[發明專利]一種含稀土BT90H鋼級稠油熱采井用套管及軋制方法

無效

• 申請號: 201310409233.2
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103469081A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 馬愛清;劉金;賀景春;張行剛;王金龍;石曉霞;陳鎮方;豐小冬
• 申請（專利權）人: 內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司
• 主分類號: C22C38/28
• 分類號: C22C38/28;C21D8/00;B21B37/74
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 張少華

技術領域

本發明涉及一種含稀土BT90H鋼級稠油熱采井用套管及軋制方法，屬于冶金行業稠油熱采井用無縫鋼管的生產領域。

背景技術

據估計世界常規石油總資源量為3000億噸，除此之外還有稠油、油沙等非常規石油資源，他們總儲量約為八九千噸左右，遼河油田、勝利油田及克拉瑪依油田稠油資源豐富。稠油開采過程中需注入高溫高壓蒸汽，由于稠油具有特殊高粘度和高凝固的特點同時受高溫、應力的綜合作用，稠油油井套損較為嚴重，油井壽命較低。鋼中稀土具有變性作用及微合金化作用，可以改變夾雜物形狀，或者減少夾雜物數量，改善鋼的力學性能，而微合金化作用可以通過稀土固溶來提高材料的綜合力學性能及高溫性能。近年來，油田傾向于采用專門針對稠油開采而特殊設計的非API稠油熱采專用套管。

發明內容

本發明的目的是提供一種含稀土BT90H鋼級稠油熱采井用套管及軋制方法，本發明的套管在以Cr、Mo合金為主的基礎上加入稀土元素，通過一定的軋制方法，使材料強度達到要求的力學性能，同時韌性也得到大幅度提高，還具有更好的高溫力學性能。

本發明技術的方案如下：

一種BT90H鋼級稠油熱采井用套管，其材質的質量百分比化學成分：C0.20-0.30；Si0.10-0.37；Mn0.50-0.70；P≤0.015；S≤0.006；Cr：0.8-1.1；Mo：0.4-0.6，Ti：0.02-0.04，RE：0.0005-0.02，其余為鐵和不可避免的雜質，質量分數共計100%。

所述稀土為La、Ce混合稀土。

該套管C是提高基體強度最經濟最基本的元素，但過高的C會降低材料的韌性，因此要控制C的含量，通過Mn元素的加入來補充C降低帶來強度的下降，其和S形成硫化錳夾雜也可以改善韌性，同時通過低P、S的控制來減小其對韌性的影響，適當的加入Cr、Mo可以提高其淬透性，起到析出強化，提高高溫回火抗性的作用，Ti可以起到細化晶粒的作用，稀土為有意加入的合金元素，加入量為0.0005-0.02%，其可以顯著提高材料的韌性及高溫力學性能。

本發明的套管按照以下工藝流程進行生產：

煉鋼生產工藝：鐵水預處理→頂底復吹轉爐冶煉→LF爐精煉→VD真空脫氣→圓坯連鑄。在冶煉過程中添加硅鈣線使鋼中夾雜物得到變性處理，終脫氧采用有鋁脫氧，在VD前LF后喂預定量稀土絲，并進行真空脫氣，提高鋼的純凈度。

軋制工藝為：圓坯→鋸切→加熱→穿孔→軋管→張力減徑→取樣→冷卻→切頭尾→矯直→檢查→包裝→過磅→入庫。其中穿孔溫度為1250℃-1280℃，軋管溫度為1050℃-1150℃，張減徑溫度為900℃-830℃。

熱處理工藝為：淬火+回火。淬火溫度：880-900℃，保溫時間：60-80分鐘；回火溫度：650℃-660℃，保溫時間：80-100分鐘，矯直溫度≥480℃。

本發明具有如下優點：

1、本發明通過合理的化學成分設計、軋制工藝及淬火+回火熱處理工藝使設計鋼種達到了BT90H鋼級熱采井用套管所要求的力學性能指標。

2、本發明在以Cr、Mo合金為主的基礎上，通過加入稀土元素使材料在達到強度的同時其韌性特別是橫向沖擊韌性得到了大幅度提高，其高溫力學性能都到明顯改善。

附圖說明

圖1是本發明的套管熱處理后材料的組織相片圖。

具體實施方式

煉鋼生產工藝：鐵水預處理→頂底復吹轉爐冶煉→LF爐精煉→VD真空脫氣→圓坯連鑄，全部采用預脫硫鐵水，采用單渣冶煉工藝，終渣堿度≥3.0，終脫氧采用有鋁脫氧，精煉全過程正常吹氬，LF后VD前加入預定量的稀土絲，VD深真空≤0.10Kpa，目標值≤0.06Kpa，深真空時間≥15分鐘；真空處理后喂硅鈣線200米，喂絲后進行15分鐘的軟吹氬時間。

各實施例煉鋼工藝都相同，所不同的是管坯化學成分，對各實施例管坯化學成分檢驗如表1所示：

表1各實施例化學成分（質量百分數/%）