字木交流
理論，研發，設計／耐遁
採油井口裝置鑄鋼材料ａｐｉ６０ｋ研究與應用
楊華－，張浩然 ，鄭袖
（１．大慶油田裝備製造集團銷公司，黑龍江大慶１６３０００；２．黑龍江省機械科學研究院，哈爾濱１５００４０）
１研製ａｐｉ６０ｋ鑄鋼材料的意義２國內外採油井口製造材料現狀分析
採油井口裝置結構零部件製造採用的鑄鋼材料，
其效能必須達到ａｐｉ（美國石油學會標準）規定的通用
目前，國外油田井口鑄鋼件閥體採用的鋼種主要有
和ａｉｓｉ８６３０等。我國採用的鋼種主
—ｋｌｏ系列的以及ｃｒ—ｎ標準效能指標要求，國際上才能認可。對於製造採油井要有ｃｒ
口裝置所用的ａｐｉ６０ｋ牌號的材料，目前我國金屬材系列的ｚｇ５３５—７２０等，它們的效能指標較接近ａｐｉ６０ｋ
料低合金鋼系列的標準中沒有完全符合ａｐｉ６０ｋ規定化學成分的選用範圍，沒有指定的定量引數，只對各項機械效能指標有具體要求，而且其效能檢測取樣的標準及方法有著特殊的規定。目前國內生產的井口裝置鑄鋼件均達不到ａｐｉ的要求，直接影響了我國石油開
採裝置的出口。
油田井口裝置ａｐｉ６０ｋ鑄鋼材料研究就是針對油田
的效能要求，而且成分也基本符合要求。從一般規律ｊ：抗拉強度同時又要求有較高的塑性，僅僅從材質上還解決不了問題。
國內外很多學者對提高強度及改變塑性方面做了大量的研究，目前井口材料多採用低合金鋼ｃｒ、ｍｏ系列，這一系列的低合金鋼在不同行業使用有些差
別，有的抗拉強度能達到要求，但是延伸率達不到要求，或者相反；有的效能達到要求，但是成分又超標。主要包
（１）ｃｒ系中主要是４０ｃｒ，俄羅斯和中國使用這種牌號；
強度越高則塑性越低，而井口鑄鋼件不僅要求較高的機械效能指標的材料。ａｐｉ６０ｋ標準中只給出某些合金看，
井口裝置在鑄造生產中存在的具體技術問題，對ａｐｉ６０ｋ括在以下幾個方面（低合金鋼）：牌號的鑄鋼材料進行試驗、研製，使其效能達到油田裝置通用的ａｐｉ國際標準及規範。
第４條路線是增加覆膜引數的可控性，塗佈量和覆膜壓力是覆膜機械的兩個重要指標，要保證覆膜質量就
要向著覆膜引數精確控制的方向發展。步發展優化現有覆膜技術，延緩整個系統進入衰退期的
程序，繼續為企業取得利潤。
進化理論對覆膜技術的發展進化作了系統的研究，得出
覆膜技術正處在成熟期向衰退期的轉型時期，需要對現
有技術進一步優化並研究可以替代的核心技術，以保證可以看出，覆膜技術的發展是向著綠色、環保、精確控制的方向發展。研究優化當前已有的熱熔膠噴塗覆膜技術，
具有較大的市場前景。
［參考文獻］
從上面的分析可以看出，採用第４條路線，仍可進一覆膜技術的良好發展。基於進化法則和進化路線的分析
２．２．４向微觀級和場的應用進化法則
技術系統趨向於從巨集觀系統向微觀系統轉化。在轉
化中，使用不同的能量場來獲得更佳的效能或控制性＿４１。
主要包含向微觀級和應用場兩條進化路線。
［１］芮延年．創新學原理及其應用［ｍ］．北京：高等教育出版社，２００７．［２］阮汝祥．技術創新方法基礎［ｍ］．北京：高等教育出版社，２００９．［３］檀潤華，苑彩雲，張瑞紅，等．基於技術進化的產品設計過程研
究［ｊ］．機械工程學報
［４］張換高，趙文燕，檀潤華．基於專利分析的產品技術成熟度**
技術及其軟體開發［ｊ］．中國機械工程
（編輯黃
荻）第ｌ條路線是使滾筒變為微小物體，熱熔膠噴塗覆膜實現了將熱熔膠直接噴塗在印刷品表面，實現了塗佈
機構的微型化。
第２條路線是採用場。熱熔膠噴塗覆膜採用空氣射流技術代替原有的機械式滾筒壓合覆膜，提高了覆膜質量。３結論
作者簡介：韓彥良（１９７６一），男，講師。碩士研究生，主要研究方向為機
電產品創新設計。
收稿日期：２０１０—０４一ｌ１
通過深入分析覆膜技術的國內專利，運用ｔｒｉｚ技術
３２ ｉ機械工程師２０１０年第７期
字木交ｉ贏
理論，研發，設計，製造
（２）ｃｒ—ｍｏ系是美、俄、中使用低合金鋼的主要鋼系，形或梯形。
（ａ）大龍骨塊試樣尺寸：
４１３０或ａ一４８７—９ｑ是適合在含ｈｓ條件下使用的材料，
用ｎｉ＋ｍｏ＋ｎｈ改型後的４１３０具有良好的耐酸性能。４１４０
是井口用傳統優良鋼材，４ｌ３０和４１４０用於５０ｍｍ厚的
零件表現出優良的強度效能，２ １／４ｃｒ一１ｍｏ和１１／４ｃｒ—
（ｂ）小龍骨塊試樣尺寸
ｍｏ—ｖ鋼淬透性和韌性都很高；
系中主要是３８ｃｒｍｏａ１，俄羅斯、中國
使用；（６）澆注：澆注溫度為澆注時包內加
入鋁線進行脫氧，並用造渣劑覆蓋鋼水表面，經造渣、打渣後澆注，澆注時冒口必須澆滿，並用草木灰覆蓋冒口表
面，保證試樣充分補縮。
系主要是ａ一４８７—４和ａｉｓｉ８６３０，兩者
相近，俄羅斯使用２０ｘｈ２ｍ，相當於美國的４３２０；
（５）ｃ卜ｍｎ—ｓｉ系中主要是２０ｃｒｍｎｓｉ。
（７）打箱清砂：１ｏ０ｑｃ以下打箱，將試樣表面沙子清理
乾淨，去除冒口，以備加工之用。
２熱處理生產工藝綜上所述，我們認為採用ｃｒ—ｍｏ—ｖ系更為合適，更３．
符合ａｐｉ的效能要求。一方面ｃｒ可以提高強度，ｍｏ可以提高淬透性，而ｖ由於有明顯細化晶粒的效果，可以高。同時，熱處理工藝也是另乙個關鍵技術，因為材料的最終效能只有通過熱處理ｔ藝才能體現出來。
國內外研究表明，本研究的關鍵問題是選取合適和試驗裝置，在選取合理的材料成分的基礎上，通過適處理工藝。
３井口裝置ａｐｉ６０ｋ鑄鋼材料研製的工藝規程３．鑄造生產工藝
經過反覆的試驗，確定最佳的熱處理ｔ藝為：預處理（正火）＋雙相區淬火＋兩次回火＋低溫去應力退火。實際生
的調整。
３．３機械試驗試棒取樣部位、加工方法及檢測結果
顯著地改善塑性，使得這種合金不但強度高而且塑性也產時，可以根據工件的大小和裝置對工藝引數進行適當
取樣部位如圖２所３個位置，用線切割方法
的材料系及合理的熱處理工藝，結合現有的試驗條件示，在１、２、３、４號位任選當地調節材料成分，選擇最佳的熔煉工藝和合理的熱切取３根直徑為２０ｍｍ的
圓柱型試棒，作為一組試
樣。圓柱型試棒的中心線應完全在龍骨塊形試樣距表面１／４ｔｍｍ（或１５～
（１）熔煉生產裝置：１００ｋｇ中頻爐，爐前測溫儀、成分
檢測儀。
２０ｍｍ）包線的芯部以內，
樣表面處切取，應盡量在
（２）原材料：ｑ２３５廢鋼、７５％矽鐵、４％高碳生鐵、６０％但不必在遠離龍骨塊形試
低碳鉻鐵、６０％低碳錳鐵、５６％低碳鉬鐵、５０％低碳釩鐵、９９．９３％純鎳板、鋁條。要求：所有原材料必須經化學成分檢測合格後方可使用，ｐ、ｓ含量最好小於０．０３％。
材料為ｎｉ—ｃｒ—ｍｏ系鑄鋼合金。
（３）配料：根據原材料的化學成分，按研製的化學成分範圍進行配料。可用廢鋼和高碳生鐵對含碳量進行調整。
靠近１／４ｔｍｍ（或１５～２０ｍｍ）包線處切取。用車床將切取ｍ來的圓柱型試棒加工成標準拉伸試棒，拉伸試棒的尺寸應符合國家標準金屬材料室溫拉伸試
驗方法的規定。
檢測結果：對每爐次澆注的龍骨塊形試樣經熱處理
後，按如圖２的部位要求加工出拉伸試樣，進行機械性
（４）熔煉：熔煉採用直徑３０ｍｍ的ｑ２３５圓鋼，按配方
能檢測。拉伸試驗標準執行金屬材料室
溫拉伸試驗方法。試樣為標距５０ｍｍ、直徑１０ｍｍ的圓棒拉伸試樣，在１０ｔ液壓萬能材料試驗機進行效能拉伸試驗。通過對不同化學成分、不同的熱處理工藝處理後加
加入適量的４％高碳生鐵、７５％矽鐵、６０％低碳鉻鐵、６０％低碳錳鐵、５６％低碳鉬鐵、９９．９３％純鎳板等合金材料，進行熔煉，高碳生鐵、鉻鐵、鉬鐵、鎳板隨ｑ２３５圓鋼先加入爐內．矽鐵、錳鐵等易氧化的合金待鋼水熔化後再加入，並採用造渣劑造渣、打渣，最後在爐內和包內採用鋁板
（線）脫氧除氣，出爐溫度為１６００ｏｃ～
１６２０ｏｃ。
＿ｔ出的拉伸試樣進行效能檢測試驗，最終獲得滿足《井口裝置和採油樹裝置規範》中對ａｐｉ６０ｋ要求規定的各項效能指標。４結語
通過反覆的試驗研究，最終研製出ａｐｉ６０ｋ牌號的鑄
（５）造型：機械
鋼材料，從合金元素選用範圍到各項機械效能指標均滿
足ａｐｉ中規定的國際標準要求。
（編輯立
明）效能試樣為龍骨塊
形試樣，具體尺寸如
圖ｌ所示。造型材料
為水玻璃二氧化碳
自硬砂，冒口可為圓
作者簡介：楊華（１９６３一），助理工程師，從事石油裝備方面的技術工作。
收稿日期
機械工程師２０１０年第７期ｉ３３
採油三礦油井常規洗井管理規定
為進一步加強油井熱洗工作，延長油井免修期，提高井筒管理水平，減少產量損失，特制定油井熱洗管理規定如下。一 管理職責分工 1 採油礦成立油井常規熱洗領導小組 組長 2 職責分工 協助採油礦主管領導抓好油井常規熱洗的監督檢查 效果評價工作 協助採油礦主管領導抓好油井常規熱洗的車輛安排 執行協調工作 負責...
井口採油樹防護蓋製作安裝要求
目的 井口採油樹套管四通處與井口甲板口之間的間隙過大，在修井或油井取樣過程中由於操作不當所引起的 落海，汙染海洋的事件發生，所以要在採油樹與井口甲板之間加裝防護蓋，防止 跑冒滴漏時從採油樹與甲板縫隙落海的可能。要求 1 所做成的防護蓋如圖所示 2 採油樹和甲板之間空隙內的電幫浦電纜，及儀表管線。要從...
採油隊油井分析管理制度
一 班站基本工作量分工制度 夜班工作量 負責日常的量油取樣工作和分析排查 八點工作量 負責加密井的量油取樣，異常井的複查和分析工作 站長大班 負責全站總液量油量 單井液量油量 時率的分析診斷和採取措施 二 油井分析管理獎懲 1 嚴格執行資料錄取管理規定，見 附表一 2 小班每天錄取資料，判斷油井各項...