1 概述
石油管是石油專用管(套管、油管、鉆桿、方鉆桿、加重鉆桿、鉆鋌等)和油氣輸送用管線管的總稱，貫穿石油鉆井、完井、采油(氣)和儲運工程的各個環節，是石油天然氣行業重要的必不可少的原材料，其用量占石油工業用鋼總量的40%以上。常規石油管產品執行的標準以美國石油學會(API)標準為主，這部分產品又稱API石油管。除此以外，鋼管行業還研發了大量的特殊石油管，以滿足更加惡劣的地質條件、含腐蝕介質油氣工況使用，這部分產品的技術要求高于API標準，不能完全按照API標準生產、檢驗，因此又稱非API石油管。
2 API組織及API標準
2.1 API組織
美國石油學會(American
Pet rol eum Inst itute，簡稱API)成立于1919年3月20日，總部設在華盛頓，是全世界范圍內最早、最成功的標準制定商會之一。1924年出版石油和天然氣工業用設備的第一份標準，迄今為止，它所制定的超過500份石油、天然氣化工和采油機械技術標準被許多國家采用。API制定和實施標準化綱要的目的在于促使行業廣泛使用石油天然氣開采工業通用的安全又可互換的設備和材料，并廣泛使用已證實的完善的工程技術和作業實踐。由于API標準的先進性、通用性、安全性，API標準已經為世界各國廣泛采用，API組織已演變為跨越國界的石油天然氣工業權威學術組織。
2.2 API標準
API“標準”(Standard)是規范(SPEC)、推薦作法(RP)和通報(BUL)的總稱。“規范”(Specif ication)：為便于采購者與制造商之間的溝通，為購自不同制造商及其不同時間生產的同樣設備和材料之間提供互換性；以及為設備和材料在按預定方式和目的使用時，具有足夠的安全而批準和發布的文件。“推薦作法”(Recommended
Practice)：為在石油天然氣工業或有關工業內傳播已經驗證的和良好的工程、設計、制造、建造、安裝、試驗和操作的作法而批準和出版的文件。“通報”(Bul l etin)：為向石油天然氣工業及有關工業通報被認為不適于作業規范或推薦作法的事項而批準和出版的文件。
API標準所包括的內容有：1)對名詞術語的定義；2)零部件分類；3)程序描述；4)尺寸規范；5)建造的準則：材料、性能、設計或作業；6)對描述材料、產品、系統、服務或作業時的質量和數量的測量；7)對尺寸配合及計量的描述等。
2.3 API標準的特點
API標準是非官方標準，其每一份規范、推薦作法和通報中，都明確地表示了它的政策性聲明。API在標準化綱要中明確指出，用戶和制造商是否共同參加API標準的制定，用戶或法規制定部門是否參考API標準以及制造商是否遵循API標準(除許可證持有者被要求外)，都完全由公司或個人決定。
API標準是非常嚴謹的標準，這也是其水平和信譽的保證。這一點從API對待日新月異新產品的審慎納標上可以得到體現。API標準的細微作風，除了表現在它的政策、規定和聲明的細微性和邏輯性外，也體現在它對每項規范、推薦作法和通報的內容中。比如API Spec 5CT《套管和油管規范》，該規范篇幅長達約300頁，規范中對規格參數、技術要求和檢驗方法力求表述完整無歧義，確保標準的準確、可執行。
API標準非常注重版本內容的持續性。API標準緊隨石油天然氣工業工藝技術的發展而不斷演變，最新版本與最新技術相適應。但是API標準的發展特別注重經驗和資料的積累，新的版本除增添最新的成果外，對成熟的技術內容幾乎不做任何修改，這樣可保證各版本之間技術水平的演變具有長期的持續性，避免了因為標準版本的變化給制造和采購帶來障礙。API每次改版時均會持續對新技術新產品進行納標，結合實踐經驗反饋完善標準。如API
Spec 5CT《套管和油管規范》，2005年7月發布的第8版首次增加3個PSL產品規范水平，2011年6月發布的第9版第二組的抗腐蝕組別中增加C110高鋼級，2018年12月發布的第10版
增大41/2、5、51/2等三個套管規格的接箍直徑。API規范無意排除對優良技術的需求，無意禁止任何人購買或生產符合其他規范的產品。API的每次改版，對多年來存在的非API系列產品納標是非常審慎的。
API標準特別強調互換性、安全性和良好的工程實踐及作業經驗，因此其實用性更強，適用范圍更廣。互換性解決了貿易技術障礙，極大方便了世界各國用戶。安全性和良好的工程實踐及作業經驗，使API標準更加具備指導性和權威性，讓標準使用者放心采用成功的經驗。
3 石油管品種開發現狀
3.1 API石油管
API石油管通常要求產品執行并符合API標準，按照API Spec Q1《石油、石化和天然氣行業質量綱要規范》建立并有效運行質量管理體系，企業通過API認證并授予API會標使用權，在許可范圍內標志API會標。認為產品質量指標符合并標志API標準的產品就是API產品是片面的，是對API標準的不完整執行。API標準適用的油井管，如果沒有API會標，目前看在全世界范圍內不能被石油行業用戶所接受。
3.2 非API石油管
雖然API標準的嚴謹性和科學性被廣泛認可，但API標準也是被公認的門檻標準。面對不同的工況條件，雖然訂購鋼管符合API標準，但不滿足使用工況要求；單根管子合格，但連成管柱后，不滿足密封要求。這些情況極易造成石油管使用中事故頻繁、減產停產。套損、油管腐蝕、疲勞損壞原因十分復雜，但石油管設計、選用及采購訂貨技術條件存在的問題也是不可忽視的原因之一。隨著石油天然氣工業的發展，容易鉆采的油氣越來越少，石油鉆采和輸送面臨的實際工況越來越復雜。按API標準供應的石油管已經不能滿足深井、超深井、高壓氣井、鹽膏層、腐蝕介質井的勘探開發，以及高寒、深海、沙漠和地質災害高發等惡劣環境下的長距離、高壓、大流量油氣輸送。
自上世紀80年代初開始，非API石油管的開發和應用方興未艾，阿根廷泰納瑞斯集團、法國瓦盧瑞克、德國曼內斯曼、俄羅斯鋼管冶金集團、日本住友金屬(現日本制鐵)和NKK(現JFE)、美國美鋼聯集團等國外鋼管制造企業不斷開發非API石油管，并長期高價壟斷世界高端石油管市場。我國的非API石油管開發起步較晚，經過近20的奮起直追，非API石油管已基本實現國產化，國內主要生產廠家有天管、寶鋼、衡陽鋼管、包頭鋼管、攀成鋼(現機組關停)、常寶、大冶特鋼、寶雞鋼管、渤海石油裝備等。非API石油管的開發需要先進的生產機組、高的技術儲備、大資金投入，國內外研發仍然集中在具有規模和技術優勢的鋼管生產廠家。
非API石油管是生產廠根據用戶需求或為了滿足某些特殊使用性能要求而開發的個性化產品，屬于各生產廠家自主開發的專有或專利產品、核心產品和高附加值產品。非API石油管包括非API鋼級(主要與材質有關，這類產品的化學成分、強度、韌性和/或耐蝕性等與API標準石油管相比，具有更高的工程使用性能、更嚴格的工況針對性)、非API規格(如外徑、壁厚、通徑和接箍尺寸)和非API特殊螺紋接頭(又稱特殊螺紋)及其組合等三類。對于油井管，多數情況下，非API鋼級同時也采用了特殊螺紋。非API石油管品種已達到200種左右，產量約占全部石油管的30%以上，非API鋼級石油管系列產品。
API標準規定的標準螺紋有短圓螺紋(SC)、長圓螺紋(LC)和偏梯形螺紋(BC)，這些螺紋的規格參數和檢驗應符合API Spec 5B《套管、油管和管線管螺紋的加工、測量和檢驗》。特殊螺紋是不同于API Spec 5B規范規定的各種螺紋的統稱。圓螺紋具有密封性好但連接強度受限的特點，偏梯形螺紋具有連接強度好但密封性受限的特點，以上標準螺紋不能滿足高壓氣井、深井、高溫高壓井、定向井、水平井的使用要求。而特殊螺紋在解決上述螺紋連接的局限性基礎上，通常還具有抗彎和抗拉壓能力強、容易上卸扣、密封性能好、抗過扭矩能力強等優點。不同油田、不同區塊、不同井況都具有不同的特殊性，任何一種特殊扣都不能包打天下，這也是世界各國知名鋼管生產企業不斷開發系列特殊扣的原因。典型的特殊扣系列有V＆M、JFE(如TIGER、BEAR、FOX、LI ON)、Hydr i l、Hunti ng、Tenaris、寶鋼BG、天管TP、衡陽HSM等系列。
4 石油管標準體系現狀
4.1 API石油管標準體系現狀
對于常規API石油管產品標準，目前已經具有完善的標準體系。除了產品標準之外，石油管材標準體系中還包含了產品使用性能和工程設計計算、試驗檢驗和工程應用等配套標準。
4.2 非API石油管標準體系建設
完善非API石油管標準體系是鋼管行業、石油天然氣行業長期以來的共同夢想。但是，全世界至今仍然沒有一項類似API Spec 5CT或API Spec 5L的世界通用甚至在某一個國家被廣泛采用的產品標準。目前，非API石油管的交付標準普遍采用API標準加技術協議的方式。對于非API石油管，非常缺乏普遍適用的原材料產品標準。這種情況不僅增加了各企業重復研發的投入，而且200多個各式品種也不利于用戶設計、評價、選材、使用和管理。
21世紀10年代，中國石油集團石油管工程技術研究院組織開展了非API油井管標準化研究，建立了非API油井管標準體系，并組織起草了26項中石油二級企業標準。其中包括Q/SY-TGRC 1《高抗擠套管》、Q/SY-TGRC 3《耐蝕合金套管和油管》等系列產品標準，也包括Q/SYTGRC 2《含H2S油氣田環境下碳鋼和低合金油管和套管選用推薦作法》、Q/SY-TGRC 14《油管和套管螺紋接頭性能評價試驗方法》和Q/SYTGRC 18《含CO2腐蝕環境中套管和油管選用推薦作法》等基礎通用標準。上述標準中的產品標準，其中規定“按供需雙方的規定執行，優先采用制造廠提出的鋼級和材料。但制造商應提供滿足要求的證據”，分析做出這樣規定的原因，有以下兩點：
1)不同油田的地質條件、油氣成分各不相同，設計選材差異大；
2)鋼管制造和螺紋加工在上游鋼管制造廠，非API產品均是各個企業根據自身裝備特點、工藝技術水平而研發的，在牌號命名、材料成分設計、冶煉和軋制工藝、熱處理工藝、特殊扣設計、螺紋加工等方面，不僅各不相同，而且多涉及企業的技術訣竅。
5 石油管標準體系建設思考
1) 石油鉆采、輸送和煉化均具有高風險性。鉆井作業或采油作業中一旦發生事故，輕者造成油氣井報廢，損失上百萬元甚至上億元；重者造成重大人身傷害或環境災難。如2003年四川開縣井噴事故，2010年英國石油公司在美國墨西哥灣租用的鉆井平臺“深水地平線”爆炸事故。石油管產品應用于高風險作業，其標準的制定要學習并借鑒API的規范、審慎制標原則。
2)對于API標準產品，如果有等同的ISO標準，可等同或修改采用ISO標準制定國家或行業標準；如果沒有ISO標準，在獲得API授權的情況下，可等同或修改采用API標準制定國家或行業標準。這些標準制定后，由于產品不是執行API標準不能使用API會標，全球石油天然氣行業無論在我國還是國外沒有改變只接受API認證產品的現狀下，要達到被市場采用道路漫長。
3)非API石油管已開發近40年，希望制定其標準的官方和非官方組織非常多。隨著我國團體標準的推出，許多社會團體也看見這一塊廣闊的空間。無論是官方組織還是社會團體，對于非API石油管的特殊性要有清楚的認識，對于制定標準的難度和標準制定后的實施要有準確的把握。三類非API石油管中，非標規格用途單一，針對某一特定工況，缺乏單獨制定標準的基礎；特殊螺紋的齒形和螺紋參數及密封結構有其設計的特殊性，無統一可能；非API鋼級石油管制定統一標準可能意味著企業要放棄自主知識產權。
4)上游鋼管生產廠和下游設計、檢測、使用單位相互協調分工合作，共同完善非API石油管標準體系。對于原材料領域，在不侵犯企業專利權的情況下，選取個別容易找出共性要求的品種，發揮冶金企業在鋼鐵材料領域的技術優勢，配合石油天然氣鉆采、輸送等特殊用途工況開發的需要，嘗試采用雙編號的方式有針對性地開展管材團體標準研制，并根據應用情況反饋向其他品種推廣；對于設計領域，歸納工況條件分類制定設計和選材推薦做法；對于檢測領域，按產品類別分類制定性能通報和技術評價、檢測規范；對于應用領域，分類制定產品現場驗收、存儲、使用推薦做法。(世界金屬導報)