石油管材标准体系现状及建设规划*

方 伟，张 华，许晓锋，吕 华，徐 婷

(中国石油集团石油管工程技术研究院 陕西 西安 710077)

0 引 言

标准体系是一定范围内的标准按其内在联系形成的科学的有机整体，它是编制标准制、修订年度及长远计划的重要依据。直至上世纪80年代，我国尚没有一套石油管材标准体系，除主要的产品标准直接采用API标准外，仅有几个方法标准[1]。

1985年，由原石油工业部组织编制了《石油工业标准体系表》(第一版)，石油管材专业标准体系为其中的一个部分。该体系由通用基础标准、油井管标准、输送管标准和其他焊接钢管标准四个门类构成。

随着我国标准化法的颁布及标准化方针政策的调整、石油工业面临的新形势及石油工业标准化工作的不断深入发展，由石油工业标准化技术委员会(油标委)组织，对《石油工业标准体系表》进行了两次较大范围的修订。在这一期间，石油管材标准体系先后增补了玻璃纤维管标准和油气压力管道安全评价标准两个门类。

2001年，油标委组织开展了石油天然气行业标准体系研究工作，确定各专业标准体系均划分为两个层次，即通用基础标准和门类标准，并确定了各专业的归口范围。修订后的标准体系加大了技术标准的整合力度，加大了采用国际标准和国外先进标准的比例。自此，油标委明确要求各专标委可根据本专业的实际需要对标准体系实行动态管理，以适应我国石油天然气行业发展的需要，适应与国际接轨的需要[2]。

该体系实施多年来，作为编制石油管材年度标准制修订计划的依据，对促进石油管材专业的标准组成科学合理化起到了一定的作用。

1 石油管材标准体系现状分析

1.1 标准体系构建与完善

自2014年全国石油天然气标准化技术委员会石油专用管材分技术委员会由国家标准化管理委员会批准成立后，其与油标委石油管材专业标准化技术委员会以“一个机构，两块牌子”的工作模式运作。石油管材专业标准归口范围统一确立为：石油天然气工程专用油气输送管、油井管、非金属及复合材料管及其连接件的产品及方法领域标准化，其贯穿石油天然气勘探开发储运整个过程，涉及各类石油专用管材的设计及选材、产品制造、检验试验、评价、涂层和保护、包装运输、使用与维护、完整性管理。标准化的重点是产品制造、采购规范、检验试验和评价方法、工程应用推荐作法等。

石油管材专业标准以ISO/API标准体系为基础，保证了标准体系的系统性、配套性，并基本实现了核心标准系统配套采标。通过采标，在促进我国石油天然气行业的发展、促进经贸技术发展方面发挥了积极的作用。

为了与国际接轨，产品标准中技术要求分为两部分内容：通用要求和补充要求。一方面，通过修改采用ISO/API标准，在原标准基础上修正或补充技术条款；另一方面，在现有国家标准的基础上，制定严于国家标准的行业标准。这样既有利于协调供需双方的利益，也有利于维护标准的一致性。

近年来，油井管服役条件日益复杂和严酷。非API油井管在油气田勘探开发中发挥了重要作用。但由于非API油井管在设计、制造、检测、评价、现场使用等都缺乏统一的技术标准，不当的管柱设计和管材选用及产品质量问题，给油田勘探开发造成巨大的经济损失。建立非API油井管标准体系，制定非API油井管标准是近几年石油管材标准化工作的重中之重，为油气田开发提供经济、适用和可靠的油井管产品提供了技术支持[2]。

此外，结合我国油田生产和重大管道工程的特点和需求自主制定了针对不同井况的油井管选用、评价标准，高性能、特殊性能管线管标准等。

非金属及复合管材成为油田管网腐蚀问题的重要解决方案之一，广泛应用于塔里木、长庆等油气田的油气集输、高压注醇等领域。随着非金属及复合管用量的大幅增加，其种类日益增多，非金属及复合管领域标准的严重缺失或滞后成为制约其产品进一步推广应用的瓶颈。为从根本上解决阻碍我国油田用非金属及复合管发展的核心问题，从设计选材、评定制造、施工安装、运行维护等各个控制环节制定了适合国内需求的标准，显著促进了非金属管在国内油田的规模化应用。

石油管材专业以“引领石油管技术发展，服务油田开发”为目标，坚持失效分析发现问题、科研解决问题，科研成果纳入标准，用于重大工程的模式，经过近三十年的发展，已建立了一套较完善的石油管材标准体系，基本满足了油气田的勘探生产和油气管道工程建设的需要[1]。

1.2 标准体系现状

按照油标委确立的原则，现行石油管材标准体系共分两个层次，其结构如下：

1)第一个层次为石油管材通用基础标准。

2)第二个层次为门类标准，包括油井管标准、输送钢管标准、非金属及复合管标准、其他焊接钢管标准和油气压力管道安全评价标准五个产品。

石油管材标准体系结构如图1所示。体系中标准规划项目总计180项，其中国家标准项目39项，行业标准项目141项。通用基础标准及各门类标准情况如下。

图1 现行石油管材标准体系结构图

1)通用基础标准项目为9项，包括管材缺陷术语、性能公式及计算等基础标准，油井管及输送管螺纹测量及检验、驻场监造规范等通用标准。

2)油井管标准项目为78项，包括ISO/API套管、油管、钻杆、方钻杆、钻铤等及其连接件的产品标准，配套的试验检验、评价、使用与维护标准，涂镀层技术条件；适用于特殊工况的非API套管、油管、钻杆(特殊材质、特殊螺纹)的产品标准，选用、评价标准；钻柱、管柱的选用、设计、评价标准；连续油管、膨胀管产品、设计、使用维护标准等。

3)输送钢管标准项目为50项，包括管线钢管、双金属复合钢管及弯管、管件产品标准；基于应变设计地区管道用钢管产品标准；特殊性能试验方法标准；配套的检验、评价、运输标准。

4)非金属及复合管标准项目为30项，包括油田广泛应用的热塑性塑料管、增强热固性塑料管、增强热塑性塑料管、金属-非金属复合管产品标准，设计、评定、应用等标准。

5)其他焊接钢管标准项目为4项，包括桩用焊接钢管、一般结构用焊接钢、油井泵体用焊接钢管、海洋隔水管用焊接钢管等产品标准。

6)油气压力管道安全评价标准项目为9项。

1.3 标准现状

现行石油管材专业标准142项，其构成如下：

按标准级别划分：国家标准为30项、行业标准为112项。

按标准类别划分：基础标准为3项、产品标准为73项、方法标准为66项。

按标准门类划分：通用基础标准为9项、油井管标准为62项、输送钢管标准为40项、非金属及复合管标准为25项、其他焊接钢管标准为4项、油气压力管道安全评价标准为2项。

已制修订和正在制修订的标准约为石油管材标准体系规划项目的81%。

在国家采标政策的引领下，石油管材标准基本实现了全面采标。通过采用国际标准和国外先进标准，加快了与世界石油行业接轨的步伐，提高了我国石油管材标准的技术水平，也促进了我国石油管材质量的提高。

石油管材国家标准中核心产品标准和通用基础标准基本采用ISO标准制定。为解决油气田油气集输系统严重的腐蚀问题，自主制定的耐腐蚀合金复合钢管及附件产品系列国家标准，规范了耐腐蚀合金复合钢管及附件的制造和检验，保证了油气田的安全运行。

石油管材行业标准采标项目相对较少，采标项目基本采用API标准。主要有辅助产品标准、部分非API标准、检验试验标准、质量控制标准等。自主制定的油井管核心产品标准是在ISO/API标准的基础上细化和提高技术指标要求，并完善了质量控制要求。自主制定的输送管标准是在总结失效分析、科研成果、工程经验的基础上，结合工程建设的需要制定的产品和方法标准。非金属及复合管大部分产品标准是结合油田需求及新产品开发自主制定[1，3]。

本专业标准基本实现了核心标准的系统配套。例如针对套管和油管，从产品规范、螺纹加工检验、使用性能、性能计算及公式、螺纹连接性能评价方法、维护使用要求、螺纹脂到现场检验等，均有相关标准。

石油管材标委会一直坚持严谨、科学的工作作风，从标准的立项、起草、审查到报批，严格按规定程序运作；坚持使用、生产、科研多方参与和协调，对每一项技术要求既考虑到必要性也充分注意了实施的可能性；坚持专家把关和主审人制度；因而，制定的标准得到了普遍接受和认可。

为确保在用标准的有效性、先进性和适用性，按照滚动复审、及时修订的原则[4]，石油管材标委会定期开展标准复审工作。截止目前，共复审国家、行业标准280项，经复审，修订标准77项、废止标准18项。

本专业标准紧紧围绕石油管材的设计、制造、检验、评价、使用与维护、完整性管理等生产实践，因此，现行的国家标准和行业标准绝大多数被广泛使用。

1.4 国际国外标准转化情况及标准采用国际国外标准情况

1.4.1 国际国外标准转化情况

石油管材专业对口的国际国外组织有ISO/TC67/SC2、SC5及美国石油学会API/CSOEM/SC5、SC15。石油管材领域相关的标准除这些对口组织归口的标准外，还有ISO/TC67，ISO/TC67/SC4、SC6，ISO/TC17/SC19，API 7系列中的管材相关标准，共计85项。

本专业标准采标时坚持ISO优先的原则，凡是有对应ISO标准的，优先采用ISO标准；无对应ISO标准时，则采用API标准。

根据整理的管材专业对口国际国外标准转化情况明细表，石油管材专业对口ISO标准42项，其中已转化为国家标准或行业标准33项，已列入计划2项，未转化7项。对口API标准43项，其中已转化为国家标准或行业标准26项，已列入计划2项，未转化15项，见表1。在85项ISO、API标准中，除1项国际标准因其技术水平低于我国标准、13项API标准因其相关的ISO标准已转化为我国标准而不适合转化外，管材专业已基本实现了全面采标。

表1 对口国际国外标准转化情况

1.4.2 标准采用国际国外标准情况

根据整理的管材专业标准采标情况明细表，现行的142项石油管材国家标准和行业标准中，采用国际国外标准的项目为57项；非采标项目为85项，其中隐性部分采用国际国外标准的项目为34项，未采用国际国外标准的项目为51项，见表2。采用或部分采用国际国外标准的项目约为现行管材国家和行业标准总数的64%。

表2 标准采用国际国外标准情况

1.5 标准与相关专业交叉情况

虽然各标委会均有各自的归口范围，但仍有相关专业存在归口界限不清、项目交叉等问题。目前管材专业与全国钢标委会、全国钻采标委会、钻井工程专标委、工程建设专标委、海工专标委、储运专标委等都存在项目交叉或归口问题。由这些标委会归口的现行国家和行业标准中有部分是与管材相关的通用基础、设计及选用、产品制造、检验与试验、使用与维护、保护/运输等标准。近期新成立了储气库专标委、能源行业页岩油标委会等，将会有更多的标准与管材专业存在交叉问题。

2 现行标准体系存在的主要问题

1)体系层次过少，对标准制修订工作的指导性不强

经过十几年的发展，石油管材专业标准数量大幅增加，标准体系规划项目从原来的几十项增至近200项，多个门类包括多种产品及其制造、检验、评价等多个方面的几十项标准。例如，在油井管门类中，标准规划项目为78项，包括API/非API套管、油管、钻杆、方钻杆、钻铤等及其连接件的产品标准，配套的试验检验、评价、使用与维护标准；钻柱、管柱的选用、设计、评价标准等。从中较难看出哪些标准缺失，哪些标准存在重复交叉，因此对标准制修订工作的指导性不是很强。

2)与部分专业标准交叉重复，体系中缺少相关专业的相关标准

管材专业部分标准与相关专业的标准存在交叉重复。例如：钻井工程专业的SY/T 5396—2012《石油套管现场检验、运输与贮存》与管材专业的GB/T 20656—2006《石油天然气工业 新套管、油管和平端钻杆现场检验》、钻井工程专业的SY/T 5956—2004《钻具报废技术条件》与管材专业的GB/T 29169—2012《石油天然气工业 在用钻柱构件的检验和分级》等存在内容重复问题，因标准由不同标委会归口，有可能存在相同技术条款要求不一致的情况，这将会给标准的使用者造成困扰。

经统计，相关专业标委会有近30项标准与管材相关，这些标准又是管材全生命周期中的重要组成部分。而现行管材体系中只有管材专业自己的项目，没有这些相关标准的信息，不利于与相关专业项目的协调和总体规划。

3)部分国家标准和行业标准界面不明确

国家标准和行业标准虽有原则性的界定，但由于国家标准立项难等原因，使应优先制定为国家标准的项目改为制定行业标准。如实体膨胀管作为新兴发展的重要石油管材，却没有统一的国家标准。

4)部分标准专业归口划分不合理

石油管材的设计、制造、检验、使用与维护以及评价是相互关联的过程，有不可分割的内在联系，根据系统配套、力求精简的原则，其相关标准应统一由石油管材标委会归口管理，而部分管材标准现由其他标委会归口管理。如GB/T 22512.1—2012《石油天然气工业 旋转钻井设备 第1部分：旋转钻柱构件》和GB/T 22512.2—2008《石油天然气工业 旋转钻井设备 第2部分：旋转台肩式螺纹连接的加工与测量》现均归口于全国钻采标委会。

5)部分管材标准由全国油气标委会以外的标委会归口管理

近年有部分管材专业国家标准在全国油气标委会以外的其他标委会立项并起草发布。如GB/T 34204—2017《连续油管》由全国钢标委会归口。这样一方面不便于标准的归口管理，造成体系的混乱；另一方面，标准技术条款的准确性、适用性得不到保障，可能会给油田使用造成不利影响。

6)标准整合力度不足

部分针对同一标准化对象，同时存在多项标准。如钢制管件的产品标准现有GB/T 29168.2—2012《石油天然气工业 管道输送系统用感应加热弯管、管件和法兰 第2部分：管件》、SY/T 0510—2017《钢制对焊管件规范》、SY/T 0609—2006《优质钢制对焊管件规范》三项标准。

部分标准范围过窄，综合性不强，如SY/T 5200—2012《钻柱转换接头》、SY/T 5699—2016《提升短节》等，均属钻柱构件的一小部分，需进一步整合。

3 新版石油管材标准体系构建

3.1 石油管材专业发展趋势

随着石油资源的减少，勘探开发主营业务将围绕“深、低、海、非”四大领域开展，工程环境日益复杂，对管材的性能要求日趋苛刻。我国及国际油气领域油井管柱技术体系逐渐由管材产品主导型向油气田作业工况型主导转变。未来十年，我国油气资源开发的重点包括：非常规油气资源开发、超深高温高压气田开发、高酸性气田开发、稠油超稠油规模开发、天然气水合物及热干岩等新能源开发、传统油藏的注聚二次开发、海洋油气开发、地下储气库战略工程建设。在油井管材料方面，由传统的钢铁为主，向铝合金、钛合金、复合材料等轻质合金及新材料发展，工程作业配套装备及材料面临升级换代。油井管评价与选用技术的发展，将以油气田作业工况及工艺为导向，建立面向环境工况的管柱试验、安全评价及选材技术体系，形成管材生产、检验与使用全寿命技术保障体系。

随着油气管道建设需求的增加及对安全生产和环境保护的日益重视，首先需要保障管道的安全运行和维护。另外，管道业务必须同时兼顾经济性和安全性，如何在确保管道安全性的基础上进一步降低管道建设投资成本是当前和后期亟待解决的问题。国内X70/X80级别管材及相应的高应变管材得到规模应用，X90/X100管线正处于研发阶段。在海底管道用小D/t比钢管、双金属复合管和高钢级抗酸管方面仍处于起步阶段，产品性能和应用技术亟待发展。X80高钢级管道在我国已规模应用，但由于投入时间较短，高钢级管道的环焊缝缺陷、机械损伤缺陷、X80弯管与管件安全可靠性、应力腐蚀监测及控制、管道并行等安全服役问题尚未深入研究。油气管道及储运设施风险评估与完整性评价的精细化程度需要提高。

非金属及复合材料管材在我国各油田均得到推广应用，总用量现已超过50 000 km，有效解决了钢管腐蚀带来的经济损失、环境污染等重大问题。非金属管材整体发展趋势为：由陆地到海洋、由水系统到气系统、由小口径到大口径。因此，大流量长距离输气用管、大口径高压力非金属管、酸性油气输送用管、井下分层注水及采油、智能非金属管、海洋集输用非金属管等领域已成为非金属与复合材料管材的研发及应用主导方向。另外，缺陷无损检测、在线运行状态检测、在线维护及修复、完整性管理等成为非金属与复合材料管材的技术研发热点。

3.2 体系建设主要任务

按照国家、行业标准化政策要求，围绕石油管材专业发展和需求，明确各级标准定位，进一步优化完善石油管材标准体系结构，推动向政府职责范围内的公益类标准过渡，加大标准整合力度，逐步缩减现有推荐性标准的数量和规模。加强体系指导作用，促进标准制修订工作的顺利开展。

油井管领域需加快建立煤气化、水合物、热干岩等新能源开发油井管标准体系，进一步健全特殊工况、特殊用途用油井管标准体系，建立健全油井管产品全生命周期内完整性标准，尤其是新能源开发用油套管、非常规油气田开发用油井管、油套管柱完整性标准化。

输送管领域要进一步健全高强度和抗大变形、耐低温、抗腐蚀等管线管，在役管道的适用性评价及风险管理，特殊介质输送条件下的管道服役安全及材料技术、评估技术，高钢级管道环焊缝适用性评估和安全运行保障技术及标准化，支撑重大管道工程建设与技术发展。

非金属及复合管领域亟需完善主导产品的标准体系，并建立油气集输用交联聚乙烯、聚酮、高性能橡胶等新材料、油气集输用非金属管新产品和油气集输用非金属管新技术等不同层次的标准体系。

3.3 体系构建原则和国家、行业标准界面划分原则

按照国家和能源领域标准体系建设要求，本专业标准体系构建的原则是：需求导向、突出公益，积极采标、国际接轨，系统配套、力求精简等。

根据标准化法、国标委和油标委相关要求，石油管材国家、行业标准界面划分的主要原则是：对于围绕服务国家重大战略、满足进出口贸易需求，加快装备制造业重点领域国际标准转化项目和拟转化为国际标准的项目，列入国家产业政策、规划、专项等国家重点支持发展的项目，重大科技成果转化、引导产业创新发展等方面关键核心技术项目，具有显著社会效益和经济效益的项目，基础术语、通用方法、通用技术项目及跨行业跨领域使用、量大面广的设备材料等产品标准项目宜优先制定推荐性国家标准；对于需要在石油天然气行业范围内统一的重要产品、工程技术、服务和行业管理需求的项目，本行业领域的产品和方法，包括针对特殊产品(材质)或工况的项目，与核心标准配套的产品和方法标准项目宜制定行业标准。

3.4 体系结构及规划项目

针对前面分析的现行标准体系存在的问题，对体系进行了的全面梳理，对油井管、输送钢管、非金属及复合管三个门类进一步分层，按产品全生命周期的各阶段细化，将油气压力管道安全评价标准规划至输送钢管门类下的失效分析与完整性，其他焊接钢管门类改为其他管材及储运设备材料，形成了新的体系结构，如图2所示。

围绕石油管材专业发展和需求，确定了几个重点领域近五年的规划项目。按照体系构建原则及国家、行业标准界面划分原则，对原有规划项目和新增规划项目进行了统一规划，对部分重复交叉项目拟整合或废止。同时将现行标准中与管材专业的相关标准纳入体系。

由图2新构建的标准体系可以看出，对于某一标准化对象，其各阶段已有标准、待制定或修订标准项目及列入计划时间、拟整合或废止标准、缺失标准项目、相关专业已有管材相关标准情况等。

新版体系中拟整合标准6项，拟废止标准9项。管材标准规划项目总计175项，其中国家标准项目45项，行业标准项目130项。通用基础标准项目10项、油井管标准项目84项、输送钢管标准项目46项、非金属及复合管标准项目30项、其他管材及储运设备材料标准项目5项。待制定标准项目40项、待修订标准32项。

图2 新版石油管材标准体系结构图

4 体系建设规划及建议

1)为顺应不断变化的国际形势的影响，勘探开发工程环境的日益复杂，以及新产品、新工艺的不断出现等，应持续不断地修订完善标准体系，并周期性开展体系分析研究，逐步形成一个结构合理、层次分明、重点突出、科学适用、国际接轨的标准体系。

2)国家和行业相关标准化政策要求要强化基础通用标准的制定，减少一般性产品国家标准的制定；严格控制国家标准增量，加大修订力度；适量控制新增行业标准数量，进一步整合优化相关行业标准，提升单项行业标准覆盖面，增强行业标准的系统性、通用性。

现行管材标准中仍然存在整合的潜力，应加强与相关专业及标准起草单位间的沟通与协调，坚持标准整合修订的方针，提高标准之间的协调性，减少标准之间(包括专业内和专业间)的交叉重复甚至不一致，从而提高单项标准和体系总体的质量。

3)新版《标准化法》规定，强制性标准文本免费向社会公开，推动免费向社会公开推荐性标准文本。目前管材专业有91项标准采用或部分采用国际国外标准，标准全文公开将会有极大的知识产权隐患。因此，为应对知识产权问题，今后标准的制定应向自主制定转变，加大科技成果转化力度，促进专利标准化。

4)加强国内外标准对标研究和国际国外核心标准的跟踪研究，推进优势、特色领域标准国际化，提高技术标准的国际化程度。开展海外工程标准需求调研，推动与主要贸易国之间的标准互认和双语版标准的制定。适时将国际标准规划项目和双语版标准规划项目纳入本专业标准体系。

5)将节能降耗、低碳环保、绿色制造等理念融入每项标准中，加强工业产品再生利用、工业废弃物资源综合利用等标准体系的研究，以标准应对气候变化，逐步建立循环经济标准体系。