GB/T 34907-2017 稠油蒸汽热采井套管技术条件与适用性评价方法

JCS75.180.10

E92

中华人民共和国国家标准

GB/T34907-2017

稠油蒸汽热采井套管技术条件与

适用性评价方法

Technicalspecificationsandfitnessforserviceevaluationmethodfor

thermalwellcasingundercyclicsteamstimulationpr侃ess

2017-11-01发布

2018-05-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检夜总局

发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T34907-2017

目次

前言……………”……“….••••••I

1范围

2规范性引用文件…·

3术语和定义………“…...••••••2

4符号和代号………·”……·………….2

5套管钢级与类型….••••••••••••••••••3

5.1钢级……·”…………·………3

5.2类型…………··……··………·…………·………3

6套管管体.......…·……·…….…........……..3

6.1管体规格……………·……….3

6.2管体性能要求“……….4

6.3检验与试验……”…6

6.4验收与复检……·……”…·…7

6.5标记及其他....…...….........….....….........….......….•••••••••7

7套管管端连接…………

7.1规格…7

7.2结构型式………………··i噜’句

’

daEni

7.3技术要求…·

。

LnL

8

套管适用性评价………”

8.1适用性评价流程。句“，。。

nL

8.2试样的材料选择及加工检验

。“，、，霄aa

8.3适用性评价技术要求…·

4

Enaou

8.4适用性评价试验…

。

L

8.5安装要求“

。

L

附录AC资料性附录〉数据采集、记录及试验报告的说明

GB/T34907-2017

前

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草．

请注意本文件的某些内容可能涉及专利．本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任．

本标准自全国石油天然气标准化技术委员会（SAC/TC355）归口．

本标准起草单位：中国石油集团石油管工程技术研究院、中国石油新疆油田分公司、中国石油辽洞

油四分公司、中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司、衡阳华菱铜管有限责任公司、渤海装备有

限责任公司．

本标准主要起草人z韩礼红、王航、李东风、王建军、潘志勇、方伟、谢斌、田志华、杨平阁、贺占国、

谢凯意、陈长青．

I

GB/T34907-2017

稠油蒸汽热采井套管技术条件与

适用性评价方法

1菇圄

本标准规定了稠油蒸汽吞吐和蒸汽驱热采井套管材料技术要求、管端连接要求、适用性评价要求与

方法．

本标准适用于国内稠油蒸汽热果井套管的选用与适用性评价，包括直井、定向井等主要井型，注蒸

汽工况为井口蒸汽温度不高于400℃、注汽压力不高于35MPa.同时涵盖陆地及海上稠油燕汽热采井

作业环境．

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的．凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单〉适用于本文件。

GB/T222钢的成品化学成分允许偏差

GB/T223.82钢铁氢含量的测定情气脉冲熔融热导法

GB/T224钢的脱碳层深度测定法

GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法

GB/T228.2金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法

GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法

GB/T230.l金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标

尺〉

GB/T2039金属材料单轴拉伸蠕变试验方法

GB/T4336碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱分析方法（常规

法〉

GB/T5777无缝钢管超声波探伤检验方法

GB/T6394金属平均晶控度测定法

GB/T9253.2石油天然气工业套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验

GB/T10561钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法

GB/T11261钢铁氯含量的测定脉冲加热情气熔融·红外线吸收法

GB/T13298金属显微组织检验方法

GB/T13299钢的显微组织栓验方法

GB/T15822元损检测磁粉检测

GB/T17745石油天然气工业套管和油管的维护与使用

GB/T18052套管、油管和管线管螺纹的测量和检验方法

GB/T19830-2017石油天然气工业油气井套管或油管用铜管

GB/T20123钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法〈常规方法〉

GB/T20124钢铁氯含量的测定惰性气体熔融热导法（常规方法〉

GB/T20657石泊天然气工业套管、油管、钻抨和用作套管或油管的管线管性能公式及计算

1

GB/T34907-2017

GB/T21267石油天然气工业套管及油管螺纹连接试验程序

3术悟和定义

下列术语和定义适用于本文件．

3.1

外加厚externalupset

在管体端部一定范围内的外径增大而内径保持不变的塑性变形工艺．

3.2

接箍coupling

用于连接两根带外螺纹的套管并具有内螺纹的圆筒体．

3.3

螺纹连接threadconnection

外螺纹管端和内螺纹接箍的连接组件．

3.4

现场端fieldend

在钻井平台上进行上扣的接箍一端．

3.5

工厂端millend

套管到达油田现场之前在工厂进行上扣的接箍一端。

3.6

试样specimen

对于接箍连接的油、套管，一根试样是由一个接箍和两个外螺纹管段连接组成；对于无接箍连接的

油、套管，一根试样由一个加工有外螺纹的管段和一个加工有内螺纹的管段连接组成．

3.7

泄渭l回k吨e

压力介质通过连接螺纹或管体从试样内到这试样外（内压〉或从试样外到达试样内〈外压〉的现象．

3.8

罐头plug

用来封堵试样两端的机械装置，其主要作用是密封试样．

3.9

帖扣galling

金属材料接触表面在（螺纹〉滑动或旋转过程中，发生冷焊而产生的撕裂现象．轻微粘扣是指使用

砂纸能够修复的粘扣，中度粘扣是指使用细纹锥刀和砂纸能够修复的粘扣，严重粘扣是指使用细纹铿刀

和砂纸不能修复的粘扣．

3.10

工作压力。perationpress町曹

注燕汽压力规定的试验压力，不得超过制造商对螺纹规定的耐压额定值．

3.11

工作温度。”rationtemperature

井口注蒸汽温度规定的试验温度．

4符号和代号

表1和表2中符号及代号适用于本文件．

2

GB/T34907-2017

褒1蕃臂’体符号及代号

序号名称符号

单位

1屈服强度R,MPa

2抗拉强度R”MPa

3均匀延伸率A%

4硬度HRC

5’隔变速率(.Yo•s-1

6轴向应力"MPa

亵2蠢’曾蜡连撞符号及代号

序号名称符号单位

1管体外径Dπl町1

2加厚管地外径D1mm

3管体壁厚tmm

4管蝙到加厚厚度开始减小处长度L••mm

5管编到加厚厚度减小终止处长度L,口1目1

6wmm

接箍外径

7口lrn

接箍最小长度Nι

8接箍锺孔直径Q自lrn

9接箍承戴面宽度bmm

5毒管铜级与类型

5.1铜组

按ksi表征的最小屈服强度分级，本标准包括65ksi、80ksi、90ksi、110ksi四个钢级．管体钢级代

号为“最小屈服强度＋SH”，本标准规定铜级包括：“SH、80SH、90SH、llOSH.

5.2类型

依据管体与管端的材料性能和尺寸变化，套管可分为三种类型z

第一类，管体的几何尺寸及材料性能与管端相同，标识符号为“钢级”后加“－ln;

第二类，管体的几何尺寸与管端相同，但材料性能〈屈服及抗拉强度〉低于管端，标识符号为“钢级”

后加“一2”s

第三类，管体与管端内径平齐，但后者外径采用加厚处理，管体材料性能与管端等同，其标识符号为

“钢级”后加“一3”．

6毒瞥’体

6.1’体规格

稠油热采套管管体的规格同GB/T19830规定．

3

GB/T34907-2017

6.2瞥体性能要求

6.2.1制造工艺要求

6.2.1.1制造方法

套管管体推荐由热轧无缝钢管制造．若管端采用加厚处理时，应对管体＋管端进行整体热处理，以

保证整体管的组织均句性．

6.2.1.2热处理

套管管体的热处理工艺为“摔火＋高温回火（Q&.T）”．其中铜管内外表面脱碳层厚度不超过

0.05mm.

6.2.1.3材料

套管材料宜由Cr-Mo系低碳合金钢制造，采用纯净化技术处理．按本标准供货的产品应含有至少

一种晶粒细化元素，使钢的奥氏体晶粒细化．

6.2.1.4矫直

产品宜选择热矫直工艺，矫直工艺应满足GB/T19830规定．

6.2.2化学成分要求

套管管体的化学成分推荐满足表3规定．

表3化学成分

元素cMnCrMospNb-V-Ti总量0-N-H总量

含量<0.30二~0.40二主0.60二主0.10骂王0.010~0.020二呈0.03<120×io-•

〈质量分数〉／%

6.2.3拉伸性能要求

6.2.3.1室温拉仰性能

室温下，套管管体的拉伸性能见表4所示．

袋4童温下套’管你的控佛性能

屈服强度抗拉强度均匀伸长率

钢级位置R,R.A

/MPa/MPa/%

65SH448~586586~689注10

’E体

SOSH552~655655~758二主8

管体

90SH621~758724~862三到

管体

llOSH758~896862~965二~5

管体

4

GB/T34907-2017

6.2.3.2商温拉佛性能

高温350℃下，套管管体拉伸应力－应变曲线光滑，无明显屈服平台．在不高于400℃高温注蒸汽

温度范围，同一批~套管管体材料的屈服强度、抗拉强度相比于室温g

a)350℃以下，降低幅度应不大于15%;

b)350℃～400℃温度范围，降低幅度应不大于20%.

6.2.4硬度

套管管体的硬度应符合表5规定．

襄5毫瞥’体硬度

钢级65SHSOSH90SHllOSH

硬度

4二20<224二24<28

HRC

6.2.5夏比V型缺口吸收能

室温下，套管管体标准尺寸试样（10mm×10mm×55mm）的纵向冲击韧性应符合表6规定．

褒6蕃瞥材料冲击功

单位为焦耳

钢级65SHSOSH90SHllOSH

管体二~80注110

二主90~100

6.2.6晶位度

套管管体材料的晶位度应为7.0级以上．

6.2.7非金属夹杂物

套管管体材料的非金属夹杂物应符合表7的规定．

褒7夹杂物检验结果限定值

ABcD

类型

费事厚薄厚薄厚薄厚

要求骂王1.5骂王1.5<1.5<1.5骂王1.0<1.0骂王1.5<1.5

6.2.8蟠变性能

高温350℃下，套管管体材料的蠕变速率应不高于蠕变速率本构关系［式（1）］所得的蠕变速率g

ε＝7.40×10-9×err部＋1.95×10-6…(1)

6.2.9无损检测

套管管体的无损栓测应符合GB/T19830-2017SR2中L2检验等级标准要求，具体的栓验等级要

GB/T34907-2017

求条款参照GB/T19830-2017SR2.

6.2.10量厚偏肇

任一检验批套管，包括单根试样套管壁厚负偏差应不高于名义壁厚的10.%0

6.3撞撞与试验

6.3.1化学成分分析

化学分析试样应按GB/T222试样采样法来样，试样方法按GB/T4336进行，C、S元素应采用碳

硫分析仪，按照GB/T20123进行，0、N、H元素应按照GB/T20124、GB/T11261、GB/T223.82测试．

6.3.2拉佛试’金

拉伸试验应按照GB/T228.1、GB/T228.2进行室温和高温试验，记录应力－应变曲线．

管体及接箍应分别取3个试样进行拉伸试验，记录全部测量值，并取平均值为试验结果，单次试验

值偏差应不大于10.%0

拉伸试验应采用纵向圆棒试样，在无法制备标准试样时，可以采用非标圆捧试样，标距长度应不低

于5倍直径．试验结果应标识试样直径和标臣长度。拉伸试样尺寸推荐值见表8.

6.3.3硬度

硬度试验应按照GB/T19830及GB/T230.1规定进行。

褒8拉伸试样尺寸推荐值

尺寸规格1规格2

10.0土0.255.0士0.25

直径D/mm

50.0土0.1525.0土0.15

标距长度G/mm

10.06.0

’量小过渡圆角半径Rimm

6.3.4冲击试验

冲击试验试验应按照GB/T229规定进行，冲击试样为纵向夏比V型缺口试样，测试温度为室温．

试验应注明试验结果及全尺寸转换值．

6.3.5·植度及夹杂物级别评定

晶粒度试样应在垂直于套管轴向取样〈即套管管体横截面〉，在套管管体壁厚中心位置按照

GB/T6394规定评定晶粒度级别．

夹杂物评定试样应在套管轴向取样〈即套管管体纵截面〉．非金属夹杂物检验按照GB/T10561

进行．

微观组织类型及碳化物组织分布试验应沿套管及接箍轴向取样，按照GB/T13298及GB/T13299

及本标准规定进行．脱碳层深度应取管体全横截面试样，按照GB/T224执行．

6.3.6蝠变试验

蠕变试验应按GB/T2039规定进行．

6

GB/T34907-2017

6.3.7无损栓测

无损栓测按照GB/T5777、GB/T15822规定进行．

6.4验收与复检

产品第一次检测若有不符合项，可以在同一检验批产品内随机抽取双倍数量的试样进行复栓，复检

通过则可判定合格，否则为不合格．供货商对不合格产品重新处理后，应视为新产品进行检测．

6.5标记及其他

6.5.1标记

套管最终产品外表面上应按本标准规定进行钢级及管端类型标识．

标识位置、厂家及批次等产品溯源信息按照GB/T19830要求标记．

6.5.2其他

本标准来规定事项按GB/T19830规定执行．

7蕃瞥瞥端连接

7.1规格

7.1.1总则

管端加厚处理时，管端钢级与管体相同．二次回火处理时，管端钢级高于管体，与接箍钢级相同．

接箍与管体连接后，应保证整体套管为同一内径，管端、接箍内径与管体内平齐．套管螺纹连接宜采用

气密封型螺纹连接，由供货商和用户协商一致．

7.1.2曾蜡规格

套管管端规格同GB/T19830规定，外径范围为114.30mm~244.48mm;

对于二次热处理的管体，管端内径及外径均与管体相同，管端长度不小于300mm;

对于管端敬租加厚的管体，管端外径增大，管端加厚后名义横截面积比管体增加30%或35%，管端

规格和钢级见表9，管端外加厚长度见表10.

褒9外加厚曹蛐规格和钢组

管体外径

管体璧厚管蝙榄戳面狈管端外径

管蝙钢级

D

t/增加的百分率D1/

mm%mm

10mm65SHSOSH90SHllOSH

。114.30

~

5.6930117.so

~

35118.02

~

一一

4-1/2114.30

。114.30~~66

6.3530117.846666

35118.426666

7

GB/T34907-2017

褒9（续〉

管体外径

管你壁厚管蝙.戳面积管端外径

管端钢级

Dti糟加的百分率／D1/

.mm%mm

Inmm65SHBOSH90SHllOSH

。114.306.6.6.6.

7.3730118.36/::;,./::;,./::;,./::;,.

35119.03/::;,./::;,./::;,./::;,.

4-1/2114.30

。114.30/::;,.

8.5630118.96/::;,.

35119.71/::;,.

。127.00/::;,.

6.4330130.616.

35131.20/::;,.

一一一

。127.00/::;,./::;,./::;,./::;,.

7.5230131.18/::;,./::;,./::;,./::;,.

35131.86/::;,./::;,./::;,./::;,.

。127.00/::;,./::;,./::;,./::;,.

9.1930132.02/::;,./::;,./::;,./::;,.

35132.83/::;,./::;,./::;,./::;,.

5127.00

。127.00/::;,.6./::;,./::;,.

11.1030132.94/::;,./::;,./::;,./::;,.

35133.90/::;,./::;,.b./::;,.

。127.00b.b./::;,.

一

12.1430133.43/::;,.b./::;,.

一

35134.47b./::;,./::;,.

。127.00/::,./::;,./::;,.

12.7030133.68b./::;,./::;,.

35134.76/::,./::;,./::;,.

。139.70/::;,.

6.9830143.62/::;,.

一一一

35144.27/::;,.