[發(fā)明專利]油井管用高強度不銹鋼無縫管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380028317.X
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN104379774B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 宮田由紀夫;石黑康英;石川和俊;中橋哲
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C21D8/10
• 分類號: C21D8/10;C21D9/08;C22C38/00;C22C38/58
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 盛曼,金龍河

技術領域

本發(fā)明涉及油井用無縫鋼管(seamless steel tube for Oil Country Tubular Goods)，特別涉及兼具優(yōu)良的低溫韌性(low-temperature toughness)和優(yōu)良的耐腐蝕性(corrosion resistance)的高強度不銹鋼無縫管。

背景技術

近年，為了應對原油價格的高漲、在不遠的將來可預料到的石油資源的枯竭(exhaustion of petroleum)，在世界范圍內一直在積極地開發(fā)尚未被探明的深層油田(deep oil well)、暫且被放棄開發(fā)的腐蝕性強的酸性氣田(sour gas field)等。對于這樣的油田、氣田而言，通常深度深，并且形成其氣氛也為高溫且含有CO₂、Cl^-等的嚴苛的腐蝕環(huán)境(corrosion environment)。因此，作為這種油田、氣田的開采中使用的油井用鋼管，要求強度高而且耐腐蝕性優(yōu)良的鋼管。

在含有CO₂、Cl^-等的嚴苛的腐蝕環(huán)境下的油田、氣田中，以往一直使用13％Cr馬氏體系不銹鋼管作為油井用鋼管。但是，通常的13％Cr馬氏體系不銹鋼存在在含有大量Cl^-且超過100℃的高溫環(huán)境下不耐用的問題。

因此，在這種高溫的腐蝕環(huán)境下，一直使用雙相不銹鋼管(duplex stainless tube)。但是，雙相不銹鋼管存在合金元素量多、熱加工性差、只能通過特殊的熱加工法來制造并且價格昂貴這樣的問題。

針對這種問題，例如，在專利文獻1中記載了一種耐腐蝕性優(yōu)良的油井用高強度不銹鋼管的制造方法，其中，將鋼管原材通過熱加工制成預定尺寸的鋼管，制管后，以空冷以上的冷卻速度冷卻至室溫，對該鋼管實施如下的淬火-回火處理(quenching-tempering)：再加熱至850℃以上的溫度后，以空冷以上的冷卻速度冷卻至100℃以下，接著加熱至700℃以下的溫度，所述鋼管原材具有如下組成：以質量％計含有C：0.005～0.05％、Si：0.05～0.5％、Mn：0.2～1.8％、Cr：15.5～18％、Ni：1.5～5％、Mo：1～3.5％、V：0.02～0.2％、N：0.01～0.15％、O：0.006％以下，并且滿足下述(1)式和下述(2)式，

Cr+0.65Ni+0.60Mo+0.30W+0.55Cu-20C≥19.5…(1)

(在此，Cr、Ni、Mo、W、Cu、C為各元素的含量(質量％))

Cr+Mo+0.50W+0.30Si-43.5C-0.4Mn-Ni-0.3Cu-9N≥11.5…(2)

(在此，Cr、Mo、W、Si、C、Mn、Ni、Cu、N為各元素的含量(質量％))。

根據專利文獻1所記載的技術，能夠穩(wěn)定地制造即使在13％Cr馬氏體系不銹鋼所無法耐受的、含有更高濃度的CO₂、Cl^-等且達到更高溫度的約200℃的嚴苛腐蝕環(huán)境下也具有充分的耐腐蝕性、并且強度高的油井用不銹鋼管。

另外，在專利文獻2中記載了一種不銹鋼管的制造方法，其中，對鋼坯進行熱加工而制成鋼管，接著實施淬火回火處理，所述鋼坯以質量％計含有C：0.001～0.05％、Si：0.05～1％、Mn：2％以下、Cr：16～18％、Ni：3.5～7％、Mo：大于2％且為4％以下、Cu：1.5～4％、稀土元素：0.001～0.3％、sol.Al：0.001～0.1％、Ca：0.0001～0.3％、N：0.05％以下、O：0.05％以下，或者進一步含有選自由Ti：0.5％以下、Zr：0.5％以下、Hf：0.5％以下、V：0.5％以下組成的組中的1種或2種以上。根據專利文獻2所記載的技術，能夠制造即使在達到約230℃的高溫的嚴苛腐蝕環(huán)境下也具有充分的耐腐蝕性、并且強度高的油井用不銹鋼管。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005-336595號公報

專利文獻2：日本專利第4577457號公報

發(fā)明內容

發(fā)明所要解決的問題

最近，對深度深的油井、氣井進行開采的情況增加，為了防止來自地層的壓力導致油井管被壓壞，要求厚壁的油井管。專利文獻2記載的技術中，存在如下問題：在壁厚大于25.4mm的厚壁的情況下，韌性降低，不能兼具所期望的高韌性和高強度。