1、前言

上世紀(jì)70年代，在歐洲的一些天然氣井中，為防止CO2腐蝕，采用9%Cr和13Cr%不銹鋼制作油井管；美國(guó)的油氣井也采用這種高鉻不銹鋼的油井管；后來(lái)，在API 5CT標(biāo)準(zhǔn)1988版中，補(bǔ)充了耐腐蝕油井管鋼種，如C-75鋼級(jí)增加了9Cr和13Cr兩個(gè)馬氏體不銹鋼鋼種；C-90增加了兩個(gè)鋼種。

上世紀(jì)90年代初，隨著天津大無(wú)縫全流程項(xiàng)目（電爐+連軋管+熱處理+螺紋加工）建成投產(chǎn)和寶鋼140機(jī)組品種的開(kāi)發(fā)，油井管的生產(chǎn)得到了快速的發(fā)展，不斷地滿足了國(guó)內(nèi)油田開(kāi)發(fā)的需要。 90年代后期，隨著我國(guó)油氣資源向著深井、復(fù)雜的地質(zhì)條件區(qū)域開(kāi)發(fā)，油田向油井管生產(chǎn)企業(yè)提出了抗二氧化碳用的13Cr不銹鋼管需要，值此，也拉開(kāi)了我國(guó)油氣用不銹鋼管開(kāi)發(fā)的序幕。

2、我國(guó)油氣井用管發(fā)展簡(jiǎn)況

2.1 中國(guó)油氣井管發(fā)展歷程

中國(guó)油氣井管生產(chǎn)有60多年的歷史。新中國(guó)建立以來(lái)，從1954年鞍鋼生產(chǎn)的 根無(wú)縫油管至今，中國(guó)油井管發(fā)展大致分為四個(gè)階段。

階段為1954 -- 1985年

鞍鋼、包鋼和成都無(wú)縫鋼管廠相繼生產(chǎn)油井管。生產(chǎn)初期，鞍鋼的油管產(chǎn)品按照鞍標(biāo)和冶標(biāo)（與原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)等效）交貨。上世紀(jì)70年代原冶金部參照API標(biāo)準(zhǔn)，制定并頒布了“石油套管”部頒標(biāo)準(zhǔn)YB690-1970和“石油對(duì)焊鉆桿、鉆鋌、方鉆桿管材”部頒標(biāo)準(zhǔn)YB691-1970。成都無(wú)縫鋼管廠和包鋼參照上述標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)套管和對(duì)焊鉆桿（包鋼只生產(chǎn)套管）。80年開(kāi)始鞍鋼、包鋼和成都無(wú)縫鋼管廠開(kāi)始按照API標(biāo)準(zhǔn)試制和批量生產(chǎn)油井管。在這一階段，上述三個(gè)廠為大慶、勝利、大港及四川等油田開(kāi)發(fā)的油井管產(chǎn)品主要是DZ40、DZ50和DZ55等低鋼級(jí)產(chǎn)品（碳錳鋼，包鋼的鋼種里加入了量的鈮和稀土）。盡管是油井管的低端產(chǎn)品，但由于當(dāng)時(shí)的冶煉、軋制、熱處理和管加工裝備水平較低，產(chǎn)品表面質(zhì)量、尺寸精度和螺紋加工質(zhì)量等都難以滿足油田要求。

第二階段為1986年-- 1991年

寶鋼從國(guó)外引進(jìn)的Φ140mm全浮動(dòng)芯棒連軋機(jī)組建成投產(chǎn)（可生產(chǎn)油管和5 1/2〞套管），使國(guó)內(nèi)油井管生產(chǎn)的裝備水平有了突破性的進(jìn)展，但由于受機(jī)組的規(guī)格所限，僅能為油田提供少部分規(guī)格和品種。從1986年1月起，原冶金部正式宣布廢除YB690-1970和YB691-1970等標(biāo)準(zhǔn)，一律改用等同API標(biāo)準(zhǔn)的YB/T和GB3303-1982系列標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)油井管。1990年4月，成都無(wú)縫鋼管廠在國(guó)內(nèi) 個(gè)通過(guò)美國(guó)石油學(xué)會(huì)頒發(fā)的API 5CT 5B、5D（7）會(huì)標(biāo)許可證。但由于國(guó)內(nèi)鋼管企業(yè)的整體水平仍較低，不能滿足油氣行業(yè)快速發(fā)展的需要，至1991年中國(guó)油井管產(chǎn)量?jī)H13.67萬(wàn)噸，國(guó)產(chǎn)化率僅13.54%。產(chǎn)品主要采用以碳錳鋼生產(chǎn)的J55鋼級(jí)的油套管，N80鋼級(jí)的油套管還處在研制階段。

第三階段1992年-2012年

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)步入高速發(fā)展的快車道，對(duì)石油需求不斷增加，推動(dòng)了石油工業(yè)的快速發(fā)展，同時(shí)也拉動(dòng)了油井管等能源用管需求的快速增長(zhǎng)。另外，天津鋼管公司（天管集團(tuán)前身）從國(guó)外引進(jìn)的Φ250MPM機(jī)組的建成投產(chǎn)（現(xiàn)代化的全流程專業(yè)化油井管生產(chǎn)企業(yè)），一舉改變了中國(guó)油井管生產(chǎn)裝備及工藝的落后局面。之后又建成三條PQF三輥式高精度連軋管機(jī)組，這種機(jī)型代表了當(dāng)今世界無(wú)縫鋼管軋制技術(shù)的 水平。這期間國(guó)內(nèi)一些企業(yè)（包括寶鋼、成都無(wú)縫、衡陽(yáng)鋼管、包鋼、西姆萊斯、安徽天大等）陸續(xù)投資新建了一批現(xiàn)代化的軋機(jī)并改造或新建了熱處理線和管加工線，使中國(guó)油井管整體制造水平有了大幅度提高，油井管產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)。

在這一階段，中國(guó)油井管無(wú)論在產(chǎn)量、質(zhì)量和品種上，都基本滿足了國(guó)內(nèi)油田用管的需求，還大量出口到國(guó)外。2004年，中國(guó)油井管進(jìn)口量為32.20萬(wàn)噸，出口量為33.23萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)了油井管的凈出口。2008年中國(guó)油井管產(chǎn)量達(dá)到了630萬(wàn)噸，出口333萬(wàn)噸，進(jìn)口24.57萬(wàn)噸，凈進(jìn)口308萬(wàn)噸，國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到95.5%。

第四階段2013年及以后

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)步入中高速發(fā)展，和非石化能源快速發(fā)展以及中國(guó)油氣行業(yè)開(kāi)發(fā)增長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)（油氣用管表觀消費(fèi)已達(dá)到峰值），其中石油開(kāi)采呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)（石油資源枯竭），石油管材的需求量不斷下降。未來(lái)中國(guó)油氣工業(yè)的發(fā)展是向著頁(yè)巖氣、煤層氣、海洋油氣（包括可燃冰）等資源開(kāi)發(fā)。

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大口徑直縫鋼管以其承壓能力高、阻力小、耐低溫、抗腐蝕、安裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受到石油天然氣、礦漿輸送、鋼結(jié)構(gòu)工程等行業(yè)的歡迎。

大口徑直縫焊管主要生產(chǎn)流程說(shuō)明：

1.板探：用來(lái)制造大口徑埋弧焊直縫鋼管的鋼板進(jìn)入生產(chǎn)線后，首先進(jìn)行全板超聲波檢驗(yàn);

2.銑邊：通過(guò)銑邊機(jī)對(duì)鋼板兩邊緣進(jìn)行雙面銑削，使之達(dá)到要求的板寬、板邊平行度和坡口形狀;

3.預(yù)彎邊：利用預(yù)彎?rùn)C(jī)進(jìn)行板邊預(yù)彎，使板邊具有符合要求的曲率;

4.成型：在JCO成型機(jī)上首先將預(yù)彎后的鋼板的一半經(jīng)過(guò)多次步進(jìn)沖壓，壓成"J"形，再將鋼板的另一半同樣彎曲，壓成"C"形， 形成開(kāi)口的"O"形

5.預(yù)焊：使成型后的直縫焊鋼管合縫并采用氣體保護(hù)焊(MAG)進(jìn)行連續(xù)焊接;

6.內(nèi)焊：采用縱列多絲埋弧焊(多可為四絲)在直縫鋼管內(nèi)側(cè)進(jìn)行焊接;

7.外焊：采用縱列多絲埋弧焊在直縫埋弧焊鋼管外側(cè)進(jìn)行焊接;

8.超聲波檢驗(yàn)Ⅰ：對(duì)直縫焊鋼管內(nèi)外焊縫及焊縫兩側(cè)母材進(jìn)行的檢查;

9.X射線檢查Ⅰ：對(duì)內(nèi)外焊縫進(jìn)行的X射線工業(yè)電視檢查，采用圖象處理系統(tǒng)以保證探傷的靈敏度;

10.擴(kuò)徑：對(duì)埋弧焊直縫鋼管全長(zhǎng)進(jìn)行擴(kuò)徑以提高鋼管的尺寸精度，并改善鋼管內(nèi)應(yīng)力的分布狀態(tài);

11.水壓試驗(yàn)：在水壓試驗(yàn)機(jī)上對(duì)擴(kuò)徑后的鋼管進(jìn)行逐根檢驗(yàn)以保證鋼管達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗(yàn)壓力，該機(jī)具有自動(dòng)記錄和儲(chǔ)存功能;

12.倒棱：將檢驗(yàn)合格后的鋼管進(jìn)行管端加工，達(dá)到要求的管端坡口尺寸;

13.超聲波檢驗(yàn)Ⅱ：再次逐根進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)以檢查直縫焊鋼管在擴(kuò)徑、水壓后可能產(chǎn)生的缺陷;

14.X射線檢查Ⅱ：對(duì)擴(kuò)徑和水壓試驗(yàn)后的鋼管進(jìn)行X射線工業(yè)電視檢查和管端焊縫拍片;

15.管端磁粉檢驗(yàn)：進(jìn)行此項(xiàng)檢查以發(fā)現(xiàn)管端缺陷;

16.防腐和涂層：合格后的鋼管根據(jù)用戶要求進(jìn)行防腐和涂層。