《高强韧性螺杆钻具用管的研究和开发》

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螺杆钻具是其主要钻采器具,相较于传统钻采方式螺杆钻具有成本低、效率高、速度快等特点,可将单井钻采综合成本降低30%以上。

螺杆钻具在井下承受反复的交变载荷、巨大的冲击载荷及岩层磨擦,钻具壳体管断裂、脱扣是影响钻具使用寿命的主要原因。由于国产材料在综合性能上与国外存在较大差距,导致国产螺杆钻具无修复连续工作时间仅有150小时左右,差的只有70-80小时,而进口钻具均可超过200小时。使用寿命短造成钻采过程中频繁的起、下钻更换钻具,大大降低了钻井效率,严重制约了国内石油钻采工业的发展。因此研制高强韧性螺杆钻具用管提高国产钻具的使用寿命及可靠性,对提升中国螺杆钻具行业产品质量,推动页岩气、煤层气等非常规油气资源的开发都有重要意义。

项目组通过技术创新,开发了高强韧性螺杆钻具用管关键生产技术,结合新冶钢有限公司柔性多流程供坯、先进的热处理生产线等优势,实现了产业化。

主要创新和突破为:

(1)项目开发的高纯净、低偏析、高致密管坯控制技术,降低了材料的偏析、细化了钢中夹杂物。

(2)开发的厚壁合金无缝钢管旋转+内轴流水冷淬火技术、残余应力消除技术等关键技术,提高了材料组织、性能均匀性,获得了高均质、高强韧性的螺杆钻具用中厚壁无缝钢管,形成了具有自主知识产权的生产技术。

采用上述技术,开发的高强韧性螺杆钻具用管,截面硬度波动≤3HRC,屈服强度≥1000MPa,冲击功≥130J,采用该产品生产的螺杆钻具无修复连续工作寿命由70-150小时提高到了200-250小时,与国外先进实物水平相当。

自2015年起,该项目开发的产品批量出口、替代进口,得到了斯伦贝谢、国民油井、天津立林、德州联合、大港中成等国内外一流螺杆钻具制造企业认可和应用,国内市场占有率超过60%。

项目成果获受理发明专利1项,近3年新增利税9330万元。该项目的产品产业化,打破了国外技术垄断,推动了中国螺杆钻具行业的质量提升和发展。

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