馮耀榮，李鶴林，韓禮紅，張忠鏵，張傳友，成海濤，白真權(quán)，田研，石曉霞，謝俊峰，樂宏，鄭明科

1 中國(guó)石油集團(tuán)工程材料研究院石油管材及裝備材料服役行為與結(jié)構(gòu)安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710077

2 寶山鋼鐵股份有限公司，上海 201900

3 天津鋼管制造有限公司，天津 300301

4 攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司，成都 610300

5 衡陽(yáng)華菱鋼管有限公司，衡陽(yáng) 421001

6 內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司，包頭 014010

7 中國(guó)石油天然氣股份有限公司塔里木油田分公司，庫(kù)爾勒 841000

8 中國(guó)石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司，成都 610031

9 中國(guó)石油天然氣股份有限公司長(zhǎng)慶油田分公司，西安 710016

0 引言

油井管包括鉆柱構(gòu)件、套管和油管等，通過(guò)專用螺紋連接形成鉆柱、套管柱和油管柱。鉆柱是油氣開發(fā)的主要工具，套管柱和油管柱則是封隔地層和開采油氣的唯一通道[1]。套管壽命決定油氣井壽命，從而決定油氣田的壽命。我國(guó)年生產(chǎn)油氣約3.5 億t，年均消耗油井管約350 萬(wàn)t，耗資約250 億元[2]。國(guó)內(nèi)外油井管普遍采用美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)。上世紀(jì)90 年代前，受生產(chǎn)能力和技術(shù)水平所限，我國(guó)只能生產(chǎn)少部分API標(biāo)準(zhǔn)H40～N80 低端油套管，進(jìn)口量高達(dá)90%，而鉆柱構(gòu)件基本依靠進(jìn)口，成為制約我國(guó)油氣工業(yè)發(fā)展的瓶頸。早期的API標(biāo)準(zhǔn)主要解決油井管產(chǎn)品互換性和最基本的性能要求，質(zhì)量性能指標(biāo)要求十分寬泛，缺乏韌性等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，產(chǎn)品性能和質(zhì)量水平較低，油井管使用過(guò)程中大量失效[3-9]，不但產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響，而且嚴(yán)重影響油氣田的勘探開發(fā)和正常生產(chǎn)。我國(guó)油氣井工況十分復(fù)雜，最深近9000 m，井下溫度逾200 ℃，壓力高達(dá)150 MPa，并常伴隨CO2、H2S、Cl-等復(fù)雜腐蝕介質(zhì)及山前構(gòu)造、鹽膏層等地質(zhì)環(huán)境，對(duì)油井管的性能質(zhì)量和安全可靠性要求很高。德國(guó)、法國(guó)、日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的制造商已形成系列化API和非API標(biāo)準(zhǔn)油井管產(chǎn)品，并壟斷了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。為滿足我國(guó)石油工業(yè)發(fā)展對(duì)油井管的巨大需求，迫切需要開展油井管國(guó)產(chǎn)化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，全面提升我國(guó)油井管的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力，建立與之相應(yīng)的技術(shù)支撐體系，實(shí)現(xiàn)油井管的全面國(guó)產(chǎn)化，為國(guó)家油氣能源安全提供保障，促進(jìn)冶金、制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

為此，從1985 年開始，原石油工業(yè)部和冶金工業(yè)部聯(lián)合立項(xiàng)，在寶鋼引進(jìn)Φ140 無(wú)縫鋼管生產(chǎn)線，專項(xiàng)投資新建天津鋼管公司，引進(jìn)全規(guī)格生產(chǎn)線。特別建立石油工業(yè)部石油專用管質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心和石油管工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，正式啟動(dòng)我國(guó)油井管的國(guó)產(chǎn)化工作[10]，冶金和石油兩大部門聯(lián)合開展油井管國(guó)產(chǎn)化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、應(yīng)用基礎(chǔ)與工程應(yīng)用研究、質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施(計(jì)量、標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證認(rèn)可、檢驗(yàn)檢測(cè))體系建設(shè)。經(jīng)過(guò)石油工業(yè)和冶金工業(yè)三十余年的艱苦努力，基本實(shí)現(xiàn)油井管的全面國(guó)產(chǎn)化與規(guī)模化工業(yè)應(yīng)用并大量出口，取得一系列重大成果，進(jìn)入國(guó)際領(lǐng)跑者行列?？偨Y(jié)我國(guó)油井管國(guó)產(chǎn)化的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)油氣工業(yè)和冶金、制造工業(yè)持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 我國(guó)油井管國(guó)產(chǎn)化的理論技術(shù)體系

從油井管的失效分析入手，闡明失效模式，揭示油井管在不同力學(xué)和環(huán)境條件下的失效機(jī)理和原因，建立失效判據(jù)，提出與之對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)要求及檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，揭示材料成分、顯微組織、結(jié)構(gòu)尺寸、性能包括服役性能和安全可靠性之間的關(guān)系，從而通過(guò)優(yōu)化成分設(shè)計(jì)和制造工藝對(duì)油井管的組織和性能進(jìn)行綜合調(diào)控(見圖1)，是油井管國(guó)產(chǎn)化的一條成功經(jīng)驗(yàn)。

1.1 創(chuàng)立了“石油管工程”新學(xué)科，建立了石油管工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，為油井管國(guó)產(chǎn)化及工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)

創(chuàng)立了“石油管工程”新學(xué)科[2，10-13]?！笆凸芄こ獭敝铝τ谘芯坎煌蹢l件下石油管的失效規(guī)律、機(jī)理及克服失效的途徑，是材料科學(xué)與工程、冶金工程、機(jī)械工程、力學(xué)、化學(xué)、安全科學(xué)與技術(shù)、石油天然氣工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量測(cè)試技術(shù)等多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科，它把相關(guān)學(xué)科的理論成果和最新技術(shù)盡可能地運(yùn)用于石油管從設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造到使用的全生命周期，最大限度保障石油管的質(zhì)量性能、安全可靠性和使用壽命，并有效控制失效風(fēng)險(xiǎn)，降低油氣工業(yè)成本。其主要技術(shù)領(lǐng)域包括石油管的力學(xué)行為、環(huán)境行為、材料服役性能與其成分/組織/結(jié)構(gòu)/性能/工藝的關(guān)系、失效控制及預(yù)測(cè)預(yù)防(見圖1)。提出從服役條件出發(fā)，研究石油管的力學(xué)行為、環(huán)境行為和兩者的耦合，為油井管關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的建立和標(biāo)準(zhǔn)制訂提供了基本思路和方法，并使關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)的建立更加科學(xué)和嚴(yán)密；提出研究材料成分/組織/結(jié)構(gòu)/性能(含服役性能)/工藝的關(guān)系，為油井管產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)制造和質(zhì)量性能綜合調(diào)控奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，使其服役性能切實(shí)滿足特定服役工況需求；提出研究石油管的失效控制與預(yù)測(cè)預(yù)防，為確保油井管全生命周期的安全可靠性和完整性提供了思路和方法。“石油管工程”為油井管全面國(guó)產(chǎn)化提供了基本遵循。

圖1 石油管工程學(xué)科體系Fig. 1 System of petroleum tubular goods engineering

與此同時(shí)，創(chuàng)建了“石油管材及裝備材料服役行為與結(jié)構(gòu)安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和“中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司石油管工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”[2，10，13]，構(gòu)成石油管工程和油井管國(guó)產(chǎn)化技術(shù)創(chuàng)新體系的重要組成部分。

1.2 研究揭示了復(fù)雜工況油井管服役行為規(guī)律與機(jī)理，建立了油井管失效判據(jù)、關(guān)鍵性能指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，在油井管設(shè)計(jì)制造、性能質(zhì)量控制、安全使用中發(fā)揮了重要作用

1) 研究提出不同鋼級(jí)鉆桿的韌性要求(見圖2)[14-15]，獲得飽和硫化氫環(huán)境 下鉆桿材料的韌性損失規(guī)律(見圖3)[16]，在國(guó)際上首次建立了含損傷缺陷鉆桿的適用性評(píng)價(jià)方法[17-18]，研制修訂3 項(xiàng)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中抗硫鉆桿關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)及要求全面修訂ISO 11961 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，有效控制了鉆桿的脆性斷裂、疲勞和腐蝕疲勞及應(yīng)力腐蝕失效。

圖2 鉆桿韌性要求Fig. 2 Toughness requirement of drill pipe

圖3 抗硫鉆桿韌性損失規(guī)律Fig. 3 Toughness loss law of sulfur-resistant drill pipe

2) 建立了套管強(qiáng)韌性匹配計(jì)算方法，提出高強(qiáng)度套管材料韌性要求[19-21]，首次提出高抗擠套管分級(jí)方法和關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)要求(見圖4)[22-24]，首次建立了稠油蒸汽熱采井套管應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則(見圖5)[18，25-26]，形成3 項(xiàng)國(guó)家、行業(yè)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中高抗擠套管標(biāo)準(zhǔn)納入ISO 11960 標(biāo)準(zhǔn)，有效控制了高強(qiáng)度套管脆性斷裂、外壓擠毀和熱變形失效。

圖4 140ksi鋼級(jí)套管韌性要求Fig. 4 Toughness requirement of 140ksi steel casing

圖5 熱采套管柱應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)方法Fig. 5 Strain-based design method of thermal recovery casing string

3) 系統(tǒng)研究揭示了油套管的腐蝕失效規(guī)律與機(jī)理，提出失效控制方法[12，18，27-29]。建立了油套管材料CO2腐蝕速率預(yù)測(cè)新模型，預(yù)測(cè)精度達(dá)到95%以上；建立了基于全生命周期的高溫高壓氣井油套管腐蝕評(píng)價(jià)和選材方法，構(gòu)建了高溫高壓氣井油管選材圖，形成耐蝕合金油套管選用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；研發(fā)了超級(jí)13Cr油管應(yīng)力腐蝕斷裂控制技術(shù)，以低開裂敏感的甲酸鹽完井液體系替代磷酸鹽完井液體系，2015 年以來(lái)在塔里木油田應(yīng)用超過(guò)50 口井，至今未出現(xiàn)環(huán)空帶壓或油管柱腐蝕斷裂失效。

4) 建立了特殊螺紋油套管的密封準(zhǔn)則、密封可靠性計(jì)算與評(píng)價(jià)方法，構(gòu)建了套管柱失效概率和安全可靠性計(jì)算與評(píng)價(jià)方法[13，18，29-32]，制定了2 項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；在系統(tǒng)總結(jié)高溫高壓及高含硫氣井油套管柱研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制定了《油氣井管柱完整性管理》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)管理規(guī)范[33-36]，在塔里木油田應(yīng)用后井完整性從70%提高到79%。

2 我國(guó)油井管國(guó)產(chǎn)化技術(shù)與產(chǎn)品體系

為滿足復(fù)雜深層、嚴(yán)酷腐蝕環(huán)境、非常規(guī)油氣開發(fā)、特殊結(jié)構(gòu)井和特殊工藝井、大排量高壓力強(qiáng)腐蝕多次酸化壓裂增產(chǎn)改造等工藝技術(shù)的需求，在全面實(shí)現(xiàn)API標(biāo)準(zhǔn)油井管產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化的同時(shí)，必須研發(fā)滿足上述工況需求的非API鋼級(jí)、非API螺紋結(jié)構(gòu)、非API規(guī)格的系列油井管技術(shù)和產(chǎn)品。在國(guó)家相關(guān)科技計(jì)劃的支持下，冶金和石油兩大系統(tǒng)聯(lián)合攻關(guān)，構(gòu)建了我國(guó)油井管合金化成分和組織控制體系，揭示了不同合金體系材料的強(qiáng)韌化與耐腐蝕機(jī)理與規(guī)律，發(fā)明了50多個(gè)油井管產(chǎn)品新鋼種，建成20 余條油井管專用生產(chǎn)線，研發(fā)了高端產(chǎn)品制造關(guān)鍵技術(shù)，解決了復(fù)雜工況油井管高純凈度、低偏析、高尺寸精度、窄幅性能控制等關(guān)鍵技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)油井管全面國(guó)產(chǎn)化與工業(yè)化應(yīng)用，年產(chǎn)量達(dá)500 萬(wàn)t，覆蓋10 大類高端產(chǎn)品[37-87]，整體技術(shù)和能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先地位。

2.1 構(gòu)建了我國(guó)油井管合金化成分和組織控制體系

1）首次提出“非晶態(tài)腐蝕產(chǎn)物膜控制”理論，開發(fā)出36MnCrVNbN、20Cr3MoCuNi、1Cr13NiMo等新鋼種，解決了不同CO2環(huán)境經(jīng)濟(jì)合理選材問題，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外空白。

2）運(yùn)用“電子空位數(shù)”理論，攻克了奧氏體合金有害相析出控制難題，解決了我國(guó)高酸性氣田開發(fā)用鎳基合金材料“卡脖子”問題。

3）通過(guò)析出相控制、細(xì)晶強(qiáng)化和高屈強(qiáng)比合金設(shè)計(jì)，開發(fā)出20CrMoNbTiB、28CrMoTi、30CrMoNbTi、20MnMoTi、25CrMoV等新鋼種，開發(fā)了高抗硫、高強(qiáng)高韌、高強(qiáng)抗擠毀、耐熱油井管等新產(chǎn)品，技術(shù)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先，其中C110 抗硫油套管硬度比國(guó)際同類產(chǎn)品降低2～3 HRC，140-155 ksi高強(qiáng)油井管橫向沖擊韌性達(dá)到10%屈服強(qiáng)度要求，160 ksi超高強(qiáng)度抗擠套管晶粒度由常規(guī)套管7-8 級(jí)細(xì)化到10 級(jí)以上，抗擠強(qiáng)度超出API標(biāo)準(zhǔn)50%以上。

2.2 開發(fā)了高端油井管產(chǎn)品制造關(guān)鍵技術(shù)

1) 自主開發(fā)了高合金管材超高純凈度、夾雜物和偏析控制等核心工藝技術(shù)，有害析出相控制在0.3%以下，遠(yuǎn)高于1%的標(biāo)準(zhǔn)要求，確保了抗腐蝕性能要求。

2) 開發(fā)了低合金油井管超高純凈鋼冶煉和低缺陷管坯連鑄技術(shù)，有害元素S、P、O含量分別達(dá)到7 ppm、56 ppm、14 ppm (見圖6)，遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)際上同類產(chǎn)品。

圖6 油井管材的S、P、O雜質(zhì)元素控制統(tǒng)計(jì)值Fig. 6 Statistical values of S， P and O elements of OCTG

3) 開發(fā)了高抗擠套管專用軋制孔型，高抗擠套管壁厚精度達(dá)到±5%～7%，較API標(biāo)準(zhǔn)要求提高40%以上。

4) 開發(fā)了258 PQF、460 PQF和508 PQF等大口徑三輥連軋機(jī)組以及488 mm和554 mm軋管孔型，生產(chǎn)效率提高了23%；開發(fā)了軋管工藝及配套工模具，毛管擴(kuò)徑率達(dá)到45%以上，軋制生產(chǎn)效率提高30%以上。

5) 自主開發(fā)出新一代鋼管離線控制冷卻裝備，可實(shí)現(xiàn)冷卻分級(jí)自動(dòng)控制，大幅提升冷卻均勻性和冷卻強(qiáng)度，產(chǎn)品淬火硬度提升8%以上，整管強(qiáng)度均勻性波動(dòng)不大于25 MPa。

2.3 開發(fā)了系列化特殊螺紋連接油套管，覆蓋主要復(fù)雜氣井工況

1) 基于金屬—金屬密封、變角度承載螺紋和扭矩臺(tái)肩結(jié)構(gòu)優(yōu)化，開發(fā)了具有優(yōu)良結(jié)構(gòu)和密封完整性的BGT2、TP-CQ、TP-G2 等12 種氣密封特殊螺紋油套管產(chǎn)品，滿足了塔里木、西南等超深高溫高壓氣井需要，應(yīng)用超過(guò)100 萬(wàn)t。

2) 首創(chuàng)一種經(jīng)濟(jì)型氣密封特殊扣BG-PC/BG-PT，創(chuàng)新性地采用螺紋密封設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外螺紋完全嚙合，消除了螺紋間隙所產(chǎn)生的泄漏通道，氣密封性能達(dá)到70 MPa，免除了密封面加工，降低了制造成本。

3) 設(shè)計(jì)研發(fā)了既安全又經(jīng)濟(jì)的水平氣井用新型特殊螺紋套管及制備技術(shù)，滿足了4200 m 深、彎曲狗腿度20°/30 m、液體壓裂內(nèi)壓90 MPa、氣體生產(chǎn)壓力50 MPa、150 ℃ 水平井壓裂改造和生產(chǎn)井工況下螺紋連接的強(qiáng)度和密封可靠性。該特殊螺紋套管在長(zhǎng)慶、延長(zhǎng)、新疆等油氣田應(yīng)用超過(guò)15 萬(wàn)t。

4) 開發(fā)了“API 長(zhǎng)圓螺紋套管+CATTS101 高級(jí)螺紋密封脂”套管柱技術(shù)，在長(zhǎng)慶蘇里格氣田直井應(yīng)用超過(guò)10 000 口井，在保證套管柱使用安全的前提下，套管成本降低了20%～30%。

3 我國(guó)油井管國(guó)產(chǎn)化技術(shù)支撐體系

全面實(shí)現(xiàn)我國(guó)油井管的國(guó)產(chǎn)化，除政府支持外，還必須構(gòu)建強(qiáng)大的技術(shù)支撐體系。油井管國(guó)產(chǎn)化的技術(shù)支撐，主要依靠我國(guó)油井管質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括石油專用螺紋計(jì)量、油井管標(biāo)準(zhǔn)化、認(rèn)證認(rèn)可、檢驗(yàn)檢測(cè)等。在石油專用螺紋計(jì)量方面，建立了國(guó)家石油螺紋參量計(jì)量基準(zhǔn)裝置，并實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際接軌；建立了石油工業(yè)專用螺紋量規(guī)計(jì)量站，輻射全部油井管制造商及用戶。在油井管標(biāo)準(zhǔn)化方面，建立了涵蓋通用基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)與選材、產(chǎn)品制造、檢驗(yàn)與試驗(yàn)、使用與維護(hù)、失效分析與完整性的油井管全壽命周期標(biāo)準(zhǔn)體系(見圖7)[88-100]，涵蓋典型工況的10 大類產(chǎn)品共91 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，其中自主制定80 項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)體系中抗硫鉆桿、熱采套管、高抗擠套管核心標(biāo)準(zhǔn)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白。在油井管認(rèn)證認(rèn)可方面，除API油井管產(chǎn)品會(huì)標(biāo)使用權(quán)認(rèn)證外，建立了石油管材認(rèn)可機(jī)構(gòu)、CNAS認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室、檢查機(jī)構(gòu)、鑒定評(píng)審機(jī)構(gòu)，對(duì)相關(guān)認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)可，對(duì)油井管產(chǎn)品、相關(guān)服務(wù)、管理體系進(jìn)行認(rèn)證；在檢驗(yàn)檢測(cè)方面，建立了國(guó)家石油管材質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，開展油井管產(chǎn)品、服務(wù)、管理體系認(rèn)證相關(guān)的檢驗(yàn)檢測(cè)；同時(shí)，建立了油井管生產(chǎn)廠出廠檢驗(yàn)、國(guó)家或行業(yè)質(zhì)量監(jiān)督抽檢、駐廠質(zhì)量監(jiān)督(設(shè)備監(jiān)理)、用戶驗(yàn)收檢驗(yàn)等技術(shù)與管理體系。

圖7 我國(guó)油井管產(chǎn)品與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系Fig. 7 The standard and system of OCTG products and technology in China

為支撐認(rèn)證認(rèn)可工作，除對(duì)油井管產(chǎn)品化學(xué)成分、力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)外，還要對(duì)油井管的服役性能如油井管在不同服役條件下的性能(如一次斷裂抗力、應(yīng)力腐蝕、疲勞或腐蝕疲勞、螺紋連接的結(jié)構(gòu)完整性和密封完整性等)進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)。相應(yīng)地，建立了復(fù)雜力學(xué)與環(huán)境條件下油井管全尺寸試驗(yàn)平臺(tái)和系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法[29]，涵蓋12 臺(tái)(套)能夠模擬油井管服役條件的實(shí)物試驗(yàn)系統(tǒng)，覆蓋國(guó)內(nèi)主要油氣井工況，其中實(shí)物應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)系統(tǒng)和非常規(guī)油氣井筒模擬試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)評(píng)價(jià)技術(shù)為國(guó)際領(lǐng)先。

4 結(jié)語(yǔ)及展望

綜述了我國(guó)油井管國(guó)產(chǎn)化理論技術(shù)體系、油井管技術(shù)與產(chǎn)品體系、技術(shù)支撐體系等方面的主要進(jìn)展。

1) “石油管工程”新學(xué)科的創(chuàng)立，形成我國(guó)油井管國(guó)產(chǎn)化的理論技術(shù)體系，為油井管國(guó)產(chǎn)化及工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

2) 從油井管的失效分析入手，闡明失效模式，揭示油井管在不同力學(xué)和環(huán)境條件下的失效機(jī)理和原因，建立失效判據(jù)，提出與之對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)要求及檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，揭示材料成分、顯微組織、結(jié)構(gòu)形狀、性能包括服役性能和安全可靠性之間的關(guān)系，從而通過(guò)優(yōu)化成分設(shè)計(jì)和制造工藝對(duì)油井管的組織和性能進(jìn)行綜合調(diào)控，是油井管國(guó)產(chǎn)化的一條成功經(jīng)驗(yàn)。

3) 形成我國(guó)油井管國(guó)產(chǎn)化技術(shù)與產(chǎn)品體系。構(gòu)建了我國(guó)油井管合金化成分和組織控制體系，揭示了不同合金體系材料的強(qiáng)韌化與耐腐蝕機(jī)理與規(guī)律，發(fā)明了50 多個(gè)油井管產(chǎn)品新鋼種，建成20 余條油井管專用生產(chǎn)線，研發(fā)了高端產(chǎn)品制造關(guān)鍵技術(shù)，解決了復(fù)雜工況油井管高純凈度、低偏析、高尺寸精度、窄幅性能控制等關(guān)鍵技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)油井管全面國(guó)產(chǎn)化與工業(yè)化應(yīng)用并大批量出口，年產(chǎn)量達(dá)500 萬(wàn)t，覆蓋10 大類高端產(chǎn)品，整體技術(shù)和能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先地位。

4) 形成我國(guó)油井管質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施，包括石油專用螺紋計(jì)量、油井管標(biāo)準(zhǔn)化、認(rèn)證認(rèn)可、檢驗(yàn)檢測(cè)等4個(gè)方面，有效支撐了油井管的國(guó)產(chǎn)化和大批量工業(yè)化應(yīng)用。

5) 面對(duì)我國(guó)油氣工業(yè)發(fā)展的新形勢(shì)和新挑戰(zhàn)，特別是超深、非常規(guī)、海洋油氣開發(fā)、煤炭地下氣化、頁(yè)巖油原位轉(zhuǎn)化、天然氣水合物等復(fù)雜力學(xué)—化學(xué)工況條件，油氣井長(zhǎng)期安全可靠與經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，以及油氣開發(fā)與大數(shù)據(jù)和人工智能融合發(fā)展需求，在全面實(shí)現(xiàn)油井管國(guó)產(chǎn)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升油井管產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性，持續(xù)完善耐蝕合金油套管、特殊螺紋連接油套管、連續(xù)管、可膨脹套管、超高強(qiáng)度高抗扭鉆桿、鋁合金/鈦合金鉆桿、經(jīng)濟(jì)型油井管等技術(shù)和產(chǎn)品系列，開發(fā)超高溫高壓強(qiáng)腐蝕環(huán)境特種油井管、雙金屬油井管、復(fù)合材料油井管、智能油井管技術(shù)和產(chǎn)品，持續(xù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)我國(guó)油井管關(guān)鍵核心技術(shù)自立自強(qiáng)，支撐保障油氣工業(yè)健康發(fā)展，引領(lǐng)油氣工業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步。