连续油管 编制说明

1《连续油管》（征求意见稿）一任务来源及工作简要过程1.任务来源本项目是依据国家标准化管理委员会文件国标委[2023]63号文“国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知”下达的项目计划，项目编号为20232277-T-605，项目名称为“连续油管”。本项目是修订项目。主管部门为中国钢铁工业协会，归口单位为全国钢标准化技术委员会，主要起草单位：宝鸡石油钢管有限责任公司、冶金工业信息标准研究院等，项目周期为16个月。2.编制单位2024年1月初成立了GB/T34204《连续油管》标准修订起草工作组。工作组由宝鸡石油钢管有限责任公司（国家石油天然气管材工程技术研究中心）、冶金工业信息标准研究院等单位（暂未列全）组成。3.工作过程在编制过程中，我们首先对国外先进标准APIRP5C7、APISPEC5ST进行了认真分析和研究，随后实际了解了国内连续油管实际生产情况，结合宝鸡石油钢管有限责任公司连续油管研发课题组的数据累积，起草工作组在GB/T34204—2017《连续油管》基础上，2024年1月至2024年4月，标准起草工作组经过初步分析讨论确定该标准的修订内容和标准初稿。2024年4月25日，全国钢标准化技术委员会钢管分委会在宝鸡举行了连续油管国家标准讨论会，各位专家对大纲和标准初稿提出了许多意见和建议。在认真分析意见和建议的基础上，2024年5月完成了征求意见稿。4.主要起草人主要起草人：暂空。承担工作如下：（1）收集APIRP5C7、APISPEC5ST等相关先进标准，进行分析及研究。（2）调查与分析产品生产、研究、应用现状和发展趋势，广泛展开交流。（3）组织编写国家标准各阶段标准文本（草案、征求意见稿、送审稿、报批稿），广泛听取行业专家意见，修改和完善标准内容。2（4）验证标准草案指标的科学性，以及与应用领域的可行性。二、标准化对象、制定标准的原则、采标程度1.标准化对象简介连续油管（CoiledTubing，CT）也称挠性管、蛇形管或盘管，是一种强度高、塑性好的高附加值绿色产品，单根长度可达几千米，在生产线连续生产并按一定长度缠绕在卷筒上交付使用，作业时卷筒上的管子可反复收放和使用。由于连续油管作业具有占地面积小、效率高、拆装方便、保护油层、增加产量、安全环保和使用范围广等诸多普通油管不可比拟的优点，已广泛应用于油气井修井、完井、测井、增注、老井重钻、加深、侧钻、小井眼、欠平衡、过平衡、水平井钻井以及常规管道集输和生产油管等多种作业。因此连续油管及其作业技术在国际上得到了快速发展。长期以来，连续油管材料和产品制造技术一直被美国垄断，进口周期长、价格高，严重阻碍了我国连续油管作业技术应用和发展。为满足石油工业发展的需要，2006年宝鸡钢管牵头承担的连续管项目列入国家“863”计划和中国石油天然气集团公司重大科技专项，2009年打破国外封锁垄断，成功使我国成为全世界第二个掌握连续油管生产技术的国家，全面实现连续油管国产化。2017年，为充分发挥高新技术产品的技术导向作用，迅速在我国推广应用连续油管产品及相关作业技术，由宝鸡石油钢管有限责任公司牵头制定了我国第一个连续油管国家标准GB/T34204—2017《连续油管》。近年来，随着连续油管作业范围的不断增大，原标准中管材强度已经不能满足高压井、水平井、超深井等方面作业需求。为满足油田需求，国内已相继开发出CT120、CT130、CT140、CT150连续油管产品，调质连续管以及不锈钢连续油管产品。因此，需要及时修订该标准，满足国内超2.制定标准的原则根据钢管的生产情况和使用要求，制订以下编制原则：采标原则：参照相关的国家标准和国外先进标准，其指标应不低于相关国家标准和国外先进标准水平；先进原则：既要考虑钢管相关用户行业的需求，同时结合钢管实际生产情况；合理原则：力求技术先进，经济合理，既要符合国内外相关标准的要求又要符合我国国情，同时还要满足用户使用的要求，提高标准的市场适应能力；贸易原则：标准应为促进产品的国内外贸易创造条件；规范原则：标准编写符合GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求。3.采标情况国家标准《连续油管》在国内科研成果和生产实际经验的基础上，参考美国石油学会APIRP35C7、APISpec5ST等，结合国内现状和产品用户意见，从标准的范围、引用文件、术语和定义、订货内容、原料和制造工艺、材料要求、尺寸和缺陷、检验和试验、试验方法、无损检验、标志、包装与防护等进行了规定。本标准为非采标项目，主要参考了APIRP5C7及APISpec5ST以及宝鸡石油钢管有限责任公司连续油管研发生产相关资料等进行了编写。三、主要内容说明1.标准名称根据美国石油学会对连续管的定义，连续管包括连续油管和连续管线管两类，前者用作油气钻采用途，而后者主要用作油气集输等输送场合。本标准规定的钢管主要用作油气井下钻采用油管等，如果改为连续管，则易导致对标准范围的歧义，因此定名为“连续油管”。2.标准结构征集意见中，有代表提出本标准中章节较多，建议优化调整标准结构，便于用户查阅。鉴于目前钢管行业使用标准的习惯，我们采纳了该意见，优化了结构，方便标准使用。3.标准范围①本次修订规定了标准适用于钢质连续油管，明确了包括低碳合金连续油管、调质连续油管和不锈钢连续油管的订购、检验和验收。②标准增加了低碳合金连续油管钢级，在原来的CT55、CT60、CT70、CT80、CT90、CT100、CT110的基础上，增加了CT120、CT130、CT140、CT150钢级及其相关制造要求。随着油气勘探的蓬勃发展，连续油管作业范围不断增大，为了满足高压井、水平井、超深井等非常规苛刻井况作业需求，CT110连续油管下入深度、承压性能已不能满足我国超深井、超长水平井油气开发需求；同时国内相继开发出CT120、CT130、CT140、CT150产品，急需规范超高强度、高性能连续油管的性能及制造。③标准增加了调质连续油管，钢级为CT80Q、CT90Q、CT100Q、CT110Q、CT120Q、CT130Q、CT140Q、CT150Q，并增加了该8个钢级连续油管的相关要求。川渝页岩气埋藏深5000m）、压力高60MPa）、储层薄、地质构造复杂（褶皱、断层发育），连续油管作业面临下入难、失效高的问题，对均质化、高寿命的调质连续油管提出新要求，急需规范调质连续油管的性能及制造。④标准增加了不锈钢连续油管，钢级为CT55CRA、CT60CRA、CT70CRA、CT80CRA、CT90CRA、CT100CRA、CT110CRA，并增加了相关要求。为满足含二氧化碳、硫化氢等腐蚀环境油气开发的需求，不锈钢连续油管已经制造并应用到油田，急需规范调质连续油管的性能及制造。4⑤本标准中连续油管的外径尺寸范围更改为19.1mm到127mm。连续管高强度、口径是发展趋势，大口径连续管可以用于钻井或替代螺纹连接的油管，国内连续油管生产线已具有更大直径连续管的生产能力，急需规范大口径连续油管的性能及制造。4.规范性引用文件鉴于知识产权方面的原因，考虑到我国连续油管目前产品研发生产情况及推广需要，我们在规范性引用文件中全部列出了我国国家标准、行业标准以及国际标准。同时将相关的国外标准列入参考文献供使用者参考。5.术语和定义本标准在列出的连制工艺、单根、连续油管、卷取前态等在内的27个术语和定义基础上，新增由壬及调质2个术语和定义，共计术语和定义29个。6.符号、缩略语缩略语中，新增CRA，表示“耐蚀合金”，为耐蚀合金英文单词“corrosion-resistantalloy”首位字母的缩写。7.订货内容订货内容分为对购方在订货时强制性以及对购方的可选择性或协议的内容。强制性内容包括：产品制造依据的标准、钢级、屈服强度测定方法、初始管柱长度要求、长度、直径、壁厚、管端、产品分析等18项内容。可选择性或协议的内容包括：化学成分、附加硬度试验、断裂韧性试验、最终管柱长度要求、不圆度测量、最小剩余壁厚等，新增了选材原则和内置电缆/信号缆连续油管的内容。8.尺寸、长度和质量连续油管的尺寸规格和低碳合金连续油管、调质连续油管的质量应符合附录A的规定。扩大了外径和壁厚的范围。钢质连续油管单位长度质量（Wpe）应按公式（1）计算。W=πρt(D-t)10-6…………………（1）式中：W——单位长度质量，单位为千克每米（kg/m），圆整到0.01kg/m；π——3.14159；ρ——密度，单位为千克每立方米（kg/m3）t——公称壁厚，单位为毫米（mmD——公称外径，单位为毫米（mm）。9.材料要求低碳合金连续油管、调质连续油管用钢应采用细化晶粒工艺制造。5注：细化晶粒指在钢中适当加入合金或微合金不锈钢连续油管的连续油管用不锈钢材料类型如下：包括铁素体-奥氏体不锈钢；包括奥氏体不锈钢；包括马氏体或马氏体/铁素体不锈钢。本文件所包含的不锈钢材料应采用吹氧转炉冶炼或电炉冶炼或高炉冶炼（仅对马氏体或马氏体/铁素体不锈钢）或真空感应熔化工艺，并配合氩氧脱碳、真空氧气脱碳、真空电弧重熔、电渣重熔及真空电弧脱气等精炼工艺。10.制造工艺连续油管的焊接包括钢带接长焊接、管体纵向焊接和管管对接焊接。不应对连续油管管体纵向焊缝、钢带对接焊缝、管管对接焊缝以及管体进行补焊。应对不锈钢连续油管在保护气分下焊接。管体纵向焊接：钢带成型后，采用高频感应焊(HFI)或激光焊工艺沿钢管轴向进行连续油管纵向焊接。不接受没有进行适当热处理的冷拔管。钢带对接焊接：将钢带端部连接起来的对接焊接。可采用7.2.2中任意一种或多种合适的焊接方法，但应按照评定合格的焊接工艺进行钢带对接（见附录B）。管管对接焊接：将两根钢管采用填充金属焊接或非填充金属焊接，应按照评定合格的焊接工艺进行焊接（见附录C和附录B）。制造商与购方协商并在订购合同中注明，制造商可将两根或两根以上相同钢级、相同材质、相同规格的钢管焊接在一起。钢管对接后，可对管管对接环焊缝进行热处理。热处理：应按照工艺文件规定的热处理制度对产品进行热处理。低碳合金连续油管的热处理：应对CT55～CT150钢级连续油管的焊缝和整个热影响区进行模拟正火热处理，随后进行全管体应力消除和/或回火处理。调质连续油管的热处理：应对CT80Q～CT150Q钢级连续油管进行全管体淬火加回火的调质热处理。不锈钢连续油管的热处理：应按照不锈钢的材料种类、性能和工艺要求，对需要热处理的不锈钢连续油管在气体保护下进行热处理。购方与制造商协商，可采用其他热处理方法或者热处理与化学成分组合的方法代替上述热处理方法。采用这种替代方法时，制造商应采用与购方协商的程序来证明所选方法的有效性，该程序包括但不限于硬度试验、微观组织评价、力学试验。611.性能要求钢管的钢级见表1的规定。增加了调质和不锈钢产品的钢级及其说明。钢级由字母“CT”与“数字”构成，CT后面的数字表示钢管的规定最小屈服强度，单位为ksi。“数字”后面的无字母，表示采用全管体应力消除和/或回火处理工艺制备的轧制态低碳合金连续油管；“数字”后面有字母“Q”，表示采用全管体淬火加回火热处理工艺制备的调质态连续油管；“数字”后面有字母“CRA”，表示采用不锈钢材料制备的不锈钢连续油管。表1钢管钢级1/2/3/45678/9///化学成分进行了完善，增加了调质产品的化学成分要求，见表2、表3。表2低碳合金连续油管化学成分%CPS1234567897表3调质连续油管化学成分%CPS12345678增加了不锈钢连续油管的化学成分要求。连续油管服役工况不同，对耐蚀性有较大差异。不锈钢连续油管的化学成分和材料类型由制造商确定。根据不锈钢连续油管产品服役工况，可由购方与制造商协商开展腐蚀评价。不锈钢连续油管可采用铁素体-奥氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体或马氏体/铁素体不锈钢等材料制造，化学成分应符合GB/T20878、GB/T15007的要求，也可采用氮、锰强化型不锈钢，化学成分由制造商确定。拉伸性能见表4、表5，增加了调质和不锈钢产品的要求。表4低碳合金连续油管、调质连续油管拉伸性能和硬度序号1234567889对于中间钢级，其规定最大屈服强度和规定最小屈服强度之差应与列表中与之邻近较高钢级的强度之差相同，规定最小抗拉强度和规定最小屈服强度之差应与列表中与之邻近较对于中间钢级，其规定最大管体和焊缝硬度应与列表中与之邻近较高钢级的最大值相同。表5不锈钢连续油管拉伸性能Rt0.5或Rr0.2对于中间钢级，其规定最大屈服强度和规定最小屈服强度之差应与列表中与之邻近较高钢级的强度之差相低碳合金连续油管、调质连续油管硬度值应符合表4的规定，不锈钢连续油管硬度值应符合表6的规定。增加了调质和不锈钢产品的硬度要求。表6不锈钢连续油管硬度123增加了疲劳试验要求。连续油管疲劳试验是非强制性试验，由购方选择。购方与制造商协商，制造商可按照连续油管全尺寸疲劳试验方法（见附录E）开展疲劳试验，并向购方提供数据。增加了耐晶间腐蚀性能要求。对于铁素体-奥氏体不锈钢、具有奥氏体组织的铁基材料钢管，除非协议另有规定，材料的耐晶间腐蚀性能应符合表7的要求。对于其它材料或采用其它试验方法，验收要求由购方和制造商协商确定。表7耐晶间腐蚀性能要求9增加了服役环境下的耐腐蚀性能要求。针对服役环境的耐腐蚀性能试验是非强制性试验，由购方选择。耐腐蚀性能评价试验可包括SCC/SSC试验、失重腐蚀试验、点蚀试验。SCC/SSC试验后，应目测试样在测试段内没有发生断裂或放大10倍表面无裂纹。每组试样平均失重腐蚀速率和点腐蚀合格性判据由购方与制造商协商确定。12.检验与试验第8章对试验设备的校准准确度、化学分析、拉伸试验、压扁试验、扩口试验、硬度试验、断裂韧性试验、静水压试验、通径试验等的取样位置、方向、频次、试验要求等进行了规定。低碳合金连续油管、调质连续油管压扁试验两平板间的距离按表8给出的公式计算。表8压扁试验要求D/t1D（1.068-0.021D/t）2D（1.068-0.021D/t）3D(1.074-0.0194D/t)4D(1.074-0.0194D/t)5D(1.080-0.0178D/t)6D(1.080-0.0178D/t)7D(1.086-0.0163D/t)8D(1.092-0.0140D/t)9D(1.092-0.0140D/t)D(1.092-0.0140D/t)D(1.092-0.0140D/t)压扁试验至少为0.90D。经热处理不锈钢连续油管，压扁试验两平板间的距离为连续油管试样外径的1/3；未经热处理不锈钢连续油管，压扁试验两平板间的距离为连续油管试样外径的2/3。扩口试验试样扩口后，不出现裂纹的最小内径（IDf）按公式（4）、公式（5）和公式（6）计算。钢级≤CT90IDf＝1.25×ID 钢级CT100及CT110IDf＝1.21×ID (5)钢级≥CT120IDf＝1.15×ID 式中：IDf——要求扩口后钢管的最小测量内径，单位为毫米（mmID——计算内径，单位为毫米（mm）。13.复验第9章规定了各试验复验的相关要求。14.无损检测第10章为在线无损检验。附录H规定了静水压试验后的补充最终无损检测。本章节中对对比标样验证、人员资质、检测标准、检测方法等进行了要求。表面检验：应采用与外观检验相当的方法对钢带或钢管的表面缺陷进行检测。也可使用经证实的具有检验表面缺陷能力的光学方法或电磁方法进行检测。如果在焊缝检查和缺欠探明的检验中进行外观检验，则应由进行过表面缺欠检测且被评定的培训人员进行外观检验，且该人员具有符合GB/T9445中相应要求的视觉敏锐度。钢带对接焊缝：应以钢带状态对钢带对接焊缝进行射线检测。经购方和制造商协议，且在订货合同中规定时，应采用其他方法，如超声检测、磁粉检测和液体渗透检测。电焊缝：采用超声波或者电磁方法对焊缝全长（100%）进行检测。应由制造商决定检测设备在车间的位置。钢管对接焊缝：应采用射线方法或超声波方法对钢管对接焊缝进行检测。经购方和制造商协商且在订货合同中规定时，应采用其他方法，如磁粉检测和液体渗透检测。静水压试验后全管体检测：经购方和制造商协议，且在订货合同中规定时，应按照（见附录H）对钢管进行无损检测。15.标志制造商应按照GB/T2102，采用清晰且经久耐用的吊牌附到钢管上或模板漆印在运输卷筒上进行标识。订货合同有规定时，这些标志可使用SI单位制表示，或同时使用SI单位制和美国惯用单位制表示。附加标志包括类似标准标志，允许加在本标准标志后，且可按照制造商的意愿或购方要求采用。16.包装与防护连续油管柱应涂敷外保护膜，以避免在运输过程中的锈蚀，订货合同另有规定时除外。未涂抗腐蚀外涂层的连续油管，应防止钢管外表面由于接触到液态水而发生腐蚀。经购方和制造商协商，在所有制造步骤完成后，准备发运或入库连续油管时，应在连续油管内充满干燥的不反应气体，并密封端口。水上或卡车运输时，钢管制造商或代理人应按照购方要求采取适当措施避免管子在运输或装卸过程中的不合理性能损失，如远洋运输时可采用湿气腐蚀抑制剂，避免管子堆放处存在污水、有害化学物质或其他腐蚀材料，避免任何影响管子性能的碰撞等。17.文件制造商应建立程序以保持所有成品钢管的化学分析结果，力学性能试验结果及无损检验与相应熔炼批号、原始卷板、钢带标识的追溯性。制造商应向购方提供产品质量证明书，质量证明书应符合G/BT2102的规定，并注明产品的制造、取样、试验及检验符合本标准要求，并满足订货合同的规定要求。18.附录①标准增加了由壬与连续油管对接的焊接工艺评定（见附录B）。由于连续油管作业压力40MPa-80MPa，最高超过95MPa；连续油管高压作业时间长，随着水平井长度增加，单井桥塞数量增多，连续管钻磨数量、总计钻塞时间多；单井压裂数量增多，总计时间多；连续油管水力喷砂射孔作业，含砂流体对管材特别是由壬位置造成冲蚀；导致近年来，高压、冲蚀导致连续油管由壬位置发生刺漏、断裂的失效明显增加，因此对由壬焊接质量要求提高。②标准增加了卷筒拨叉尺寸（见附录I）。明确卷筒卷轴直径及拨叉尺寸，能够实现卷筒标准化，便于国内连续管导管作业过程中卷筒安装及卷筒的重复利用。③标准增加了连续油管全尺寸疲劳试验方法（见附录E）。连续油管的弯曲疲劳性能是管材服役寿命长短的重要指标之一，也是对比评价连续油管综合性能重要指标，因此，连续油管全尺寸疲劳试验对评估连续油管疲劳性能和指导使用具有重要意四、主要验证情况本标准草案是在国内连续油管研发和生产实践经验的基础上完成的。通过对国内外连续油管产品生产检验结果包括原材料检验、钢管化学成分、力学性能、尺寸、无损检测等试验和验证，结合目前国内钢铁冶金水平和连续油管制造厂商能力，国内厂商可以满足本标准要求。五、标准中涉及专利的情况本标准不涉及专利问题。六、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况我国未探明石油储量约73%埋藏在深层。随着我国深层油气资源开发力度不断加大，新疆、塔里木、西南等油田的超深井（6000～9000米）数量快速增长；同