【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金钢领域，涉及一种高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢及和生产页岩气井管的热处理工艺，生产的页岩气井管的屈服强度≥1100mpa，抗拉强度≥1200mpa，延伸率a≥17％，断面收缩率z≥55％，0℃冲击功ku2≥100j，同时具备在超深井页岩气环境腐蚀速率≤0.07mm/a，满足更严苛的深井、超深井环境使用要求。
技术介绍
1、页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，且页岩气的形成和富集有着自身独特的特点。有些页岩气地下结构复杂，褶皱强烈，储层埋深变化大，绝大部分的埋藏深度都在5km以上，局部达到8-10km。页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，通常渗透率小、孔隙度最高仅为4％～5％。
2、目前，页岩气开采多采用水平井多级分段射孔压裂增产技术，该开采技术对套管的强度、韧性及抗内压、抗外压强度均提出了较高的要求。同时在页岩气的传输过程中，其内部附带大量细菌及二氧化碳等物质，对管材的腐蚀性较大，同时地下酸碱环境对管材的腐蚀性较强，导致管材在输送页岩气时，易发生泄漏，对环境造成污染的同时造成了资源的浪费。
3、2023年5月23日公开的公开号为cn116145023a的专利，公开了一种高强度高韧性高抗挤套管及其加工方法，其组分及其重量百分比为：c:0.15～0.30％、si：0.15～0.45％、mn：0.80～1.50％、cr：0.20～0.80％、mo：0.16～0.30％、ni：0.12～0.30％、nb：0.03～0.06％、v：0.04～0.16％、ti≤0.04％、b：0
4、2023年5月5日公开的公开号为cn116065002a的专利，公开了一种含稀土页岩气开采套管亚温调质热处理方法，通过热处理优化，具体为：包括：第一次完全淬火→第二次亚温淬火→高温回火→高压水除鳞→矫直；所述第一次完全淬火包括：对所述的轧态钢管入步进式淬火炉，进行第一次完全淬火处理，淬火温度为890℃±10℃，保温时间45min，后出炉水冷至室温，冷却方式为内喷外淋；所述第二次亚温淬火包括：对所述第一次完全淬火后的钢管再次入步进式淬火炉，进行第二次亚温淬火处理，淬火温度为830℃±10℃，保温时间45min，后出炉水冷至室温，冷却方式为内喷外淋；所述高温回火包括：对上述一次完全淬火+一次亚温淬火后的套管，入步进式回火炉中进行回火处理，回火温度为660℃-690℃，保温时间75min，后出炉；所述高压水除鳞包括：经过回火处理的钢管出炉进行高压水除鳞，除鳞水压力保持为15-18mpa。使含稀土套管的屈服强度达到1035mpa，满足深层页岩气开采套管的工况需求。但是该专利侧重热处理工艺，对材料成分未作描述。并且钢的强度相对较低，对超深井环境不适用。
5、2022年7月29日公开的公开号为cn217080353u的专利，公开了一种页岩气用抗腐蚀油管，包括油管主体、陶瓷耐菌管、防腐蚀塑料管、保温隔热层、连接法兰、密封陶瓷管以及栓接件，所述陶瓷耐菌管设置于油管主体的内端面，所述防腐蚀塑料管设置于陶瓷耐菌管的内侧。该技术，通过在油管主体的内端面设置有陶瓷耐菌管和防腐蚀塑料管，起到双层防腐蚀能力，从而达到较强的耐腐蚀效果，外侧套设有保温隔热层，可对外界高温环境起到隔热保温的效果，增加了温差隔热的耐受性，密封陶瓷管具有较为强效的密封与耐腐蚀能力，使装置达到对页岩气等油料具有耐受耐腐蚀性，且温差隔热能力较强，管道不易泄漏，管材较为安全，使用周期较长。解决了页岩气管材使用周期短的问题，但其耐蚀是基于将防蚀塑料管，并没有对油管主体材料进行耐蚀优化，且使用深度和耐受强度未做描述。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，通过生产设计和成分间的匹配关系，获得具有高强韧性和耐腐蚀性，满足超深井用页岩气井管使用要求。
2、本专利技术还有一个目的在于提供一种生产页岩气井管的热处理工艺，采用上述高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢生产获得，生产的页岩气井管的屈服强度≥1100mpa，抗拉强度≥1200mpa，延伸率a≥17％，断面收缩率z≥55％，0℃冲击功ku2≥100j，同时具备在超深井页岩气环境腐蚀速率≤0.07mm/a，满足更严苛的深井、超深井环境使用要求。
3、本专利技术具体技术方案如下：
4、一种高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，包括以下质量百分比成分：
5、c 0.25％～0.30％、si 0.20％～0.30％、mn 1.20％～1.40％、cr 1.00％～1.20％、mo 0.30％～0.45％、ni 0.30％～0.50％、cu 0.20～0.40％、al 0.020％～0.035％、ti 0.015～0.025％、b 0.015～0.025％、p≤0.015％、s≤0.010％、n≤0.0080％、t.o≤0.0020％。其余为fe和其它不可避免的杂质。
6、所述高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，其成分满足：170≤q值≤200；
7、q值
8、＝(60×％c+35×％mn+17×％si+30×％cr+15×％ni+10×％cu+25×％mo)×(1+23×％ti+45×％b)；
9、所述高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，其成分还满足：x值≥30；
10、x＝33×％cu+42×％ni+12×％cr-2×％si-9×％cu×％ni-5×％mn。
11、本专利技术提供的一种生产页岩气井管的热处理工艺，采用上述高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢热处理生产，所述热处理工艺包括阶梯淬火和回火。
12、所述阶梯淬火具体为：将钢管加热至加热温度t1 880～910℃，保温时间t1，而后水冷；再将钢管加热至加热温度t2 840～870℃，保温时间t2，而后水冷；
13、所述保温时间t1由钢管壁厚s和加热温度t1决定，260+2×
14、s-t1/4≤t1≤270+2×s-t1/4；
15、所述保温时间t2由钢管壁厚s和加热温度t2决定，260+2×s-t2/4≤t2≤270+2×s-t2/4；
16、优选的，所述将钢管加热至加热温度t1 880～910℃，是指以10～30℃/min的速度加热至温度t1 880～910℃；
17、优选的，所述将钢管加热至加热温度t2 840～870℃，是指以10～30℃/min的速度加热至温度t2 840～870℃；
18、所述回火具体为：将钢管加热至加热温度t3 500～540℃，保温时间t3，而后水冷或空冷；
19、所述保温时间t3由钢管壁厚s和加热温度t3决定，350+4×
20、s-t3/2≤t3≤370+4×s-t3/2；
【技术保护点】
1.一种高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，其特征在于，所述高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢包括以下质量百分比成分：
2.根据权利要求1所述的高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，其特征在于，所述高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，其成分满足：1：170≤Q值≤200；
3.根据权利要求1或2所述的高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，其特征在于，所述高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，其成分还满足：X值≥30；
4.一种生产页岩气井管的热处理工艺，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢热处理生产，所述热处理工艺包括阶梯淬火和回火工艺。
5.根据权利要求4所述的热处理工艺，其特征在于，所述阶梯淬火具体为：将钢管加热至加热温度T1 880～910℃，保温时间t1，而后水冷；再将钢管加热至加热温度T2 840～870℃，保温时间t2，而后水冷。
6.根据权利要求5所述的热处理工艺，其特征在于，所述保温时间t1由钢管壁厚S和加热温度T1决定，260+2×S-T1/4≤t1≤270+2×S-T1
7.根据权利要求5或6所述的热处理工艺，其特征在于，所述保温时间t2由钢管壁厚S和加热温度T2决定，260+2×S-T2/4≤t2≤270+2×S-T2/4。
8.根据权利要求4所述的热处理工艺，其特征在于，所述回火具体为：将钢管加热至T3500～540℃，保温时间t3，而后水冷或空冷。
9.根据权利要求8所述的热处理工艺，其特征在于，所述保温时间t3由钢管壁厚S和加热温度T3决定，350+4×S-T3/2≤t3≤370+4×S-T3/2。
10.根据权利要求4-9任一项所述热处理工艺，其特征在于，生产的页岩气井管的屈服强度≥1100MPa，抗拉强度≥1200MPa，延伸率A≥17％，断面收缩率Z≥55％，0℃冲击功KU2≥100J，同时具备在超深井页岩气环境腐蚀速率
...【技术特征摘要】
1.一种高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，其特征在于，所述高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢包括以下质量百分比成分：
2.根据权利要求1所述的高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，其特征在于，所述高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，其成分满足：1：170≤q值≤200；
3.根据权利要求1或2所述的高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，其特征在于，所述高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢，其成分还满足：x值≥30；
4.一种生产页岩气井管的热处理工艺，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述高强韧耐腐蚀超深井用页岩气井管用钢热处理生产，所述热处理工艺包括阶梯淬火和回火工艺。
5.根据权利要求4所述的热处理工艺，其特征在于，所述阶梯淬火具体为：将钢管加热至加热温度t1 880～910℃，保温时间t1，而后水冷；再将钢管加热至加热温度t2 840～870℃，保温时间t2，而后水冷。
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：王自敏，汪开忠，胡芳忠，尹德福，杨志强，陈恩鑫，吴林，金国忠，陈世杰，庄振，
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：
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