Increasing the construction strength of petroleum pipes operating in agressive environment

V.S Chmeliova,H.I Perchun

doi:10.30838/j.pmhtm.2413.270421.70.743

Abstract

Purpose. Questions about ways to increase the structural strength of oil country tubular goods are considered. Alloying and heat treatment of medium-alloy steels should ensure: pro-carbonization to the structure of martensite and lower bainite with a minimum carbon content (C ≤ 0.3 %), high resistance to brittle fracture and hydrogen embrittlement, the formation of uniformly distributed finely dispersed carbides and sulphides of a round shape to reduce diffusion mobile hydrogen is absorbed by steel. Propose modes of thermal treatment of casing pipes that provide the required level of mechanical and operational properties. Methodology. We used standard techniques for determining the mechanical properties in tension, dynamic bending tests and fracture studies. Results. The modes of heat treatment of casing pipes of strength category E, L are proposed, which provide the required level of mechanical and operational properties and an increase in structural strength. Originality. A systematic analysis of the influence of various factors on the structural strength of oil country tubular goods operating in an aggressive environment has been carried out. The highest degree of correlation between the value of the impact toughness and the tough component in the fracture is shown. Cooling of pipes with a nozzle sprayer of the design of the Department of Heat Treatment of Metals of NMetAU, which provides high resistance to brittle fracture by increasing the proportion of the viscous component and changing the microrelief of the cup fracture. Practical value. The proposed technology of heat treatment of oil pipes, working in an aggressive environment, provides the required level of mechanical properties and resistance to hydrogen sulfide cracking. Keywords: structural strength; oil country tubular goods; alloying; heat treatment; strength categories;temperature and deformation parameters; hydrogen sulfide cracking; brittle fracture resistance

Highlights

3. Статистична природа конструкційної міцності тісно пов'язана із впливом масштабного фактора та зумовлена: 1) наявністю точно не зумовлених розподілів механічних властивостей металу (сплаву) й експлуатаційних напруг (у зв'язку з ліквацією хімічного складу, структури, неоднорідного напруженого стану); 2) наявністю неврахованих факторів експлуатації; 3) зміною зазначених у п
Після загартування з охолодженням водяним форсунковим спреєром зі швидкістю охолодження не нижче 40 oС/с та високого відпуску у труб нафтового сортаменту забезпечується необхідний рівень механічних властивостей і необхідна стійкість проти сірководневого розтріскування − 720 годин за напруги 0,8σ0,2

Summary

Introduction

3. Статистична природа конструкційної міцності тісно пов'язана із впливом масштабного фактора та зумовлена: 1) наявністю точно не зумовлених розподілів механічних властивостей металу (сплаву) й експлуатаційних напруг (у зв'язку з ліквацією хімічного складу, структури, неоднорідного напруженого стану); 2) наявністю неврахованих факторів експлуатації; 3) зміною зазначених у п. Для підвищення конструкційної міцності труб нафтового сортаменту хімічний склад та структура повинні забезпечити: Для виготовлення обсадних труб категорії міцності Е (σ0,2 ≥ 549 МПа) використовується сталь 18Х1ГМФА.

Results

Conclusion