中國冶金報(bào) 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
通訊員 嚴(yán)嶸 報(bào)道
從被“卡脖子”到突破“卡脖子”，再到實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化；從無法生產(chǎn)到實(shí)現(xiàn)全流程一貫制生產(chǎn)，再到根據(jù)不同井況為用戶量身定制性價(jià)比最優(yōu)產(chǎn)品、提供一攬子解決方案；從最初的單一產(chǎn)品到形成系列產(chǎn)品，再到形成擁有8個(gè)具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品牌號(hào)的“大家族”；從誕生時(shí)就嵌入“低碳基因”到全生命周期踐行減排降碳……它帶著“Baosteel”這一標(biāo)志，走進(jìn)了全球用戶油氣田開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，成為強(qiáng)腐蝕性油氣田開采和儲(chǔ)氣庫建設(shè)的“安全使者”和支撐大型油氣田突破產(chǎn)量紀(jì)錄的“品牌大使”。10多年來，寶鋼股份超級(jí)馬氏體不銹鋼油套管（下稱超級(jí)13Cr油套管）不斷取得突破，具備了超強(qiáng)抗腐蝕能力和穩(wěn)定高效的交付能力。
寶鋼鋼管的象征——奮飛鳥
然而，10多年前，超級(jí)13Cr油套管在我國仍完全依賴進(jìn)口，價(jià)格一度高達(dá)10萬元/噸，交貨周期更是長(zhǎng)達(dá)9個(gè)月，被國外廠商牢牢卡住了我們的“脖子”，嚴(yán)重影響了我國多個(gè)重大戰(zhàn)略能源工程的建設(shè)進(jìn)度。那么，寶鋼股份是如何實(shí)現(xiàn)高端油套管產(chǎn)品國產(chǎn)化，且雄踞國內(nèi)市場(chǎng)并走向全球的呢？
1 困局——油氣開采遇上“攔路虎”
油氣資源在地底經(jīng)過了上億年的醞釀，往往含有各類腐蝕介質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，60%以上的油氣井都存在管材腐蝕問題，因管材腐蝕造成的油氣井報(bào)廢問題層出不窮，成為油氣開采的“攔路虎”。
我國油氣資源尤其是天然氣資源長(zhǎng)期無法滿足自身需求，對(duì)外依存度逐年提升，成為國家能源戰(zhàn)略安全的一大隱患。再加上我國各主要油氣田的腐蝕問題同樣嚴(yán)峻，限制了我國油氣資源的開發(fā)。
進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國在西北地區(qū)先后發(fā)現(xiàn)多個(gè)超大型氣田，這些氣田被寄予了解決我國氣荒問題的厚望。以新疆某油田為例，其天然氣探明儲(chǔ)量超過萬億立方米，也是國家建設(shè)西氣東輸工程的主要?dú)庠吹?。然而，這些氣田區(qū)塊不但埋藏深度超過5000米，井底溫度高達(dá)200攝氏度以上，壓力達(dá)到上千個(gè)大氣壓，還含有二氧化碳（溶入水后）、氯離子等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。由于一口井的管柱需要多達(dá)500根以上的油管連接而成，只要有一根管子出現(xiàn)斷裂、腐蝕穿孔等問題，就會(huì)造成泄漏、井噴等事故，容易造成大規(guī)模人員傷亡和環(huán)境污染，這對(duì)管材的強(qiáng)韌性、耐腐蝕性能等提出了嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。
鋼管生產(chǎn)線
2 破局——用3年時(shí)間實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化
經(jīng)過反復(fù)甄選，具有強(qiáng)耐腐蝕性能的超級(jí)13Cr油套管進(jìn)入了人們的視線。該類型合金具有高強(qiáng)度、強(qiáng)耐腐蝕的特征，具備應(yīng)用于國內(nèi)外“三超”（超深、超高溫、超高壓）油氣資源開發(fā)的能力。
在2006年我國西北油氣田初始開發(fā)之際，國內(nèi)對(duì)超級(jí)13Cr油套管的相關(guān)研究基本處于空白，且產(chǎn)品長(zhǎng)期被國外壟斷。“一定要實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化！”從那時(shí)起，寶鋼股份以保障國家戰(zhàn)略能源開發(fā)用材供應(yīng)為己任，把耐蝕合金油套管作為重點(diǎn)攻關(guān)方向，成立了由中國寶武工程科學(xué)家、寶鋼股份首席研究員張忠鏵牽頭的專項(xiàng)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，來自寶鋼股份中央研究院、鋼管條鋼事業(yè)部等單位的20多名技術(shù)骨干在國內(nèi)率先展開了針對(duì)超級(jí)13Cr油套管的國產(chǎn)化攻關(guān)。
張忠鏵
“太艱難了！”盡管已經(jīng)過去了10多年，張忠鏵對(duì)超級(jí)13Cr油套管的國產(chǎn)化攻關(guān)歷程仍歷歷在目，“我們沒有資料、沒有任何可借鑒的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)完全是‘白手起家’！”張忠鏵帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員懷著“把不可能變成可能”的必勝信念，廢寢忘食，通宵達(dá)旦，從實(shí)驗(yàn)室材料研究、產(chǎn)品腐蝕評(píng)價(jià)、工藝研究到現(xiàn)場(chǎng)試制，不放過任何一個(gè)技術(shù)問題，咬牙度過了一個(gè)個(gè)不眠之夜。
“研究階段就是摸著石頭過河，只能一輪又一輪地開展實(shí)驗(yàn)，僅僅是常用的金相分析就做了數(shù)百組。”那時(shí)，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室鋼種研究的寶鋼股份中央研究院高級(jí)主任研究員張春霞博士連續(xù)幾個(gè)月沒日沒夜地“泡”在實(shí)驗(yàn)室里?！爱?dāng)合格的樣品最終被我捧在手里時(shí)，我比捧著剛出生的孩子還要小心翼翼，那一刻非常激動(dòng)！”回憶起當(dāng)時(shí)的情景，張春霞臉上洋溢著幸福。
張春霞
“制造階段面臨巨大挑戰(zhàn)，不僅需要攻克超級(jí)13Cr油套管產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)難關(guān)，同時(shí)還需要先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)來支撐產(chǎn)品制造?！变摴軛l鋼事業(yè)部制造管理部首席工程師趙鵬說，“超級(jí)13Cr油套管工藝流程復(fù)雜，生產(chǎn)難度大，當(dāng)時(shí)世界上僅有幾家油套管生產(chǎn)廠家能生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化刻不容緩，我們必須啃下這塊硬骨頭！”在沒有任何可借鑒技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的情況下，鋼管條鋼事業(yè)部生產(chǎn)技術(shù)人員為提高產(chǎn)品成材率而日夜奮戰(zhàn)。
終于在2007年，當(dāng)?shù)?根通紅的超級(jí)13Cr油套管從寶鋼140毫米軋管機(jī)組下線后，整個(gè)團(tuán)隊(duì)都沸騰了?！俺删透泻妥院栏杏腿欢@是寶鋼的驕傲！”張忠鏵百感交集。
為進(jìn)一步提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，寶鋼股份不斷鉆研超級(jí)13Cr油套管的一貫制制造技術(shù)：開發(fā)了以軋代鍛的管坯制造和退火工藝技術(shù)，解決了熱連軋穩(wěn)定生產(chǎn)諸多技術(shù)難題；開發(fā)了一系列針對(duì)性的變形制度、加熱和冷卻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全規(guī)格高合金無縫管穩(wěn)定生產(chǎn)；解決了系列產(chǎn)品的熱處理技術(shù)難題，確保產(chǎn)品性能、表面質(zhì)量和管料直度得到穩(wěn)定控制；開發(fā)出氣密封螺紋抗粘扣技術(shù)，滿足了國際最嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)現(xiàn)了超級(jí)13Cr系列產(chǎn)品大規(guī)模制造的質(zhì)量受控、生產(chǎn)穩(wěn)定。
鋼管生產(chǎn)線
2009年，寶鋼股份第1批超級(jí)13Cr油套管在西北某油田下井使用，標(biāo)志著該類型產(chǎn)品打破了國外壟斷。2016年，寶鋼股份超級(jí)13Cr油套管首次承接海外批量訂單，與國外先進(jìn)企業(yè)同臺(tái)競(jìng)技。在后期組織的產(chǎn)品鑒定會(huì)上，評(píng)審專家一致認(rèn)為，寶鋼自主研發(fā)的超級(jí)13Cr油套管填補(bǔ)了國內(nèi)空白，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水平，耐腐蝕性、韌性等指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
寶鋼股份產(chǎn)銷研團(tuán)隊(duì)“白手起家”，用3年時(shí)間攻克了一道道難關(guān)，實(shí)現(xiàn)了超級(jí)13Cr油套管國產(chǎn)化，能夠與國際供應(yīng)商有效競(jìng)爭(zhēng)，明顯降低了我國油氣開采的管材采購成本。
3 進(jìn)取——占領(lǐng)一個(gè)又一個(gè)高地
寶鋼股份超級(jí)13Cr油套管問世后，迅速在以西北地區(qū)為代表的油氣田投入批量使用，明顯加快了我國西部地區(qū)油氣資源的開發(fā)進(jìn)程。
隨著“三超”油氣井井況越來越復(fù)雜，開采難度也不斷加大，用戶對(duì)油套管的質(zhì)量和安全性能要求越來越高。寶鋼產(chǎn)銷研團(tuán)隊(duì)沒有懈怠，迎難而上、繼續(xù)攀登，相繼開發(fā)出了可以滿足在不同腐蝕環(huán)境下安全使用的馬氏體不銹鋼系列油套管產(chǎn)品，形成了全流程制造技術(shù)及選材規(guī)范，具備了較為完善的品種結(jié)構(gòu)，制造能力也大幅提升?！皩氫摴煞蓍_發(fā)出超級(jí)13Cr煉鋼、連鑄、軋管、熱處理、探傷、管加工全流程一貫制工藝技術(shù)，充分保證了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，具備穩(wěn)定高效的交付能力。”趙鵬說，寶鋼作為一家以質(zhì)量為命脈的制造企業(yè)，在產(chǎn)品制造方面非常嚴(yán)格，通過開拓創(chuàng)新，開發(fā)出超級(jí)13Cr無縫熱軋工藝技術(shù)，大幅提高了產(chǎn)品質(zhì)量；獨(dú)家開發(fā)出全套熱處理工藝。同時(shí)，從冶煉、制管到管加工，每道工序都有專門的控制要點(diǎn)和內(nèi)控指標(biāo)，出廠之前，每根管子都要進(jìn)行嚴(yán)格的無損檢測(cè)和人工檢驗(yàn)。
趙鵬與張春霞在現(xiàn)場(chǎng)
海上油氣田用超級(jí)13Cr特殊螺紋油井管是此前國內(nèi)唯一沒有實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化且市場(chǎng)超億元的石油管品種。與碳鋼產(chǎn)品相比，超級(jí)13Cr特殊螺紋油井管有其特殊性與復(fù)雜性，此前國內(nèi)缺乏完整的超級(jí)13Cr特殊螺紋接頭制造質(zhì)量管控體系。結(jié)合“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，寶鋼股份攻克了海上油氣田用超級(jí)13Cr特殊螺紋油井管“卡脖子”核心技術(shù)，建立了完善的特殊螺紋接頭制造質(zhì)量管控體系，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)超級(jí)13Cr特殊螺紋油井管在海上油氣田供貨領(lǐng)域零的突破，有力支撐了我國深水高溫高壓油氣井的順利開發(fā)。
多年來，每當(dāng)超級(jí)13Cr油套管下井，寶鋼股份都會(huì)派專業(yè)技術(shù)人員和服務(wù)人員提供跟井與指導(dǎo)服務(wù)，建立起一套包括需求跟蹤、定制化設(shè)計(jì)、到貨商檢、庫存跟蹤、下井服務(wù)、定期走訪交流和使用效果跟蹤等全周期、全方位的服務(wù)流程和機(jī)制，以優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)贏得用戶、贏得市場(chǎng)。
2021年10月底，寶鋼股份超級(jí)13Cr油套管在西北某油田開展批量試用。為了確保油管使用規(guī)范，寶鋼一方面同油田技術(shù)專家一起制訂了詳細(xì)的下井操作使用規(guī)范等指導(dǎo)文件，一方面派出專業(yè)技術(shù)人員和常駐服務(wù)人員一道前往使用現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)油管整個(gè)下井過程進(jìn)行指導(dǎo)和輔助。“當(dāng)時(shí)，新冠肺炎疫情管控加嚴(yán)，給出行增加了不少難度，但只要能讓用戶滿意，再大的困難也要挺過去?！变摴軛l鋼事業(yè)部銷售部用戶與技術(shù)服務(wù)室員工劉普等人經(jīng)過一路波折到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，就立即投入工作。下井前，他們與用戶對(duì)管子、工器具、螺紋脂、附件等都一一進(jìn)行確認(rèn)，并和井隊(duì)就相關(guān)作業(yè)要點(diǎn)進(jìn)行了溝通。在下井過程中，劉普指導(dǎo)用戶規(guī)范操作流程，并對(duì)每根管子的擰接曲線進(jìn)行確認(rèn)，保證管子使用正確。特別是在下井后期，由于泥漿上返，給管子的擰接造成較大影響，因管子擰接過程的不穩(wěn)定給曲線的正確判定帶來較大困擾。為了減少重新擰接的次數(shù)，配合用戶盡快完成油管下井，劉普憑借豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)異常曲線進(jìn)行快速、準(zhǔn)確判定。最終，所有管子的氣密封檢驗(yàn)全部一次性判定合格，用戶對(duì)寶鋼股份的服務(wù)質(zhì)量和效率給予高度評(píng)價(jià)。
無縫140產(chǎn)線
4 引領(lǐng)——從綠色制造到制造綠色
近年來，寶鋼股份鋼管條鋼事業(yè)部堅(jiān)持綠色理念，大力推進(jìn)油套管生產(chǎn)制造綠色化進(jìn)程，努力構(gòu)建高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系，打造寶鋼股份超級(jí)13Cr油套管綠色低碳品牌。
電爐集控室
作為國內(nèi)天然氣勘探開發(fā)和輸送用管產(chǎn)品的行業(yè)引領(lǐng)者和主力供應(yīng)商，寶鋼股份充分發(fā)揮自身專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，按照精準(zhǔn)（Accurate）、快速（Fast）、環(huán)保（Eco）和經(jīng)濟(jì)（Economical）的設(shè)計(jì)理念，為天然氣勘探開發(fā)和輸送提供全面可靠的油氣開采用管綜合解決方案，助力我國構(gòu)建更加清潔低碳、安全高效的能源體系，樹立了寶鋼鋼管SAFEE綠色品牌。
SAFEE圖標(biāo)
寶鋼股份超級(jí)13Cr油套管自誕生之日起就將“低碳基因”融入了血脈。特別是在近兩年來，電爐積極使用綠電，且使用比例不斷提升，寶鋼股份超級(jí)13Cr油套管低碳發(fā)展“綠”動(dòng)十足，還開發(fā)出電爐冶煉+大方坯連鑄管坯制造工藝，大幅提高了產(chǎn)品收得率。相較轉(zhuǎn)爐煉鋼，電爐冶煉噸鋼可減排1.6噸二氧化碳、3噸固體廢棄物。
10多年來，寶鋼股份超級(jí)13Cr油套管以其卓越的性能和質(zhì)量，成功應(yīng)用于中石油、中石化、中海油下屬各油氣田開發(fā)項(xiàng)目、儲(chǔ)氣庫項(xiàng)目，逐漸替代進(jìn)口產(chǎn)品，年產(chǎn)量也從研發(fā)之初的數(shù)百噸逐年大幅提升，市場(chǎng)占有率遙遙領(lǐng)先，不但滿足了國內(nèi)各大油氣田的使用需求，還批量出口海外，為全球油氣田用戶提供了強(qiáng)大的支撐，以安全、可靠為主題的SAFEE寶鋼油套管品牌形象也隨之遍布全球。
綠色發(fā)展，“碳”尋未來。寶鋼股份開發(fā)出耐蝕性能優(yōu)異的超級(jí)13Cr系列油套管產(chǎn)品，不僅顯著提升了強(qiáng)腐蝕性油氣田開采的安全性，還大幅延長(zhǎng)了油氣田管材的使用壽命，其全生命周期碳排放顯著降低，為油氣高效開發(fā)注入新動(dòng)能，對(duì)提升我國碳減排能力、早日實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。
技術(shù)檔案
寶鋼股份超級(jí)13Cr油套管研發(fā)與應(yīng)用
寶鋼股份鋼管條鋼事業(yè)部13Cr油套管產(chǎn)線
品種：寶鋼股份超級(jí)馬氏體不銹鋼油套管，又稱超級(jí)13Cr油套管。
攻關(guān)梗概：我國油氣資源長(zhǎng)期無法滿足自身需求，除了受自身儲(chǔ)量不足影響外，油氣田內(nèi)含介質(zhì)的腐蝕問題也嚴(yán)重限制了油氣資源的開發(fā)，這對(duì)油氣開采用套管性能提出了較高的要求。2006年，我國對(duì)高端油套管的研究基本處于空白，產(chǎn)品長(zhǎng)期被國外壟斷，噸鋼售價(jià)一度高達(dá)10萬元。為保障國家戰(zhàn)略能源開發(fā)用材供應(yīng)，寶鋼股份成立專項(xiàng)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，展開了針對(duì)超級(jí)13Cr油套管的國產(chǎn)化攻關(guān)。最終，在2009年，寶鋼股份生產(chǎn)的第1批超級(jí)13Cr油套管在西北某油田下井使用，成功打破了國外壟斷。如今，寶鋼股份超級(jí)13Cr油套管的年產(chǎn)量也從研發(fā)之初的數(shù)百噸逐年大幅提升，市場(chǎng)占有率遙遙領(lǐng)先，不但滿足了國內(nèi)各大油氣田的使用需求，還批量出口海外，為全球油氣田用戶提供了強(qiáng)大的支撐。
（寶鋼股份鋼管條鋼事業(yè)部提供）
