[發(fā)明專利]一種調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310173162.0
• 申請(qǐng)日: 2013-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN103266216A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓禮紅;王航;王建軍;李方坡;潘志勇;王建東;謝斌;田志華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所;中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): C21D9/08
• 分類號(hào): C21D9/08
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬工程材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝。

背景技術(shù)

在石油行業(yè)中應(yīng)用的鋼管主要包括鉆桿、油管、套管。按照現(xiàn)行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，鉆桿及部分小口徑的油管和套管具有管端加厚及熱處理工序，使其能夠用于承受載荷的錯(cuò)配。就大多數(shù)油管、套管而言，管體和管端具有統(tǒng)一的外徑和壁厚，在管端加工螺紋并與接箍連接后成為終端產(chǎn)品。在對(duì)這些油管、套管進(jìn)行最終熱處理時(shí)都是整體調(diào)制處理，經(jīng)過這樣的處理之后，管體和管端通常具有同樣的強(qiáng)度，但是，由于接箍的強(qiáng)度高于管體和管端，加上管端螺紋連接部位的應(yīng)力集中效應(yīng)，管端很容易發(fā)生變形，甚至斷裂、脫扣等失效，導(dǎo)致油田生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)損失。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種能夠消除管端強(qiáng)度薄弱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)鋼管高強(qiáng)度合理錯(cuò)配的調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝。

本發(fā)明提供的調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝包括以下步驟：

S1：第一階段整管調(diào)質(zhì)處理；

S2：第二階段管端調(diào)質(zhì)處理；其中，

S21：采用感應(yīng)加熱爐，將步驟S1所得的鋼管首次入爐進(jìn)行奧氏體化處理，入爐管端長(zhǎng)度為200mm～300mm，加熱溫度為880℃～940℃，保溫1min～3min后出爐，

S22：將步驟S21所得的鋼管進(jìn)行水冷，

S23：將步驟S22所得的鋼管二次入爐進(jìn)行回火處理，入爐管端長(zhǎng)度為350mm～400mm，加熱溫度為580℃～630℃，保溫3min～5min后出爐，

S24：對(duì)步驟S23所得的鋼管進(jìn)行水冷。

作為優(yōu)選，所述步驟S1包括以下步驟：

S11：將鋼管整體加熱至880℃～940℃，保溫45min～90min，

S12：將步驟S11所得的鋼管整體入水，完成奧氏體化和淬火，

S13：將步驟S12所得的鋼管整體加熱至580℃～660℃，保溫45min～90min，完成回火，

S14：將步驟S13所得的鋼管入水冷卻，完成冷卻。

作為優(yōu)選，所述步驟S11中，對(duì)鋼管整體加熱采用的加熱爐是通用的整體加熱爐。

作為優(yōu)選，所述步驟S23中回火溫度上限低于所述步驟S13中回火溫度上限。

作為優(yōu)選，所述步驟S22中，對(duì)步驟S21所得的鋼管進(jìn)行水冷是采用內(nèi)噴外淋的方式完成的。

作為優(yōu)選，所述步驟S24中，對(duì)步驟S23所得的鋼管進(jìn)行水冷是采用內(nèi)噴外淋的方式完成的。

本發(fā)明提供的調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝可以實(shí)現(xiàn)調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管管體和管端的強(qiáng)度錯(cuò)配，管端強(qiáng)度和韌性均高于管體，管端和管體之間的過渡區(qū)強(qiáng)度及韌性均高于管體但低于管端，鋼管形成強(qiáng)度錯(cuò)配的性能分布，同時(shí)伴隨著韌性的錯(cuò)配分布。強(qiáng)度錯(cuò)配分布消除了現(xiàn)有產(chǎn)品管端因螺紋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力集中而易于變形甚至斷裂的薄弱點(diǎn)，提高了鋼管的服役安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1～4提供的調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝路線示意圖；

圖2為鋼管的不同部位結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為采用本發(fā)明實(shí)施例1～4提供的調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝處理的鋼管的不同部位屈服強(qiáng)度結(jié)果示意圖；

圖4為采用本發(fā)明實(shí)施例1～4提供的調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝處理的鋼管的不同部位沖擊韌性結(jié)果示意圖；

圖5為采用本發(fā)明實(shí)施例1～4提供的調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝處理的鋼管的不同部位晶粒度級(jí)別結(jié)果示意圖；

圖6為采用本發(fā)明實(shí)施例1～4提供的調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝處理的鋼管的管體部分金相結(jié)構(gòu)圖；

圖7為采用本發(fā)明實(shí)施例1～4提供的調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝處理的鋼管的過渡區(qū)部分金相結(jié)構(gòu)圖；

圖8為采用本發(fā)明實(shí)施例1～4提供的調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝處理的鋼管的管端部分金相結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

參見附圖1，本發(fā)明提供的調(diào)質(zhì)態(tài)石油鋼管強(qiáng)度錯(cuò)配熱處理工藝包括以下步驟：