一种耐二氧化碳腐蚀油井管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐二氧化碳腐蚀油井管及其制备方法，属于耐蚀油井管技术领域，解决了现有技术中耐二氧化碳腐蚀油井管制造成本高、低含量(Ni约2％，Cr约3％)镍铬红土矿资源被当成废矿闲置处理等问题，在满足机械性能的基础上提高CO2环境、低含硫环境及含氧环境的耐蚀能力。本发明专利技术油井管以重量百分比计的化学成分为：C：0.05％～0.075％、Si：0.15％～0.30％、Mn：0.40％～0.70％、Ni：1.6％～2.0％、Cr：3.0％～3.5％、Mo：0.30％～0.50％、V：0.03％～0.05％、Al：0.01％～0.03％、P≤0.03％、S≤0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明专利技术油井管在具有良好机械性能的基础上具有较高的耐蚀性能，提高了油井管的使用寿命。命。命。

A carbon dioxide corrosion resistant oil well pipe and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐二氧化碳腐蚀油井管及其制备方法


[0001]本专利技术属于耐蚀油井管
，特别涉及一种耐二氧化碳腐蚀油井管及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国大部分油气田为低渗透油藏，传统水驱采油方式会造成注不进水、采不出油的现象。二氧化碳驱油新技术可使采收率提高15-20％。近年来，随着深层油气井的不断开发以及二氧化碳驱强化采油技术的广泛应用，油气井采出液中含有气体不断增多。二氧化碳常作为石油伴生气或天然气的组分之一存在于油气中，同时，原油增产技术中注二氧化碳强化开采工艺(EOR)也把二氧化碳带入原油的钻采集输系统。一般来说，干燥的二氧化碳对钢铁没有腐蚀，但其在潮湿的环境下或溶于水后对钢铁有极强的腐蚀性。在溶于水后，在相同的浓度下，其总酸度比盐酸更高，它对钢铁的腐蚀比强酸还要严重。二氧化碳腐蚀可能让管道的实际使用寿命大大缩短，造成早期腐蚀失效，使管道表面出现坑蚀穿孔等严重腐蚀破坏现象。目前，美国国家腐蚀工程师协会、法国ELF等国外多家研究机构都在从事耐CO2腐蚀金属管道的研究，而我国在CO2腐蚀防护研究方面也展开了一些工作。
[0003]集输管线是将天然气从气井输送到集气站或将油井产出液(油、水、气)输送到联合站的管线，采出的原油、天然气成分复杂，含有大量的污水、伴生气、H2S和CO2等，管内的这些介质对管线的腐蚀速度影响很大，集输管线的腐蚀也日益加剧。
[0004]很多油气田微含硫，含量不高但按国际标准选材需要13Cr以上级别，使用高级别的材质增加投资，降低开发效益。
[0005]红土镍矿资源为硫化镍矿岩体风化―淋滤―沉积形成的地表风化壳性矿床，使用红土镍矿冶炼出的铁水本身含有一定含量的镍和铬，从而可以大幅减少冶炼不锈钢等产品所需要的合金添加量，减少生产成本。目前使用镍铬含量较高的红土镍矿冶炼不锈钢已经是成熟并规模化应用的技术。镍铬含量较高的红土镍矿伴生有大量的低含量(Ni约2％，Cr约3％)镍铬红土矿资源，这些低含量(Ni约2％，Cr约3％)镍铬红土矿资源目前被当成废矿闲置处理。针对集输管线、二氧化碳环境以及低含硫+二氧化碳环境腐蚀，基于低含量镍铬红土镍矿资源开发一种新型油井管材料，以期能够在满足机械性能的基础上提高CO2环境、低含硫环境及含氧环境的耐蚀能力，形成低成本管材解决方案。

技术实现思路

[0006]鉴于以上分析，本专利技术旨在提供一种耐二氧化碳腐蚀油井管及其制备方法，用以解决现有技术中耐二氧化碳腐蚀油井管制造成本高、低含量(Ni约2％，Cr约3％)镍铬红土矿资源被当成废矿闲置处理等问题，在满足机械性能的基础上提高CO2环境、低含硫环境及含氧环境的耐蚀能力。
[0007]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0008]一方面，本专利技术公开了一种耐二氧化碳腐蚀油井管，以重量百分比计的化学成分
为：C：0.05％～0.075％、Si：0.15％～0.30％、Mn：0.40％～0.70％、Ni：1.6％～2.0％、Cr：3.0％～3.5％、Mo：0.30％～0.50％、V：0.03％～0.05％、Al：0.01％～0.03％、P≤0.03％、S≤0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0009]进一步的，Mo的含量为0.35％～0.45％。
[0010]进一步的，Si的含量控制在0.2％～0.25％。
[0011]进一步的，以重量百分比计的化学成分为：C：0.053％、Si：0.24％、Mn：0.6％、Ni：1.75％、Cr：3.41％、Mo：0.39％、V：0.03％、Al：0.02％、P：0.016％、S：0.001％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0012]进一步的，油井管屈服强度大于550MPa，抗拉强度大于650MPa，延伸率大于20％，室温冲击功大于110J。
[0013]另一方面，本专利技术还公开了一种耐二氧化碳腐蚀油井管的制备方法，包括以下步骤：
[0014]步骤1.根据油井管成分制成无缝钢管；
[0015]步骤2.对无缝钢管进行加热保温，然后淬火；
[0016]步骤3.对淬火后的无缝钢管进行回火调质处理，得到油井管。
[0017]进一步的，步骤1包括以下步骤：
[0018]步骤101.根据油井管成分，采用冶炼、精炼、连铸成圆坯；
[0019]步骤102.将圆坯在加热炉内均热；
[0020]步骤103.采用穿孔轧制工艺制成无缝钢管。
[0021]进一步的，步骤103中，穿孔轧制工艺为：穿孔温度为1200～1240℃，终轧温度900～950℃，热轧后钢管空冷到室温。
[0022]进一步的，步骤2中，无缝钢管的加热温度为910℃～920℃，保温60分钟。
[0023]进一步的，步骤3中，回火调质处理为：将淬火后的无缝钢管加热到650℃～660℃，保温90分钟，出炉空冷至室温。
[0024]与现有技术相比，本专利技术至少能实现以下技术效果之一：
[0025]1)本申请通过调整钢的成分，使得本申请钢用作油井管时，在能够满足机械性能的基础上提高CO2环境、低含硫环境及含氧环境的耐蚀能力，具有良好的耐腐蚀性和耐点蚀性，避免了早期腐蚀失效，使管道表面出现坑蚀穿孔等严重腐蚀破坏现象，提高了管道的实际使用寿命。形成低成本管材解决方案。
[0026]本申请使用低含量(Ni约2％，Cr约3％)镍铬红土矿作为原料，红土镍矿冶炼出的铁水本身含有一定含量的镍和铬，从而可以大幅减少冶炼不锈钢等产品所需要的合金添加量，减少生产成本，同时提高了废矿的利用率。
[0027]2)本专利技术控制Mo的含量为0.30％～0.50％，Cr-Mo的有效配合，在淬火+高温回火状态，可保证钢种在较高的强度下具有良好的综合机械性能。Mo抗点蚀主要是生成稳定的氧化物不易于与氯离子发生作用，或者生成M
O
O
42-离子，有效的提高油井管的耐点蚀性。
[0028]3)将淬火后的无缝钢管加热到650℃～660℃，保温90分钟，出炉空冷至室温，得到油井管。回火温度越高，油井管的强度越低、韧性越高，只有在本专利技术的温度范围内进行回火处理才能使油井管的强度和韧性匹配，全部达到要求范围。
[0029]4)采用本专利技术成分及方法制得的油井管具有良好的综合力学性能的同时具有较
高的耐腐蚀性能，其屈服强度大于550MPa，抗拉强度大于650MPa，延伸率大于20％，室温冲击功大于110J；本专利技术钢的均匀腐蚀速度均在2.2mm/a以下，对比例N80为4.07mm/a，本专利技术钢的腐蚀速度仅为N80碳钢钢管的一半左右，且未出现点蚀现象，对比例出现大量点蚀。
[0030]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0031]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐二氧化碳腐蚀油井管，其特征在于，以重量百分比计的化学成分为：C：0.05％～0.075％、Si：0.15％～0.30％、Mn：0.40％～0.70％、Ni：1.6％～2.0％、Cr：3.0％～3.5％、Mo：0.30％～0.50％、V：0.03％～0.05％、Al：0.01％～0.03％、P≤0.03％、S≤0.01％，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的耐二氧化碳腐蚀油井管，其特征在于，所述Mo的含量为0.35％～0.45％。3.根据权利要求1所述的耐二氧化碳腐蚀油井管，其特征在于，所述Si的含量控制在0.2％～0.25％。4.根据权利要求1所述的耐二氧化碳腐蚀油井管，其特征在于，以重量百分比计的化学成分为：C：0.053％、Si：0.24％、Mn：0.6％、Ni：1.75％、Cr：3.41％、Mo：0.39％、V：0.03％、Al：0.02％、P：0.016％、S：0.001％，余量为Fe及不可避免的杂质。5.根据权利要求1-4任一项所述的耐二氧化碳腐蚀油井管，其特征在于，所述油井管屈服强度大于550MPa，抗拉强度大于650MPa，延伸率大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄顺成，刘清友，尤依梦，汪兵，江来珠，贾书君，孙新军，陈小平，黄涛，李拔，童帅，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：