本發(fā)明涉及高強度高耐磨性鋼管生產，尤其涉及一種套管彈性扶正器用無縫鋼管及其制造方法。

背景技術：

1、扶正器是應用于油田抽油機井的采油工具，其主要作用是在油井中支撐和穩(wěn)定抽油桿，以確保正常的油井運作。抽油桿扶正器的主要作用如下：

2、(1)提高穩(wěn)定性：抽油桿扶正器有助于提高抽油桿的穩(wěn)定性，防止其在油井運作過程中發(fā)生擺動或扭曲，從而降低油井事故的風險。

3、(2)延長壽命：通過抽油桿扶正器減少抽油桿的振動和摩擦，有助于延長抽油桿的使用壽命，減少因磨損而導致的設備故障。

4、(3)提高生產效率：通過抽油桿扶正器保持抽油桿使用時的良好狀態(tài)，確保油井的正常生產運作，從而提高生產效率和油井的采油率。

5、抽油桿扶正器(簡稱扶正器)在服役過程中需要承受較大的摩擦力和沖擊力作用，因此要求制造扶正器的材料(通常為無縫鋼管)具有高的耐磨性和抗沖擊性能。

6、申請公布號為cn104294156a的中國專利申請公開了“一種經濟并加工性能優(yōu)良的高碳耐磨鋼管及生產方法”，鋼管成分為：c?0.60％～0.72％，si?0.10％～0.30％，mn0.50％～1.20％，ca?0.0030～0.0070％，cr?0.60～0.86％，als?0.015％～0.050％，p≤0.015％，s≤0.008％。其采用焊管工藝，即鋼材軋制成鋼帶后再制成焊管，熱軋鋼帶采用控軋控冷及軋后退火改變組織的方法得到，與無縫鋼管的生產工藝完全不同。

7、授權公告號為cn107630165b的中國發(fā)明專利公開了“一種nm600高強度耐磨管及其制作工藝”，耐磨管成分為c?0.69％～0.75％，si?0.20％～0.40％，mn?1.00％～1.15％，cr?0.12～0.20％，v?0.030％～0.050％，p≤0.025％，s≤0.020％，al≤0.010％；其通過高碳高錳設計得到回火馬氏體組織，在淬火過程中易形成開裂，為避免開裂需減薄淬硬層厚度。單純的馬氏體組織雖然硬度高，但韌性差，抗裂紋延展性差，在受到沖擊載荷的情況下，鋼管的耐磨性不佳。

8、申請公布號為cn111020370a的中國專利申請公開了“一種混凝土泵車用單層耐磨無縫鋼管及其制造方法”，耐磨無縫鋼管的化學成分按重量百分比為：c?0.50％～0.69％，si0.15％～0.35％，mn?0.60％～1.00％，cr?0.25～0.50％，ti?0.010～0.030％，p≤0.025％、s≤0.020％，余量為fe。該無縫鋼管的內表面淬硬組織為馬氏體和屈氏體的混合組織，淬硬組織厚度大于2mm。但鋼管基體的韌性較差，限制了淬硬組織的厚度，混合組織中馬氏體含量較多，導致耐磨性欠佳。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種套管彈性扶正器用無縫鋼管及其制造方法，通過化學成分設計，以及生產工藝中軋制與冷卻過程參數(shù)的控制，使所生產的無縫鋼管兼具高強度、硬度和一定的韌性，耐磨性能良好，特別適用于制造扶正器，并有利于提高扶正器的使用壽命。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案實現(xiàn)：

3、一種套管彈性扶正器用無縫鋼管，無縫鋼管的化學成分按重量百分比計為：c0.60％～0.75％，si?1.10％～1.40％，mn?1.30％～1.80％，cr?0.20％～0.50％，p≤0.025％，s≤0.020％，ti?0.08％～0.20％，re?0.02％～0.05％，余量為fe及不可避免的雜質。

4、進一步的，無縫鋼管成品的組織為細小珠光體+少量鐵素體，細小珠光體的體積分數(shù)≥95％，細小珠光體的片層間距為80～150nm。

5、進一步的，無縫鋼管成品的屈服強度＞758mpa，抗拉強度＞965mpa，延伸率＞10％，20℃縱向沖擊功＞14j，硬度值＞300hb。

6、一種套管彈性扶正器用無縫鋼管的制造方法，所述無縫鋼管采用無縫鋼管生產線制造，并控制如下工藝過程：

7、1)加熱：加熱段溫度控制在1220～1240℃，均熱段溫度控制在1230℃以上；

8、2)穿孔：穿孔機軋輥轉速控制在600～650rpm，送進角控制在8.5°～9.0°；

9、3)軋制：保證壁厚＜8mm的無縫鋼管終軋溫度≥730℃，壁厚≥8mm的無縫鋼管終軋溫度為820℃～960℃；

10、4)軋后冷卻：

11、對于壁厚＜8mm的無縫鋼管，經中頻感應爐加熱，加熱速度為1～1.5m/s，加熱至820℃～960℃，然后送至冷床空冷至室溫；

12、對于8mm≤壁厚＜16mm的無縫鋼管，直接送至冷床空冷至室溫；

13、對于16mm≤壁厚≤25mm的無縫鋼管，采用加速冷卻方式，在定減徑機組后設冷卻裝置，以2～5℃/s的冷卻速度，使無縫鋼管溫度降至450～650℃，然后送至冷床空冷至室溫。

14、進一步的，所述鋼管加速冷卻時的冷卻介質為水霧，或者為壓縮空氣與水霧的混合物。

15、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

16、通過化學成分設計，以及生產工藝中軋制與冷卻過程參數(shù)的控制，使所生產的無縫鋼管兼具高強度、硬度和一定的韌性，耐磨性能良好，特別適用于制造扶正器，并有利于提高扶正器的使用壽命。

技術特征：

1.一種套管彈性扶正器用無縫鋼管，其特征在于，無縫鋼管的化學成分按重量百分比計為：c?0.60％～0.75％，si?1.10％～1.40％，mn?1.30％～1.80％，cr?0.20％～0.50％，p≤0.025％，s≤0.020％，ti?0.08％～0.20％，re?0.02％～0.05％，余量為fe及不可避免的雜質。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種套管彈性扶正器用無縫鋼管，其特征在于，無縫鋼管成品的組織為細小珠光體+少量鐵素體，細小珠光體的體積分數(shù)≥95％，細小珠光體的片層間距為80～150nm。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種套管彈性扶正器用無縫鋼管，其特征在于，無縫鋼管成品的屈服強度＞758mpa，抗拉強度＞965mpa，延伸率＞10％，20℃縱向沖擊功＞14j，硬度值＞300hb。

4.如權利要求1～3任意一項所述套管彈性扶正器用無縫鋼管的制造方法，其特征在于，所述無縫鋼管采用無縫鋼管生產線制造，并控制如下工藝過程：

5.根據(jù)權利要求4所述的一種套管彈性扶正器用無縫鋼管的制造方法，其特征在于，所述鋼管加速冷卻時的冷卻介質為水霧，或者為壓縮空氣與水霧的混合物。

技術總結
本發(fā)明涉及一種套管彈性扶正器用無縫鋼管及其制造方法，無縫鋼管的化學成分為：C?0.60％～0.75％，Si?1.10％～1.40％，Mn?1.30％～1.80％，Cr?0.20％～0.50％，P≤0.025％，S≤0.020％，Ti?0.08％～0.20％，Re?0.02％～0.05％，余量為Fe及雜質。生產工藝主要控制加熱、穿孔、軋制及軋后冷卻過程。通過化學成分設計，以及生產工藝中軋制與冷卻過程參數(shù)的控制，使所生產的無縫鋼管兼具高強度、硬度和一定的韌性，耐磨性能良好，特別適用于制造扶正器，并有利于提高扶正器的使用壽命。

技術研發(fā)人員：袁琴,張堯,廖德勇,王善寶,趙波,解德剛,王熙翔,李琳琳
受保護的技術使用者：鞍鋼股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19