5in)和ϕ177.8mm(7in)的油层套管所占比例最大;从钢级来看,J55和N80数