国家石油天然气管材工程技术研究中心

国家石油天然气管材工程技术研究中心于2011年经国家科技部批准，依托宝鸡石油钢管有限责任公司组建，是国内唯一的石油管材领域新产品研发和产业化研究平台。中心以石油天然气管材新产品研发、制造、检测及工程化应用为主要研究方向，主要开展石油天然气管材料技术、塑性成型技术、高效埋弧焊接技术、热处理技术及腐蚀与防护技术等14项行业共性、关键技术的工程化技术研究，整体达到国内领先水平，极大地推动了我国管材行业的技术进步。

中心是国家和行业标准的主要起草单位，是美国石油学会API-5L《管线钢管规范》、API-5ST《连续油管规范》标准的国内唯一授权翻译单位，先后承担并完成国家“863”计划等国家级重大技术开发项目10余项、省部级项目30多项，获得重大技术成果40多项，开发国家重点新产品和中国石油自主创新重要产品10余项，省部级以上科技奖励40余项，申请专利200多件。

高性能油气管材从这里出发

7月18日，由国家石油天然气管材工程技术研究中心自主研制的首盘3000米长高合金连续管，在宝鸡石油钢管有限责任公司成功下线。

作为国家级产业化研究平台，这个中心自2011年正式组建以来，通过集成创新与原始创新，使石油管材从原材料开发到工程化应用的产业链更加完善，推动了我国高性能油气管材研发、制造、应用技术的进步。

石油和天然气具有易燃、易爆、有毒等特性，因此，管道输送成为当今此类产品最安全、经济、高效的运送方式。近10年来，我国油气供给与管道建设呈现跨越式发展，管道总里程超过13万公里，进入中国五大运输体系行列。由于油气资源大多分布于偏远且地理环境恶劣的区域，这对输送管材性能提出了更高的要求。

为保障油气输送管道的安全运行、最大限度降低成本，高强度钢管、低温环境用钢管、腐蚀环境用钢管、大应变钢管和深海油气开发用钢管等高性能油气输送管的研发与应用，成为行业热点。

在多年研发高钢级大口径螺旋埋弧焊管的基础上，国家油气管材工程中心与相关单位联合攻关，完成了螺旋管焊接残余应力分析及全流程工艺优化，并通过自主创新，改进了生产工艺，攻克了预精焊生产中的关键核心技术，使国产大口径厚壁螺旋焊管的几何尺寸精度大幅提升；掌握了X80钢级、直径1422毫米、壁厚22毫米螺旋埋弧焊管的制造及质量控制技术，使我国在这一领域处于国际引领地位。

2015年至今，这个中心研制的X80钢级大口径高强度螺旋焊管，被大量应用于陕京四线、中俄东线等重大油气管道工程中，打破了之前此类产品仅用于人烟稀少的偏远地区的限制。

随着国内油气勘探开发逐步向非常规油气转变，连续管在提升开发效率和采收率方面的优势越来越突出。

为打破国外技术壁垒和价格控制，这个中心经过多年持续创新，突破高端连续管生产关键核心技术，相继开发出4大类、6种钢级、10余种连续管产品，性能达到世界先进水平。其中，CT90、CT110钢级连续管成为深井、超深井及超长水平井、超高压作业的技术利器，创造了国内陆上垂直作业井深6500米、水平井段钻磨桥塞2766米的历史纪录。

低压低渗透气井积液，是气田开发的老大难问题。对此，这个中心发挥自身“产学研用”集成创新平台的优势，与国内知名钢铁企业、科研院所和油田联合攻关，开发出性价比高、耐腐蚀性好、施工安全快捷的连续管速度管柱产品。近10年来的现场应用，已累计为气田增产30亿立方米以上。

油井管是产油出气的唯一通道，其寿命是决定油气井寿命的关键。因此，提高油井管安全可靠性，不仅能产生巨大的经济和社会效益，而且对石油工业采用先进工艺和增产增效具有重要影响。

为改变我国高端油井管长期依赖进口的局面，这个中心自主研发的高频焊热张力减径（SEW）套管产品，强度及韧性指标普遍优于同钢级的无缝套管，有效解决了高性能管坯“受制于人”的难题。相继开发的SEW高抗挤套管、膨胀管等产品，使国产油井管逐步形成“有缝”管与“无缝”管互补的良好态势。

螺纹连接部位是油套管最薄弱的环节，一旦失效就可能造成不可估量的重大损失。近年来，随着气井数量的增加和开采难度的加大，国内外各油井管制造企业竞相研发高密封性、高连接强度、高附加值特殊螺纹接头油套管，扣型品种达上百种之多。

由于互换性差，油田使用、维修成本居高不下。对此，这个中心同相关科研院所与油田企业合作，经过多年的工业化开发，完成了结构优化、加工工装设计与工艺开发、加工程序编制等一系列工作，先后成功研制出适合少量二氧化碳腐蚀工况及致密气工况特点的特殊扣新产品，为中国石油探索特殊扣油套管标准化高效管理之路奠定了坚实基础。（记者 陈青 通讯员 王敏娜）

专家点评

依靠自主创新推动油气管材技术升级

（中国工程院院士 李鹤林）

国家石油天然气管材工程技术研究中心围绕油气管材领域共性技术和关键技术做了大量研究工作，在新产品开发、工程化和产业化方面实现了多项突破，为我国油气勘探开发及储运提供了关键的技术装备，缩小了与国外的差距。

自主研发的系列连续管产品，有效提高了油气开发效率和采收率，为油气田提质增效、降低作业成本提供了技术支撑。开发的SEW高频焊热张力减径油套管制造工艺技术，提高了我国高性能油套管的生产能力；开发的不同性能要求的多项特殊螺纹产品，满足了服役条件。在油气输送管方面，与钢厂和相关研究机构合作，研制出具有世界先进水平的超大输量用X80钢级1422毫米管径焊管，使我国天然气单管输量从300亿立方米提升至380亿立方米，大幅降低了油气管道建设及运营成本。

面对复杂苛刻环境对油气管材性能提出的更高要求，中心围绕国家油气产业发展战略，进一步完善高压、大输量天然气输送管产品，突破深海、极地等复杂环境用油气输送管关键技术，力争实现全面国产化；加大深井、超深井、高压、高温、腐蚀等工况下高强度系列油套管、特殊螺纹接头油套管、连续管等高端产品的开发力度；并在油气田用高性能非金属管材开发和工程化研究方面实现重大突破，为石油工业发展做出更大贡献。

打造“国之利器”服务油气发展

（国家石油天然气管材工程技术研究中心主任 杨忠文）

为提高国产石油装备的核心竞争力，国家石油天然气管材工程技术研究中心持续开展共性关键技术攻关和重大装备研制，取得了连续管、高钢级大口径油气输送管、高性能油井管等一批标志性成果，为石油工业提质增效提供了技术利器，引领了管材行业的技术进步和产业升级。

对标国际先进技术与产品，中心的原始创新能力仍显不足，制约石油管材发展的部分核心技术和高端产品还亟待攻克，如大口径非金属油气输送管材、高寒冻土地带用低温输送管、超高性能特殊螺纹油套管、油田特殊作业用多功能连续管等。

作为保障油气业务发展的“国家队”之一，中心将瞄准管材领域前沿技术，在产品研发、工程化研究等方面加大创新力度，加快耐腐蚀油气输送管、海洋管、高性能特殊螺纹油套管、多功能RTP非金属复合管、超高强度连续管等高端、绿色新产品的研制步伐，打造服务油气的“国之利器”，为我国石油天然气管材领域技术创新和科技进步贡献力量。

亮点技术

高性能连续管制造关键技术

掌握了超高强度连续管强塑性匹配技术、钢带对接技术、全管体热处理技术、高稳定成型焊接技术、检测评价技术等制造关键技术，首次在国内开发了CT90、CT100、CT110、CT130连续管，使我国成为全球第二个掌握该项技术的国家，为非常规油田特殊作业提供了革命性、高效的装备利器。

创新了管柱设计，攻克了渐变壁厚原料和连续管高稳定成型焊接制造技术，首次在国内开发了变壁厚连续管，并实现了2.77至6.35毫米区间段均匀渐变，成为深层、超深层油气资源开采的技术利器。

该项成果获陕西省科学技术奖一等奖。

大口径高强度螺旋焊管高效埋弧焊接技术

突破了传统管线钢单丝埋弧焊材料及焊接技术瓶颈，形成高强韧、高速双丝埋弧焊材及高效焊接技术，焊接速度提升30%以上，达到世界领先水平。

超高强度油气输送直缝埋弧管材制造关键技术

突破了超高强度大厚壁管材、高强韧性焊材、大线能量多丝共熔池高效焊接等核心技术，研制出系列规格大口径直缝焊管产品。

新型SEW油套管制造关键技术

首次在国内成功将高频焊管和热机械轧制技术集成应用于油套管制造，并首创了管材在线控制冷却技术，促进了国产高频焊接油套管制造技术的进步。

该成果2018年获得中国石油集团科技进步二等奖。

高性能气密封特殊螺纹设计与制造技术

攻克了特殊螺纹结构设计及有限元分析技术瓶颈，创新首扣铲除等加工工艺，开发出复杂油气井开采的高性能气密封扣产品。

深海高压油气输运高强厚壁管材制造关键技术

突破了X70钢级厚壁板材的断裂韧性控制、小径厚比管材成型控制和厚壁管材焊接等关键技术，形成了深海用高强度、高塑性、耐腐蚀、厚壁钢管制造技术，研制出1500米以浅水深用X70级厚壁海洋管产品，为我国深水油气勘探开发提供了技术支持。

双金属层状结构复合管材制造关键技术

突破了双金属复合管原料和成型焊接技术瓶颈，形成了大幅面复合板材制造、复合管协同变形成型工艺控制及小线能量高效焊接等核心技术，开发出系列大口径油气输送用双金属复合管产品，为我国高含硫化氢、二氧化碳等腐蚀介质下的油气输送，提供了低成本、高性能管材装备。

产品应用

高性能SEW油套管

系列SEW油套管、高抗挤套管、膨胀管等新产品，在长庆、青海、新疆、吐哈等10多个油气田累计应用近20万吨。

高性能气密封特殊螺纹接头

BJC系列特殊螺纹套管产品，已推广应用5万多吨，有效降低了油田开采成本。

大口径高强螺旋/直缝埋弧焊管

X80钢级、直径1219毫米螺旋/直缝埋弧焊管，在西气东输二线工程累计应用120.65万吨（2231公里）。

X80钢级、直径1219毫米厚壁螺旋焊管，在陕京四线应用8万多吨。

X80钢级、直径1422毫米螺旋/直缝埋弧焊管，在中俄东线应用50多万吨。

X70钢级、直径1016毫米抗大变形直缝焊管，在中缅管线中应用2万多吨。

高性能连续管

CT90至CT130钢级连续管，CT80S钢级抗硫连续管，在国内市场占有率达80%以上，并出口俄罗斯、印度、澳大利亚等10多个国家和地区。

HO70连续速度管柱已在1000余口井应用，累计增加产气量30亿立方米以上。

创新感悟

“产研用”一体化 大幅缩短研发周期

（油井管研发团队）

中心油井管产品研发起步较晚，且国内高端油井管制造技术主要掌握在上游钢厂与制管一体化企业。

为打破技术垄断，我们联合石油管工程技术研究院和长庆油田，针对长庆油田低压低渗透井况及现场作业环境，历时两年成功研发出BJC-I型特殊扣套管产品，成为中国石油集团首个拥有自主知识产权并实现规模化应用的特殊扣产品。

用两年时间取得以往多年的研发业绩，体现了中国石油“产研用”一体化的优势。研发初期，我们充分结合油田作业环境，精准开展产品设计；在试制过程中，有效发挥生产线的技术及装备优势，及时对接油田现场应用的性能反馈，做出相应调整。整个研发、生产、应用过程相互融合，紧密联系，大大缩短了新产品研发周期，让质优价廉的高端产品更快地为油田用户提供管材装备支撑。

市场是研发创新的试金石

（连续管研发团队）

连续管是油气井增效上产的利器。但因其核心技术被国外封锁，国内对连续管的认知主要来源于进口产品，作业技术并不普及。2009年，国产连续管制造技术得到突破，国内连续管规模应用真正步入实质性推进阶段。

研发的初衷源于用户需求，但要高于用户需求。国产连续管在市场推广初期一直被拿来与进口产品相比，安装时管子比较“硬”，得多费点劲，是用户对国产连续管的普遍反映。因此，品质时常遭到质疑。

但这正是研发团队基于用户实际需求所做的超前储备。具体表现在实际应用过程中，这个“硬”能让管子承载能力更高、疲劳寿命更高、安全性更高。这正是连续管抗弯曲能力强的体现，在产品的广泛应用中也证明了这个思路是正确的。特别是在超长水平井作业中，下入性更好、解卡能力更强、更加耐用，也让国产连续管的优势进一步被用户认可。