一種中合金油井管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種開采石油或天然氣的油井管，特別是一種Cr含量在4. 5%~ 5. 5%的中合金低碳油井管制造方法，該油井管具有較好的強(qiáng)忍性指標(biāo)和較高的抗二氧化 碳腐蝕能力，可以滿足含濕二氧化碳?xì)怏w的貧油低滲透油氣田使用。
【背景技術(shù)】
[0002] 地層中的〇)2會(huì)對(duì)油管、套管以及輸送管線等設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕，是威脅油氣田安 全生產(chǎn)的重要因素之一。我國(guó)無(wú)論陸地還是海洋油田都發(fā)生過(guò)由于co2腐蝕導(dǎo)致的油井停 產(chǎn)、報(bào)廢事故，經(jīng)濟(jì)損失巨大、人員安全受到嚴(yán)重威脅。針對(duì)co2腐蝕，工程技術(shù)人員致力于 研宄控制co2腐蝕的方法，并提出三種基本方案，即添加緩蝕劑、使用防腐內(nèi)涂層以及使用 耐蝕合金。其中耐蝕合金主要有13Cr馬氏體不銹鋼、超級(jí)13Cr馬氏體不銹鋼以及22Cr雙 相不銹鋼。耐蝕合金雖然具有優(yōu)異的抗〇)2腐蝕性能，但是價(jià)格昂貴，投資成本很高，特別 是對(duì)于一些c〇2含量不是太高或開采周期較短的油井，如果選用耐蝕合金則顯得保守。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度高韌性中合金低碳鋼無(wú)縫油井管及其生產(chǎn)方法， 以解決普碳鋼在濕二氧化碳環(huán)境下產(chǎn)生腐蝕失效，同時(shí)解決耐蝕合金鋼高的制造成本，來(lái) 滿足含二氧化碳腐蝕氣體的貧油低滲透油氣田的使用要求。
[0004] 為達(dá)上述目的，本發(fā)明一種中合金油井管，所述油井管化學(xué)成分質(zhì)量百分比為： C0. 10 ~0. 14%;Si0. 25 ~0. 35%;Mn0. 40 ~0. 60%;Cr4. 5 ~5. 5%;Mo0. 45 ~ 0? 50%;P彡0? 010%;S彡0? 006% ;其余為Fe。
[0005] 一種制備所述中合金油井管的方法，包括以下步驟：
[0006] 冶煉連鑄：鐵水一鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF精煉一VD真空脫氣一圓坯連 鑄；轉(zhuǎn)爐采用脫硫鐵水冶煉，真空度目標(biāo)值< 〇. 〇6KPa，深真空時(shí)間15~18min，過(guò)冷度 AT^ 30°C；
[0007] 乳制工藝：圓還一據(jù)切一加熱一穿孔一乳管一張力減徑一冷卻一切頭尾一矯直一 檢查一中間庫(kù)；圓坯穿孔時(shí)溫度為1200~1240°C;乳管時(shí)溫度為1160~1800°C;定張減 時(shí)溫度為850~880°C
[0008] 熱處理工藝：淬火-高溫回火；淬火溫度為900°C±10°C，保溫60~70分鐘；回 火溫度為690°C± 10 °C，保溫90~100分鐘。
[0009]Cr固溶于基體，再腐蝕環(huán)境下富集于基體表面，形成結(jié)構(gòu)致密的腐蝕產(chǎn)物膜。降 低碳含量，可提高材料抗腐蝕能力。硅能顯著提高鋼的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，硅和鉬、鉻等結(jié) 合，有提高抗腐蝕性的作用，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，但錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能 力。磷最大的害處是偏析嚴(yán)重，增加回火脆性，顯著降低鋼的塑性和韌性，致使鋼在冷加工 或受較大載荷的外力時(shí)容易脆裂。硫使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，在軋制時(shí)造 成裂紋及微裂紋，裂紋及微裂紋的存在使得腐蝕介質(zhì)富集形成濃差電池而降低材質(zhì)的耐腐 蝕性。鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性、熱強(qiáng)性能、抗回火性，使零件可以在較高溫度下回 火，從而更有效地消除殘余應(yīng)力，提高性能。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本發(fā)明取得了如下技術(shù)效果：
[0011] 1、本發(fā)明提供了高強(qiáng)度高韌性中合金低碳抗二氧化碳腐蝕油管的制備工藝及方 法，合理的化學(xué)成分、冶煉連鑄工藝、乳制工藝及熱處理工藝使得材料具有較高的抗腐蝕性 能、合理的高強(qiáng)度高韌性匹配、生產(chǎn)工藝可實(shí)施性；
[0012] 2、本發(fā)明提供的高強(qiáng)度高韌性抗二氧化碳腐蝕油管的制備工藝及方法，生產(chǎn)效率 高成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，具有良好的推廣價(jià)值。
[0013] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中合金油井管的腐蝕產(chǎn)物膜微觀形貌。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0016] 鋼材的冶煉連鑄生產(chǎn)工藝為：鐵水一鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF精煉一VD真空 脫氣一圓坯連鑄；
[0017] 轉(zhuǎn)爐采用脫硫鐵水冶煉，真空度目標(biāo)值彡0.06KPa，深真空時(shí)間15~18min，過(guò)冷 度AT< 30°C。各實(shí)例主要化學(xué)成分如表1所示。
[0018] 表1各實(shí)例主要化學(xué)成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/% )
[0019]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種中合金油井管，其特征在于所述油井管化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C0. 10~ 0. 14 % ;Si 0. 25 ~0. 35 % ;Mn 0. 40 ~0. 60 % ;Cr 4. 5 ~5. 5 % ;Mo 0. 45 ~0. 50 % ; P 彡 0? 010% ;S 彡 0? 006% ;其余為 Fe。
2. -種制備如權(quán)利要求1所述中合金油井管的方法，其特征在于包括以下步驟： 冶煉連鑄：鐵水一鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF精煉一VD真空脫氣一圓坯連鑄；轉(zhuǎn)爐 采用脫硫鐵水冶煉，真空度目標(biāo)值彡0. 〇6KPa，深真空時(shí)間15~18min，過(guò)冷度A T彡30°C; 乳制工藝：圓還一據(jù)切一加熱一穿孔一乳管一張力減徑一冷卻一切頭尾一矯直一檢查 -中間庫(kù)；圓坯穿孔時(shí)溫度為1200~1240°C ;軋管時(shí)溫度為1160~1800°C ;定張減時(shí)溫 度為850~880 °C 熱處理工藝：淬火-高溫回火；淬火溫度為900°C ±10°C，保溫60~70分鐘；回火溫 度為690 °C ± 10 °C，保溫90~100分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中合金油井管及其制備方法，經(jīng)以下步驟制成：冶煉連鑄包括鐵水→鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF精煉→VD真空脫氣→圓坯連鑄；軋制工藝包括圓坯→鋸切→加熱→穿孔→軋管→張力減徑→冷卻→切頭尾→矯直→檢查→中間庫(kù)；熱處理工藝包括淬火-高溫回火；淬火溫度為900℃±10℃，保溫60～70分鐘；回火溫度為690℃±10℃，保溫90～100分鐘，制得中合金油井管化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：C 0.10～0.14％；Si 0.25～0.35％；Mn 0.40～0.60％；Cr 4.5～5.5％；Mo 0.45～0.50％；P≤0.010％；S≤0.006％；其余為Fe。
【IPC分類】C22C38-22, C21D8-10
【公開號(hào)】CN104846279
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510232241
【發(fā)明人】石曉霞, 劉金, 馬愛清, 張行剛, 郭智韜, 王金龍, 姚曉樂, 張學(xué)穎, 孫文秀
【申請(qǐng)人】?jī)?nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日