API5BAPI5CT学习教材[1]

-1-API5B、API5CT学习教材理论部分第一节名词解释缺欠：按适用标准所给方法检验出的产品上的不连续处或不规则处。缺陷：具有足够大尺寸的缺欠，并且按照适用标准规定成为产品拒收的依据。套管：从地表下入已钻井眼作衬壁的管子。接箍：用于连接两根带螺纹管子并具有内螺纹的圆筒体。接箍半成品：生产一件接箍所用的不带螺纹的坯料。接箍毛坯：生产接箍半成品用的管子。电焊管：具有一条用电阻焊或电感应方法、无填充金属焊接而成的纵焊缝的管子。这种制造方法，焊接边由机械压力挤压在一起，焊接热量由电流电阻产生。无缝管：无焊缝的锻轧钢管产品。炉批：由一次熔炼的单一循环过程生产的材料。检验：按相应要求对单位产品所进行的测量、检查、试验、螺纹检测或其它比较的过程。线性缺欠：包括但不限于发裂、折叠、裂纹、压痕、切口和凿槽的缺欠。线性缺欠的最大允许深度深度与规定壁厚比钢级外表面内表面符合A.5(SR16)的J55、K55、N801类、N80Q12.5%12.5%P1105%5%非线性缺欠：包括但不限于点坑及圆底模压印痕的缺欠。管子：套管、油管、平端套管衬管和短节的统称。平端套管衬管：通常具有壁厚大于J55规定厚度，以无螺纹提供的套管。短节：比长度范围1短的套管、油管或平端套管衬管。螺纹保护器：用于装卸、运输和存储时保护螺纹和密封的盖帽或衬套。黑顶螺纹：一种没有完整牙顶的螺纹，这是因为原有（黑皮）轧制表面未被完全除去所致。倒角：指带圆螺纹或偏梯型螺纹的管端圆锥面部分。震颤刀痕：一种出现在螺纹面、牙根、牙顶或倒角上的波纹状表面，这是由于螺纹加工刀具振动所致。耦合剂：施加于超声波传感器和探测面之间以改善超声波能量传递的介质（常为液态）。通径规:机械加工而成的特定尺寸的圆柱体，根据适用标准，将其穿过管子以确定管子是否阻塞。静水压试验：将管子充满水，在承压状态下检验其能够保持规定压力而无渗漏或破裂能力的试验。（注：静水压试验一般是用来验证管子而不是螺纹接头的结构稳固性的方法）-2-套管层次：根据固井的目的及套管的功用,一口井内下入的套管,可以分为表层套管、技术套管、油层套管。见图1-1。（1）表层套管：下入深度可以从几十米到几百米，似地层情况而定。管外水泥通常返至地面。套管鞋必须座于致密、坚硬的岩石中。（2）技术套管：用于封隔复杂地层，保证顺利地进行钻进。例如大段漏失层、高压水层、严重垮塌地层，以及非目的层的油、气层或压力相关悬殊的油、气层等。技术套管的水泥返高，一般应返至所封地层100m以上，对高压气井，为防止漏气，常将水泥浆返至地面。技术套管一般下一层，也有下二层、三层。多层技术套管多以下尾管方式，以节省成本。（3）生产套管：用以将不同压力的油、气、水层与其它地层分隔开来，以形成油气通道，保证长期生产，满足开采和增产措施的要求。其下入深度决定于目的层的深度和完井方法。水泥浆一般返至封隔油、气层顶部以上100米，对于高压气井、热采井等特殊固井，则应返至地面，以利于加固套管，提高套管抗内压能力。当下入井内的某一段套管未连接至地面时，这种套管称尾管，尾管可以被封固，也可以不封固。图1-1套管层次示意图1-地层；2-导管；3-表层套管；4-技术套管；5-生产套管；符号的含义：D---管子的规定外经；J---机紧上扣端到接箍中心的距离；Lc---全牙顶螺纹的最小长度；L1---管端到手紧面的长度；-3-L4---管端到消失点的螺纹全长；N---接箍长度；t---规定壁厚；BC---偏梯型螺纹；STC---短圆螺纹；LC---长圆螺纹；ERW---电焊管；FLD---全长通径；FLVI---全长范围外观检验；NDT---无损检测；OD---外径；ID---内径；TESTED---静水压试验；UT---超声检测；N---全长正火；Q---淬火+回火；N＆T---正火+回火；第二节API5CT一、范围规定了钢管（套管、油管、平端套管衬管、短节）、接箍坯料和附件的交货技术条件，并设立了三个产品技术要求等级（PSL-1、PSL-2和PSL-3）。适用于下列连接：短圆螺纹套管（STC）长圆螺纹套管（LC）偏梯螺纹套管（BC）直连型套管（XC）不加厚油管（NU）外加厚油管（EU）整体连接油管（IJ）1、套管的四组钢级第一组：H40、J55、K55、N80（其中N80包括N80-1类和N80Q）；N80-1类产品应进行正火，或由制造厂选择进行正火加回火。N80Q钢级产品应进行全长淬火加回火[包括分级淬火后进行控制冷却]。如果订单上由规定，J55和K55钢级套管和J55钢级油管应进行热处理。第二组：M65、L80（其中L80包括L80-1、L80-9Cr和L80-13Cr）、C90、C95、T95；购方有要求时。制造厂应提供证据，证明回火过程中管子确已达到最低回火温度；第三组：P110；按本国际标准供货的产品应经过淬火加回火。第四组：Q125；按本国际标准供货的产品应经过淬火加回火2、计量单位采用国际单位（SI）和美国惯用单位（USC）两种单位制度，在使用中只能采用一种单位制度，而不能采用混合单位。单位换算-4-1英寸（in）=25.4毫米（mm）1英寸2（in2）=645.16毫米2（mm2）1英尺（ft）=12英寸（in）=304.80毫米（mm）=0.3048米（m）1英镑（lb）=0.454千克（kg）1Psi=0.006895Mpa;3、单位换算1英镑/英尺（lb/ft）=1.4895千克/米（kg/m）1英镑/英寸2（lb/in2、psi）=0.0703千克力（kgf/cm2）=0.006895兆帕（MPa）[应力][压强]1英尺·磅（ft·lb）=1.355818牛顿米（N·m）[扭矩]=1.355818焦耳（J）[冲击功]4、制造方法采用无缝管或电焊管制造。接箍料应采用无缝工艺制造。热处理：管子应进行全长热处理；接箍半成品可单个进行热处理。各组别热处理要求见下表组别钢级制造方法热处理1H40S或EW无规定（见注2）1J55S或EW无规定（见注2）1K55S或EW无规定（见注2）1N801类S或EW全长正火或正火+回火1N80QS或EW淬火+回火2L801类S或EW全长正火、正火+回火或淬火+回火3P110S或EW淬火+回火注：1、S—无缝管；EW—电焊管2、由制造厂选择，或根据订单规定全长正火、正火+回火或者淬火+回火。5、材料要求①、化学成份：各钢级各种类产品应符合表2要求表2化学成分要求（质量分数%）碳锰钼铬镍铜磷硫硅组别钢级Min/maxMin/maxMin/maxMin/maxmaxmaxmaxmaxmax1H40------0.0300.0301J55------0.0300.030-1K55------0.0300.030-1N801类------0.0300.030--5-N80Q2L801类-/0.15-/1.90--0.250.350.0300.0300.453P110------0.0300.030-注：对P110钢级电焊管，硫的最大含量为0.010%，磷的最大含量为0.020%。②、机械性能：A、拉伸性能B、夏比V型缺口试验C、硬度D、压扁试验—电焊管③、拉伸性能：包括：抗拉强度、屈服强度、伸长率。抗拉强度：试样所能承受的最大载荷除以原始横截面积称为抗拉强度。屈服强度：在载荷作用下，使试样标距长度产生规定的伸长率（0.5）的拉伸应力，称为屈服强度。伸长率（断后）：试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比拉伸性能要求：见表3表3拉伸性能要求屈服强度（MPa）抗拉强度（MPa）硬度max组别钢级规定伸长率%minmaxminHRCHBW1H400.5276552414－－1J550.5379552517－－1K550.5379552655－－1N801类、Q0.5552758689－－2L8010.5552655655232413P1100.6758965862－－④、取样（拉伸）：按表4和表5规定频率进行取样管体拉伸试样可以选择全截面试样，或是条形试样，或是圆棒试样。条形试样应取自管子圆周任一位置；圆棒试样应取自管壁中间；电焊管截取的条形和圆棒形试样应在与焊缝约成90°的位置截取。-6-表4套管的拉伸试验频率试验数量组别规格一批中的最大件数每批每炉＜65/8″400111≥65/8″20011＜65/8″200113≥65/8″10011表5接箍的拉伸试验频率试验数量组别材料热处理一批中的最大件数每批每炉＞41/2″管子的接箍毛坯100111和3组无缝管接箍半成品热处理批或400根接箍，取两者中较小者11⑤、试样：A、若能使用适当曲面的试验夹具，或将试样两端经过机加工或冷平，从而减少夹紧面的曲率，则所有条形试样标距长度内的宽度应为38mm。否则，对于4″～75/8″规格的管子，其宽度约为25mm。对于大于75/8″的管子，其宽度约为38mm。B、除圆棒试样外,管体的所有拉伸试样应代表取样管子的整个壁厚，且试验时，不得将试样压平。当圆棒试样在管子尺寸允许时，应采用直径为12.7mm圆棒试样，其它规格的管子应采用直径为8.9mm的圆棒试样。当管子尺寸太小截取不出8.9mm直径的试样时，不允许使用圆棒拉伸试样。试验无效判定如果任何拉伸试样机加工不合格或出现缺陷，该试样可报废，并用另一试样来代替。复验（除C90、T95、Q125钢级接箍料短节等）若代表一批产品的一次拉伸试验不符合规定要求，则管子制造厂可以从同一批管子中另取三根管子复验。所有复验结果都符合规定要求，则除最初取样的那根管子外，该批管子合格。若最初取样的一个以上试样或复验用一个或多个试样不符合规定要求，则管子制造厂可对该批中的剩余管子逐根检验。不合格批可以重新热处理，并作为新的一批管子重新试验。-7-图1条形拉伸试样尺寸图2圆棒拉伸试样尺寸⑥、夏比V型缺口试验：一般要求一个冲击试验由三个试样组成，该三个试样从同一根钢管的同一位置截取，三个试样的平均值应不小于规定的吸收功要求。允许其中一个试样的吸收功小于规定吸收功要求，但其值不得小于规定吸收功的三分之二。试样尺寸和方向见图3及表6使用横向试样进行电焊管冲击试验时，焊缝应置于试样的缺口上。试验温度：除第一组J55、K55钢级外，其它的所有组钢级冲击温度均为0℃,J55、K55钢级应为21℃。试验温度偏差为±3℃。冲击功要求：接箍H40钢级吸收功不作要求；J55、K55钢级横向全尺寸最小吸收功要求为20J，纵向全尺寸最小吸收功要求为27J；N801类和N80Q钢级、第2组（M65除外）、第3组、第4组见表73.2-8-图3冲击试样取向表6试样取向和尺寸序列选择顺序方向规格递减系数第1横向全尺寸1.0第2横向3/4尺寸0.8第3横向1/2尺寸0.55第4纵向全尺寸1.0第5纵向3/4尺寸0.8第6纵向1/2尺寸0.55表7横向纵向YSmax·（0.00118t＋0.01259）或20J，取较大值YSmax·（0.00236t＋0.02518）或41J，取较大值YSmax——被评价钢级的最大屈服强度，MPa；t——按规定接箍尺寸的临界厚度，mm。钢管H40、K55、J55钢级和N801类无强制冲击要求；N80Q、L80、C90、C95、T95和P110钢级见表8⑦、取样（冲击）：A、J55、K55和N801类钢级的管子对于接箍坯料，每批钢管应抽取一根进行一组试验。（管子无要求）B、N80Q、L80、C90、C95、T95和P110钢级-9-每批管中应抽取一根进行一组冲击试验。试验无效无论试验前或试验后，发现试样制备不合格或有与试验目的无关的材料缺欠，则该试样可报废，并用从同一根管上制取的另一试样来代替。不应仅仅因为试样不满足最小吸收能要求而将其判废单根管的复验——所有组若一个试样的结果低于规定最小吸收能要求，或一个试样的结果低于规定最小吸收能要求的2/3，则应从同一根管上另取3个试样复验。复验的每一个试样的冲击吸收能都应等于或大于规定最小吸收能要求，否则该根管报废。单根报废管的更换——所有组若一个试验结果不符合规定要求，并按规定复验仍不合格，则