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1、特殊螺纹油、套管生产线建设项目建议书10月28日 目 录 一、项目提出的背景和项目建设的必要性 二、技术先进性与可行性 三、市场预测与拟建规模四、主要原材料的来源及运输五、投资规模 六、经济效益分析七、小结八、附录 前 言 为了适应我国石油工业快速发展的需要，积极实现集团公司总体发展部署，充分发挥自身优势，谋求公司的生存、发展和壮大，拟开发生产特殊螺纹油、套管。从而尽快满足国内石油开发特殊工艺的要求，解决国内油、气田的油井管螺纹失效问题。在油、套管改扩建项目完成的基础上，实现特殊螺纹油套管的产业化建设。一、项目提出的背景及项目建设的必要性1、项目提出的背景随着我国石油天然气勘探开发的发展，深井
2、、超深井、高压超高压油气井，含硫化氢、二氧化碳腐蚀介质油气井的开发，大斜度井、丛式井、定向井、水平井钻井技术的推广，稠油热采技术的发展与应用，都对油、套管螺纹接头的密封性和连接强度等提出了更高的要求。原来大量使用的API标准螺纹油套管还存在着一定的缺点，如API标准长、短圆螺纹接头在高的轴向力和弯曲载荷下易出现滑脱；而偏梯型螺纹接头虽有较高的连接强度，但气密性较差，因而造成许多现场使用问题。据美国石油行业的一项调查显示，使用API标准螺纹接头连接的油、套管柱失效与接头螺纹有密切关系。套管柱失效的86%、油管柱失效的55%出现在螺纹连接处。在热采井中，美国的埃索采用加厚接箍的API套管，仍有5%
3、左右的在加厚接箍损坏。Shell公司热采井使用API偏梯形螺纹套管损坏仍然主要在螺纹连接处，约占20%。据我国对大庆、吉林、胜利、大港、玉门、新疆、青海、河南、辽河、长庆等油田对API标准长、短圆螺纹接头连接的套管柱损坏情况的调查，同样存在上述问题，具体情况见下表：油田名称江汉大庆长庆辽河调查井数69226750损坏井数254343所占比例37%19%57%6%另外，据近几年来的调查，华北、大港、中原油田井口压力达25Mpa以上的气井，大多发生井口漏气，其主要原因是油管螺纹失效所造成。综上所述，随着油井深度不断增加、使用条件不断恶化，早先使用的API接头密封性及连接强度已不能满足如今油田开发的
4、需要。因此积极开展对特殊螺纹连接油、套管的研究、开发、生产及推广应用是关系到延长油井寿命的一件大事。尤其对热采井、超深井、高压油气井、定向井、水平井用油、套管意义更为重大。2、项目建设的必要性1） 石油工业快速发展的需要随着我国油、气田的开发的不断发展，我国已大量出现了深井、超深井（如塔里木平均井深超过了5000m）、高压油气井、热采井（如辽河、胜利注气温度高达360）、定向井（斜度已超过45最大水平位移已超过1000m）、含硫化氢或二氧化碳等腐蚀性介质油气井等。API标准规定的圆螺纹及偏梯形螺纹已远远不能满足这些条件或环境的要求，因此开发特殊螺纹接头非常必要。2） 集团公司战略部署的需要根据
5、集团公司总体发展战略，石油机械制造板块作为集团公司发展的一翼，近年内综合实力必须得到长足发展，成为油田总体发展的重要组成部分。为了实现这一总体目标必须从市场需求出发，加大资金投入，不断寻找新的经济增长点，提高核心竞争力，在市场竞争中不断发展壮大。3） 公司发展壮大的需要公司是石油机械的专业生产厂家，近几年来发展迅速，每年的产量和产值都以30%的速度递增，产品质量也在不断提高。但是目前还存在着产品相对单一，部分产品技术含量不高，市场赢利能力不强等问题，因此必须通过产品结构调整，不断增加产品种类，提高科技含量，使企业的市场竞争能力得到加强，从而发展壮大。尤其今年油、套管生产线的扩建，购进国际先进水
6、平的数控管螺纹加工机床C7和T7，这些设备的性能和精度具备特殊油套管螺纹加工的条件。并且在设备引进的同时与外商签定协议。因此开发、生产特殊螺纹油套管的基本条件已经成熟。二、技术先进性与可行性1、技术先进性特殊油套管螺纹是相对于API标准螺纹而言的。API螺纹在全球范围内应用广泛，但由于在密封性和强度方面存在一定缺陷，其性能并不能满足所有油井的需要，特别在目前石油工业飞速发展的情况下，对传统的API螺纹提出了新的挑战。圆螺纹接头的连接处只能承受相当于管体屈服强度的60%80%的拉伸载荷；偏梯形螺纹接头的密封性相对较差。目前出现的特殊螺纹接头在高连接强度、高密封性、防螺纹粘扣、抗应力腐蚀等方面已取
7、得很大进展。特殊螺纹接头能保持全面管体压力，同时连接强度比管体强度还要高1%5%。特殊螺纹接头的主要特点如下：、特殊螺纹接头密封结构不是单纯依靠螺纹配合和螺纹密封脂形成，而主要是采用主付密封结构，如金属密封或弹性密封结构形成。、特殊螺纹接头增加了内或外扭矩台肩，可以精密控制上扣扭矩，提高接头的耐粘扣性及抗扭矩能力。另外还可以控制螺纹和密封干涉量。2、技术可行性特殊螺纹接头油、套管发展及使用已有几十年的历史。最早的特殊螺纹接头出现于在20世纪30年代初，由海得里尔（Hydril）首先开发，后来各个国家相继开发生产。近年来由于石油工业的需求，特殊螺纹在油套管上的应用得到迅速发展，全世界已有37个制
8、造厂和加工厂发明了近百种油、套管特殊螺纹型形式，技术已经成熟。因此我们走先引进后开发之路是可行的。我国对特殊螺纹接头研究也已经开始，有些厂家和大专院校、研究所合作开发出了特殊螺纹形式，解决了一些实际问题，我们可以从中吸取他们的经验。2005年，公司组织专门的技术攻关小组进行特殊螺纹接头油、套管产品的研发，通过大量的资料收集和油田的调研，对特殊螺纹有了深入的了解，也为以后引进工作打下了基础。三、市场预测与拟建规模1、 我国特殊螺纹接头油、套管的发展现状国内技术发展状况我国对特殊螺纹接头研究比较晚，现在尚未实现批量生产和推广应用。但目前已经研发出了几种特殊螺纹形式，如上海宝山钢铁集团公司从1994
9、年开发特殊螺纹接头，目前已研制出BGT-1丝扣，但还不能大批量生产。西姆来斯和上海交通大学共同开发了WSP特殊螺纹，主要适用于高压油井、中、高压气井和注蒸汽热采井。中原油田与天津华新特殊扣石油套管有限公司合作开发的SEAL-LOCK HT特殊螺纹套管，解决了中原油田高压油气井套管密封失效问题。另外还有成都无缝钢管厂、天津钢管公司等几大钢管生产厂也在致力于油井管特殊螺纹接头的研制。深圳和上海几家企业通过国外授权，可以在井下工具上使用特殊螺纹，为国内用户整体配套提供了方便。 国内市场发展情况通过近一阶段调研，国内引进特殊螺纹油、套管大部分用于新疆塔里木，长庆油田、四川油田和海上油田。仅新疆塔里木油
10、田每年特殊螺纹油、套管用量在3000吨左右。材质主要为L80、N80、P110。扣型为WAM系列（TM、VAGA、NEW WAM）、FOX系列和NK 3SB系列为主，其中以TM油套管螺纹使用居多，用户反映较好。中原油田与天津华新特殊扣石油套管有限公司合作开发的SEAL-LOCK HT特殊螺纹套管，解决了中原油田高压油气井套管密封失效问题。油田1995年采用循环注气工艺，首次在油田引进试用特殊螺纹油套管。后来又在区块开发项目中进一步使用效果良好。目前随着油田储气库的不断建设，特殊螺纹油套管达到一定规模。油田储气库现有38口井，每天注采气在上百万方，储气压力40-50MPa以上，普通螺纹油套管无法
11、满足储气库建设的需要，因此历年来采用N80、P110进口的FOX、WAM、NK 3SB等特殊螺纹油套管。现在二期工程3库4库建设正在进行，共布井13口，储气量将达到11亿方，气井数量将达到51口。随着陕京二线的启动，储气库三期工程的建设即将开始，明年储气库要达到15亿方。另外，随着西气东输工程的启动，国内许多经济发达地区将兴建天然气储气库，因此特殊螺纹油、套管的使用量也将越来越大。2、竞争对手分析和产品定位根据调查，目前国内从事特殊螺纹接头油、套管生产的企业主要有：上海宝山钢铁集团公司、西姆来斯公司、天津钢管公司、成都无缝钢管厂等几家企业，各企业基本都是走引进开发之路。其合作方式为：中方提供厂
12、房、设备和人员，外方提供技术，实行合股形式，按产量按比例分成。外方直接授权，但每年要交专利使用费用。待其对扣型充分了解后，在与国内高校合作结合实际情况开发自己的特殊螺纹。引进的特殊螺纹油、套管大部分出口，自己开发的扣型，因多具有针对性，用于国内市场。但是由于开发周期长，技术尚未成熟，国产的特殊螺纹油套管产品还远远不能满足国内油田市场的需求。公司油管车间能够生产各种钢级、规格油管和5-1/2、7套管，改扩建后年生产能力将达到7万吨。根据各油田的市场调查，按实际生产需求，项目建设主要以特殊螺纹油、套管为主，产品定位：2-7/8、3-1/2、4-1/2油管和5-1/2、7套管，引进VAM（TM、VA
13、GA、NEW WAM）系列特殊螺纹扣型，以改扩建后的油套管生产线为基础，添置部分生产设备和检验设备，年生产量2000吨，钢级为L80、N80、P110。产品主要面对陆上油田、海上油田、气井和大港储气库市场。通过与管材所合作生产，提高公司对特殊螺纹油套管的认识水平和开发能力，最终研制具有自主知识产权的特殊螺纹油套管，扩大市场占有率。3、特殊螺纹油、套管工艺路线特殊螺纹油、套管的加工利用改扩建后的生产线，工艺过程如图示。从工艺流程来看，特殊螺纹油、套管的加工和普通螺纹基本相同，不同之处如下：车丝：所需要的专用刀具从螺纹授权方引进或购买。检验：与普通螺纹用的检验设备有所不同，需要多种专用测量设备和量
14、具，如专用中径测量仪和多种特殊螺纹量规等，这些可以由授权方提供或引进。试压：需要试水压和气压的试压机，根据油套管的用途不同，采用不同的试压方式。我们已有水压试验机，需采购气压试验机。其他工序与普通油套管的生产相同。检 验接箍毛坯检 验下 料 粗 车精 车检 验管 坯检 验通 径车 丝通径、测长、称重打标喷漆包装、入库组 装试 压4、生产规模与销售收入初步确定每年生产L80、N80、P110钢级特殊螺纹油、套管2000吨，其中生产N80 1000吨，P110 1000吨，L80根据市场需求确定（按P110钢级2-7/8油管折算）。初步估计销售收入如下：原材料价格10256元/吨（不含税），特殊螺
15、纹油、套管成本11635元/吨（不含税）。产品市场价格定位为14530元/吨（不含税），按年产2000吨计算，预计实现年产值2906万元（不含税），扣除增值税后利润为579万元。四、主要原材料的来源及运输1、主要原材料与供应特殊螺纹油、套管所使用的管坯为无缝钢管坯，目前国内供应油管管坯厂家有宝钢、无钢、衡阳、鞍钢等厂家，供货量充足，能够满足生产所需。2、原料及产品运输 项目投产后 ，特殊螺纹油、套管年产2000吨，每天平均进出数量7吨左右，采用汽车运输即可满足。五、投资规模（一） 特殊螺纹油套管固定资产投入预计844万元，需要新投资500万元。 1、技术转让费：总计200万元（含刀具费用）2、
16、特殊螺纹油套管添置设备：总计300万元从开始筹建石油管加工生产线到建成，这使公司成为中国石油钢管加工基地。生产线总投资5000余万，年生产能力达到70000吨，其设备能力基本满足特殊螺纹的加工。其设备主要配置如下：序号设备名称工作对象数量（台/套）1进口接箍螺纹加工机床（C7）精车接箍22进口管体螺纹加工机床（T7）加工管螺纹23CK7915/QK1319加工管螺纹44QK1312/SZ205粗车接箍55零部件标识设备接箍标识16液压数字旋扣机试验、组装油套管27整体标识与喷漆设备成品防护处理18磷化处理设备接箍防护处理19整机试验设备（水压）成品油套管性能实验210普通车床粗加工接箍811侧
17、叉车（5吨）接箍料转序112流水料架管体上料及转序113合计30 特殊螺纹油套管在此线的基础上，需要添加以下几项就可以建成此线。1）30-100MPa试压机：100万（主要是试气压，水压现有的打压机已经满足）2）检验设备：200万进口2-7/8、3、5、7单项测量仪各一套3、固定资产投入：344万元（已经投入）生产线总投入4300万，产量40000吨，现生产特殊油套管2000吨，占总产能的5%，根据工艺情况按投入总值的8%计算，固定资产投入量为344万。六、经济效益分析按年产2000吨特殊螺纹油、套管计算。（一）特殊螺纹油、套管成本预计生产线总设计产量40000吨，现生产特殊油套管2000吨，
18、占总产能的5%，根据工艺情况按的8%计算。1、变动成本/吨：总计10408元（不含税）原材料：10256元（不含税平均价）辅助材料：生产线达产年费80万元80万元8%20001.17=27.35元燃料动力费：合计81.203元每年耗电为405万度，电价按0.56元/度；厂房2779平方米，采暖费每年按27.5元/平方米计算；每年用水500立方米，按2.2元/立方米；每年消耗汽油4吨，每吨3300元计算；每年消耗润滑油1.5吨，每吨按6900元计算；电费：405万度0.56元/度8%20001.17=77.8元采暖费：2779平方米27.5元/平方米8%20001.17=2.56元水费：500立
19、方米2.2元/立方米8%20001.17=0.038元汽油：4吨3300元/吨8%20001.17=0.451元润滑油：1.5吨6900元/吨8%20001.17=0.354元运费：50元1.17=42.7352、固定成本/吨 （总计1227元） 管理费：70万元8%20001.17=24元按生产人员每人每年0.8万元计算，为70万人工成本：150万元8%2000=60元 全线固定工作人员88人，平均年工资1.7万元计算，工资总额为150万，按8%计算 销售费用：17000元5%1.17=726.5元 折旧费用：844万元12年2000吨1.17=300元福利保险费用：26.5元 按职工工资总
20、额的51.5%计算 150万元51.5%8%20001.17=26.5元 修理费：按固定资产的原值的2.5%计算； 844万元2.5%20001.17=90元（二）每吨特殊螺纹油管总成本 10408+1227=11635元/吨（三）经济效益计算 每吨特殊螺纹油管售价按14530元/吨（不含税）计算，年产量2000吨，则：年产值：14530元/吨2000=2906万元（不含税） 每吨利润：1453011635=2895元 每年利润：28952000=579万元投资回收期：844579=1.457年七、小结特殊螺纹油、套管技术含量高，有着广阔的市场前景，投资规模适中，利润大、投资回收期短。此项目的
21、建设将有助于公司五年规划的顺利实现和集团公司发展战略的实施。因此,此项目的建设将对公司的发展和油田特殊螺纹技术的创新具有重要意义。八、附录：TM、FOX、WAN三种特殊螺纹扣型特点说明一、 WAM系列特殊扣特点一般的螺纹接头（包括API螺纹）牙型承载面的角度为正角，而WAM接头采用负角，因此外螺纹与内螺纹的丝扣在轴向上为钩状啮合；外螺纹前端面的扭矩台肩采用倒角。一般的特殊螺纹通常为直角台肩，采用倒角台肩能获得“VAM”效果，即当接头拧紧时，台肩部开始接触和产生面压，密封部的接触面也开始增加，特别是在接头拧紧、转矩过大，台肩变形的情况下，能继续保持接头的气密性能；锥形面密封。圆锥面金属密封具有在
22、密封面接触压力低时，保证气密性的效果，许多特殊接头采用这种密封形式。低的接触面压力可大大降低密封面粘结的可能。二、TM接头结构特点有：TM（日本住友）是WAM的一种变形，也是国内油田普遍应用的特殊螺纹形式。TM接头结构形状如图：具有直角内台肩；径向锥面密封（锥度为1：7）；螺纹形状与API BCSG相近，承载面3，导向10；结构简单二、 FOX（日本川崎）螺纹特点FOX特殊螺纹接头设计思想比较新颖，螺纹采用变螺距的形式，改变了API常规螺纹接头的应力分布。其接头的公螺纹在全长范围内保持标准斜度，但是母螺纹接头分为3段，每段有不同的斜度。母螺纹的前部斜度增加，后段减小，这样在螺纹内外两部分丝扣的受力面上产生间隙，从而改变接头的应力分布。这种扣型对超深井，应力腐蚀环境下的油套管是很有好处的，但是由于采用变螺距结构，加工难度较大，现场验收、检验都存在较多问题。
