石油天然气用管OCTG
石油天然气用管(OCTG)|全球工程与招采用货一站式解决方案
1|产品定位与适用范围
OCTG(油气钻采用管材)包括石油套管、油管、短节、接箍料、接箍以及钻杆与工具接头配套件。适用于常规油气井、致密/页岩开发、酸性气井(含硫化氢 H₂S)、二氧化碳驱与储注、海上与深水井、地热井、热采与高温高压工况。对应标准以 API 与 ISO 为主,允许按项目采用等效国标或企业标准,并在订单中明示等效与差异。核心范围与版本:API 5CT(套管与油管,现行第十一版)、ISO 11960(与 API 5CT 对应)、ISO 13680(耐蚀合金管,最新 2024 版)。其中中国等效套管/油管标准为 GB/T 19830。上述标准的适用范围与版本信息以官方发布为准。
2|标准矩阵(按用途)
— 套管与油管:API 5CT 或 ISO 11960;含产品规格等级(PSL 1、PSL 2、PSL 3)、尺寸系列、钢级与端部型式。
— 螺纹与量规:API 5B(套管、油管与线管螺纹加工、量规与检验),常见端部为 STC、LTC、BTC 与油管 NUE、EUE,或选用气密型高端连接。
— 性能计算:API TR 5C3(承载、内压、外压与坍塌等性能计算方法)。
— 钻杆(如项目包含):API 5DP 或 ISO 11961。
— 耐蚀合金(CRA)用作套管/油管:ISO 13680 或 API 5CRA(镍基/不锈钢、双相与超级双相)。
— 含硫介质适用性:NACE MR0175(ISO 15156 系列,H₂S 服役材料要求)。
— 中国等效:GB/T 19830(石油套管与油管)。管线管另见 GB/T 9711(非 OCTG)。
3|场景—材料—标准—尺寸映射(文字化速查)
3.1 常规陆上油气井(淡腐蚀介质)
— 材料与钢级:J55、K55、N80、L80(Type 1)等碳锰系。
— 连接:STC、LTC、BTC;油管 NUE 或 EUE。
— 标准:API 5CT(或 ISO 11960)+ API 5B。
— 典型尺寸:套管外径 5 英寸至 13⅜ 英寸;油管外径 2³⁄₈ 英寸至 3½ 英寸;长度 R2 为主,R3 视井深选用。
3.2 酸性气井(H₂S)
— 材料与钢级:L80(Type 1,受硬度控制)、C90、T95、P110(受控),以及 13Cr 与 Super 13Cr;更苛刻可选 22Cr/25Cr(双相/超双相)或镍基合金 825、625。
— 标准:API 5CT(或 ISO 11960)+ NACE MR0175(ISO 15156)+ ISO 13680(当选用 CRA)。
— 尺寸与连接:优先选气密型高端连接,规格按井筒受力与腐蚀裕度确定。
3.3 二氧化碳驱、储注与地质封存
— 材料:13Cr、Super 13Cr、22Cr/25Cr 或 Ni 基 825/625。
— 标准:API 5CT(或 ISO 11960)+ ISO 13680。
— 要点:控制 CO₂ 腐蚀与应力腐蚀开裂,必要时做实验室模拟评价。
3.4 高温高压(HPHT)
— 材料与钢级:P110、Q125、C110,必要时指定高坍塌(HC)与增厚壁厚。
— 标准:API 5CT(或 ISO 11960)+ API TR 5C3(校核内外压、张力与坍塌)。
— 连接:高端气密型,考虑多次压裂与热循环。
3.5 海上与深水井
— 材料:L80、P110、Q125 与 CRA(22Cr/25Cr、825、625)。
— 标准:API 5CT(或 ISO 11960)+ ISO 13680(CRA),结合项目规范。
— 尺寸:偏好 R3 长度,外防腐与内涂层按平台要求。
3.6 地热与热采(蒸汽吞吐、SAGD)
— 材料:L80(Type 1)、13Cr、Super 13Cr、25Cr 或 Ni 基(按井温与氯离子),关注热疲劳与热坍塌。
— 标准:API 5CT(或 ISO 11960)+ ISO 13680(CRA)。
4|规格范围与公差(按标准与合同约定)
— 套管外径:约 4½ 英寸至 20 英寸为常规工程带,更大口径作导管工程化评估。
— 油管外径:约 1.050 英寸至 4½ 英寸。
— 长度等级:R1、R2、R3。R2 为主流供货长度,深井/海井常用 R3。
— 公差与漂径:外径、壁厚、质量偏差、端部型式按 API 5CT(或 ISO 11960);漂径按标准最小漂径或项目漂径加严;螺纹量规按 API 5B。
5|制造流程与关键控制
— 路线:热轧无缝(穿孔+轧制或挤压)或电焊路线(符合标准的焊接与热处理)。
— 热处理:正火、淬火回火或固溶时效(取决于钢级/合金体系),保证屈服、韧性与硬度窗口满足服役场景与 NACE 要求。
— 端部与连接:STC、LTC、BTC、NUE、EUE 或气密型高端连接;螺纹加工与量规检验按 API 5B。
— 性能验证:坍塌、内压、拉伸、冲击(如需)、硬度与 SSC(硫化物应力腐蚀开裂)等按标准与项目执行;性能换算与验算参考 API TR 5C3。
6|质量检验与文件
— 化学成分、力学性能、金相与硬度,必要时 HIC/SSC 测试(按 NACE/ISO 15156)。
— 无损检测与水压试验按 API 5CT 或 ISO 11960;螺纹 100% 外观与量规。
— 文件:材质证明 EN 10204 3.1 或 3.2;热处理曲线、NDE 与水压记录、螺纹量规报告、NACE 适用性声明(如涉酸)。
7|供货形态与包装
— 供货:成套供货含接箍装配与螺纹保护器,喷字标识与防锈涂层,外覆包装与绑扎。
— 可选:外防腐(环氧、3LPE/3LPP 等)、内涂层(IPC)、磷化与螺纹脂预涂。
8|订货要点(可直接复制到 RFQ/PO)
1)标准与版本:示例“API 5CT 第十一版,或 ISO 11960:2020”。
2)产品规格等级:PSL 1、PSL 2 或 PSL 3(如适用,按标准条款)。
3)钢级与服务:示例“L80 Type 1(常规)”“T95(酸性)”“13Cr/S13Cr(CO₂/含氯)”“Q125(HPHT)”。
4)端部与连接:STC、LTC、BTC、NUE、EUE 或指定品牌高端连接;漂径要求。
5)尺寸:外径 × 壁厚(或质量等级)× 长度等级(R1/R2/R3)。
6)检验与文件:NDE、硬度上限、SSC/HIC(如需)、螺纹量规、MTC 3.1/3.2、第三方见证。
7)特殊:高坍塌等级、增厚接箍、内涂层与外防腐、追溯与装运要求。
9|选材指南(要点式)
— 经济优先且介质温和:J55/K55/N80(API 5CT)。
— 酸性气井:L80(Type 1 限硬度)、C90/T95,或 13Cr/Super 13Cr;高含 H₂S 或高氯时转 22Cr/25Cr/镍基(ISO 13680)。
— CO₂ 井与腐蚀性水:13Cr/S13Cr 为常用基线,氯离子高与温度高时选 22Cr/25Cr 或 Ni 基(825/625)。
— HPHT:P110/Q125/C110,必要时指定高坍塌。
— 海上与深水:R3 长度、气密型连接与外防腐/内涂层组合。
10|采购、施工与运维风险提示
— 将管线管(API 5L 或 GB/T 9711)误用于 OCTG;标准体系不同。
— 酸性气井未按 NACE(ISO 15156)控制硬度与材料体系。
— 仅写“API 5CT”而未锁定钢级、PSL、端部与漂径,导致到货不可用。
— 忽视坍塌等级与温度效应,HPHT 失配。
— 连接型式混用与量规不合格,造成井下泄漏。
— 标识与可追溯性缺失,后续追责与合规受限。
11|代表性规格行(示例,可直接用于 RFQ/PO)
— “套管,API 5CT(第十一版),P110,9⅝ 英寸 × 53.5 磅/英尺(或壁厚 12.19 毫米),BTC,长度 R3,PSL 2;水压与 NDE 按标准;螺纹 100% 量规;提供 MTC 3.2 与漂径记录。”
— “油管,API 5CT,L80 Type 1(酸性限制),2⅞ 英寸 × 6.5 磅/英尺,EUE,长度 R2,PSL 2;硬度与 NACE 适用性声明;提供 MTC 3.1。”
— “油管(CRA),ISO 13680,22Cr(双相不锈钢),3½ 英寸 × 壁厚 7.0 毫米,气密型连接,长度 R2;项目 SSC/HIC 方案与实验室评价;MTC 3.1 与第三方见证。”
12|全球代表性生产商(按字母序,示例)
Tenaris、Vallourec、Nippon Steel(含原 NSSMC)、JFE Steel、Sumitomo、TMK、U. S. Steel Tubular、TPCO(天津钢管)、宝武集团相关管材企业、衡阳华菱、ArcelorMittal Tubular(部分地区)。不同厂家在钢级谱系、连接型式与长度供应能力上存在差异,以厂家数据表与合同为准。
石油天然气用管(OCTG)|技术版说明
1. 产品定义与适用范围
• 定义:OCTG(Oil Country Tubular Goods)包含套管 Casing、油管 Tubing、钻杆 Drill Pipe及其配件(接箍、短节、变扣等),用于钻井、完井、采油/采气全过程。
• 适用井型:陆上/海上、常规/非常规(页岩/致密/煤层气)、HPHT、高 CO₂、高 H₂S、热采(SAGD/蒸汽吞吐)、水平井与大斜度井等。
2. 标准体系与规范矩阵(从产品到运行)
• 套管/油管:API 5CT(PSL-1/PSL-2)、ISO 11960(等同/并行采用)。
• 螺纹与量规:API 5B。
• 连接性能试验:ISO 13679(CAL Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ,气密与加载谱),项目如沿用 API 5C5 须明确。
• 钻杆:API 5DP;工具接头与量规:API 7-1 / 7-2;现场检验/评定可参考 API RP 7G/7G-2 或买方指定的 DS-1。
• 耐蚀合金(CRA)OCTG:ISO 13680(13Cr/25Cr/6Mo/镍基等)。
• 螺纹复合(润滑脂/免涂脂):API RP 5A3 / ISO 13678。
• 酸性环境:ISO 15156 / NACE MR0175(材料组与硬度上限);试验:TM0177(SSC)、TM0284(HIC)。
• 国内行业:SY/T 6194(油井管通用要求与标识);(螺纹加工/量规等配套按相关 SY/T 标准执行)。
3. 产品范围与连接型式
• 套管 Casing:常用外径 4½″–20″;API 连接型式 STC(短圆扣)、LTC(长圆扣)、BTC(偏梯形);高气密 Premium(金属-金属密封、扭矩肩、可选冲洗孔与抗挠结构),可选 Flush/Semi-Flush 结构以减小外径干涉。
• 油管 Tubing:常用外径 1.900″–4½″;API 连接 EUE(外加厚 8Rd)/NUE(不加厚 10Rd);或 Premium 气密。
• 钻杆 Drill Pipe:常见 2⅜″–6⅝″;工具接头摩擦焊,接头型式按 API 7-1(如 NC/REG 等),可选惰性气体保护内涂层。
• 配件与附件:接箍/短节/Pup Joint、变扣、尾管悬挂器、筛管/割缝衬管(按业主规范供货)。
4. 尺寸、长度等级与漂径(按 5CT/5DP)
• 长度等级:Range-1 ≈ 4.88–7.62 m、Range-2 ≈ 7.62–10.36 m、Range-3 ≈ 10.36–14.63 m;投标/订货须声明 R-级。
• 漂径:标准 API Drift 或 Special Drift(更小内径以适配下井工具),由买方在技术条件中明确。
• 端部保护:塑料/金属螺纹保护器 + 防冲击垫;Premium 连接按厂家防护件与封存化学品要求执行。
5. 钢级体系与材料选择(套管/油管;按 5CT 常用)
• H40/J55/K55:浅/中深井、甜性(Sweet)介质、常温常压。
• N80(Type 1 / Q):较深井/较高内压;CO₂ 介质下常选 N80Q(淬回火型)。
• L80(Type 1 / 9Cr / 13Cr):CO₂ 腐蚀与中等 Cl⁻;L80-13Cr 对 CO₂ 耐蚀性优于 L80-T1;H₂S 含量受 ISO 15156 约束。
• C90/T95:中-强 H₂S;注意硬度上限与 SSC 风险评定(材质与温度/Cl⁻/pH 耦合)。
• P110/Q125:深井/超深井、HPHT;如涉 H₂S,需限定硬度并做 SSC 适用性评估。
• CRA(按 ISO 13680):13Cr-80/95/110、25Cr 双相、6Mo、**镍基合金(625/825/C-276 等)**用于强 CO₂/高 Cl⁻ 或复合酸/高温段。
• 说明:R95 为少用过渡级;“High-Collapse(HC)”为供应商工艺增强型,非 API 独立钢级,采购时需提供实测/型式试验支撑。
6. 工况-材料-标准快速映射(工程指引,纯文本)
• 甜性中深井(常规) → N80Q / P110,LTC/BTC;水平井/大挠曲段优先 Premium(金属密封+扭矩肩),并按 ISO 13679 CAL Ⅲ/Ⅳ 资格。
• 高 CO₂(>10 bar)/中等 Cl⁻ → L80-13Cr 或 13Cr-80/95,气密连接;若温度/Cl⁻ 更高或存在有机酸/氧化剂,评估 25Cr 双相/6Mo/镍基。
• 中-强 H₂S → C90/T95(严格硬度上限)或 CRA;按 ISO 15156 材料组校核 SSC/HIC 适用性。
• HPHT → P110/Q125 + Premium(校核连接轴向-内压-外压与弯矩耦合),必要时用厂商高气密抗塌版本并提供试验谱证据(ISO 13679)。
• 热采/热循环(SAGD/蒸汽吞吐) → 关注热疲劳/热膨胀:选低屈服高延性材料或 13Cr,采用有扭矩肩的气密连接并评估热循环密封保持能力。
• 砂控/完井工具密集井段 → 使用 Special Drift 并在订单中写明最小穿越工具外径与漂径尺寸。
• 套管抗塌专论 → 按 API TR 5C3 / ISO 10400 进行弹性/过渡/塑性/屈服四区抗塌计算;如采用 HC 版本,需供应商型式试验与统计保证。
7. 制造流程与热处理(要点)
• 管体:钢坯 → 穿孔热轧/热挤 → 定径 → 热处理(N、Q+T、SRA、固溶) → 矫直 → 探伤。
• 接箍/工具接头:模锻或自由锻 → 热处理 → 机加工。
• 螺纹与表面:按 5B 车扣/量规;常见磷化/镀铜防咬合;Premium 连接按厂家工艺(密封面保护、车扣参数、复合剂种类)。
• 涂层与内衬(按需):IPC/环氧/陶瓷内涂;外表防锈或包装油。
• 钻杆:管体与接头摩擦焊,焊缝热处理与无损检测按 5DP/7-1/7-2/买方规范;可选内涂层与硬带(Hardbanding)体系。
8. 质量控制与文件(PSL-2/酸性/气密关键点)
• 通用理化与 NDT:化学成分;拉伸/冲击;硬度;金相;涡流/漏磁/超声/磁粉/射线视工序;水压/气密;尺寸/漂径;端部保护;色环标识。
• PSL-2 附加:韧性、NDT、洁净度/硬度控制与文件追溯比 PSL-1 更严;买方可在技术协议中增列附加条款。
• 酸性(Sour):SSC/HIC 按 ISO 15156 + NACE TM0177/TM0284;硬度上限(母材/焊缝/HAZ)符合材料组要求。
• 连接资格:ISO 13679 CAL 等级与试验窗口(内压/外压/拉伸/弯曲/温度循环/气密保持);买方明确目标 CAL 等级及失效判据。
• 计量与量具:按 5B/7-2 提供量规校验证书;Premium 连接提供厂内气密试压与泄漏率标准。
• 文件:EN 10204 3.1/3.2 MTC、NDT/水压/气密/SSC/HIC/连接试验报告、量规证书、热处理记录、批次追溯(热号/炉号/接箍号)。
9. 订货(RFQ)与技术协议(可直接复用)
1. 井况与介质:井深、套管程序、设计压力/温度、pH₂S、pCO₂、Cl⁻、水含量、是否 HPHT/热采、完井工具约束(最大外径/漂径)。
2. 规格与长度:OD × 质量等级(lb/ft)或壁厚、R1/R2/R3、API Drift 或 Special Drift 尺寸。
3. 标准与级别:API 5CT(PSL-1/PSL-2)、API 5B;钻杆按 API 5DP/7-1;连接性能按 ISO 13679(指明 CAL)。
4. 钢级与环境:J55/K55/N80(T1/Q)/L80(T1/9Cr/13Cr)/C90/T95/P110/Q125 或 ISO 13680 CRA 牌号;若酸性,声明 ISO 15156 适用与硬度上限。
5. 连接:STC/LTC/BTC/EUE/NUE 或 Premium(金属密封/扭矩肩/Flush 类别);是否免涂脂(dope-free)与配套复合剂。
6. 检验与文件:第三方见证、MTC 3.1/3.2、NDT 覆盖、气密/水压参数、SSC/HIC 要求、量规证书、连接型式/气密报告。
7. 表面与包装:螺纹保护器、磷化/镀铜、端封、捆装/集装箱固定、海运防腐、条码/二维码追溯。
8. 附加:内涂/外涂(IPC/环氧/FBE)、抗塌/高扭矩连接选项、配套附件(短节/变扣/尾管悬挂器/筛管等)。
10. 施工与完井风控(现场要点)
• 扭矩与回转:按连接扭矩-转角曲线作业;禁止过扭/欠扭;现象级跑扣/卡扣要有退扣与复检流程。
• 螺纹清洁与复合:保持干净干燥;按 API 5A3/ISO 13678 选脂;免涂脂连接按厂家指定化学品。
• 穿越工具校核:确保工具外径 < 漂径;防止局部刮擦与应力集中。
• 立根/下套作业:控制冲击与摆动;使用合格吊卡/卡瓦;防井口偏斜造成的局部损伤。
• 井下腐蚀控制:必要时投用缓蚀剂/清蜡剂;热采井关注热循环与连接二次密封保持。
• 质量追溯:现场记录每根管体与接箍编号、扭矩曲线、下井顺序与深度。
11. “不要踩的坑”(否决/警示清单)
• 将 **GB/T 9711(管线管)**当作 OCTG 订货依据(否决)。
• 在 H₂S 工况使用未做 SSC/HIC 验证且硬度超限的材料(否决)。
• 用 API 圆扣替代需要气密/高挠度的水平井 Premium 连接(警示)。
• 以“PSL-1 + 自定义试验”替代应有的 PSL-2 + ISO 13679 连接资格(警示)。
• 购买“高塌”但无统计证据与型式试验支撑(警示)。
12. 全球产业群与代表性企业(字母序;RFQ 前核实资质/范围/证书)
• 欧洲:Vallourec(FR/BR/US)、Tenaris Europe(IT/RO)、EUROPIPE(DE,套管配套有限)、Benteler Steel/Tube(DE,部分 OCTG)、Interpipe(UA,部分 OCTG)。
• 北美:Tenaris(US/MX/AR;含 Bay City 等)、U.S. Steel Tubular、Vallourec Star(US)、Evraz NA(CA/US,OCTG/线管)、Berg(以 SAW 为主,OCTG 限)。
• 日本:Nippon Steel(含旧 Sumitomo 体系)、JFE Steel(高端 OCTG/连接)。
• 韩国:POSCO(坯料/卷板/部分 OCTG)、Hyundai Steel(管材)。
• 中国:TPCO(天津钢管)、Baosteel/Baowu(宝武)、Hengyang Valin(衡钢)、Shandong Molong(山东墨龙)、WSP/Weihai(威海石油管)、Hilong(钻杆与涂层)、DP-Master(钻杆)。
• 印度:Maharashtra Seamless、ISMT、Jindal(OCTG/线管)。
• 中东:Tenaris Saudi(前 Saudi Steel Pipe)、Arabian Pipes(KSA,OCTG/线管部分)。
• 说明:Premium 连接大多为专有技术(VAM、TenarisHydril、NS/JFE 等),许可与兼容性需在 RFQ 中锁定。
13. 典型规格行示例(可直接复制进技术协议/招标文件)
• 甜性中深井套管:
“API 5CT PSL-2 P110 BTC,OD 9⅝″ × 47.0 lb/ft,Range-3,API Drift;接箍同级;螺纹磷化;水压/气密试验合格;MTC 3.2 与 5B 量规证书。”
• CO₂ 偏高井段(气密要求):
“API 5CT PSL-2 L80-13Cr,OD 7″ × 29.0 lb/ft,Premium 金属密封(ISO 13679 CAL Ⅲ 证据),Range-2,Special Drift 5.875″;SSC 适用性声明(ISO 15156);端部免涂脂系统;MTC 3.2。”
• H₂S 工况油管:
“API 5CT PSL-2 T95,OD 3½″ × 9.3 lb/ft,EUE 8Rd,Range-2;硬度 ≤ ISO 15156 限值;NACE TM0177 SSC + TM0284 HIC 合格;MTC 3.2。”
• HPHT/水平井(高弯曲与气密):
“API 5CT PSL-2 Q125,OD 5½″ × 23.0 lb/ft,Premium 金属-金属密封 + 扭矩肩,Range-3;ISO 13679 CAL Ⅳ 报告;连接扭矩-角度窗口;气密/压差循环合格;MTC 3.2。”
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