經驗交流
機械研究與應用
ｊ５５套管原料試製取樣方法介紹
惠丹（寶雞住金石油鋼管****，陝西寶雞７２１００８）
摘要：了解國內ｊ５５原料的綜合性能對試製取樣有重要意義。從原料效能入手，從原料製管前到製管後，採用一些
列力學，金相和化學的多種測試分析方法，對得到的資料進行評估試驗。研究表明，本評價系統能對ｊ５５原料進行有效評估。
關鍵詞：ｊ５５；套管；原料效能；試驗
中圖分類號：ｔｅｌ３文獻標識碼：ａ文章編號
ｈｕｉ ｄａｎ
枷１ 引言
．一石油套管是石油鑽探用重要器材，目前我國國產原料邊部
圓一＋固匝化直縫焊石油套管用於油田生產中從２０世紀初至今
已達四十多年的歷史。為了滿足提高固井質量的要原料中部對封比
考比求，２０世紀８０年代以來國內外鋼廠以較快速度研發圖１試驗方案
ｊ５５原料，並形成了較為成熟的產品。筆者著重從試驗角度出發，在多種檢測試驗基礎上，對國內ｊ５５原２．２原料取樣
料進行試製綜合評價。
原料生產前，在軋制頭部和尾部分別擷取１ｍ的
２研究物件
板樣。如圖２擷取試樣，注意擷取方向。由圖２可
一回一寶雞住金石油鋼管鋼****將國內ｊ５５原料用
見，在ｊ５５原料軋制頭部和尾部寬度約１廠
／４處分別截
在直縫高頻電阻焊上製作套管坯。現挑選某鋼廠原料
取了橫向拉伸衝擊和縱向拉伸衝擊。同時為了觀察
軀鬈！作為試製物件做以下介紹。原料規格如表１所示。
原料邊部和中部金相和硬度的變化也分別擷取了金相硬度式樣，如圖３所示。
表１原料規格
量置縱向拉伸
鋼廠鋼級原料規格（ｍｍ）工作寬度（ｍｍ）鋼管規格八鋼ｊ５５
８．９４ｘ１５４５
拉伸翻橫向拉伸
橫向衝擊
注：考慮鋼廠最優經濟軋制寬度，本批原料採用一剖二后製管。衝擊忍
縱向衝擊
盒相．硬度
園金相，硬度
２．１試驗方案化學一
化掌為了研究ｊ５５原料在製管過程中綜合性能指標圖２原料擷取式樣圖圖３式樣圖說明
發生的變化，現在分別對原料和鋼管相當位置擷取式樣。具體試驗方案如圖１所示。
２．３鋼管取樣『
通過原料軋制頭尾不和製管後相同位置不同性由圖４可知，在鋼管的焊縫區和母材區分別擷取
能的對比，研究其中的變化規律，同時對原料和鋼管了橫向拉伸衝擊和縱向拉伸衝擊式樣（繞全管體一
的橫向和縱向分別做測試。
收稿日期
作者簡介：惠丹（１９８４一），男，陝西寶雞人，助理工程師，主要從原料質量管理和新產品開發工作。
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周）。此卷原料生產的第一根，中間一根和最後一根
取樣方法和圖４一樣。
縫圖４鋼管擷取式樣圖
３試驗過程
在寶雞住金石油鋼管廠試製某鋼廠ｊ５５原料期
間，根據管廠和油田簽訂的訂貨合同和協議，檢驗主要依據ａｐｉｐｅｃ５ｃｔ標準和原料訂貨技術條件 ］。檢驗專案包括化學成分，機械效能，金相和硬度。
３．１化學成分
化學檢驗按ａｐｉ５ｃｔ標準只檢驗ｓ，ｐ含量。資料見表２。由表２可見，以上兩個爐號的化學成分均１００％合格，並且都優於ａｐｉ５ｃｔ的要求。
表２ ｊ５５化學成分表
３ ７ ３ｍ獅拉伸試驗
一一ｏｏ
表３拉伸效能表
／／５０３
原料橫向４７７
頭部縱向
原料４９６
原料橫向４７６
尾部縱向
４９３６３１
６３１３６．６ ｏ．８ｌ
拉伸試驗按ａｐｉ５ｃｔ要求進行測量屈服強度
ｌ１２ｙｓ，抗拉強度 ，延伸率ｅｌ，屈強比ｙｒ（參考）。由表３可以看出ｊ５５原料拉伸效能各項引數滿足ａｐｉ
５ｃｔ要求。３．３衝擊試驗
為了了解ｊ５５原料韌性…，筆者做系列溫度試驗
（一４０ｃｃ、一２０℃、一
５ｏ℃），最終可以得到ｊ５５的韌脆轉變溫度。
表４部分溫度下的衝擊效能表
查墮墮規格
位置衝擊功
橫向原料頭部
縱向原料
８．９４×１５４６
橫向原料尾部
縱向１６０
１ｏｏ０ ３ ００ ３ｍ
∞∞∞∞∞∞
一一ｏｏ
／／由表４中可以看出，某鋼廠ｊ５５原料和管體衝擊
韌性非常良好。原料在製管過程中衝擊功和剪下面積稍有變化。另外還有別的試驗溫度下的衝擊在不
列出。３．４金相和硬度
金相和硬度如表５所示。
表５金相和硬度表
４結果與分析
（１）化學成分中ｓ，ｐ含量較低，有效的控制鋼中
（下轉第１１９頁）
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式中：為發散熱量，ｗ；ｋ為風冷散熱係數，一般取８
—經檢查水箱的水中不含油，證明油冷器的油沒有漏
失；長期重負荷工作，ｙｌｃ７０酸化壓裂車在每次壓裂
作業施工時，耗時雖達２、３ｈ，但幫浦的工作壓力均低於５０ｍｐａ，在裝置正常技術效能指標之內，在正常工作
範圍，不屬於長期重負荷工作。
水箱冷卻能力不足。根據熱平衡方程式：
ｈ２＝ｈ—ｈｌ
９，取為散熱面積；ａｔ為溫差。
ａｋ－一ａｔ
ｋｈ８５ｘ９９ ９麗
．得出選用散熱面積為８ｍ 的風冷散熱器的結論。３．３冷卻系統工作原理
為冷卻系統散熱器功率…；ｈ為系統發熱功
率（本機為３３３ｋｗ）；日。為油箱散熱功率（本系統油
箱很小，可以忽略）。
則：＝解（為經驗係數：０．３—０．４）
＝改進後液力變矩器冷卻系統工作原理示意圖如
圖２所示。
１．郵箱２．油幫浦
３．濾子４．變速器５．變矩器６ 散熱器
水箱散熱能力只有１１４ｋｗ，原車油冷器以水為介質冷卻自身散熱能力也不強，經以上分析可得出造成ｙｌｃ７０型酸化壓裂車水溫易開鍋的主要原因是水
箱散熱不足。
圖２ 液力變矩器冷卻系統示意圖
３冷卻系統改造方案的制定
３．１水溫高產生的原因
４冷卻系統改造方案的實施
（１）拆除液力變矩器冷卻器，將水幫浦２出水管線
針對水溫高產生的主要原因是水箱散熱能力不足，解決的途徑有兩條：①加大水箱容量，更換水箱，滿足散熱要求；②在保留原水箱的基礎上，設計變矩器液力油單獨的風冷散熱系統，將柴油機、液力變矩器冷卻系統各自獨立。
由於ｙｌ７０型酸化壓裂車發動機的水箱和中冷
直接與柴油機水箱相連，加大柴油機機體冷卻強度。
（２）利用原車空間，在柴油機水箱前面加裝乙個
散熱面積為８ｍ 的盤管式風冷散熱器，與液力變矩
器冷卻油幫浦相連，依靠柴油機冷卻風扇進行冷卻。
５ 結論
ｙｌ７０—２６５型酸化壓裂車冷卻系統改造，使柴油
器固定在同一支架上，更換大容量水箱不僅費用高，
而且改造難度較大，因此可選取後者作為改造方案。
３．２液力變矩器散熱計算
機機體與液力變矩器分別建立了獨立的冷卻系統，消
除了柴油機溫度過高、冷卻液沸騰的故障，提高了車組的工作效率，減少了故障停機時問，保證了壓裂防砂作業質量，達到了ｑｈｓｅ管理體系標準的要求。所有ｙｌｃ７０型防砂車都存在以上問題，結構相近水泥
以環境溫度３０℃為基礎計算所需冷卻容量。由於液力傳動傳動效率多小於８０％，因此參考經驗，以變矩器傳遞功率的３０％作為散熱依據，忽略油箱管線散熱。
計算公式如下ｌ２］：
日＝車固井車也有此類問題，該型車輛勝利油田大約有百
餘台，因而具有較大的推廣價值。
參考文獻
［１］成大先．機械設計手冊［ｍ］．北京：化學工業出版社。２００２．
（上接第１１２頁ｌ
有害元素，同時使得鋼的潔淨度提高。
（２）從拉伸效能看，原料頭部和尾部效能變化不
大，說明鋼捲的頭尾效能控制良好。同時原料在製完
（２）ｊ５５套管原料試製綜合評價體系分別對ｊ５５
原料從成型前到製管鋼管後，對拉伸、衝擊、化學、金相和硬度做詳細的試製試驗．通過對試驗結果可以對ｊ５５原料進行有效評估。
參考文獻：
［１］韓業啟．ｊ５５鋼級焊接油套管用熱軋鋼帶效能的**［ｊ］．焊管，
鋼管後效能略有下降，說明存在一定的包辛格效
應 ｊ，此效能可作為今後訂貨的參考依據。
（３）從金相來，組織由珠光體和鐵素體組成，同時硬度分布較均勻，對後續管端車絲加工有利。
５結論（１）通過對某鋼廠ｊ５５原料試製試驗，結果滿足ａｐｉ５ｃｔ要求。
［２］仝明信，林冠發．變形和熱處理對ｊ５５套管力學效能的影響［ｊ］．
石油礦場機械ｉｌ９