[發明專利]N80級焊接石油套管用鋼及其制造方法

無效

• 申請號: 200910259322.7
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN101705424A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 趙良峰;紀云航;劉書克;宋永富;李化龍
• 申請（專利權）人: 江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C21D8/02;B21B37/74;E21B17/00
• 代理公司: 北京華夏博通專利事務所 11264
• 代理人: 安紀平;劉洪京

技術領域

本發明涉及金屬材料領域的一種石油套管用鋼及其制造方法，特別涉及一種N80級焊接石油套管用鋼及其制造方法。

背景技術

石油套管是石油、天然氣開采過程中的重要管線材料，其一般是根據API(美國石油協會)標準組織生產與供貨的。目前常用的石油套管主要由無縫管和焊管制造，而其中的焊管相對于無縫管而言，具有生產效率高、尺寸精度好、規格范圍寬、抗擠毀、抗爆能力強、成本低等優點，因此是生產廠家與油田用戶的首選品種，其用量占套管總用量的50％以上。

傳統的焊接石油套管一般是通過如下生產工藝制備的：首先根據套管性能的需求，設計合適的化學成分，冶煉并軋成熱軋板卷；其后將板卷通過成型和焊接方式制成管材；而后對鋼管焊縫或鋼管整體進行熱處理，并對管端進行適當的螺紋加工，最終生產出合格的石油套管。

而在我國，焊管在焊接石油套管的推廣和應用方面起步較晚，2003年焊接石油套管占石油套管總量僅13.1％，并且國內焊接石油套管使用的大部分僅限于J55鋼級(屈服強度為380MPa)的表層套管，而隨著石油開采力度不斷加大，高級別石油套管N80(屈服強度為552MPa)的使用量逐年增加。而比較可喜的是，隨著裝備水平的提高和微合金技術、控軋控冷技術的進步，國內眾多鋼廠已經有條件生產出性能滿足API-5CT要求(如表1所示)的N80級焊接石油套管用板卷。

表1.N80級焊接石油套管用板卷的性能要求

??牌號??標準??屈服強度MPa??抗拉強度MPa??延伸率，A50，??％??N80??API-5CT-2005??552～758??≥689MPa??16

注：橫向沖擊功AKV(0℃)≥15J(試樣尺寸10mm×10mm×55mm)或12J(橫向的平均值，試樣尺寸7.5mm×10mm×55mm)

但同時需要指出的是，目前國內鋼廠所生產的N80級焊接石油套管用板卷還存在諸多不足，其主要體現于板卷用料成本較高、制備工藝復雜，難以操控等方面。以下舉例說明：

公開號為CN101096737A的發明專利提出了一種N80級焊接石油套管用鋼，該鋼種包含的化學成分按重量百分比為：C：0.2～0.3％、Si?0.1～0.5％、Mn?0.8～1.5％、P＜0.02％、S＜0.01％、Al?0.005～0.050％、Mo?0.1～0.3％、V?0.01～0.1％以及余量的Fe和不可避免的雜質.該鋼種強度可滿足API-5CT?N80的要求，其制備工藝大致包含如下流程：冶煉-制坯-熱軋-層流冷卻-卷取。該鋼種成分中含Mo，雖然在一定程度上提高了產品的穩定性，但也提高了合金成本。此外，該專利僅利用V來獲得沉淀強化，而不含Nb和Ti，因此并不能充分發揮沉淀強化的作用。此外由于V在提高奧氏體再結晶溫度方面，效果并不是很明顯，故單獨加V并不能充分發揮TMCP的作用，因而無法充分細化晶粒，因此所得鋼種會在強韌性方面會出現不足。