套管检测的核心项目与技术要求

一、核心检测项目分类

1.尺寸与几何检测

• 外径与壁厚：使用卡尺、超声波测厚仪或激光测量设备，检测套管的实际尺寸是否符合API 5CT、GB/T 19830等标准要求。允许偏差通常为外径±0.5%，壁厚±10%。
• 椭圆度与弯曲度：通过三点测量法或光学扫描仪评估套管的圆整度和直线度，防止因变形导致安装困难或密封失效。
• 长度：核对套管总长及单节长度，确保与施工设计匹配。

2.材料性能检测

• 化学成分分析：利用光谱仪（如OES）检测碳、锰、硫、磷等元素含量，验证材料是否符合J55、N80、P110等钢级要求。
• 力学性能测试：
  • 拉伸试验：测定抗拉强度、屈服强度、延伸率，评估材料承载能力。
  • 冲击试验：在低温环境下（如-20℃）进行夏比V型缺口冲击测试，验证材料韧性。
  • 硬度测试：采用布氏或洛氏硬度计检测套管表面及截面硬度，防止局部脆化或软化。

3.外观与表面质量检测

• 目视检查：排查表面裂纹、折叠、结疤、重皮等缺陷。
• 无损检测（NDT）：
  • 超声波检测（UT）：探测内部夹杂、分层等缺陷，灵敏度需达到Φ2mm平底孔当量。
  • 磁粉检测（MT）：检测表面及近表面裂纹，适用于铁磁性材料。
  • 渗透检测（PT）：用于非磁性材料（如不锈钢套管）的表面开口缺陷检测。

4.密封性与压力测试

• 水压试验：按API标准施加1.5倍工作压力（如30MPa以上），保压时间≥10秒，检查管体及连接处是否渗漏。
• 气密性试验：采用氦质谱检漏仪或气泡法，检测微米级泄漏。

5.螺纹检测（针对石油套管）

• 螺纹参数：使用三坐标测量机或螺纹规检测锥度、螺距、齿高、紧密距等参数，确保符合API 5B标准。
• 螺纹密封性：通过气体加压或染色渗透法验证螺纹连接的气密性。
• 表面处理：检查镀层（如磷化、镀铜）均匀性，防止螺纹粘扣。

6.耐腐蚀性能检测

• 盐雾试验：模拟海洋或高湿环境，评估镀层或涂层的耐腐蚀性。
• 氢致开裂（HIC）试验：针对酸性环境（如含H₂S油气井），检测材料抗氢脆能力。
• 剩余壁厚检测：使用超声波或电磁涡流技术评估使用中套管的腐蚀程度。

7.特殊环境适应性检测

• 高温/低温性能：在极端温度下测试套管的力学稳定性。
• 抗挤毁试验：模拟地层压力，检测套管抗外压塌陷能力（如按API TR 5C3计算临界挤毁压力）。

二、检测标准与流程

• 主要标准：API 5CT（石油套管）、API 5B（螺纹）、GB/T 17745（防腐）、ISO 11960等。
• 检测流程：
  1. 来料验收：核对材质单、尺寸、外观。
  2. 实验室检测：化学成分、力学性能、金相分析。
  3. 无损检测：UT/MT/PT全覆盖或抽检。
  4. 压力与密封性测试：全批次必检。
  5. 特殊项目检测：根据工况需求选择性开展。

三、常见问题与处理措施

• 螺纹粘扣：优化螺纹脂涂覆工艺，控制上扣扭矩。
• 氢脆断裂：选用抗硫钢级（如L80-13Cr），严格控制硬度≤22HRC。
• 局部腐蚀：增加缓蚀剂注入或采用非金属内衬套管。

四、结论

套管检测需覆盖从原材料到服役性能的全生命周期指标，通过多维度的检测项目协同作用，才能有效预防井下事故、延长套管使用寿命。随着智能检测技术（如AI视觉识别、在线监测系统）的发展，套管质量控制正朝着高精度、自动化方向迈进。

通过上述检测项目的系统实施，可显著提升套管的工程适用性，降低因质量缺陷导致的停工风险和经济损失。