一种高强度油套管用无缝管及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度油套管用无缝管及其制造方法，属于钢管技术领域。所述无缝管的化学成分按质量百分比计为：C：0.20～0.30％、Si：0.10～0.50％、Mn：0.30～0.80％、P：≤0.015％、S：≤0.010％、Cr：0.80～1.20％、Mo：0.70～0.90％、Al：0.010～0.050％、V：0.10～0.20％、RE：0.04～0.08％、Ca：0.025～0.085％、Ti：0.02～0.04％、B：0.0005～0.0020％，余量为Fe。所述无缝管的管体屈服强度≥758MPa。本申请通过优化化学成分、调整热处理炉的加热工艺，在保证整管性能均匀的前提下，进一步提高油套管力学性能的各项指标；同时有效降低生产成本，简化生产工艺，节能降耗。节能降耗。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度油套管用无缝管及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种高强度油套管用无缝管及其制造方法，属于钢管


技术介绍

[0002]在石油开采过程中，作为连接钻井和采油的桥梁的石油套管是油田长期稳定高产的关键部分，用量大，对安全稳定要求高，一次下井要长期使用。套管工作在地下几百米，甚至几千米，处于恶劣的高温、磨损和腐蚀的环境。套损问题是套管普遍存在的问题。现场实际情况表明，油水井投产后，套管所受到的腐蚀环境逐渐恶化，腐蚀引起管壁减薄，强度降低，这是造成套管损坏的一个重要因素。随着油田开发时间的延长，注水、注驱等新技术投入，套管腐蚀日益严重，已成为国内外各油田普遍存在、制约油田大发展及提高开发效益的一大难题。一方面套管损坏会造成注采系统不完善、产量递减加快和导致油水井报废等严重后果；另一方面每年在维修套管损坏井的投资也是巨大的。据不完全统计，每年因套管损坏而造成的直接经济损失就达几十亿元。
[0003]因此，需要开发出一种能够保证性能、成本低的高强度油套管用无缝管。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种高强度油套管用无缝管及其制造方法，在保证油套管性能均匀的前提下，提高油套管力学性能的各项指标；同时降低生产成本，简化生产工艺，节能降耗。
[0005]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种高强度油套管用无缝管，所述无缝管的化学成分按质量百分比计为：C：0.20～0.30％、Si：0.10～0.50％、Mn：0.30～0.80％、P：≤0.015％、S：≤0.010％、Cr：0.80～1.20％、Mo：0.70～0.90％、Al：0.010～0.050％、V：0.10～0.20％、RE：0.04～0.08％、Ca：0.025～0.085％、Ti：0.02～0.04％、B：0.0005～0.0020％，余量为Fe。
[0006]所述无缝管的管体屈服强度≥758MPa。
[0007]一种高强度油套管用无缝管的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：
[0008]步骤一：将上述冶炼原料依次经电炉冶炼、LF精炼、脱气处理生产出满足成分要求的钢水；
[0009]步骤二：钢水浇注成连铸坯，连铸坯送入缓冷坑缓冷32小时以上，出坑；
[0010]步骤三：将连铸坯送入加热炉中，加热至1150～1280℃，保温3～10小时，出炉；
[0011]步骤四：在1100～1150℃的温度范围内将连铸坯穿孔，制成毛管；
[0012]步骤五：将毛管在1000～1100℃带芯棒轧制，制成荒管；
[0013]步骤六：脱出芯棒后将荒管在减定径机组上最终定径成型，制成无缝管；
[0014]步骤七：冷却后的无缝管进调质加热炉进行淬火处理，出炉后采用内壁喷水的方式冷却，得到无缝管成品。
[0015]所述步骤一中脱气处理工艺为RH脱气或VD脱气。
[0016]所述步骤七中淬火加热温度为840～920℃，在炉时间为15～60min。
[0017]所述步骤七冷却至150℃以下后的钢管在温度为150～250℃范围内进行回火处理以消除热处理应力。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：一种高强度油套管用无缝管及其制造方法，在钢种中添加的化学成分，降低钢种裂纹敏感性、固化残余元素，在提高屈服强度的同时，确保整管屈服强度的均匀性。通过优化化学成分、调整热处理炉的加热工艺，在保证整管性能均匀的前提下，进一步提高油套管力学性能的各项指标；同时有效降低生产成本，简化生产工艺，节能降耗。
具体实施方式
[0019]以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0020]一、本实施例中的一种高强度油套管用无缝管，该无缝管的化学成分按质量百分比计为：C：0.20～0.30％、Si：0.10～0.50％、Mn：0.30～0.80％、P：≤0.015％、S：≤0.010％、Cr：0.80～1.20％、Mo：0.70～0.90％、Al：0.010～0.050％、V：0.10～0.20％、RE：0.04～0.08％、Ca：0.025～0.085％、Ti：0.02～0.04％、B：0.0005～0.0020％，余量为Fe。无缝管的管体屈服强度≥758MPa。
[0021]加入0.025％～0.085％含量的钙，钙的脱氧能力很强，钙对钢水有很好的除气效果，对铸钢中夹杂物的变质具有显著作用，可降低硫在晶界的偏聚，钙对降低高硅铸钢脆性和提高高硅铸钢铸造时抗热裂性是十分有益的。
[0022]钢中加入稀土，具有脱硫、除气的作用，同时稀土与液态金属反应生成的细小粒子，具有加速凝固的形核作用，能细化高硅铸钢晶粒，限制树枝晶是偏析，有效提高机械性能和耐磨性。
[0023]二、一种高强度油套管用无缝管的制造方法，包括如下步骤：
[0024]步骤一：将上述冶炼原料依次经电炉冶炼、LF精炼、RH脱气或VD脱气处理生产出满足成分要求的钢水。采用电炉熔炼：先将普通废钢、生铁和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后加入硅铁和锰铁，继续升温至1585
‑
1595℃，加入硅
‑
钙合金预脱氧，用铝终脱氧和微合金化，而后依次加入硼铁和钛铁，炉前调整成分合格后将温度升至1650
‑
1660℃时出炉；3.采用炉外加微量稀土、钛铁和钒铁复合变质处理细化凝固组织，随后利用硅进行等温淬火,得到由无碳化物贝氏体和被碳、硅稳定化了的奥氏体组成的奥
‑
贝双相组织，具有比较优异的综合机械性能。
[0025]步骤二：钢水浇注成连铸坯，连铸坯送入缓冷坑缓冷32小时以上，出坑；
[0026]步骤三：将连铸坯送入加热炉中，加热至1150～1280℃，保温3～10小时，出炉；
[0027]步骤四：在1100～1150℃的温度范围内将连铸坯穿孔，制成毛管；
[0028]步骤五：将毛管在1000～1100℃带芯棒轧制，制成荒管；
[0029]步骤六：脱出芯棒后将荒管在减定径机组上最终定径成型，制成无缝管；
[0030]步骤七：冷却后的无缝管进调质加热炉进行淬火处理，加热温度为900℃，在炉时间为15～60min，出炉后采用内壁喷水的方式冷却至150℃以下，在温度为649℃下进行回火处理以消除热处理应力，得到无缝管成品。
[0031]在不增加成本的情况下，进行残余元素含量固化，降低Mn含量，选取C含量较低的
钢种，以达到杜绝淬火开裂及稳定热处理性能；为了更好控制其力学性能，改变了热处理炉的加热工艺，并且通过整管性能解剖试验得到了其整管屈服强度偏差≤40MPa，性能更加均匀。
[0032]三、基于上述第一、二部分记载的内容的油套管的生产方法
[0033]参照上述方法生产油套管
[0034]3.1.2生产产品信息如下表
[0035][0036]3.2坯料要求
[0037]管体和接箍料参照相应坯料采购协本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度油套管用无缝管，其特征在于：所述无缝管的化学成分按质量百分比计为：C：0.20～0.30％、Si：0.10～0.50％、Mn：0.30～0.80％、P：≤0.015％、S：≤0.010％、Cr：0.80～1.20％、Mo：0.70～0.90％、Al：0.010～0.050％、V：0.10～0.20％、RE：0.04～0.08％、Ca：0.025～0.085％、Ti：0.02～0.04％、B：0.0005～0.0020％，余量为Fe。2.根据权利要求1所述的一种高强度油套管用无缝管，其特征在于：所述无缝管的管体屈服强度≥758MPa。3.基于权利要求1～2所述的任一权利要求的一种高强度油套管用无缝管的制造方法，其特征在于：所述制造方法包括如下步骤：步骤一：将上述冶炼原料依次经电炉冶炼、LF精炼、脱气处理生产出满足成分要求的钢水；步骤二：钢水浇注成连铸坯，连铸坯送入缓冷坑缓冷32小时以上，出...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹清金，王晟，梅丽，姚勇，
申请(专利权)人：靖江特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：