石油天然气工业用冶金复合油管-编制说明

《石油天然气工业用冶金复合油管》

（征求意见稿）

编制说明

一、工作简况

据国标委发〔2022〕39号“国家标准化管理委员会关于下达2022年第三批推荐性国家标

准计划及相关标准外文版计划的通知》”文件的要求，国家标准《石油天然气工业用冶金复合

油管》以项目编号20221053-T-469下达。

按照标准制、修订工作程序的要求，成立了由中国石油集团工程材料研究院有限公司、

西安三环石油管材科技有限公司、宝山钢铁股份有限公司、西安德信成科技有限责任公司、

西安向阳航天材料股份有限公司、中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司、中国石

油天然气股份有限公司西南油气田分公司、中海油研究总院有限责任公司等为参加起草单位

的工作组。工作组成员主要有：李发根、付安庆、徐婷、方伟、刘永刚、李文升、齐亚猛、

孙雨来、吴泽、马晓峰、李玉飞、赵密锋、辛雪松等。

主要起草人及其承担工作如下：李发根（总体组织、主要起草人），付安庆、方伟、徐婷

（参与草案撰写，负责范围、规范性引用文件、术语、缩略语、技术要求及相应附件部分修

改，相应征求意见答复，协助标准稿整理校对），李文升、刘永刚（负责试验检验方法部分及

相应附件修改、相应征求意见答复），齐亚猛、马晓峰、吴泽（负责制造工艺、标志、包装及

防护部分及相应附件修改、相应征求意见答复，参与技术要求部分修改），负责购方须知和文

件、征求意见答复，参与技术要求部分修改，孙雨来、李玉飞、赵密锋、辛雪松（负责购方

须知和文件、相应征求意见答复，参与技术要求部分修改，提供现场设计需求及使用信息反

馈）等组成。

本标准从2022年开始起草，在本标准的编制过程中，通过对国内外标准文献调研、国内

相关产品生产技术调研，经过收集整理不同厂家冶金复合油管产品制造工艺以及试验数据和

广泛讨论，于2023年3月编制完成本标准征求意见稿，简要过程如下：

（1）标准草案的编制：2022年至2023年1月，中国石油集团工程材料研究院启动了本

标准的制定工作，成立了标准起草工作小组，对工作任务进行了分工安排。主要开展了冶金

复合油管产品制造工艺以及试验数据分析及验证工作，在此基础上完成了标准草案。

2

（2）2023年3月10日，全国石油天然气标准化技术委员会石油专用管材分技术委员会

组织找了标准协调会，项目组在会上就阶段进展、任务分工、试验验证情况、下一步工作安

排等进行了汇报。会后，根据专家意见，对标准草案进行了修改完善，形成了本标准的征求

意见稿。

二、国家标准编制原则和确定国家标准主要内容的论据

本标准按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的

规则起草。

标准规定了石油天然气工业注入井或生产井用冶金复合油管的购方须知、制造、技术要

求、试验和检验方法、标志、包装、储存和防护要求。标准适用于石油天然气工业领域注入

或采出含有腐蚀性介质的石油、天然气和水等流体用冶金复合油管，其它领域也可参照使用。

在制造工艺方面，对于石油天然气工业注入井或生产井用冶金复合油管，标准提出主要

使用热挤压、堆焊或爆炸制造方式，经购方与制造商协商，可采用热等静压、粉末冶金或其

他冶金复合工艺。

在材质方面，耐蚀合金层材料与注采介质接触，标准对耐蚀合金层提出了应力腐蚀开裂、

点腐蚀和失重腐蚀等三方面主要腐蚀试验要求、试验方法以及技术指标。另外基层虽然不与

注采介质直接接触，但在输送含硫化氢介质条件下，考虑井下元器件密封可靠性问题，标准

规定基层碳钢材质需要满足抗SSC性能要求。同时，对制造复合油管的原材料如碳钢基管和

耐腐蚀合金管提出了技术要求。

几何尺寸方面，考虑到复合油管使用工况差异情况下可能面临的内径要求不同，标准主

要控制外径、椭圆度、壁厚以及公差等要求为主，结合现场应用实践，提出了几何尺寸和公

差要求。

在技术要求与检验方法方面，主要参考单一材质的油管标准API5CT和ISO13680，以及

输送系统用双金属复合管API5LD标准，结合国内外多家制造企业的制造工艺和产品检验结

果，提出了化学成分、拉伸性能、冲击韧性、压扁试验、截面硬度、淬透性、显微组织、层

间结合强度、基层的腐蚀试验、CRA层腐蚀试验、静水压试验、外观检查无损检测等技术要

求和检验方法。

三、主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果

1、主要试验（或验证）的分析、综述报告

随着油气勘探向深层、海洋、非常规领域的深入和CO2注采技术推广，油气井工况日益

复杂苛刻，管柱失效事故频发（失效概率平均10%~20%，其中60%以上是因腐蚀造成的），

油管防腐难题亟待解决。冶金复合油管兼具碳钢的高强度与耐蚀合金的高耐蚀性，成本不足

3

耐蚀合金纯材一半，是破解油管防腐难题的重大技术突破。

冶金复合油管制造上，既要满足碳钢低合金基层机械性能，又要保证耐蚀合金层的耐蚀

性能，工艺技术复杂，对管材检验、评定和合格判据方面也提出了更高的技术要求。然而目

前国内外尚无此类产品标准，厂家无法有效开展检验评估，产品质量处于失控局面。现有油

管产品标准主要是针对单一碳钢低合金管或耐蚀合金管材，缺乏对复合工艺要求和质量评估

手段；当前涉及复合油管的标准主要针对非金属内衬管材，管材构成和制造工艺与本标准完

全不同，相关条款并不适用于冶金复合油管的质量控制。因此，对于冶金复合油管质量控制

和性能评估来说，在保证基管机械性能和CRA层耐蚀性能的基础上，还需要重点考察整体复

合性能。

本标准在参考单一材质油管标准API5CT和ISO13680，以及输送系统用双金属复合管

API5LD标准基础上，结合国内外多家制造企业的制造工艺和产品检验结果，提出了化学成分、

拉伸性能、冲击韧性、压扁试验、截面硬度、淬透性、显微组织、层间结合强度、基层的腐

蚀试验、CRA层腐蚀试验、静水压试验、外观检查无损检测等技术要求和检验方法。

针对标准中所列检验项目、方法和技术指标，对国内主要冶金复合油管制造企业的产品

进行了试验验证，结果表明，国产复合钢管在化学成分、力学、金相组织、内覆层剪切结合

强度、CRA层耐腐蚀性能方面基本满足标准所规定指标。因此，采用该标准，对于加强石油天

然气工业用冶金复合油管的技术水平和安全可靠性应用具有重要意义。有利于保证产品的质

量，使产品在使用中具有同一性和互换性，节约资源和提高工作效率，能产生很好的社会效

益。

图1典型管材力学性能和化学成分测试结果

4

点腐蚀速率（0.0005g/(m2ꞏh)）

图2典型管材力学性能和化学成分测试结果

2、技术经济论证

随着油气勘探向深层、海洋、非常规领域的深入和CO2注采技术推广，油气井工况日益

复杂苛刻，管柱失效事故频发。据统计钻井过程中管材失效年均达3000多起，因管材原因报

废井数10口，失效概率平均10%~20%，而这其中60%以上是因腐蚀造成的，油管防腐难题

亟待解决。

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4#:0.0005g/(mꞏh)

冶金复合油管兼具碳钢的高强度与耐蚀合金的高耐蚀性，成本不足耐蚀合金纯材一半，6#:0.0005g/(mꞏh)

是破解油管防腐难题的重大技术突破。冶金复合管的使用，技术安全性上相比普通碳钢低合

金钢油管耐蚀能力大幅度提高，经济性上相比耐蚀合金纯材又显著下降，可以在相对经济的

条件下大幅度降低管材的腐蚀失效概率。但是目前冶金复合油管还是新兴产品，缺乏质控标

准，厂家无法有效开展检验评估，产品质量处于失控局面。

因此，本标准的制定无论经济上还是技术上都将是对当前油田防腐工作的极大提升，有

效提升油田本质安全。

3、预期的经济效果

本项目编制的冶金复合油管标准，规范了产品生产制造流程，明确了质量评估方法。依

据本标准制定产品订货技术条件、开展产品监造和检测，能够摆脱当前油田盲目选材防腐措

施随意使用的局面，规范油田防腐设计工作，提升油气井本质安全，应用前景广阔。

该标准大面积应用推广后，能够从防腐源头把控，从制造工艺、原材料选择和性能评估

多管齐下，提升我国冶金复合油管质量控制水平，保障石油天然气工业中最大范围油气田用

户要求；同时标准的建立还将间接促进新产品新技术的研发，推动我国冶金复合油管制造能

力的快速攀升。预期将在中石油各油气田、中石化、中海油等单位得到推广应用，获得显著

5

的经济效果。

四、采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情况，或

与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况

国内外目前还没有专门针对冶金复合油管产品标准，现有油管产品标准主要是针对单一

碳钢低合金管或耐蚀合金管材，缺乏对复合工艺要求和质量评估手段；当前涉及复合油管的

标准主要针对非金属内衬管材，管材构成和制造工艺与本标准完全不同，相关条款并不适用

于冶金复合油管的质量控制。本标准的制定和实施将填补相关领域标准体系空白，可有效促

进冶金复合油管的规模化推广及应用，为石油天然气安全开采提供全面保障。

本标准在制定过程中要求冶金复合油管机械性能不低于现有油管标准要求，耐蚀性能能

够满足相应工艺要求的同时还要满足服役工况的要求，结合性能不能低于200MPa。目前检测

结果来看，管材机械性能能够满足API5CT要求，CRA层也能满足晶间腐蚀试验要求。对国

内外主流制造工艺制复合油管结合强度也能满足不低于200MPa的要求。

表1典型制造工艺管材结合强度，MPa

制造工艺爆炸热挤压堆焊钎焊热扩散

试验结果433448412248270

五、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系

与现行法律、法规、政策和强制性国家标准的相协调一致。

六、重大分歧意见的处理经过和依据

无重大分歧意见。

七、国家标准作为强制性国家标准或推荐性国家标准的建议

建议作为推荐性标准。

八、贯彻国家标准的要求和措施建议（包括组织措施、技术措施、过渡办法等内容）

建议在油田用户、冶金复合油管采购、检验以及生产企业中宣贯。

九、废止现行有关标准的建议

无。

十、其他应予说明的事项

根据中油党组任〔2021〕180号《关于中国石油集团石油管工程技术研究院（中国石油天

然气集团公司管材研究所）转企改制后领导班子成员职务名称变更的通知》文件，本标准第

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一起草单位中国石油集团石油管工程技术研究院现更名为中国石油集团工程材料研究院有限

公司。

起草工作组

2023年3月17日

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国家标准

《石油天然气工业用冶金复合油管》编制说明

2023年3月

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《石油天然气工业用冶金复合油管》

（征求意见稿）

编制说明

一、工作简况

据国标委发〔2022〕39号“国家标准化管理委员会关于下达2022年第三批推荐性国家标

准计划及相关标准外文版计划的通知》”文件的要求，国家标准《石油天然气工业用冶金复合

油管》以项目编号20221053-T-469下达。

按照标准制、修订工作程序的要求，成立了由中国石油集团工程材料研究院有限公司、

西安三环石油管材科技有限公司、宝山钢铁股份有限公司、西安德信成科技有限责任公司、

西安向阳航天材料股份有限公司、中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司、中国石

油天然气股份有限公司西南油气田分公司、中海油研究总院有限责任公司等为参加起草单位

的工作组。工作组成员主要有：李发根、付安庆、徐婷、方伟、刘永刚、李文升、齐亚猛、

孙雨来、吴泽、马晓峰、李玉飞、赵密锋、辛雪松等。

主要起草人及其承担工作如下：李发根（总体组织、主要起草人），付安庆、方伟、徐婷

（参与草案撰写，负责范围、规范性引用文件、术语、缩略语、技术要求及相应附件部分修

改，相应征求意见答复，协助标准稿整理校对），李文升、刘永刚（负责试验检验方法部分及

相应附件修改、相应征求意见答复），齐亚猛、马晓峰、吴泽（负责制造工艺、标志、包装及

防护部分及相应附件修改、相应征求意见答复，参与技术要求部分修改），负责购方须知和文

件、征求意见答复，参与技术要求部分修改，孙雨来、李玉飞、赵密锋、辛雪松（负责购方

须知和文件、相应征求意见答复，参与技术要求部分修改，提供现场设计需求及使用信息反

馈）等组成。

本标准从2022年开始起草，在本标准的编制过程中，通过对国内外标准文献调研、国内

相关产品生产技术调研，经过收集整理不同厂家冶金复合油管产品制造工艺以及试验数据和

广泛讨论，于2023年3月编制完成本标准征求意见稿，简要过程如下：

（1）标准草案的编制：2022年至2023年1月，中国石油集团工程材料研究院启动了本

标准的制定工作，成立了标准起草工作小组，对工作任务进行了分工安排。主要开展了冶金

复合油管产品制造工艺以及试验数据分析及验证工作，在此基础上完成了标准草案。

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（2）2023年3月10日，全国石油天然气标准化技术委员会石油专用管材分技术委员会

组织找了标准协调会，项目组在会上就阶段进展、任务分工、试验验证情况、下一步工作安

排等进行了汇报。会后，根据专家意见，对标准草案进行了修改完善，形成了本标准的征求

意见稿。

二、国家标准编制原则和确定国家标准主要内容的论据

本标准按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的

规则起草。

标准规定了石油天然气工业注入井或生产井用冶金复合油管的购方须知、制造、技术要

求、试验和检验方法、标志、包装、储存和防护要求。标准适用于石油天然气工业领域注入

或采出含有腐蚀性介质的石油、天然气和水等流体用冶金复合油管，其它领域也可参照使用。

在制造工艺方面，对于石油天然气工业注入井或生产井用冶金复合油管，标准提出主要

使用热挤压、堆焊或爆炸制造方式，经购方与制造商协商，可采用热等静压、粉末冶金或其

他冶金复合工艺。

在材质方面，耐蚀合金层材料与注采介质接触，标准对耐蚀合金层提出了应力腐蚀开裂、

点腐蚀和失重腐蚀等三方面主要腐蚀试验要求、试验方法以及技术指标。另外基层虽然不与

注采介质直接接触，但在输送含硫化氢介质条件下，考虑井下元器件密封可靠性问题，标准

规定基层碳钢材质需要满足抗SSC性能要求。同时，对制造复合油管的原材料如碳钢基管和

耐腐蚀合金管提出了技术要求。

几何尺寸方面，考虑到复合油管使用工况差异情况下可能面临的内径要求不同，标准主

要控制外径、椭圆度、壁厚以及公差等要求为主，结合现场应用实践，提出了几何尺寸和公

差要求。

在技术要求与检验方法方面，主要参考单一材质的油管标准API5CT和ISO13680，以及

输送系统用双金属复合管API5LD标准，结合国内外多家制造企业的制造工艺和产品检验结

果，提出了化学成分、拉伸性能、冲击韧性、压扁试验、截面硬度、淬透性、显微组织、层

间结合强度、基层的腐蚀试验、CRA层腐蚀试验、静水压试验、外观检查无损检测等技术要

求和检验方法。

三、主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果

1、主要试验（或验证）的分析、综述报告

随着油气勘探向深层、海洋、非常规领域的深入和CO2注采技术推广，油气井工况日益

复杂苛刻，管柱失效事故频发（失效概率平均10%~20%，其中60%以上是因腐蚀造成的），

油管防腐难题亟待解决。冶金复合油管兼具碳钢的高强度与耐蚀合金的高耐蚀性，成本不足