深层/超深层油气勘探开发面临“特高压、极高温”严峻工况挑战,API Spec 6A标准规定井口装备最大压力等级仅为140MPa(20000psi),诸如塔里木富东1井关井压力141.55MPa、新疆天湾1井关井压力140MPa、富满、博孜等最高改造压力136MPa,现有井口装备安全余量不足,140MPa以上特高压井口装备关键材料选材无标准可依、无成熟材料可用。
依托集团公司关键核心技术攻关项目《175MPa特高压井口及配套装备研发》,攻关特高压井口装备用承压件基材、金属密封件、非金属密封件关键指标研究,牵头制定国内首套含硫化氢环境用井口承压件选材和评价系列标准(3项行标),支撑175MPa采气井口、节流压井管汇等五大装备设计制造。
联合塔里木油田和渤海装备,针对井口装备承压件材料强韧性与抗硫性能协同提升这一国际技术难题,通过Cr、Ni等关键合金元素配比优化,攻克了大厚截面低合金钢锻件淬透性不足等关键技术瓶颈,成功试制兼具超高强度及高抗硫性能的CrMo钢材料,屈服强度达到90 ksi级别较API Spec 6A标准规定的最高强度等级提升15 ksi,同时展现出优异抗硫化氢应力开裂性能,通过ISO 15156-2标准规定的抗硫性能最严苛的NACE TM0177 A法A溶液测试评定;基于CrMo钢材料制备了78-175闸阀阀体,成功通过262.5MPa强度测试和175MPa气密封测试,进一步验证了该材料的工业转化可行性,为实现特高压井口装备的轻量化设计提供了关键材料支撑。
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