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中国钢铁工业产品开发市场开拓奖申报书

一、项目基本情况

编号： 2010002 项目名称 天津钢管公司高强度深井用石油套管TP140V及TP110V市场开发和创新 天津钢管集团股份有限公司 03年 2月 ～ 08年 12月 用于生产时间 04 年 3月 完成单位 项目起止时间 项目背景： 随着石油天然气勘探开发工业的深入发展，油气井越来越深，地质条件越来越复杂，下套管层数越来越多，对在钻井完井中起关键作用的石油套管的要求也越来越特殊和苛刻，为了减轻套管串的重量，增加套管环隙，需要使用尽可能高强度的石油套管，及设计合理的管串结构；我国多数油田勘探条件复杂，多为具有岩膏层和地质发育活跃层的地质条件，且油藏埋藏较深，井深结构复杂，开采难度较大。对于石油套管的抗拉、抗压、抗挤毁及整体性能提出了更高的要求，常规API石油套管很难满足这种超复杂井的使用要求，高强度深井用石油套管TP140V及TP110V是针对这种超深复杂井专门设计的一系列特殊石油套管。天津钢管集团股份有限公司于2003年开始，通过与油田合作设计开发高强度深井用石油套管TP140V及TP110V，目前已经形成了系列和规模。 项目目标： 从钢种成分设计和生产工艺特殊设计及优化两个方面来提高和保证套管的各项性能，根据超深复杂井的特点和钻井施工难点，设计开发特殊管串结构及满足特殊管串结构要求的特殊规格套管和特殊接头形式，有效解决长期以来超深复杂井由于没有合适钢级套管和管串结构可选用，而难以安全可靠地进行钻井施工的难题。 主要技术管理路线： (1)炼钢：解决钢的冶金质量、化学成分控制、夹杂物形态控制等关键技术问题，形成自主的洁净钢生产工艺。 （2）轧管：采用国际上最先进的PQF三辊连轧管机轧制，确保套管的几何尺寸精度。 （3）热处理：制定合理可行的淬、回火温度和时间及淬火介质，使得95%以上的奥氏体1

转化为板条状马氏体，形成细小均匀的回火索氏体组织。通过热矫直最大限度地降低管内残余应力。 （4）丝扣加工：采用从国外引进的最先进的高精度数控专用螺纹机床加工螺纹，确保螺纹的加工精度，结合独特的螺纹表面处理技术，大大提高套管接头的抗粘结等各项性能。 实施过程中的主要创新： 获得了超高强度石油套管的钢种设计、纯净钢冶炼、高精度尺寸轧制、高强高韧钢管热处理及丝扣加工等方面的创新成果，形成了全套的超深复杂井套管解决方案。 主要实施效果和贡献： 从2003年至2008年12月，共开发生产了27个规格4种扣型的TP140V套管4万余吨；5个规格3种扣型的TP110V套管8千余吨，其中TP110V主要是大口径套管，先后在中石油塔里木油田、四川油田、中石化西北油田分公司等多个国内外油田得到批量使用，特别是先后在中石油2口最深的井—英深1井（7258米）和大北301井（7430米）以及中石化亚洲最深的井—塔深1井（8408米）中得到成功应用，已成为目前国内外超深复杂井的较好套管解决方案。在同等强度要求下，使用TP-V系列超深井套管可以适当降低壁厚规格，减小套管使用量。 与国内外先进指标的对比： 在具有较高强度的同时（屈服强度控制范围：TP140V套管：965～1172MPa，抗拉强度：不小于1034MPa；TP110V套管：780～980MPa，抗拉强度：不小于880MPa）还具有良好韧性（两种钢级套管冲击功：横向冲击功大于60J，纵向冲击功大于80J）。中石油管材研究所进行的第三方评价实验结果表明，￠244.8mm×11.99mm BTC TP140V套管的接头连接强度达到10094KN，高于API 5C2理论计算值8195KN的23.2%。 体现的社会作用和经济效益： 目前API钢级、规格和扣型的套管难以满足要求。美国石油协会（API）早在1976年的第10版SPEC 5AX中就列出了V150钢级套管，但在后来的使用过程中出现了大量的重大质量问题，该协会从1988年的第一版API SPEC 5CT开始就取消了该钢级套管，目前API SPEC 5CT中套管的最高钢级为Q125，天津钢管集团股份有限公司于2003年开始，通过与油田合作设计开发高强度深井用石油套管TP140V及TP110V，从钢种成分设计和生产工艺特殊设计及优化两个方面来提高和保证套管的各项性能，根据超深复杂井的特点和钻井施工难点，设计开发特殊管串结构及满足特殊管串结构要求的特殊规格套管和特殊2

接头形式，有效解决长期以来超深复杂井由于没有合适钢级套管和管串结构可选用，而难以安全可靠地进行钻井施工的难题。从2003年至2008年12月，共开发生产了27个规格4种扣型的TP140V套管4万余吨，TP110V套管销售8千余吨，先后在中石油塔里木油田、四川油田、中石化西北油田分公司等多个国内外油田得到批量使用，特别是先后在中石油2口最深的井—英深1井（7258米）和大北301井（7430米）以及中石化亚洲最深的井—塔深1井（8408米）中得到成功应用，已成为目前国内外超深复杂井的较好套管解决方案。2003年初到2008年底，TP140V套管销售量超过四万吨，利润突破四亿元，TP110V套管销售8千余吨，利润达三千万，为生产厂及油田用户均创造了显著的经济效益。由于使用国产高强度超深井专用套管，在降低采购成本方面，中石油塔里木油田分公司达到3亿元，中石化西北油田分公司达到8000万元，中石油新疆油田分公司接近7000万元。由于使用TP140V及TP110V超深井用套管及特殊管串结构，避免了大量套管损坏导致的油井报废，在节约经济损失方面，中石油塔里木油田分公司接近288，210元，中石化西北油田分公司达到235，400元。 (不超过3000个汉字) 3