一种膨胀管及其制备方法技术

技术编号:3748187 阅读:221 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术实施例提供一种膨胀管,其特征在于,包括以下成分:16wt%~0.24wt%的C;0.35wt%~0.65wt%的Mn;0.15wt%~0.30wt%的Si;0.60wt%~0.80wt%的Ti;1.0wt%~5.0wt%的Ni;余量为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术提供的膨胀管管材具有较高的屈服强度,从而解决了膨胀管的薄壁厚、高强度这个矛盾。本发明专利技术还提供一种膨胀管的制备方法,按照本发明专利技术所制备的膨胀管具有更强的抗挤压与抗剪切的能力,对石油工业的发展具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油勘探装置领域,更具体地说,涉及。
技术介绍
随着石油工业的发展,石油的勘探开发难度也日益增大,膨胀管得到了广泛的应 用。膨胀管是一种具有良好塑性的金属钢管,可以广泛应用于钻井、完井、固井等针对完善 井深结构、降低工作难度的油田现场的各个领域。膨胀管技术是指将膨胀管下入油井内预 定位置,然后通过机械或液压的方法在直径方向膨胀10 30%左右,对石油油井进行补 贴。膨胀管施工完成后,膨胀管与井内原始套管成为一体。油井内径决定着石油开采量和井下施工难度,采用膨胀管对油井进行补贴后,膨 胀管本身的壁厚问题导致补贴结束后油井补贴部分的内径小于井内未补贴的部分,这就客 观决定了补贴后后续生产工具的下入由井内最小通径部分决定,即必须使用比补贴前外径 更小的井下工具。因此,膨胀管对石油油井进行补贴后将降低油的产油量和增加井下施工 的难度。按照油田通用作业标准,膨胀管外径不可超过118mm。因此,为了减小膨胀管施工 后对产油量和井下施工难度的影响,需要使用具有较大内通径的膨胀管,但若提高膨胀管 的内通径,必须减小膨胀管的壁厚。对于一般材质,膨胀管壁厚与管体能够达到的强度是成 正比的,牺牲壁厚势必会降低管体的的强度。技术中,膨胀管壁厚减小后,膨胀管将无法承 受原膨胀管所能承受原工作气压的破坏力,从而会对生产带来巨大的安全隐患。现有技术中,中国专利文献200610112983. 3公开了一种连续膨胀管,其材质有以 下成分组成c 0. 05 0. 14% ;Si 0. 30 0. 50% ;Mn 0. 70 0. 90% ;P 彡 0. 025% ;S 彡 0. 005% ;Cr 0. 57 0. 70% ;Mo 彡 0. 25% ;Ni 0. 13 0. 20% ;V0. 002 0. 01% ;Ti 0. 015% 0. 016% ;Cu 0. 020% 0. 25% ;Nb 0. 005% 0. 010% ;余量铁。上述膨胀管 管材屈强比低,因此存在薄壁厚和高强度之间的矛盾。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术要解决的技术问题在于提供,提高膨 胀管的屈强比,以使膨胀管被膨胀减小壁厚仍能达到高强度。为了解决以上技术问题,本专利技术提供一种膨胀管,所述膨胀管包括以下成分0. 16wt % 0. 24wt % 的 C ;0. 35wt % 0. 65wt % 的 Mn ;0. 15wt% 0.Si ; 0. 60wt % 0. 80wt % 的 Ti ;1. 0wt% 5.Ni ;余量为Fe和不可避免的杂质。优选的,包括2. Owt % 5. Owt % 的 Ni。优选的,包括3. Owt % 5. Owt % 的 Ni。优选的,所述不可避免的杂质为Owt % 0. 045wt % 的 S ;Owt % 0. 04wt % 的 P。优选的,所述不可避免的杂质为Owt % 0. 03wt % 的 S ;Owt % 0. 03wt % 的 P。本专利技术还提供一种膨胀管的制备方法,包括根据上述技术方案所述膨胀管的成分铸造合金板;对所述合金板进行卷板加工,然后焊接制成膨胀管;对所述膨胀管进行退火处理。优选的,所述对所述膨胀管进行退火处理的温度为895°C 910°C。优选的,所述对所述膨胀管进行退火处理的温度为895°C 900°C。优选的,所述退火处理的装置为高频感应加热器。优选的,所述对所述合金板进行卷板加工,然后焊接制成膨胀管具体为在焊接过程中对膨胀管的内、外的焊缝毛刺进行清除。从上述的技术方案可以看出,本专利技术实施例提供本专利技术提供一种膨胀管,其特征 在于,所述膨胀管包括以下成分0. 16wt% 0.C ;0. 35wt% 0. 65wt%&Mn ; 0. 15wt% 0. Si ;0. 60wt% 0. Ti ;1. Owt % 5. Owt %的 Ni ;余量为 Fe和不可避免的杂质。本专利技术提供的膨胀管管材具有较高的屈服强度,从而解决了膨胀管 的薄壁厚、高强度这个矛盾。本专利技术还提供一种膨胀管的制备方法,按照本专利技术所制备的膨 胀管具有更强的抗挤压与抗剪切的能力,对石油工业的发展具有重要意义。具体实施例方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施 例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种膨胀管,所述膨胀管包括以下成分<formula>formula see original document page 4</formula>C在钢中形成碳化物,有助于提高钢的淬火性和强度,此外,它还作为一种奥氏体 形成元素,抑制δ铁素体的形成,但是,C的含量过多会使钢的淬裂感受性增大,从而韧性 降低。因此,本专利技术中C的含量为0. 16wt% 0.24wt%。本专利技术提供的膨胀管中,其合金 材料的C的优选含量为0. 18wt% 0. 20wt%。<formula>formula see original document page 4</formula>Mn是脱氧和脱硫所需元素,对钢具有很大的强化作用,能够提高钢的强度、硬度和 耐磨性,改善钢的淬火性能,但Mn的含量过多会作为主要的奥氏体化元素,降低钢的韧性及强度。因此,本专利技术中Mn的含量为0.35wt% 0.65wt%。本专利技术提供的膨胀管中,其合金材料的Mn的优选含量为0. 40wt% 0. 55wt%。0. 15wt % 0. 30wt % 的 SiSi是脱氧所需元素,可以强化铁素体,提高钢的强度和硬度;降低钢的临界冷却 速度,提高钢的淬透性;提高钢的氧化性腐蚀介质中的耐蚀性,提高钢的耐热性。Si的含量 过多会造成钢的韧性降低。因此,本专利技术中Si的含量为0. 15wt% 0.30wt%。本专利技术提 供的膨胀管中,其合金材料的Si的优选含量为0. 20wt% 0. 25wt%。0. 60wt % 0. 80wt % 的 Ti钛是钢中强脱氧剂。添加适量的钛能使钢的内部组织致密,细化晶粒,降低时效敏 感性和冷脆性,改善焊接性能。因此,本专利技术中Ti的含量为0. 60wt% 0. 80wt%。本专利技术 提供的膨胀管中,其合金材料的Ti的优选含量为0. 60wt% 0. 70wt%。1. Owt % 5. Owt % 的 Ni镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力, 在高温下有防锈和耐热能力,但M含量过多会影响钢的延展性。因此,本专利技术中M的含量 为1. 0wt% 5. 0wt%。本专利技术提供的膨胀管中,其合金材料的Ni的优选含量为2. Owt % 5. Owt %,更优选为 3. Owt % 5. Owt %。不可避免的杂质优选为S和P硫在通常情况下为有害元素,S使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻 造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性。本专利技术中S的含量优选为 Owt % 0. 045wt %,更优选为 Owt % 0. 03wt %。在一般情况下,磷是钢中有害元素,本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种膨胀管,其特征在于,包括以下成分:  0.16wt%~0.24wt%的C;  0.35wt%~0.65wt%的Mn;  0.15wt%~0.30wt%的Si; 0.60wt%~0.80wt%的Ti;  1.0wt%~5.0wt%的Ni;余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:谭延君
申请(专利权)人:华鼎鸿基石油工程技术北京有限公司谭延君
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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