膨胀无缝钢管性能探讨

      膨胀无缝套管的性能要求主要包括膨胀的难易性和膨胀后的使用性能两个方面，且应以后者为首要考虑因素。为满足工程应用要求，首先须确保膨胀后的力学性能达到API 5CT标准相应钢级无缝钢管套管水平，同时还须满足承压和抗腐蚀等要求。例如，应用于套损补贴时，由于膨胀无缝钢管柱外壁有一层基础无缝钢管套管，所以对膨胀后的承压要求不高；应用于裸眼系统时，套管膨胀后直接与井壁接触，此时需要较高的抗外压挤毁强度；应用于腐蚀工况严重的环境下则优先选用耐蚀合金材质的膨胀无缝钢管套管；而等井径钻井一般应用于深井、超深井或海洋作业，不但要承受巨大外力，而且施工环境恶劣，要求延性更好及内径膨胀率更大，因此无缝钢管柱膨胀后需要具有高抗挤、高韧性、高强度、耐蚀性和耐磨损等能力。另外，为兼顾膨胀工艺要求，使无缝钢管管柱易于膨胀且避免膨胀过程的集中变形破坏和壁厚减薄量大，无缝钢管应具备高的壁厚均匀度、均一的机械性能、无屈服平台特征的应力-应变曲线、良好的强度延性匹配、高的形变强化指数（n值）、高的塑性应变比（r值）、低的屈服点和时效指数等。

     由于膨胀无缝钢管套管应用范围广、作业种类多，其具体性能要求也不尽相同，因此难以形成统一的产品规范。一般而言，膨胀无缝钢管套管材料组织中的软相可以是铁素体或奥氏体，硬相可以是马氏体、贝氏体或碳化物颗粒等，甚至还可以有过渡相残余奥氏体；同时，软硬相的种类、配比、形貌及分布状况等直接决定了材料的强塑性。根据不同的作业要求，需要进行专门的膨胀无缝钢管套管成分设计及组织目标控制。若膨胀无缝钢管套管应用于承压要求较低的服役环境，可以设计由大量铁素体或奥氏体为主的组织特征，确保优良的塑性变形能力；若膨胀后需要较高的抗内外压要求，其组织形貌可由多边形铁素体加大量铁素体基体上弥散分布的细小硬相颗粒构成，以削弱因膨胀过程导致的壁厚减薄和包辛格效应共同作用带来的抗外挤强度显著下降的不利影响，同时还能兼顾良好的膨胀性能；此外，相变诱导塑性钢（TRIP）、孪生诱发塑性钢（TWIP）及Q&P（淬火-碳分配）钢等先进钢铁材料的发展成熟和广泛应用，为等井径钻井用高端膨胀无缝钢管套管的开发提供了诸多有益的启示。

详情：www.czhfggcj.com