專利名稱：一種石油油井用耐硫化氫腐蝕的膨脹管材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金材料及其制備方法，更具體地說，涉及一種耐硫化氫(H2S)腐蝕的膨脹合金材料及其熱處理方法，具有優(yōu)異的強(qiáng)塑性，用于石油油井。
背景技術(shù)：
可膨脹管技術(shù)是近些年發(fā)展起來的一項(xiàng)非常有前景的技術(shù)，為解決鉆井、完井、修井等問題提供了有效的途徑，其方法的特點(diǎn)是將膨脹管下入井內(nèi)預(yù)定位置注漿固井，然后利用下部液體推動大尺寸膨脹頭，自下而上地擴(kuò)充膨脹管，使管徑發(fā)生10 — 30%的塑性變形。膨脹管技術(shù)優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，上部井眼小，鉆井進(jìn)尺大，能夠節(jié)約費(fèi)用；另外利用膨脹管擠壓可提高注漿壓實(shí)效果，根本改善了固井質(zhì)量；同時能夠擴(kuò)大套管工作通徑，方便井下作業(yè)，有利于提高單井產(chǎn)量，尤其是能夠修復(fù)長井段套管，解決熱采側(cè)鉆井、斜鉆井和深井套管修復(fù)問題。此外，利用膨脹管懸掛和封隔，密封效果好、作業(yè)簡單、成本低廉、使用壽命長， 便于應(yīng)急處理復(fù)雜地層許多工程難題。 在我國油氣田的開發(fā)過程中，有許多油氣田諸如長慶油田、四川油田、塔里木油田等地質(zhì)結(jié)構(gòu)中蘊(yùn)含有大量的硫化氫氣體。這種氣體水溶液呈酸性并且具有一定的腐蝕性，尤其是在具有高溫以及腐蝕性氣體含量較高的條件下腐蝕性更強(qiáng)。硫化氫氣體的存在不僅產(chǎn)生全面腐蝕，還會產(chǎn)生氫致開裂和應(yīng)力腐蝕開裂，在CO2和Cr的環(huán)境下更加劇局部腐蝕，從而降低了材料的使用壽命，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，開發(fā)抗硫化氫腐蝕的膨脹合金材料具有非常重要的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有現(xiàn)有石油膨脹管的不足，提供一種石油油井用耐H2S腐蝕的膨脹管合金材料及制備方法，工藝簡單方便易行、成本低廉、穩(wěn)定可靠。本發(fā)明膨脹管材料化學(xué)成分元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(wt%)組成如下表I膨脹管材料化學(xué)成分元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(wt%)
權(quán)利要求
1.一種石油油井用耐硫化氫腐蝕的膨脹管材料，其特征在于，所述膨脹管材料中化學(xué)成分元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下C O. 01-0. 06、Mn ( O. 80、Si ( O. 30、S 彡 O. 02、P 彡 O. 03、Cr16. 00-18. 00、Ni 7. 00-9. 00、Mo O. 30-0. 60、Al O. 50-0. 80、Cu 0-1. O、ReO. 02-0. 06、其余為Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種石油油井用耐硫化氫腐蝕的膨脹管材料，其特征在于，所述膨脹管材料中化學(xué)成分元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下=C O. 04-0. 06、Mn ( O. 60、Si ( O. 30、S 彡 O. 02、P 彡 O. 03、Cr 17. 00-18. 00、Ni 7. 00-8. 00、Mo O. 30-0. 40、Al O. 50-0. 80、Cu0-1. O、ReO. 02-0. 04、其余為 Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或者2所述的一種石油油井用耐硫化氫腐蝕的膨脹管材料，其特征在于，所述膨脹管材料的化學(xué)成分元素中，作為鋼管中的基本元素鐵、錳、硅、磷、硫的含量下限均不為零，Re為添加的稀土元素，優(yōu)選為鍶。
4.一種制備如權(quán)利要求I所述的石油油井用耐硫化氫腐蝕的膨脹管材料，其特征在于，按照下述步驟進(jìn)行主要經(jīng)過電爐冶煉、鋼包精煉、鋼錠澆鑄、鋼錠精整、鍛制圓管坯、軋管、冷卻、矯直、探傷、熱處理，其中采用真空冶煉、澆鑄溫度1450°C 1550°C，澆注成鋼錠；鋼錠加熱溫度1150 1250°C，保溫30 60min，將鋼錠熱軋為鋼管，開軋溫度1150 700°C，終軋溫度850 600°C，軋后鋼管水淬，冷卻速率> 30°C /s ;經(jīng)熱軋軋制的鋼管再經(jīng)40% 80%的壓下率冷軋成規(guī)定尺寸、厚度的鋼管；在1050°C的靜態(tài)爐中對冷軋鋼管進(jìn)行熱處理，保溫30min，以彡20°C /s冷速水淬至室溫(20— 25°C )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種石油油井用耐硫化氫腐蝕的膨脹管材料及其制備方法，膨脹管材料化學(xué)成分元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(wt%)組成如下C0.01-0.06、Mn≤0.80、Si≤0.30、S≤0.02、P≤0.03、Cr16.00-18.00、Ni7.00-9.00、Mo0.30-0.60、Al0.50-0.80、Cu0-1.0、RE0.02-0.06、其余為Fe。在制備可首先采用熱軋鋼管，然后進(jìn)行水淬，最后進(jìn)行熱處理即可。本發(fā)明在鉻鎳不銹鋼的基礎(chǔ)上開發(fā)出抗硫化氫膨脹材料，膨脹管耐腐蝕性主取決于它的合金成分，其中鉻、鋁、鉬元素具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。主要是在鋼表面形成穩(wěn)定的鈍化膜，阻隔氫向合金材料傳遞，保護(hù)鋼管次表面不被繼續(xù)腐蝕。
文檔編號C22C38/44GK102719764SQ20121017905
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者劉文西, 劉潔, 王木樂, 王震, 陳玉如, 高志明 申請人:天津冠力博石油科技有限公司, 天津大學(xué)