[發明專利]N80-Q級直縫焊油套管用鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201210563257.9
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103882302A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 黃國建;黃明浩;孔祥磊;安曉光;徐烽;張英慧
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C33/04;C21D8/02;B21C37/08
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技術領域

本發明屬于高強度焊接油井管領域，本發明涉及一種HFW直縫電阻焊管用鋼及其制造方法，特別涉及API?SPEC?5CT規范中一種高強度N80-Q鋼級的石油套管用鋼及其制造方法。

背景技術

石油套管是油田最常用的石油專用管材（油井管）之一，是油氣田鉆采作業中必不可少的施工材料，在油氣田生產開發過程中占有非常突出的地位。

API?Spec?5CT規定，可以采用無縫管和HFW直縫焊管制造石油套管。與無縫管相比，HFW石油套管具有壁厚均勻、尺寸精度高、射孔性能好、抗擠毀能力強、規格范圍寬、生產效率高、成本低等顯著優勢，可以替代同鋼級無縫套管在油田使用。因此，一直受到油田的青睞。

API?Spec?5CT規定：N80-Q級別石油套管的屈服強度在552-785MPa之間，抗拉強度≥689MPa，伸長率≥19%；0℃時橫向夏比沖擊功≥14J（或縱向夏比沖擊功≥27J）。

為得到這種高強度N80鋼級直縫焊石油套管鋼，從產品設計角度考慮，一般有2種方案。其一，鋼帶產品的熱軋態力學性能直接達到，制成的HFW直縫焊管無需整管熱處理，即API?5CT?N80-1鋼管。其二，鋼帶產品的熱軋態力學性能僅達到API?5CT?J55，制成的HFW直縫焊管需整管調質熱處理，即API?5CT?N80-Q鋼管。與API?5CT?N80-1直縫焊石油套管相比，API?5CT?N80-Q鋼管具有生產合金成本低，制管成型較容易、且焊縫和管體得組織和性能十分接近，提高鋼管整體的產品質量。

在本發明之前，已有一些有關N80-Q鋼級HFW石油套管的文獻或發明專利，但采用中碳添加適量B設計的N80-Q級HFW石油套管報導很少，以下簡單介紹與本發明較為接近的文獻和專利：

1）中國專利CN101376943A，80ksi鋼級直縫焊石油套管用鋼、套管及制造方法。成分中含C：0.15%-0.35%，Mn：0.8%-1.5%，Mo：0.1%-0.5%，制管后進行整管調質熱處理。該專利中添加貴重元素Mo，合金成本高。

2）中國專利CN101643883A，N80、P110、L80鋼級直縫焊石油套管用鋼及套管制造。成分中C：0.10%-0.24%，Mn：1.4%-1.6%，Cr：0.3%-0.6%，Nb：0.12%-0.14%，V：0.08%-0.12%，制管后進行整管調質熱處理。該專利中添加較多貴重元素Nb、V，且含量高，合金成本高。

3）中國專利CN101319292A，高韌性N80油套管及制造方法。成分中C：0.27%-0.32%，Mn：1.10%-1.30%，Cu：≤0.20%，Ni：≤0.20%，Cr：≤0.20%。制管后進行整管調質熱處理。該專利中添加貴重元素Ni、Cu，合金成本高。

4）日本專利JP58199818A，高強度油井用鋼管制造方法。成分中C：0.28%-0.35%，Mn：1.40%-2.00%，Mo：0.1%-0.3%，V：0.02%-0.10%，制管后整管進行正火熱處理。該專利中添加貴重元素Mo，合金成本高。

5）日本專利JP58093821A，油井用電阻焊鋼管的制造方法。成分中C：0.23%-0.26%，Mn：1.8%-2.0%，Cr：0.30%-0.35%，V：0.03%-0.10%，制管后整管進行正火或調質熱處理。該專利中添加貴重元素V，合金成本高；同時Mn、Cr含量也高，造成碳當量偏高（Ceq：0.60%-0.68%），鋼帶的焊接性不良。

6）日本專利JP58199819A，高強度油井用鋼管制造方法。成分中C：0.30%-0.35%，Mn：1.60%-2.00%，V：0.05%-0.09%，制管后整管進行正火熱處理。該專利中C含量偏高，影響鋼帶的沖擊韌性；V含量高，合金成本高；同時Mn含量也高，造成碳當量偏高（Ceq：0.58%-0.70%），鋼帶的焊接性不良。

7）日本專利JP59170223A，正火型均質高強度油井電阻焊鋼管制造方法。成分中C：0.25%-0.40%，Mn：1.20%-1.80%，V：0.01-0.20%，選擇性加入Mo：0.05%-0.50%，Nb：0.01%-0.055%，B：0.0001%-0.0002%，制管后整管進行正火熱處理。該專利中C含量偏高，影響鋼帶的沖擊韌性；當V達到0.18%時，不添加Mo，當V≤0.12%時，添加Mo≥0.22%，V或Mo的合金成本高。