1、前言

上世紀70年代，在歐洲的一些天然氣井中，為防止CO2腐蝕，采用9%Cr和13Cr%不銹鋼制作油井管；美國的油氣井也采用這種高鉻不銹鋼的油井管；后來，在API 5CT標準1988版中，補充了耐腐蝕油井管鋼種，如C-75鋼級增加了9Cr和13Cr兩個馬氏體不銹鋼鋼種；C-90增加了兩個鋼種。

上世紀90年代初，隨著天津大無縫全流程項目（電爐+連軋管+熱處理+螺紋加工）建成投產和寶鋼140機組品種的開發，油井管的生產得到了快速的發展，不斷地滿足了國內油田開發的需要。 90年代后期，隨著我國油氣資源向著深井、復雜的地質條件區域開發，油田向油井管生產企業提出了抗二氧化碳用的13Cr不銹鋼管需要，值此，也拉開了我國油氣用不銹鋼管開發的序幕。

2、我國油氣井用管發展簡況

2.1 中國油氣井管發展歷程

中國油氣井管生產有60多年的歷史。新中國建立以來，從1954年鞍鋼生產的 根無縫油管至今，中國油井管發展大致分為四個階段。

階段為1954 -- 1985年

鞍鋼、包鋼和成都無縫鋼管廠相繼生產油井管。生產初期，鞍鋼的油管產品按照鞍標和冶標（與原蘇聯標準等效）交貨。上世紀70年代原冶金部參照API標準，制定并頒布了“石油套管”部頒標準YB690-1970和“石油對焊鉆桿、鉆鋌、方鉆桿管材”部頒標準YB691-1970。成都無縫鋼管廠和包鋼參照上述標準生產套管和對焊鉆桿（包鋼只生產套管）。80年開始鞍鋼、包鋼和成都無縫鋼管廠開始按照API標準試制和批量生產油井管。在這一階段，上述三個廠為大慶、勝利、大港及四川等油田開發的油井管產品主要是DZ40、DZ50和DZ55等低鋼級產品（碳錳鋼，包鋼的鋼種里加入了量的鈮和稀土）。盡管是油井管的低端產品，但由于當時的冶煉、軋制、熱處理和管加工裝備水平較低，產品表面質量、尺寸精度和螺紋加工質量等都難以滿足油田要求。

第二階段為1986年-- 1991年

寶鋼從國外引進的Φ140mm全浮動芯棒連軋機組建成投產（可生產油管和5 1/2〞套管），使國內油井管生產的裝備水平有了突破性的進展，但由于受機組的規格所限，僅能為油田提供少部分規格和品種。從1986年1月起，原冶金部正式宣布廢除YB690-1970和YB691-1970等標準，一律改用等同API標準的YB/T和GB3303-1982系列標準生產油井管。1990年4月，成都無縫鋼管廠在國內 個通過美國石油學會頒發的API 5CT 5B、5D（7）會標許可證。但由于國內鋼管企業的整體水平仍較低，不能滿足油氣行業快速發展的需要，至1991年中國油井管產量僅13.67萬噸，國產化率僅13.54%。產品主要采用以碳錳鋼生產的J55鋼級的油套管，N80鋼級的油套管還處在研制階段。

第三階段1992年-2012年

隨著中國經濟步入高速發展的快車道，對石油需求不斷增加，推動了石油工業的快速發展，同時也拉動了油井管等能源用管需求的快速增長。另外，天津鋼管公司（天管集團前身）從國外引進的Φ250MPM機組的建成投產（現代化的全流程專業化油井管生產企業），一舉改變了中國油井管生產裝備及工藝的落后局面。之后又建成三條PQF三輥式高精度連軋管機組，這種機型代表了當今世界無縫鋼管軋制技術的 水平。這期間國內一些企業（包括寶鋼、成都無縫、衡陽鋼管、包鋼、西姆萊斯、安徽天大等）陸續投資新建了一批現代化的軋機并改造或新建了熱處理線和管加工線，使中國油井管整體制造水平有了大幅度提高，油井管產量迅速增長。

在這一階段，中國油井管無論在產量、質量和品種上，都基本滿足了國內油田用管的需求，還大量出口到國外。2004年，中國油井管進口量為32.20萬噸，出口量為33.23萬噸，實現了油井管的凈出口。2008年中國油井管產量達到了630萬噸，出口333萬噸，進口24.57萬噸，凈進口308萬噸，國產化率達到95.5%。

第四階段2013年及以后

隨著中國經濟步入中高速發展，和非石化能源快速發展以及中國油氣行業開發增長呈下降趨勢（油氣用管表觀消費已達到峰值），其中石油開采呈現下降的趨勢（石油資源枯竭），石油管材的需求量不斷下降。未來中國油氣工業的發展是向著頁巖氣、煤層氣、海洋油氣（包括可燃冰）等資源開發。

不銹鋼無縫管的制造工藝

1.熱軋（擠壓無縫鋼管）：圓管坯→加熱→穿孔→三輥斜軋、連軋或擠壓→脫管→定徑（或減徑）→冷卻→矯直→水壓試驗（或探傷）→標記→入庫

軋制無縫管的原料是圓管坯，圓管胚要經過切割機的切割加工成長度約為1米的坯料，并經傳送帶送到熔爐內加熱。鋼坯被送入熔爐內加熱，溫度大約為1200攝氏度。燃料為氫氣或乙炔。爐內溫度控制是關鍵性的問題.圓管坯出爐后要經過壓力穿孔機進行穿空。一般較常見的穿孔機是錐形輥穿孔機，這種穿孔機生產效率高，產品質量好，穿孔擴徑量大，可穿多種鋼種。穿孔后，圓管坯就先后被三輥斜軋、連軋或擠壓。擠壓后要脫管定徑。定徑機通過錐形鉆頭高速旋轉入鋼胚打孔，形成鋼管。鋼管內徑由定徑機鉆頭的外徑長度來確定。鋼管經定徑后，進入冷卻塔中，通過噴水冷卻，鋼管經冷卻后，就要被矯直。鋼管經矯直后由傳送帶送至金屬探傷機（或水壓實驗）進行內部探傷。若鋼管內部有裂紋，氣泡等問題，將被探測出。鋼管質檢后還要通過嚴格的手工挑選。鋼管質檢后，用油漆噴上編號、規格、生產批號等。并由吊車吊入倉庫中。

2.冷拔（軋）無縫鋼管：圓管坯→加熱→穿孔→打頭→退火→酸洗→涂油（鍍銅）→多道次冷拔（冷軋）→坯管→熱處理→矯直→水壓試驗（探傷）→標記→入庫。

冷拔（軋）無縫鋼管的軋制方法較熱軋（擠壓無縫鋼管）復雜。它們的生產工藝流程前三步基本相同。不同之處從第四個步驟開始，圓管坯經打空后，要打頭，退火。退火后要用專門的酸性液體進行酸洗。酸洗后，涂油。然后緊接著是經過多道次冷拔（冷軋）再坯管，專門的熱處理。熱處理后，就要被矯直。