[發明專利]一種高強度高塑韌性連續管制造方法

有效

• 申請號: 201010252691.6
• 申請日: 2010-08-12
• 公開（公告）號: CN101898295A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 馮耀榮;上官豐收;宋生印;楊龍
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種高強度高塑韌性(屈服強度達到490～800MPa，延伸率28～40％)連續管制造方法，用于石油天然氣工業油氣井鉆井或井下作業。

背景技術

連續管技術因其具有相當多的技術優點和作業優勢，在世界石油工業中得到了廣泛應用，特別是近幾年隨著全球降低成本戰略的實施，連續油管以其優于常規作業技術的顯著特點，在油氣田勘探與開發中發揮著越來越重要的作用，并在油氣田勘探、開發、鉆井、完井、修井、作業等中具有更加廣闊的應用前景。

目前我國所擁有的20多套連續管作業機全部是從美國、加拿大等國家引進的，價格非常昂貴，并且配套的工具裝備以及作業軟件受到外國公司的很大限制，使得作業費用長期居高不下，難于滿足油田用戶的需求。并且，作為消耗材料的連續管本身的核心技術已制被國外幾家公司壟斷。我國剛建成的連續管生產線正處于調試階段，連續管產品生產技術還不成熟，也沒有形成系列。連續管用板卷專利已有多個，但與連續管制造技術還不配套。亟需形成連續管原材料、制管及與之配套的技術和產品來滿足石油天然氣工業發展的需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種高強度高塑韌性連續管制造方法，采用低碳、多元合金化、及微合金化成分設計，通過控軋控冷、直縫電阻焊(ERW)制管及后續的熱處理技術制造連續管。

本發明所述的一種高強度高塑韌性連續管制造方法，采用的技術方案是：

1)高強度高塑韌性連續管材料的化學成分質量百分數如下：

C：0.05～0.12％；Si：0.17～0.37％；Mn：0.60～1.75％；P：≤0.010％；S：≤0.005％；Cr：0.20～1.0％；Mo：0.15～0.45％；Ni：0.10～0.35％；V：0～0.05％；Ti：0～0.03％；Cu：010～0.25％；Nb：0～0.07％；Al：0.02～0.04％；Ca：0.002～0.004％；Fe：余量。

2)高強度高塑韌性連續管的制造工藝如下：

首先，制備熱軋板卷：將上述材料(各組分)經氧吹轉爐熔煉，Ca處理，爐外精煉，真空脫氣，連鑄成厚度約為100～250mm的厚板坯，然后加熱至約1200℃，在950～1100℃時進行粗軋，在700～950℃時進行精軋，軋后冷卻速度15～30℃/s，卷取溫度500～600℃，制成綜合性能優良的厚度為2～8mm的熱軋板卷。

板卷縱剪和對焊：將制備好的熱軋板卷通過縱剪機剪成70～300mm的鋼帶，為減少偏析對后續制管焊接的影響，應避免從板卷寬度1/2處縱剪。為滿足鋼帶和連續管長度要求，需將鋼帶對焊起來，將板頭、板尾加工成45°，采用埋弧自動焊或CO₂氣體保護焊焊接方式通過45°斜焊方式使鋼帶連接起來。

用鋼帶生產直縫電阻焊接鋼管：板邊采用銑邊方法，精確控制帶鋼寬度和板邊垂直度；采用排輥成型方法控制板邊波形；調整焊接電流、電壓參數；控制焊縫的擠壓量在1.0～2.5mm，開口角θ控制在4～8°，進行焊接，焊接速度v為15～25m/min，開口角θ與焊接速度v的乘積在100～150m/min·度之間；焊接成厚度為2～8mm、管徑為19.1mm～88.9mm的直縫電阻焊鋼管。

焊后焊縫在930～960℃條件下正火，控制正火后水冷的開始溫度在350～400℃；或進行900～950℃的一次整體正火；或進行900～950℃的一次整體淬火、500～700℃回火；或進行750～780℃的一次整體亞溫淬火、500～650℃回火。以獲得所期望的具有良好綜合性能的組織。

連續管的主要技術指標：屈服強度達到490～800MPa，最低抗拉強度達到595～900MPa，延伸率28～40％，最低Charpy沖擊功80～180J，最高硬度HRC20～HRC30。

連續管的外徑范圍為19.1mm～88.9mm，壁厚范圍為2～8mm。

連續管的長度范圍為1000m～3000m?？梢岳p繞到適當的芯軸上，以便運輸和使用。

發明效果

本發明包括一組高強度高塑韌性連續管的化學成分及制造工藝，克服了現有技術的不足，形成系列配套的連續管成分優化設計和制造工藝技術。所發明的連續管具有較高的強度和良好的塑韌性、焊接性能及耐腐蝕性；可用于石油天然氣工業油氣井鉆井或井下作業。

具體實施方式

實施例1：

連續管材料的化學成分質量百分數：