國內外連續(xù)管標準簡介

付宏強，郜 飛

(1.西安石油大學 材料科學與工程學院，西安 710065；2.寶雞石油鋼管有限責任公司，陜西 寶雞 721008)

國內外連續(xù)管標準簡介

付宏強1，2，郜 飛2

(1.西安石油大學 材料科學與工程學院，西安 710065；2.寶雞石油鋼管有限責任公司，陜西 寶雞 721008)

介紹了目前國內外現行的連續(xù)管制造及使用方面的相關標準，包括API RP 5C7：1996，API SPEC 5LCP：2006，API SPEC 5ST：2010，API RP 16ST：2009，API RP 5C8草案，加拿大石油和天然氣工業(yè)推薦作法(IRP)第21冊(2010)連續(xù)油管作業(yè)草案以及我國SY/T 6698， SY/T 6700—2014，SY/T 6895—2012，Q/SY 1082—2010和Q/SY 1512—2012等。重點討論了API RP 5C7，API SPEC 5LCP和API SPEC 5ST的背景、主要內容以及使用過程中的問題。通過研究國內外連續(xù)管標準，以期對國內連續(xù)管科研、生產以及相關標準使用者提供幫助。

連續(xù)管；標準；簡介

0 前 言

連續(xù)管作為高技術、高附加值產品，廣泛應用于油氣田修井、鉆井、完井、測井等作業(yè)。除國外 National Oilwell Varco，Tenaris及 Global三家公司外，目前國內只有寶雞石油鋼管有限責任公司能夠生產連續(xù)管產品。由于國外公司對連續(xù)管技術封鎖等因素，要想打開連續(xù)管科研及生產瓶頸，最直接和有效的方法就是針對國外相關連續(xù)管技術標準等信息進行重點研究分析。因此，了解和掌握標準相關信息對科研和生產大有裨益。筆者對國內外連續(xù)管標準制定背景及主要內容進行了介紹，希望對連續(xù)管標準使用者理解標準相關信息提供幫助。

1 國外連續(xù)管標準

1.1 標準的構成

國外連續(xù)管標準的制定和發(fā)布基本上為美國石油學會(API)掌控，API作為事實上的國際標準，在確保世界工業(yè)所用設備的安全、可靠和互換性上發(fā)揮著重要的作用。以下為筆者目前了解到的連續(xù)管國外相關標準。

(1) API RP 5C7：1996《油氣井用連續(xù)管作業(yè)推薦作法》。該標準包含了連續(xù)管的設計和作業(yè)推薦作法，注重連續(xù)管的使用和維護細節(jié)[1]。

(2) API SPEC 5LCP：2006《連續(xù)管線管》。該標準適用于石油天然氣工業(yè)中天然氣、水和石油輸送用鋼管[2]。

(3) API SPEC 5ST：2010《連續(xù)油管規(guī)范》，為第1版。該標準規(guī)定了可用作油氣井中的工作管柱、完井管柱和固定安裝[3]。目前API正開始啟動修訂該版本，研究考慮有無必要增加連續(xù)油管酸性服役條件下的相關試驗以及不銹鋼連續(xù)管鋼級的要求等。

(4) API RP 16ST：2009《連續(xù)油管井控設備系統(tǒng)》。主要包含了連續(xù)油管的井控設備裝配以及與井控作業(yè)相關的操作，該標準是海上平臺和陸上平臺使用技術的細節(jié)操作指南[4]。

(5)API RP 5C8草案。API打算將API RP 5C7：1996作廢，其中一部分內容已被API RP 16ST：2009轉化，另一部分將納入API RP 5C8中，該標準草案主要針對連續(xù)油管的維護、維修和保養(yǎng)等[5]。

(6)加拿大石油和天然氣工業(yè)推薦作法(IRP)第21冊(2010)連續(xù)油管作業(yè)草案。該推薦作法適用于所有連續(xù)油管在井孔中的鉆井和修井作業(yè)。其主要包括以下部分：連續(xù)油管作業(yè)計劃編制、連續(xù)油管防噴器組和蓄能器規(guī)范、連續(xù)油管規(guī)范、流體和循環(huán)系統(tǒng)、井帶壓設備的質量保證、彈性密封件、連續(xù)油管推薦性修井作業(yè)、連續(xù)油管鉆井推薦作業(yè)[6]。

在以上6個標準中，屬于連續(xù)管產品制造的標準為API SPEC 5LCP和API SPEC 5ST，其中API SPEC 5LCP為輸送管線產品制造標準，而API SPEC 5ST屬于井下管類產品制造標準，雖然這兩種連續(xù)管在生產工藝上有許多相同之處，但其用途差異較大，導致其尺寸規(guī)格及技術指標要求不同。其他4個標準主要為連續(xù)管使用方面的推薦作法。

1.2 API制定連續(xù)管標準的背景及簡介

1.2.1 API RP 5C7

連續(xù)油管標準的制定可追溯到1992年，當時整個石油行業(yè)還未系統(tǒng)地認識到如何制造連續(xù)油管(起初人們對于連續(xù)油管制造的認識僅僅停留在對接鋼帶，通過電焊焊接成短管，并進行鋼管對接)。鑒于此，應有關方的要求，1992年美國石油學會成立了The Resource Group for Coiled Tubulars委員會，簡稱RGCT(連續(xù)管資源工作組)，該工作組的主要任務就是制定連續(xù)管標準。于是1996年API出版了第一個關于連續(xù)管方面的標準API RP 5C7，該標準為API組織向大家推薦的關于連續(xù)油管生產使用的推薦性作法。

API RP 5C7由8個部分組成，包括標準通用要求的章節(jié)(第1章至第4章)。第1章包括了涉及的材料范圍(高強度低合金鋼，屈服強度為379～621MPa，陸上和海上作業(yè)以及臨界和常規(guī)作業(yè)所使用的材料也有論述)和產品應用范圍(套管井修井及鉆井)，標準未涉及的材料范圍(如鈦、抗蝕合金及復合材料)和應用范圍(裸眼井鉆井及修井、輸送管線和出油管線、控制管線、毛細油管)；第2章列出了引用的20個標準文件；第3章列出了包括連續(xù)管、管柱等13個術語和定義；第4章述及了連續(xù)管的優(yōu)點和局限性；第5章列出了已加工完待交付的連續(xù)管設計、維護和運輸，敘述了連續(xù)管目前的制造工藝和所使用的高強度低合金鋼材料，包含了新連續(xù)管的力學性能特性要求以及變徑管柱的設計和結構，提出了連續(xù)管廠家所采用非破壞性的檢查和試驗方法；第6章論述了連續(xù)管作業(yè)工況的適用性問題以及連續(xù)管維護、記錄保存和降級方面的推薦指南。包括了對連續(xù)管獨有特性的討論，如疲勞，疲勞降級方法，在作業(yè)中由于彎曲造成的管子直徑變化，致使由于橢圓變形以及連續(xù)管的腐蝕和開裂的影響而造成的抗擠毀壓力的降低，最后對連續(xù)管管柱的焊接進行了一般性討論；第7章提出了連續(xù)管作業(yè)用地面和井下設備。這些設備包括連續(xù)管下井設備、卷筒、液壓供給系統(tǒng)、管子導向拱、井控系統(tǒng)、立管架、地面高壓管匯以及連續(xù)管配套工具的連接。第8章討論了作業(yè)中易出現的意外事故，提出了進行連續(xù)管作業(yè)的建議和指南，涉及預先準備工作、立機架、下井，還給出了完成各種井下作業(yè)時潛在的影響因素[1]。

在API RP 5C7使用過程中，出現了一些問題，由于該標準不是專門針對連續(xù)油管產品的制造標準，不足以使大家對連續(xù)管制造有比較全面系統(tǒng)地認識，即包括連續(xù)管的制造及使用，所以在使用該標準時不得不將其又細分成兩部分：連續(xù)管的制造和連續(xù)管的操作。

由于對連續(xù)管的性能認識有偏差，認為連續(xù)管的性能與其維護保養(yǎng)沒有太大關系，但事實并非如此。最終，為避免將連續(xù)油管和連續(xù)管線管的制造特性和現場使用性能相混淆，API將連續(xù)管制造標準與維護使用推薦作法分開進行編寫，隨后API連續(xù)管標準工作組分別開始起草了僅針對連續(xù)油管制造和連續(xù)管線管制造的標準API SPEC 5LCP和API SPEC 5ST，兩者當中沒有包含使用方面的推薦性建議。

API標準文件的使用方式為大眾所接受，它提供了隨后改進的途徑。由制造商、用戶和專業(yè)人士組成的協(xié)調委員會對標準文件進行共同投票表決，通過后提交給更高一級委員會(見圖1)。

1.2.2 API SPEC 5LCP

連續(xù)管線管可在更大范圍進行對接、卷取以及鋪設，因此有些制造商要求將連續(xù)油管用作連續(xù)管線管，但是兩者客戶情況區(qū)別較大。如有的工廠制造的連續(xù)管線管直徑達到168.30mm。于是，1995年API收到了針對連續(xù)管線管產品專門制定標準的要求。

1999年，API制定了第1版API SPEC 5LCP，并于2006年對其進行了修訂。該標準正文第1章范圍中規(guī)定了適用于石油天然氣工業(yè)中天然氣、水和石油輸送用鋼，標準中包含的鋼管外徑尺寸范圍為12.7～168.3mm；第2章列出了24個引用文件；第3章包括了連續(xù)管線管、連制管等22個定義；第4章為購方訂貨要求，包括購方要求、購方選擇性要求以及購方和制造商協(xié)議確定的要求；第5章列出了連續(xù)管線管制造工藝，包括焊縫種類(電焊焊縫、帶鋼對頭焊縫以及鋼管對接焊縫)、焊接工藝(電焊、熔化極氣體保護焊、等離子弧焊、鎢極氣體保護電弧焊)，熱處理(對所有鋼級，焊縫及整個熱影響區(qū)應進行模擬正火，隨后進行全管體應力消除和/或回火)以及追溯性；第6章提出了材料的化學成分、力學性能要求；第7章為管子尺寸、單位長度質量、缺陷尺寸以及管端的要求；第8章為檢驗與試驗要求，包括試驗設備、試樣取樣方向、頻次和數量、無損檢驗的要求等[2]。

根據API SPEC 5L第41版制定了API SPEC 5LCP連續(xù)管線管草案。標準中取消了非電焊方法及鋼管對接的內容，并增加了鋼帶對接、尺寸(12.7～168.3mm)和壁厚。鋼級有 X52C，X60C，X65C，X70C和X80C，不同制造商(有兩個制造商)的CT鋼級也被納入到連續(xù)管線管鋼級中。

API SPEC 5L第41版中含有工廠靜水壓試驗后對電焊縫的檢驗要求，因此，API SPEC 5LCP也將此項要求同時轉換到標準中(與連續(xù)油管標準API SPEC 5ST不同，連續(xù)油管為全管體最終檢驗)。

截止目前，API SPEC 5LCP最新版本為第2版(2006)，增加了X90C鋼級、可接受的NDT校驗要求以及鋼管對接前的最大剩磁要求。

在API SPEC 5LCP中，材料必須滿足該標準中的所有要求，且可由多種鋼制造。該標準沒有疲勞要求，API SPEC 5ST也沒有。ASTM A606/607鋼是連續(xù)管線管和連續(xù)油管通常用原料，但連續(xù)管線管可以使用其他鋼種。盡管用戶可能要求制造商進行NACE試驗，然而該標準中也沒有提及到腐蝕性能的相關要求。

1.2.3 API SPEC 5ST

在研究制定API SPEC 5LCP標準的同時，RGCT也開始研究制定API SPEC 5ST，標準起草工作組最終于2010年4月完成連續(xù)油管標準的制定，正式實施時間為2010年10月1日。

API SPEC 5ST內容涵蓋了各鋼級、規(guī)格、壁厚、破壞性試驗(拉伸試驗和靜水壓試驗)、管體與成品焊縫的無損檢驗(X射線檢驗、電磁檢驗、超聲波檢驗)。在API SPEC 5ST中鋼級只包含 CT70，CT80，CT90，CT100以及 CT110，而API RP 5C7中的CT55鋼級已經被刪除，原因是現在已經沒有人使用該鋼級的連續(xù)油管；標準中的鋼管規(guī)格為19.05～88.9mm[3]。

API SPEC 5ST和API SPEC 5LCP為產品制造規(guī)范。對于具體制造商，RGCT認為，由于還未充分認識其在酸性服役條件下的性能，因此標準中沒有包括任何酸性服役作業(yè)的信息。

此外，由于疲勞試驗機試驗數據的離散性、疲勞試驗機設計以及生產連續(xù)油管用鋼的不同等因素，不允許對連續(xù)油管疲勞性能進行標準化，一般認為連續(xù)油管的維護和保養(yǎng)更重要。國外機構研究表明，接近80％的連續(xù)油管失效是由于機械損傷、操作不當、腐蝕所引起的[7]。

2 國內連續(xù)管標準

2.1 標準構成

截至目前，我國連續(xù)管標準有石油天然氣行業(yè)標準、中國石油天然氣集團公司企業(yè)標準以及連續(xù)管生產廠家企業(yè)標準3個級別。

行業(yè)標準有3項，包括SY/T 6698《油氣井用連續(xù)管作業(yè)推薦作法》，SY/T 6700—2014《連續(xù)管線管》和SY/T 6895—2012《連續(xù)油管》。

中國石油天然氣集團公司企業(yè)標準有Q/SY 1082—2010《連續(xù)油管修井作業(yè)規(guī)程》和Q/SY 1512—2012《連續(xù)油管技術條件》。

生產廠家企業(yè)標準，如寶雞石油鋼管有限責任公司的企業(yè)標準。

2.2 標準簡介

2.2.1 SY/T 6698

SY/T 6698《油氣井用連續(xù)管作業(yè)推薦作法》[8]等同采用API RP 5C7：1996。

2.2.2 SY/T 6700

SY/T 6700—2007《連續(xù)管線管》[9]等同采用API SPEC 5LCP：1999，該標準于2013年列入石油管材標準修訂計劃，等同采用API SPEC 5LCP：2006。2014年10月15日，國家能源局審核發(fā)布了SY/T 6700—2014版，新版于2015年3月1日起正式實施。

SY/T 6700—2014將代替 SY/T 6700—2007《連續(xù)管線管》，與SY/T 6700—2007相比較，主要技術變化如下：

(1)增加了鋼級 X90C(見 1.2)；

(2)增加了ASNT SNT-TC-1A，ASTM E18等10個規(guī)范性引用文件(見第2章)；

(3)增加了基準端等定義(見第3章)；

(4)修改了各鋼級化學成分(見6.1表1)；

(5)增加了硬度檢測項目(見6.2表2)；

(6)修改了壁厚偏差(見7.3表6)；

(7)修改了內毛刺高度要求(見7.7.4)；

(8)修改了無損檢測要求(見8.6)；

(9)修改了靜水壓試驗所用流體的pH值(見 10.2.2)；

(10)修改了伸長率(見附錄C)；

(11)修改了卷取產生的應變量(見附錄G)。

2.2.3 SY/T 6895

SY/T 6895—2012《連續(xù)油管》[10]修改采用 API SPEC 5ST：2010。與API SPEC 5ST相比較，SY/T 6895—2012主要技術變化如下：

(1)在4.2，6.2.3和9.4中增加了非金屬夾雜的要求和試驗方法；

(2)在4.2和附錄F中增加了連續(xù)油管疲勞試驗。

2.2.4 SY/T ××××—××××《連續(xù)油管井控設備系統(tǒng)》

SY/T ××××—××××《連續(xù)油管井控設備系統(tǒng)》[11]草案修改采用API RP 16ST：2009《連續(xù)油管井控設備系統(tǒng)》(英文版)。

該標準草案規(guī)定了連續(xù)油管井控設備總成技術要求和其相關的井控作業(yè)推薦做法，不涉及采用壓井方法進行的井控作業(yè)。適用于連續(xù)油管修井作業(yè)用井控設備總成、相關井控作業(yè)和配套使用下列設備實現的連續(xù)油管鉆井作業(yè)：

(1)符合GB/T 22513要求的采油樹；

(2)符合GB/T 22513要求的地面井口自噴裝置和測試井口；

(3) 符合 GB/T 22512.1 和/或 API SPEC 5CT要求的鉆桿或帶接頭的管柱。

下述作業(yè)不適用于本標準：

(1)不帶采油樹(或地面測試井口)的連續(xù)油管修井作業(yè)；

(2)不帶采油樹(或地面測試井口)的連續(xù)油管鉆井作業(yè)；

(3)生產油管修井作業(yè)(油管外徑小于19mm(3/4 in))；

(4)不起下管柱的連續(xù)油管修井作業(yè)；

(5)反循環(huán)作業(yè)。

2.2.5 Q/SY 1082—2010

Q/SY 1082—2010《連續(xù)管修井作業(yè)規(guī)程》[12]規(guī)定了車載式、拖車式和撬裝式連續(xù)管作業(yè)前應收集的資料、作業(yè)井應具備的條件、作業(yè)準備、作業(yè)程序、指重表校驗、連續(xù)管起下作業(yè)中摩擦力的測量、深度計數器校驗、安全環(huán)保及質量要求。其中指重表校驗、連續(xù)管起下作業(yè)中摩擦力的測量和深度計數器校驗的操作程序。該標準適用于車載式、拖車式和撬裝式連續(xù)管作業(yè)設備進行的修井作業(yè)。

與Q/SY 1082—2007相比，主要變化如下：①明確界定了標準的適用范圍和對象；②在作業(yè)準備中增加了對作業(yè)設計方案的可實施性和安全性的評價；③對設備準備、安裝和拆卸流程進行了統(tǒng)一規(guī)范；④增加和擴展了使用連續(xù)管進行各種典型工藝作業(yè)的程序；⑤增加車載儀器儀表校驗的內容；⑥增加了連續(xù)管起下作業(yè)中摩擦力的測量內容。

2.2.6 Q/SY 1512—2012

中國石油天然氣集團公司企業(yè)標準Q/SY 1512—2012《連續(xù)油管技術條件》[13]是在寶雞石油鋼管有限責任公司連續(xù)油管科研成果和生產實際經驗的基礎上，參考美國石油學會API RP 5C7和API SPEC 5ST等標準，并結合國內外冶金制造水平和產品用戶意見，從連續(xù)油管制造用原料、工藝、腐蝕性能測試等方面提出控制要求。

3 結 語

從上述連續(xù)管相關標準制定和修定情況來看，總體上美國處于連續(xù)管生產、科研以及標準制定的領先水平，而國內連續(xù)管科研起步較晚，連續(xù)管標準基本上采用API標準作為我們國家的行業(yè)標準。隨著國內外科研及生產水平的提高，筆者認為在連續(xù)管產品研發(fā)和生產初期，應密切關注國際標準制定和修訂動態(tài)，通過借助標準傳遞的信息來指導國內連續(xù)管科研和生產。同時，相關技術人員應注重科研與生產經驗的積累和改進，通過技術創(chuàng)新來促進標準不斷進步，以此達到國內連續(xù)管標準和產品制造水平的共同提高。

[1] API RP 5C7:1996，Recommended practice for coiled tubing operation in oil and gas well services[S].

[2] API SPEC 5LCP:1999， Specification for coiled line pipe[S].

[3] API SPEC 5ST:2010，Specification for Coiled Tubing[S].

[4] APIRP16ST：2009,Coiled tubing well control equipment system[S].

[5] APIRP5C8Draft,RecommendedPracticeforCare，Maintenance and Inspection of Coiled Tubular Product[S].

[6] IRP VOLUME 21—2010，Coiled tubing operations,an industry recommended practice(irp)for the canadian oil and gas industry[S].

[7]付宏強，畢宗岳.API SPEC 5ST《連續(xù)油管規(guī)范》概述[J].焊管，2011，34(10)：67-71.

[8]SY/T 6698—2007，油氣井用連續(xù)管作業(yè)推薦作法[S]

[9] SY/T 6700—2007，連續(xù)管線管[S].

[10] SY/T 6895—2012，連續(xù)油管[S].

[11] S/Y ××××—××××，連續(xù)油管井控設備系統(tǒng)[S].

[12]Q/SY 1082—2010，連續(xù)管修井作業(yè)規(guī)程[S].

[13]Q/SY 1512—2012，連續(xù)油管技術條件[S].

Brief Introduction for Coiled Tubing(CT)Standard at Home and Abroad

FU Hongqiang1,2,GAO Fei2
(1.School of Materials Science and Engineering，Xi'an Shiyou university，Xi'an 710065，China;2.Steel Pipe Research Institute of Baoji Petroleum Steel Pipe Co.,Ltd.,Baoji 721008，Shaanxi,China)

In this article,it briefly introduced the current standards of CT manufacture and use at home and abroad,including API RP 5C7：1996，API SPEC 5LCP：2006，API SPEC 5ST：2010，API RP 16ST：2009,API RP 5C8 draft,Coiled Tubing Operations—An Industry Recommended Practice(IRP)for the Canadian Oil and Gas Industry Volume 21—2010，as well as China’s some standards,such as SY/T 6698，SY/T 6700—2014，SY/T 6895—2012，Q/SY 1082—2010 and Q/SY 1512—2012 etc.The background,main content and the problems occurred in the use procedure of API RP 5C7，API SPEC 5LCP and API SPEC 5ST were detailedly introduced.By studying CT standards at home and abroad,wishes it can provide help for scientific research,production and the related standard user of domestic coiled tubing.

coiled tubing(CT);standard;brief introduction

T-65

B

1001-3938(2015)02-0068-05

付宏強(1980—)，男，工程師，主要從事石油管材產品標準化研究及標準制訂修訂工作。

2014-10-29

李紅麗