一种高强度油井套管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度油井套管及其制备方法，所述油井管化学成分质量百分比为：铌1.2‑1.7%，碳0.6‑1.4%，钒0.07‑0.11%，锰0.14‑0.28%，镍1.6‑3.0%，铜1.1‑2.0%，硅0.5‑0.8%，其余为铁。本发明专利技术采用合理的化学组成以及科学的制备工艺，使得钢材获得超高强度，整个工艺步骤科学、合理，生产效率高，易于实现大规模的生产制造，具有良好的经济效益。

A high strength oil well casing and its preparation method

The invention discloses a high strength casing and a preparation method thereof, wherein the oil tube chemical components by mass percent: 1.2 Nb 1.7%, carbon 0.6 1.4%, 0.07 0.11% 0.14 vanadium, manganese nickel 1.6 0.28%, 3%, 1.1 copper 2%, silicon 0.5 0.8%, the rest is iron. The invention adopts reasonable chemical composition and scientific preparation technology to make the steel obtain super high strength. The whole process step is scientific and reasonable, and the production efficiency is high. It is easy to realize large-scale production and has good economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度油井套管及其制备方法
本专利技术涉及石油套管
，具体地说涉及一种高强度油井套管及其制备方法。
技术介绍
石油开采中，油井套管下入钻成井眼，用于防止地层流体流动及地层挤毁。油管下入生产套管内，构成井下油气层与地面的通道，控制原油和天然气的流动。油套管不属一般的冶金产品，而是在无缝管或板材基础上经过深加工(压力加工、焊接、机加工、热处理、表面处理等)，的特殊冶金产品。为满足使用要求，对油套管的化学成分、冶金质量、力学性能、残余应力等都有严格的要求。随着世界范围内能源状况的紧迫及石油价格的高昂，促进了寒冷地区油气田的开发和油井的逐步深化，为此，深井、超深井油气资源的开采对于套管强度的要求显著提高，但材料的硬度会相应地增大，材料的韧性也会逐渐下降，并且材料对表面缺陷的敏感程度会进一步地增大。开采深井、超深井用的套管对强度和韧性要求很高，在满足高强度的同时要尽可能提高其韧性指标，以保证生产使用的安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高强度油井套管及其制备方法，合理的化学组成以及科学的制备工艺，使得钢材获得超高强度，整个工艺步骤科学、合理，生产效率高，易于实现大规模的生产制造，具有良好的经济效益。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高强度油井套管，所述油井管化学成分质量百分比为：铌1.2-1.7％，碳0.6-1.4％，钒0.07-0.11％，锰0.14-0.28％，镍1.6-3.0％，铜1.1-2.0％，硅0.5-0.8％，其余为铁。优选的，所述油井管化学成分质量百分比为：铌1.5％，碳1.0％，钒0.09％，锰0.22％，镍2.4％，铜1.6％，硅0.7％，其余为铁。一种高强度油井套管的制备方法，步骤如下：(1)制作管坯：电炉熔炼→钢包精炼→真空脱气→喂丝处理→管坯连铸→管坯检验；(2)钢管压制：管坯加热→定心→穿孔→连轧→定经→冷却→锯切→矫直→无损探伤→检验；(3)套管加工：调质处理→无损探伤→管端螺纹加工→接箍拧接→通经→水压试验→另一管端螺纹加工→上保护环→检测→入库。一种高强度油井套管的制备方法，优选的方案是，步骤(1)所述熔炼温度为950-1050℃。一种高强度油井套管的制备方法，优选的方案是，所述熔炼温度为1000℃。一种高强度油井套管的制备方法，优选的方案是，步骤(2)冷却水水温为20-30℃。一种高强度油井套管的制备方法，优选的方案是，冷却水水温为25℃一种高强度油井套管的制备方法，优选的方案是，步骤(3)水压试验压力为40-50MPa。一种高强度油井套管的制备方法，优选的方案是，水压试验压力为45MPa。本专利技术的有益效果体现在：(1)本专利技术原料中添加了铌，可在不影响钢的塑性或韧性的情况系提高钢的强度，钒元素可以改善钢的组织，细化晶粒，与铜元素配合，可显著提高刚才的强度和改善钢材的韧性；(2)本专利技术提供了油井套管的制备工艺，合理的化学组成以及科学的制备工艺，使得钢材获得超高强度，整个工艺步骤科学、合理，生产效率高，易于实现大规模的生产制造，具有良好的经济效益；(3)本专利技术制备的套管抗挤强度大于979MPa，抗内压强度大于1125MPa，能够适合制成深井、超深井开采用的石油管。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本专利技术，并不限制本专利技术的范围。实施例1一种高强度油井套管，所述油井管化学成分质量百分比为：铌1.2％，碳0.6％，钒0.07％，锰0.14％，镍1.6％，铜1.1％，硅0.5％，其余为铁。一种高强度油井套管的制备方法，步骤如下：(1)制作管坯：电炉熔炼→钢包精炼→真空脱气→喂丝处理→管坯连铸→管坯检验；其中熔炼温度为950℃；(2)钢管压制：管坯加热→定心→穿孔→连轧→定经→冷却→锯切→矫直→无损探伤→检验；其中冷却水水温为20℃；(3)套管加工：调质处理→无损探伤→管端螺纹加工→接箍拧接→通经→水压试验→另一管端螺纹加工→上保护环→检测→入库；其中水压试验压力为40MPa。实施例2一种高强度油井套管，所述油井管化学成分质量百分比为：铌1.7％，碳1.4％，钒0.11％，锰0.28％，镍3.0％，铜2.0％，硅0.8％，其余为铁。一种高强度油井套管的制备方法，步骤如下：(1)制作管坯：电炉熔炼→钢包精炼→真空脱气→喂丝处理→管坯连铸→管坯检验；其中熔炼温度为1050℃；(2)钢管压制：管坯加热→定心→穿孔→连轧→定经→冷却→锯切→矫直→无损探伤→检验；其中冷却水水温为30℃；(3)套管加工：调质处理→无损探伤→管端螺纹加工→接箍拧接→通经→水压试验→另一管端螺纹加工→上保护环→检测→入库；其中水压试验压力为50MPa。实施例3一种高强度油井套管，所述油井管化学成分质量百分比为：铌1.5％，碳1.0％，钒0.09％，锰0.22％，镍2.4％，铜1.6％，硅0.7％，其余为铁一种高强度油井套管的制备方法，步骤如下：(1)制作管坯：电炉熔炼→钢包精炼→真空脱气→喂丝处理→管坯连铸→管坯检验；其中熔炼温度为1000℃；(2)钢管压制：管坯加热→定心→穿孔→连轧→定经→冷却→锯切→矫直→无损探伤→检验；其中冷却水水温为25℃；(3)套管加工：调质处理→无损探伤→管端螺纹加工→接箍拧接→通经→水压试验→另一管端螺纹加工→上保护环→检测→入库；其中水压试验压力为45MPa。试验例本专利技术一种高强度油井套管的性能研究：1.试验对象和试验方法试验对象：本专利技术实施例1-3所得油井套管。试验方法：对本专利技术套管进行纯外压挤毁试验和抗内压屈服试验，其中抗挤强度计算公式如下：P1＝2.308其中，σ为屈服强度(MPa)，D为外径(mm),t为壁厚(mm)，P1为圆管抗挤强度(MPa)。抗内压强度计算公式为：P2＝2f其中，f为最小屈服强度(MPa),k为管壁公差因子，D为外径(mm),t为壁厚(mm)，P2为抗内压强度(MPa)。2.试验结果试验结果如表1所示。表1本专利技术高强度油井套管强度结果由表1可知，本专利技术实施例1-3套管的抗挤强度均大于979MPa，抗内压强度大于1125MPa，其中本专利技术实施例3所得套管无论是在抗挤强度还是抗内压强度方面均明显优于实施例1和实施例2，综上可见，本专利技术制备的套管均具有超高强度，能够适合制成深井、超深井开采用的石油管。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度油井套管，其特征在于，所述油井管化学成分质量百分比为：铌1.2‑1.7%， 碳0.6‑1.4%，钒0.07‑0.11%，锰0.14‑0.28%，镍1.6‑3.0%，铜1.1‑2.0%，硅0.5‑0.8%，其余为铁。

【技术特征摘要】
1.一种高强度油井套管，其特征在于，所述油井管化学成分质量百分比为：铌1.2-1.7%，碳0.6-1.4%，钒0.07-0.11%，锰0.14-0.28%，镍1.6-3.0%，铜1.1-2.0%，硅0.5-0.8%，其余为铁。2.一种高强度油井套管，其特征在于，所述油井管化学成分质量百分比为：铌1.5%，碳1.0%，钒0.09%，锰0.22%，镍2.4%，铜1.6%，硅0.7%，其余为铁。3.根据权利要求1-2任一所述的高强度油井套管的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）制作管坯：电炉熔炼→钢包精炼→真空脱气→喂丝处理→管坯连铸→管坯检验；（2）钢管压制：管坯加热→定心→穿孔→连轧→定经→冷却→锯切→矫直→无损探伤→检验；（3）套管加工：调质处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧青，赵明德，金龙波，刘田，李会娟，杨延国，
申请(专利权)人：胜利油田华滨实业有限公司石油机械滨州分公司，
类型：发明
国别省市：山东,37