3Cr油井管及其生产方法技术

一种3Cr油井管及其生产方法，涉及酸性油气田用3Cr油井管及其制造方法，属于冶金技术领域。本发明专利技术3Cr油井管含有C、Si、Mn、S、P、Cr、Mo、V、Mo、Al、B和稀土元素，余量为Fe及不可避免杂质。所述的3Cr油井管的生产方法，步骤为原料精选、冶炼、连铸、连轧、再加热及张力定径和调质热处理。本发明专利技术方法中再加热及张力定径采用的二次定径、热矫直去除应力的处理技术，解决了抗S和CO2油套管处在硫化氢应力腐蚀敏感区时抗硫化氢应力腐蚀门槛值低，腐蚀速率快、易局部穿透腐蚀的技术难题。

【技术实现步骤摘要】

一种，涉及酸性油气田用3Cr油井管及其制造方法，属于冶金

技术介绍
含酸性油气田钻探开发的钻井、完井、采油、采气等领域所使用的耐酸高抗H2S+抗(X)2腐蚀的油套管，主要使用的都是经济型高抗抗(X)2耐腐蚀油管或套管。 如我国的长庆、四川、塔里木等油气田，天然气中都含有不同程度的压3和CO2，所使用的油套管均要求既抗H2S又要抗(X)2腐蚀。由于现场工况大多数油气井中的H2S和(X)2含量及其分压不高，不足以选用价格昂贵(10倍以上)的镍基合金油井管或镍铬合金油井管，完全可以采用经济型抗抗(X)2 3Cr油井管，并且在模拟工况条件(H2S和(X)2共存的高温高压腐蚀环境)下具有良好的耐腐蚀性能。中国专利201010231451. 8涉及3Cr无缝钢管及其制造方法，化学成分按重量百分比计:C :0. 0. 2%,Si 0. 0. 5%,Mn 0. 3%~ 0. 8%,Cr 2%~ 4%,Mo 0. 3%~0.6%,Ti 0. 0024% 0. 024%,Al :0.01% 0. 004%,P :0 0. 03%,S :0 0. 03%，余量为狗及不可避免杂质；提供一种淬透性高、晶粒细化的无缝钢管。专利00125882. 6涉及一种抗CO2及海水腐蚀油套管用低合金钢按重量百分比计，其化学成分配比为C :0. 01% 1.0%、Si :0. 1. 0%、Mn :0. 2. 0%、Cr :0. 5% 5. 0%,Mo :0. 01% 1. 0%、Cu 0.005% 0.25%，稀土 0. 005% 0.25% ；其余为!^e和不可避免的杂质。该油套管钢材为低碳合金钢，成本较低，能为油田所接受。综合来看，国内外文献所涉及的3Cr无缝钢管的力学性能不是很理想，且成本较尚ο
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种经济型高淬透性、高晶粒度的。本专利技术的技术方案一种3Cr油井管，所述3Cr油井管的化学成分按重量百分比计，C 0. 0. 2%,Si 0. 0. 4%,Mn :0. 4% 0. 8%,S 小于等于 0. 005%,P 小于等于 0. 015%,Cr 2. 5% 3· 5%、Mo :0· 0. 3%、V :0. 001% 0· 01%、、A1 :0. 004% 0. 01%,B 0. 001% 0. 008%、稀土元素0. 005% 0. 2%，余量为!^e及不可避免的杂质。所述稀土元素包括，铕0. 002% 0. 08%，铋0. 001% 0. 08%及钴:0. 002% 0. 04%三种，单位为以3Cr油井管的所有化学成分总量为100%的重量百分比。所述的3Cr油井管的生产方法，步骤为原料选择、冶炼、连铸、连轧，连轧后进行再加热及张力定径在800 850°C进行热轧，通过微张力减径机进行定径，使钢坯外径改变量为士 10% 士30%，然后在300 500°C进行二次定径，使外径改变量为士5%，并在 300 500°C用温矫直机进行温矫直。再加热及张力定径后，进行调质热处理采用淬火+高温回火热处理工艺，淬火温度850 870°C，淬火介质水，保温时间20 40min ；回火温度为590 660°C，保温时间为 60 180min。电炉炼钢的原材料要求铁水P ^ 0. 090 S ^ 0. 005 % ；电炉终点控制 C彡0. 05%,P彡0. 015%;电炉出钢温度控制在1620 1660°C，电炉出钢脱氧合金化时Al 球(球状颗粒的Al)加入量2. 5 3. 5kg/t，LF精炼结束Ca-Si丝喂入量0. 4 0. 6公斤/ 吨，VD真空处理在真空度彡671 下保持10分钟，静吹时间彡5min ；浇铸出罐温度1580 1595°C。LF炉(LADLE FURNACE)即钢包精炼炉，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。LF炉一般指钢铁行业中的精炼炉。实际就是电弧炉的一种特殊形式。进行全保护浇铸二冷采用弱冷方式浇注，铸坯采用缓冷(坑冷)，入坑温度彡500°C，铸坯出坑温度彡100°C。热轧利用环形炉，出炉管温度1200 1350°C。C在珠光体+铁素体钢中，以渗碳体形式提高珠光体含量，提高强度，降低韧性，降低硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)；在调质钢中，低C(板条、位错)马氏体的回火组织对强韧性有益，对SSCC有益，高C孪晶马氏体及回火组织对韧性有害，SSCC有害；基体组织中固溶C增多，应力6提高，冲击韧性值Akv下降，SSCC降低；本专利技术中控制碳元素的含量为 0. 0. 2 %，在淬透能力方面对综合机械性能和SSCC有益；Si为有效脱氧元素，出于脱氧的目的，Si彡0. 05%即可；Si同时具有抗回火软化效果；Si ^ 0. 5%会促进析出作为软化相的铁素体，SSCC下降。本专利技术中控制硅含量为 0. 0. 4%。Mn易与钢中S亲合，形成MnS夹杂，对强韧性和SSCC下降；Mn含量太高，则会与 P、s等杂质一起在晶界处偏析，使钢的韧性和SSCC下降；C-Mn系低合金钢，降C量增Mn量， 严格控制Mn/C重量比及S含量，重量比Mn/C ^ 3, S ^ 0. 005 %，可以改善综合机械性能； Mn(% ) = 0. 5+12S(% )+0. 0086/C(% )；本专利技术中控制 Mn 的含量为 0· 4% 0· 8%，在调质钢中Mn扩大淬透性，并使相变温度降低(A1/A3点降低)，易形成残余奥氏体向马氏体转变，提高综合机械性能。Cr是扩大淬透性元素；Cr是碳化物形成元素，Cr7C3是经济型抗(X)2钢中的主要碳化物，Cr23C6是马氏体不锈钢中的主要碳化物；在淬火高温回火的调质钢中，Cr可以改善钢的耐腐蚀性能，保证综合机械性能，增强SSCC ；Cr-Mo的有效配合，提高淬透性，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，增强SSCC ； Cr+Mo彡1. 5%可有效提高淬透性，但Cr+Mo彡3. 0%会促进生成粗大碳化物M23C6，降低 SSCC。本专利技术控制Cr的含量为2. 5% 3. 5%。改善了钢的耐腐蚀性能，保证综合机械性能，使SSCC增强。Mo与Cr相似，也是扩大淬透性元素，在连续冷却过程中Mo还推迟奥氏体向贝氏体转变，增强SSCC ；Mo与C有较强的亲和力，是碳化物形成元素，减少固溶的C含量，增强 SSCC ；在淬火高温回火的调质钢中，Mo与C形成的合金碳化物质点析出，起到二次硬化作用，保证基体α中碳(间隙相化合物)充分析出，特别是Mo2C/MoC金属间隙相碳化物硬度高(Hv = 1480)，不仅高于一般渗碳体Hv = 950 1050)硬度，而且高于M6C型碳化物的Hv= 1100，保证在610°C以上温度回火具有较高的强度和硬度(HRC<^)，增强SSCC ；Mo与V促进生成微细碳化物MC，可提高回火温度，为此Mo彡0. 5 %，优选含量0. 7 % 以上；本专利技术控制Mo的含量为0. 0. 3%,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，增强SSCC。￥、11^1、8均属于微合金化元素，其中￥、11、8又属强碳化物形成元素，它们与碳 /氮形成的金属间隙相化和物质点硬度高(如VC本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种３Ｃｒ油井管，其特征在于，所述３Ｃｒ油井管的化学成分按重量百分比计，Ｃ：０．１％～０．２％、Ｓｉ：０．１％～０．４％、Ｍｎ：０．４％～０．８％、Ｓ：小于等于０．００５％、Ｐ：小于等于０．０１５％、Ｃｒ：２．５％～３．５％、Ｍｏ：０．１％～０．３％、Ｖ：０．００１％～０．０１％、、Ａｌ：０．００４％～０．０１％、Ｂ：０．００１％～０．００８％、稀土元素：０．００５％～０．２％，余量为Ｆｅ及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种3Cr油井管，其特征在于，所述3Cr油井管的化学成分按重量百分比计，C 0. 0. 2%、Si 0. 0. 4%、Mn :0. 4% 0. 8%、S 小于等于 0. 005%, P 小于等于 0. 015%、Cr :2· 5% 3· 5%、Mo :0· 0. 3%、V 0. 001% 0. 01%、、Al 0. 004% 0. 01%,B 0. 001% 0. 008%、稀土元素0. 005% 0. 2%，余量为!^e及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述3Cr油井管，其特征在于所述稀土元素包括，铕0.002 % 0. 08%，铋0. 001% 0. 08%及钴0. 002% 0. 04%，单位为重量百分比。3.权利要求1所述3Cr油井管的生产方法，步骤包括原料选择、冶炼、连铸、连轧，其特征在于，连轧后进行再加热及张力定径在800 850°C进行热轧，通过微张力减径机进行定径，使钢坯外径改变量为士 10% 士30%，然后在300 500°C进行二次定径，使外径改变量为士5%，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，高连新，张毅，
申请(专利权)人：无锡西姆莱斯石油专用管制造有限公司，
类型：发明
国别省市：32