[發明專利]經濟型55Ksi鋼級抗CO2腐蝕油井管及其制造方法

無效

• 申請號: 201010130927.9
• 申請日: 2010-03-23
• 公開（公告）號: CN102199729A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 譚諄禮;張忠鏵;楊建強
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/18
• 分類號: C22C38/18
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及一種油井管，特別是經濟型55Ksi鋼級具有抗CO₂腐蝕油井管及其制造方法。

背景技術

油井管的CO₂腐蝕在油氣田開發過程中是一種常見的現象。

從材料學和防腐學角度出發，在高含CO₂、氯離子、低PH值以及井中高壓和流體沖刷形成的強腐蝕環境中，使用價格昂貴的超級13Cr不銹鋼管材可有效地保證油田長期安全、高效的生產。但從經濟性而言，因我國油田多數屬于貧礦低滲透油田，且開采壽命較短，大多在10年以下，使用昂貴的高Cr不銹鋼油管經濟性較差，故很多油田目前還在廣泛使用常規普碳鋼油井管材，導致出現多起嚴重的CO₂腐蝕事故。

隨著開采條件的改變，很多較淺油氣井中出現微量CO₂，且含量呈不斷增加之勢，使得目前采用的一般碳鋼管常出現CO₂腐蝕失效現象，嚴重影響了油田正常生產及經濟效益。對于這些淺井，油套管強度上一般采用55ksi鋼級即可。但是，到目前為止，市場上還不存在具有良好抗CO₂腐蝕效果且生產工藝相對簡單的55ksi鋼級經濟型油套管產品。

有關抗CO₂腐蝕(或同時抗CO₂和H₂S腐蝕)用合金鋼，大多是80ksi及以上鋼級的中合金或超級13Cr、15Cr以及22Cr雙相不銹鋼等高合金。

如中國專利號CN1401809A、CN1292429A、CN1487112A、歐洲專利EP995809A1、WO9941422、美國專利US6648991、日本JP2001059136、JP2000063994。及中國專利申請號200910053666.2。

中國專利CN1401809A抗二氧化碳腐蝕的低合金鋼及油套管，主要通過添加適當的Mo、Ni、W、Cr等元素，經調質或正火處理后獲得優異的抗二氧化碳腐蝕性能，所生產的相關油套管力學性能為80ksi鋼級及以上。

中國專利CN1292429A抗二氧化碳及海水腐蝕油套管用低合金鋼，采用超低碳成分，通過添加適當的Mo、Cr、Cu等元素來提高合金的抗二氧?化碳及海水腐蝕性能，經冶煉、鍛造、軋制、熱處理后強度可達到80ksi鋼級以上。

中國專利CN1487112A抗二氧化碳和硫化氫腐蝕用低合金鋼，其主要特點在于通過加入3％左右Cr和微量稀土元素Ce后通過調質熱處理可制造80～95ksi鋼級抗CO2、H2S腐蝕油套管。

歐洲專利EP995809A1，主要通過加入較多含量的Cr和適量的Cu和Al，以提高材料的抗二氧化碳和海水腐蝕性能，尤其是克服了特定介質條件下的局部腐蝕現象。但是該專利中合金元素尤其是Cr的加入量超過4％，屬于中高合金范疇，鋼管的成本較高。此外，該專利合金鋼經淬火或正火處理后得到馬氏體組織，進一步調質或正火+回火處理后所得最終產品的強度在80ksi鋼級以上。

專利WO9941422以Mn、Cr為主要合金元素，必要時加入少量的Cu、Ni、Mo、Ti、Nb、B，產品最終為馬氏體類型組織，強度在80ksi鋼級以上。

美國專利US?6648991，以Cr、Mn為主要合金元素，配以適當Mo、V元素，屬于低合金鋼范圍。專利發明的合金采用熱軋后正火或調質工藝處理，所得油套管強度可涵蓋55～125ksi鋼級以上。

日本專利JP2001059136和JP2000063994主要通過加入較多含量的Cr和適量的B并通過調質熱處理后獲得80ksi鋼級以上的強度。

前述幾個專利所涉及的合金鋼種，生產過程中大多采取正火或調質熱處理方式，鋼管強度多為80ksi以上。

中國專利申請號為200910053666.2，屬于中低碳低合金鋼范圍，利用Cr和Mn的強化作用，同時輔以Cr、Ni和Cu元素的綜合作用，以達到抗CO₂腐蝕性能的提高。

發明內容

當含有二氧化碳、氯離子等復合酸性腐蝕環境條件存在時，目前2500m以下淺井中常采用的普通J55碳鋼管因耐蝕性差，很容易失效從而導致油田經濟損失。本發明目的在于提供一種經濟型55Ksi鋼級具有抗CO₂腐蝕油井管及其制造方法，具有良好的抗CO₂腐蝕性能，制造方法相?對簡單。

為達到上述目的，本發明的技術方案是，