[發明專利]油井用不銹鋼及油井用不銹鋼管

有效

• 申請號: 201380014977.2
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN104204253B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 中塚信二郎;大江太郎;天谷尚;高部秀樹;乙咩陽平;富尾悠索;妹尾昌尚;大村朋彥;近藤邦夫
• 申請（專利權）人: 新日鐵住金株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C22C38/52;C22C38/54;C21D9/08
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術領域

本發明涉及油井用不銹鋼及油井用不銹鋼管，更詳細而言，涉及能夠在高溫的油井環境、天燃氣井環境(以下，稱為高溫環境)下使用的油井用不銹鋼和油井用不銹鋼管。

背景技術

本說明書中，將油井和天燃氣井統稱為“油井”。因此，本說明書中，“油井用不銹鋼”包括油井用不銹鋼和天燃氣井用不銹鋼。“油井用不銹鋼管”包括油井用不銹鋼管和天燃氣井用不銹鋼管。

本說明書中，只要沒有特別的限定，“高溫”是指150℃以上的溫度。本說明書中，只要沒有特別的限定，涉及元素的“％”是指“質量％”。

以往的油井環境含有二氧化碳(CO₂)和/或氯離子(Cl-)。因此，以往的油井環境下，通常利用含有13％的Cr的馬氏體系不銹鋼(以下，稱為13％Cr鋼)。13％Cr鋼的二氧化碳腐蝕耐性優異。

最近開展了深層油井的開發。深層油井具有高溫環境。高溫環境包含二氧化碳或者二氧化碳和硫化氫氣體。這些氣體為腐蝕性氣體。因此，對于深層油井所使用的油井用鋼要求有高于13％Cr鋼的強度和耐蝕性。

二相不銹鋼的Cr含量高于13％Cr鋼。因此，二相不銹鋼具有高于13％Cr鋼的強度和耐蝕性。二相不銹鋼例如為含有22％的Cr的22％Cr鋼、含有25％的Cr的25％Cr鋼。二相不銹鋼雖然具有高的強度和高的耐蝕性，但大量含有合金元素，所以價格昂貴。

日本特開2002-4009號公報、日本特開2005-336595號公報、日本特開2006-16637號公報、日本特開2007-332442號公報、國際公開第2010/050519號和國際公開第2010/134498號提出了與上述二相不銹鋼不同的其他的不銹鋼。這些文獻所公開的不銹鋼含有最大17～18.5％的Cr。

日本特開2002-4009號公報中提出了具有860MPa以上的屈服強度、高溫環境下具有二氧化碳腐蝕耐性的油井用高強度馬氏體系不銹鋼。該文獻所公開的不銹鋼的化學組成含有11.0～17.0％的Cr、和2.0～7.0％的Ni，此外滿足Cr+Mo+0.3Si-40C-10N-Ni-0.3Mn≤10。該不銹鋼的金相組織主要為馬氏體，還含有10％以下的殘留奧氏體。

日本特開2005-336595號公報提出了具有高強度、230℃的高溫環境下具有二氧化碳腐蝕耐性的不銹鋼管。該文獻所公開的不銹鋼管的化學組成含有15.5～18％的Cr、1.5～5％的Ni、和1～3.5％的Mo，滿足Cr+0.65Ni+0.6Mo+0.55Cu-20C≥19.5，滿足Cr+Mo+0.3Si-43.5C-0.4Mn-Ni-0.3Cu-9N≥11.5。該不銹鋼管的金相組織含有10～60％的鐵素體相和30％以下的奧氏體相，剩余部分為馬氏體相。

日本特開2006-16637號公報提出了具有高強度、在超過170℃的高溫環境下具有二氧化碳腐蝕耐性的不銹鋼管。該文獻所公開的不銹鋼管的化學組成含有15.5～18.5％的Cr、和1.5～5％的Ni，滿足Cr+0.65Ni+0.6Mo+0.55Cu-20C≥18.0，滿足Cr+Mo+0.3Si-43.5C-0.4Mn-Ni-0.3Cu-9N≥11.5。該不銹鋼管的金相組織可以含有奧氏體相，也可以不含有奧氏體相。

日本特開2007-332442號公報提出了具有965MPa以上的高強度、在超過170℃的高溫環境下具有二氧化碳腐蝕耐性的不銹鋼管。該文獻所公開的不銹鋼管的化學組成以質量％計含有14.0～18.0％的Cr、5.0～8.0％的Ni、1.5～3.5％的Mo和0.5～3.5％的Cu，滿足Cr+2Ni+1.1Mo+0.7Cu≤32.5。該不銹鋼管的金相組織含有3～15％的奧氏體相，剩余部分為馬氏體相。

國際公開第2010/050519號提出了即便在200℃這樣高溫的二氧化碳環境中也具有充分的耐蝕性、此外即便在原油或氣體的回收被暫時停止而導致油井或天燃氣井的環境溫度降低時也具有充分的硫化物應力開裂耐性的不銹鋼管。該文獻所公開的不銹鋼管的化學組成含有大于16％～18％的Cr、大于2％～3％的Mo、1～3.5％的Cu、和3～小于5％的Ni，Mn和N滿足[Mn]×([N]-0.0045)≤0.001。該不銹鋼管的金相組織以馬氏體相為主體，含有以體積分數計為10～40％的鐵素體相和以體積分數計為10％以下的殘留γ相。