“石油不锈钢管工程”的主要技术领域

 

 

“石油不锈钢管工程”是材料科学与工程、机械工程、石油工程、工程力学、可靠性工程、信息科学与工程（含计算机技术）等多学科交叉的边缘学科。它把相关学科的理论成果和最新技术尽可能地运用于石油管的服役过程（即石油工业的钻井工程、采油工程和储运工程），最大限度保障石油管服役中的安全可靠性和寿命，并有效地提高工程效率和降低工程成本。

下图为“石油管工程”的主要技术领域及与相关学科的关系。由“石油管工程”的内涵图和上图可知，“石油管工程”的主要技术领域包括：石油管的力学行为，石油管的环境行为，石油管材料的服役性能与成分/结构、合成/加工、性质的关系，石油管失效规律和失效的预测预防，共四大领域。鉴于管柱与管线的力学行为差异较大，石油管的力学行为也可拆开表述为：油井管与管柱力学、油气输送管与管线力学。

浙江五岳不锈钢制品销售有限公司
库存3000余吨不锈钢管材，是天津304不锈钢管和316不锈钢管库存量最大的现货经销商，主要来源：浙江五岳不锈钢管厂，浙江永上不锈钢管厂，五岳特材不锈钢管厂，永上不锈钢管。A312不锈钢管标准，A790不锈钢管标准。

 

3.1 石油不锈钢管的力学行为

石油管的力学行为包括钻柱、油管柱、套管柱和油气管线的力学行为。

钻柱力学包括静载下的拉、压、弯、扭变形与断裂，以及疲劳、冲击、振动等。

油、套管柱力学行为包括在轴向载荷、弯曲载荷与内压、外压等复合载荷作用下，油、套管柱的螺纹连接强度和密封完整性。研究手段：计算机仿真与全尺寸实物模拟试验相结合。除结构完整性和密封完整性，套管柱和油管柱的挤毁、油管柱的疲劳问题也颇受关注。

油气输送管的力学行为包括强震区、地质灾害区管段管道的拉伸、压缩、弯曲变形（位移）及控制；钢管动态裂纹长程扩展与止裂控制；高寒地区站场裸露钢管与管件的低温脆断与控制；近中性PH值土壤的应力腐蚀开裂问题；外载荷周期变化或内压波动引起的疲劳等。

 

3.2 石油不锈钢管的环境行为

主要研究石油管的腐蚀与防护。包括硫化物应力腐蚀与氢致开裂；油井高温高压环境中的CO2腐蚀，包括H2S、CO2共存，元素硫和氯离子含量较高的极苛刻条件；多相流冲刷腐蚀；土壤腐蚀，包括近中性PH值土壤的应力腐蚀；海水和海洋大气腐蚀，等等。

 

3.3 石油不锈钢管材料的服役性能与成分/结构、合成/加工、性质的关系

首先要在对特定服役条件下工作的石油管服役行为研究的基础上，通过典型的失效分析，确定该石油管的服役性能；在此基础上研究该服役性能与成分/结构、合成/加工、性质的关系。要特别注意研究服役性能与材料的强度、塑性、韧性的合理匹配。不同的服役性能要求对应着不同的强度、塑性、韧性的不同匹配。

浙江五岳不锈钢制品销售有限公司
库存3000余吨不锈钢管材，是天津304不锈钢管和316不锈钢管库存量最大的现货经销商，主要来源：浙江五岳不锈钢管厂，浙江永上不锈钢管厂，五岳特材不锈钢管厂，永上不锈钢管。A312不锈钢管标准，A790不锈钢管标准。

3.4 石油不锈钢管失效规律及失效的预测预防

首先要大力开展失效分析，并大量收集其他单位在石油管方面的失效案例，特别是国外案例。建立钻具、油套管和油气输送管失效信息数据库。在此基础上，开展石油管的失效控制，包括断裂控制、应变控制和表面损伤控制。

石油管失效规律的研究是运用失效分析学的基本理论和方法，研究管材质量、设计与制造工艺、操作运行状态和环境对石油管失效模式、使用寿命的影响规律。在此基础上，应用无损检测、断裂力学（概率断裂力学）、有限元方法、可靠性理论等现代技术，预测石油管的安全使用寿命或确定检测周期，同时提出改进方案，反馈到设计、制造、使用和管理等部门，达到预防石油管失效事故发生的目的。

石油管的适用性评价及风险管理是失效预测预防的重要组成部分。适用性评价是对含有缺陷石油管能否适合于继续使用的定量工程评价。包括定量检测石油管中的缺陷，依照严格的理论分析作出评定，确定缺陷是否危害安全可靠性，并对缺陷的形成、发展及构件的失效过程以及后果等作出判断。风险管理是通过对石油管系统的风险评价、风险控制和风险管理的功能监测三个环节，达到使该工程系统的风险最小、效益最大的目标。对石油管进行适用性评价及风险管理，可在确保其安全可靠性的同时，获得巨大的经济效益。