[發(fā)明專利]一種CT80級(jí)連續(xù)油管用鋼及其制造方法和應(yīng)用

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710093968.3
• 申請(qǐng)日: 2007-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN101353765A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章傳國;鄭磊;高珊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/28
• 分類號(hào): C22C38/28;C22C38/38;C22C38/50;C22C38/58;B21B37/74;E21B17/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 章鳴玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種CT80級(jí)連續(xù)油管用鋼、CT80級(jí)連續(xù)油管用鋼的制造方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

連續(xù)油管(Coiled?Tubing，簡稱CT)是相對(duì)于常規(guī)螺紋聯(lián)接油管而言的，它又稱為繞性油管、蛇形管或盤管。是一種纏繞在滾筒上，可連續(xù)下入或從油井起出的一整根無螺紋聯(lián)接的長油管。連續(xù)油管用材主要有碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼和稀有材料等，其中稀有材料，例如鈦合金，有質(zhì)量輕和強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格貴，是普通鋼制連續(xù)油管的6倍。

自從1962年世界上第1臺(tái)連續(xù)油管作業(yè)機(jī)問世并開始用于石油工業(yè)以來，經(jīng)過40多年的發(fā)展，連續(xù)油管作業(yè)現(xiàn)已成為世界油氣工業(yè)技術(shù)研究和應(yīng)用中的一個(gè)熱點(diǎn)。

在國外，連續(xù)油管技術(shù)主要是作為傳輸流體的通道，基本用于洗井、基質(zhì)酸化和氮?dú)馀e升，2001年占連續(xù)油管服務(wù)收入的77％。目前連續(xù)油管技術(shù)已經(jīng)擴(kuò)展到鉆井、修井、測井、射孔以及增產(chǎn)措施等領(lǐng)域。連續(xù)油管修井已代表著當(dāng)今世界修井技術(shù)的發(fā)展方向，并將作為一種常規(guī)、高效的作業(yè)技術(shù)在世界范圍內(nèi)普及。目前連續(xù)油管最大鉆井深度已超過6900m，其外徑由最初的33.4mm發(fā)展到168.27mm，隨著連續(xù)油管技術(shù)的發(fā)展，在鉆井領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大。可以說，世界石油工業(yè)正在經(jīng)歷一次連續(xù)油管技術(shù)革命。

我國引進(jìn)和利用連續(xù)油管技術(shù)始于70年代。1977年，我國引進(jìn)了第1臺(tái)Bowen?Oil?Tools(波恩工具公司)的產(chǎn)品。

隨著連續(xù)油管技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，連續(xù)油管的使用已擴(kuò)展到石油行業(yè)的各領(lǐng)域，尤其是近年來在鉆井領(lǐng)域和輸油領(lǐng)域的應(yīng)用，應(yīng)用范圍的擴(kuò)展對(duì)連續(xù)油管提出了更高的要求，所以開發(fā)出高級(jí)別實(shí)用的連續(xù)油管是當(dāng)前的重要任務(wù)。

連續(xù)油管在國外的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，我國的連續(xù)油管起步較晚，目前無連續(xù)油管用鋼的生產(chǎn)和制造廠家，在諸多技術(shù)方面受到了限制。世界上幾大連續(xù)油管主要制造商均集中在美國，它們是QualityTubing公司(優(yōu)質(zhì)油管公司)，Precision?Technology公司(精密管技術(shù)公司)，Southwestern?Pipe公司(西南管子公司)。隨著我國先進(jìn)連續(xù)油管作業(yè)車的不斷引進(jìn)，以及廣泛開展與國外的技術(shù)交流，連續(xù)油管的相關(guān)技術(shù)在我國將得到了迅速的發(fā)展，其應(yīng)用也由當(dāng)前的常規(guī)修井、測井作業(yè)發(fā)展到鉆井、集輸管線等領(lǐng)域。但是，國內(nèi)所使用的連續(xù)油管主要依賴于進(jìn)口，所以開發(fā)國內(nèi)連續(xù)油管用鋼迫在眉睫。

目前只有日本發(fā)表了連續(xù)油管用鋼的專利，如JP2001303206，該專利描述了一種具有抗疲勞、抗氫致裂紋和抗二氧化碳腐蝕的，可以用來輸送油氣的連續(xù)油管用不銹鋼的制造技術(shù)。該專利采用不銹鋼的成分設(shè)計(jì)，含有較高比例的Cr(9～15％)和Ni(0.7～8％)合金元素，此外，還含有稀有金屬Zr(0.005～0.10％)，成本較高。

其它關(guān)于連續(xù)油管的專利主要是和作業(yè)設(shè)備相關(guān)或者和焊接性能相關(guān)，無可比性。

本發(fā)明的主要目的是根據(jù)當(dāng)前連續(xù)油管的發(fā)展趨勢和石油行業(yè)的需求，提供一種CT80級(jí)連續(xù)油管用鋼，用于滿足鉆井、測井、完井等油田作業(yè)領(lǐng)域需求。

此外，本發(fā)明還提供上述鋼的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的CT80級(jí)連續(xù)油管用鋼，其具有的化學(xué)成分(Wt％)為C：0.04～0.25、Si：0.10～0.60、Mn：0.50～2.0、P≤0.015、S≤0.050、Cr：0.30～1.50、Nb：0.02～0.13、Ti：0.01～0.10、V：0.01～0.10、Mo：≤0.30、Cu：≤0.30、Ni≤0.30、Al：0.01～0.05，余量為Fe及不可避免的夾雜。

為了得到具有高強(qiáng)度和良好塑性的80Kpsi(千磅/平方英寸)級(jí)連續(xù)油管用鋼，本發(fā)明人進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究，成分設(shè)計(jì)思想是低C、高Cr保證該鋼種具有良好的抗腐蝕能力，并通過加入微量Nb并配以其它少量合金元素細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度，結(jié)合控軋控冷工藝，獲得鐵素體+珠光體+少量貝氏體組織，以保證在獲得良好塑性的同時(shí)不損失強(qiáng)度。

本發(fā)明成分設(shè)計(jì)依據(jù)如下：

碳C：最基本的強(qiáng)化元素，但太高的C對(duì)鋼的延性、韌性和焊接性能不利，同時(shí)影響Nb的強(qiáng)化效果度，C太低降低鋼的強(qiáng)度。所以C控制在0.04％～0.25％。

硅Si：主要是以固溶強(qiáng)化形式提高鋼的強(qiáng)度，同時(shí)也是鋼中的脫氧元素，但含量過高會(huì)惡化鋼材的焊接性能，因此控制在0.10～0.60％。