稠油热采井用高强焊接套管用钢及生产方法、稠油热采井用高强焊接套管热处理方法技术

本发明专利技术提供了稠油热采井用高强焊接套管用钢及生产方法、稠油热采井用高强焊接套管热处理方法，成分：C：0.14％

【技术实现步骤摘要】
稠油热采井用高强焊接套管用钢及生产方法、稠油热采井用高强焊接套管热处理方法


[0001]本专利技术属于热连轧钢卷，尤其是涉及稠油热采井用高强焊接套管用钢及生产方法、稠油热采井用高强焊接套管热处理方法。

技术介绍

[0002]稠油指的是粘度较高的油藏，世界范围内稠油资源丰富，主要分布在加拿大、美国、俄罗斯、中国，总量约4000
‑
6000
×
108m3，国内稠油资源主要分布在辽河、胜利、河南和新疆，累计探明稠油储量约20
×
108t。目前，热力采油是稠油开采的主要方法，蒸汽吞吐是热力采油的最主要方法，通过将300
‑
350℃的蒸汽从注汽管注入，使蒸汽停留在油藏顶部并对油藏进行预热，降低油藏的粘度，待油层扩散之后再开井生产。
[0003]蒸汽吞吐开采过程中，钢管在注入高温高压蒸汽受到很大压力，停注采油时，由于降温钢管又受到很大的拉应力，钢管在这种高温环境中承受反复的拉
‑
压应力而极易损坏。注蒸汽作为稠油井提高采收率的主要途径，其注蒸汽的平均温度在320℃左右，高的在350℃以上。由于高温蒸汽的注入，套管除了承受拉伸、内压、外挤等载荷外，还受到由热应力引起的压缩载荷，以及由于往复注气、停注引起的压缩、拉伸的交变载荷。因此，需要研发一种常温强度高、塑性好，高温强度下降较小、并且具备高温蠕变速率低的新型稠油井开采的套管产品。
[0004]2013年6月5日公开公开号为CN 103131947A的专利公开的一种高性能低碳微合金钢SEW膨胀套管及其制造方法，所述膨胀套管的化学成分以质量百分比计为：C 0.10
‑
0.25％、Si 0.12
‑
0.30％、Mn 0.60
‑
1.50％、P≤0.010％、S≤0.005％、Nb+V+Ti 0.05
‑
0.5％、其余为Fe和不可避免的杂质，该专利以高尺寸精度控制的低碳微合金钢TMCP热轧卷板为原料，并利用热机械轧制、热张力减径和全管体特殊热处理工艺对HFW焊管进行整管处理，从而实现焊缝组织优化，满足膨胀套管的相关要求；但由于该专利以低碳微合金为套管材料，其发生一定量的冷塑性变形后材料的塑韧性显著降低，尤其是高温强度下降明显，不能满足稠油热采井的苛刻环境。
[0005]2001年3月21日公开的申请号为00100635.5的专利公开了一种超稠油热采井用高强度石油套管及其生产方法，主要采用中碳Cr
‑
Mo钢通过调质热处理制造，其不足之处是专利技术的产品仅限于300℃温度条件下使用，对于经常出现的350℃以上的工况条件未做相应的说明。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种稠油热采井用高强焊接套管用钢及其制造方法，合金元素成本较低，初期焊接性能优良。
[0007]本专利技术还提供了一种利用上述稠油热采井用高强焊接套管用钢生产稠油热采井用高强焊接套管的热处理方法，生产的钢管常温下屈服强度在800
‑
850MPa、抗拉强度900
‑
960MPa、横向
‑
10℃夏比冲击功Akv≥100J、延伸率A≥13％；在350℃条件下，典型屈服强度在720
‑
750MPa、抗拉强度820
‑
850MPa、延伸率A在12
‑
15％；在400℃条件下，典型屈服强度670
‑
710MPa、抗拉强度750
‑
800MPa、延伸率A为9
‑
12％。在350℃下，典型实施例的强度相比较常温下，降低≤15％。在400℃、0.8应力系数(552MPa)的条件下，蠕变速率为≤3.79
×
10
‑6％
·
s
‑1。
[0008]本专利技术具体技术方案如下：
[0009]一种稠油热采井用高强焊接套管用钢，包括以下质量百分比成分：
[0010]C：0.14％
‑
0.20％、Si：≤0.30％、Mn：0.80％
‑
1.20％、P：≤0.015％、S：≤0.0050％、Mo：0.10％
‑
0.30％、V：0.03
‑
0.06％、Ti：0.01
‑
0.03％、Cr：0.80
‑
1.20％；Als：0.020
‑
0.035％、N：≤0.0040％；其余为Fe及不可避免的夹杂。
[0011]所述稠油热采井用高强焊接套管用钢成分满足：C/Mo＝0.5～2.0、C/Cr＝0.12～0.17；主要的提高耐热性能元素Cr、Mo应该和C元素保持一定的配比，以保证钢的高温性能。
[0012]所述稠油热采井用高强焊接套管用钢的组织为铁素体、珠光体和少量的贝氏体组织，其中，铁素体的面积占比约60
‑
80％，珠光体面积占比约20
‑
40％，贝氏体占比≤5％，晶粒度等级为8.0
‑
10.0级，较高的铁素体占比是为了获得较低的原始板卷强度，以便于焊接过程中的易成型。
[0013]本专利技术提供的一种稠油热采井用高强焊接套管用钢的生产方法，包括以下工艺：铁水预处理、转炉冶炼、LF炉精炼、RH炉精炼、连铸、铸坯缓冷、加热、轧制、层流冷却以及卷取，获得厚度在8
‑
12mm的热轧板卷。
[0014]所述生产工艺具体为：
[0015]所述铁水预处理具体为：需要进行前扒渣和后扒渣操作，控制脱硫后的铁水[S]≤0.0050％；
[0016]所述转炉冶炼具体为：[P]≤0.015％，[S]≤0.0050％；出钢过程加入大部分合金使钢水成分达到或接近内控下限；做好挡渣操作，防止下渣回磷；
[0017]所述LF炉精炼具体为：钢包顶渣充分还原，调成分至目标值或接近目标值；
[0018]所述RH炉精炼具体为：调整所有成分至目标值；真空处理12min以上，使钢水[H]≤1.2ppm，终点的[Ca]含量控制在15
‑
30ppm。
[0019]所述连铸具体为：中包进行烘烤，时间≥24h；中包目标温度控制在液相线温度以上10
‑
25℃；最终浇铸成厚度为230mm的铸坯。
[0020]所述铸坯缓冷具体为：铸坯堆垛缓冷48小时以上；
[0021]所述加热具体为：初始连铸板坯的出炉温度在1170
‑
1210℃，主要目的是保证材料完全奥氏体化，使合金元素充分固溶。
[0022]所述轧制具体为：采用两阶段轧制，第一阶段是再结晶区域轧制，轧制温度控制在1000
‑
1060℃，通过反复变形和再结晶，使奥氏体晶粒显著细化，第二阶段是在未再结晶区域轧制，轧制温度控制在900
‑
1000℃，是形变和相变同时进行的阶段，在这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稠油热采井用高强焊接套管用钢，其特征在于，所述稠油热采井用高强焊接套管用钢包括以下质量百分比：C：0.14％～0.20％、Si：≤0.30％、Mn：0.80％～1.20％、P：≤0.015％、S：≤0.0050％、Mo：0.10％～0.30％、V：0.03～0.06％、Ti：0.01～0.03％、Cr：0.80～1.20％；Als：0.020～0.035％、N：≤0.0040％；其余为Fe及不可避免的夹杂。2.根据权利要求1所述的稠油热采井用高强焊接套管用钢，其特征在于，所述稠油热采井用高强焊接套管用钢的组织为铁素体、珠光体和少量的贝氏体组织，晶粒度等级为8.0～10.0级。3.一种权利要求1或2所述的稠油热采井用高强焊接套管用钢的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括加热，所述加热为：初始连铸板坯的出炉温度在1170～1210℃。4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括轧制，采用两阶段轧制，第一阶段是再结晶区域轧制，轧制温度控制在1000～1060℃，第二阶段是在未再结晶区域轧制，轧制温度控制在900～1000℃。5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，轧制后空冷，温度在650～750℃卷取。6.一种利用权利要求1或2所述的稠油热采井用高强焊接套管用钢生产稠油热采井用高强焊接套管的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法为：先淬火，再回火。7.根据权利要求6所述的热处理方法，其特征在于，所述淬火具体为：温度920
±
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙照阳，胡学文，徐雁，方政，杨森，余宣洵，王海波，李忠义，吴志文，汪飞，郭锐，赵虎，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：