國家管研中心 鋼管里的能源保供

看似平常的鋼管，其實事關(guān)能源安全。

連續(xù)管是油管中的“明星產(chǎn)品”，是采用特殊材料和獨特工藝制造而成的高性能石油管材。長期以來，只有美國具備批量生產(chǎn)連續(xù)管的能力。由于供貨周期長且價格昂貴，到21世紀初期，國內(nèi)連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)仍處于起步階段。

2009年，CT80級（注：CT為連續(xù)油管英文Coiled Tubing的縮寫，80表示材料屈服強度為80×1000psi）連續(xù)管在寶雞成功下線，并成功在多個油田下井應(yīng)用。我國成為全球第二個掌握連續(xù)管核心生產(chǎn)技術(shù)的國家。

寶雞是青銅器之鄉(xiāng)，有國內(nèi)油氣管材工程應(yīng)用領(lǐng)域唯一的國家級研發(fā)中心——國家石油天然氣管材工程技術(shù)研究中心（以下簡稱“國家管研中心”），它依托寶雞石油鋼管有限責任公司（以下簡稱“寶雞鋼管”）而建，是高端油氣管材領(lǐng)域的重要科研力量。

寶雞鋼管隸屬于中國石油天然氣集團公司，其前身寶雞石油鋼管廠，于1958年落戶秦嶺腳下。1977年，寶雞鋼管創(chuàng)建了原石油部焊管研究所，2010年擴建為鋼管研究院，2014年經(jīng)科技部批準建成國家管研中心，為油氣輸送管、油套管、連續(xù)油管等產(chǎn)品實現(xiàn)國產(chǎn)化，做出了較大貢獻。

連續(xù)管具備良好的延展性，被廣泛應(yīng)用于修井、測井、鉆井、完井及油氣集輸?shù)龋B續(xù)管及其作業(yè)裝備又被稱作“萬能作業(yè)機”，對提升油氣開采作業(yè)效率有重要作用。

20世紀90年代開始，寶雞鋼管在行業(yè)內(nèi)率先跟蹤和研究連續(xù)管標準。面對供應(yīng)受限和技術(shù)封鎖的情況，寶雞鋼管在2005年承擔起連續(xù)管及其檢測技術(shù)研究這一重大課題。

寶雞鋼管研發(fā)團隊先后攻克了CT80級連續(xù)管專用材料、鋼帶及管材焊接工藝、連續(xù)管疲勞壽命評價等 5項核心技術(shù)，形成了連續(xù)管生產(chǎn)、試驗與評價的成套專有技術(shù)。2009年6月，寶雞鋼管生產(chǎn)出亞洲首盤CT80級、直徑31.8毫米、壁厚3.18毫米、長度7600米的連續(xù)油管。經(jīng)國家石油管材質(zhì)量監(jiān)督檢測中心檢驗，以及多個油田現(xiàn)場下井試驗和作業(yè)，該產(chǎn)品性能被認定達到國外同類產(chǎn)品水平，某些性能甚至更勝一籌。

“寶雞鋼管的連續(xù)管投產(chǎn)后，國內(nèi)油田的作業(yè)方式幾乎有了質(zhì)的飛躍。經(jīng)過10余年時間的推廣應(yīng)用，我國連續(xù)油管作業(yè)水平已經(jīng)有了很大提升。”國家管研中心副主任、中油國家石油天然氣管材工程技術(shù)研究中心有限公司黨委書記、執(zhí)行董事張錦剛向本刊記者介紹。2009年國內(nèi)的連續(xù)管作業(yè)車不到70臺，到2022年已經(jīng)達到近300臺。通過持之以恒的科研攻關(guān)，寶雞鋼管連續(xù)管產(chǎn)品實現(xiàn)了鋼級系列化，從鋼級CT70、CT80、CT110，到全球最高鋼級CT150，還開發(fā)了2205雙相不銹鋼等耐蝕合金連續(xù)管，以及非金屬連續(xù)管等高端產(chǎn)品。

2021年，在亞洲最大的頁巖油示范平臺某井位作業(yè)現(xiàn)場，使用CT110鋼級2英寸4500米連續(xù)油管進行連續(xù)油管拖動壓裂施工，有效提高了施工效率。

寶雞鋼管素有“中國焊管發(fā)源地”的美稱。建廠第二年，寶雞鋼管生產(chǎn)出我國第一根外徑426毫米的單面螺旋埋弧焊鋼管，鋼管樣品進京參加了國慶10周年獻禮。

“共和國第一管”是榮耀，也是使命。在后續(xù)發(fā)展中，寶雞鋼管牢記打造我國油氣裝備國之利器的使命，幾代寶雞鋼管人發(fā)揚“干”字文化，實現(xiàn)了我國輸送管、油套管、連續(xù)管技術(shù)的一次次飛躍，參與了國內(nèi)所有重大管線建設(shè)，成為國家能源輸送、油氣勘探開發(fā)和新能源裝備的重要保障力量。

近年來，國內(nèi)不斷加大油氣勘探開發(fā)力度，深層、深海等新領(lǐng)域和頁巖油氣、煤層氣等非常規(guī)油氣資源成為勘探開發(fā)的主攻方向。連續(xù)管具有快捷高效、綜合成本低、地層傷害小、可重復利用等獨特優(yōu)勢，成為油氣勘探開發(fā)中不可或缺的“金鑰匙”。

2022年6月，寶雞鋼管自主研發(fā)的CT150級連續(xù)管應(yīng)用到新疆地區(qū)油氣勘探開發(fā)最前沿。這是全球首盤、較高強度級別的連續(xù)管，具有良好的抗屈曲、抗扭轉(zhuǎn)和承壓能力，可滿足國內(nèi)外深井、超深井、頁巖氣超長水平井及超高壓力井的復雜作業(yè)需求。標志著國產(chǎn)連續(xù)管的研發(fā)能力和制造技術(shù)，開始領(lǐng)跑全球。

2022年7月，寶雞鋼管自主研發(fā)的耐二氧化碳腐蝕連續(xù)管在吉林油田CCUS-EOR項目國家級示范區(qū)成功下井應(yīng)用。CCUS-EOR通過把收集來的二氧化碳注入油層中，讓二氧化碳與原油相溶，以提高原油的采收率。同時，此方法可以使大量工業(yè)二氧化碳埋存地下，起到減排溫室氣體的作用。然而，二氧化碳對鋼管具有腐蝕性。油田采用常規(guī)油管作為注入管柱，存在耐腐蝕性能差、接頭多、螺紋易泄漏等問題，成為制約CCUS-EOR項目高效運行的老大難問題。

針對這一行業(yè)痛點，寶雞鋼管依托國家管研中心，聯(lián)合國內(nèi)一流冶金企業(yè)、科研院所和油田用戶，搭建高腐蝕環(huán)境用耐蝕合金管材試驗研發(fā)平臺，創(chuàng)造性地提出新型耐二氧化碳腐蝕連續(xù)管的解決方案。經(jīng)過近三年攻關(guān)，耐腐蝕性能和力學性能優(yōu)異的耐二氧化碳腐蝕連續(xù)管于2021年9月成功下線。耐二氧化碳腐蝕連續(xù)管的抗內(nèi)、外壓力能力高于標準30%以上，疲勞壽命約為普通碳鋼的2倍，在二氧化碳油氣井環(huán)境下腐蝕速率是普通碳鋼的十分之一。

2022年，寶雞鋼管累計生產(chǎn)耐蝕合金連續(xù)管100余盤計1000余噸，批量應(yīng)用于吉林、長慶等油田，標志著中國石油自產(chǎn)耐蝕合金連續(xù)管在油田實現(xiàn)系列化、規(guī)?；?。

氫能是我國的戰(zhàn)略能源。近年來，寶雞鋼管加大輸氫管材研發(fā)力度，為國內(nèi)首條高壓、高摻氫比例的內(nèi)蒙古包頭—臨河管線工程開發(fā)出摻氫輸送用螺旋焊管產(chǎn)品。同時，寶雞鋼管積極開發(fā)純氫輸送用管材，自主研發(fā)出國內(nèi)首根抗氫脆性能優(yōu)異的純氫輸送用HFW焊管，可滿足年輸量10萬噸級的高壓氫氣輸送要求，為高端新能源管材的保供做好了技術(shù)儲備。

談及近年來我國油氣管材的研發(fā)成就，中國工程院院士、國家管研中心技術(shù)委員會主任李鶴林欣慰地說：“以前，我國在油套管的研發(fā)和應(yīng)用方面都受制于人，隨后經(jīng)過我們多年的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品開發(fā)，尤其是在高端油井管材方面，目前已經(jīng)基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化，打破了國外的技術(shù)壟斷，為我國的油氣勘探開發(fā)事業(yè)的發(fā)展提供了強有力的裝備支撐?！?/p>