[發明專利]CPE機組生產的150ksi以下鋼級抗CO2腐蝕油井管的制備工藝

有效

• 申請號: 201410687981.1
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104388825A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 李珺;敬磊;郭興邦;郭照生
• 申請（專利權）人: 江蘇常寶鋼管股份有限公司
• 主分類號: C22C38/22
• 分類號: C22C38/22;C21D8/10
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬

技術領域

本發明涉及一種CPE機組生產的150ksi以下鋼級抗CO₂腐蝕油井管的制備工藝，屬于油井管用鋼技術領域。

背景技術

目前，隨著我國石油天然氣開發力度的加大，采集油氣的油井套管和油管面臨著高溫高壓、高含CO₂、Cl-等共存的強腐蝕環境，從而造成油氣田多次發生井下油管斷裂，集氣干線泄漏事故，致使許多油氣田井都在投產一年左右由于此類問題而提前報廢，造成巨大損失，給人民群眾的生命和財產安全造成了嚴重的危害，同時也威脅到了國家能源戰略安全。

現有API?5CT規范中有L80-13Cr油套管產品，能生產的強度為80和95鋼級，最高服役溫度一般為120℃，耐蝕性能小于0.25mm/y。隨著油井和氣井的開發，井深也在不斷增加，井深超過5000米的富含CO₂且超過API標準13Cr鋼管服役條件的油氣井不斷增加，急需耐更高服役溫度(120-150℃)、耐蝕性能更好、強度更高的110鋼級油套管。

現有耐腐蝕用合金油套管用鋼如日本專利昭61-207550、特開平4-224656、特開平11-140594等，其為高Cr合金，也含有較高的鎳和鉬。主要通過增加合金含量特別是Ni和Mo等貴金屬合金，保證耐高溫、CO₂、及微量H₂S腐蝕性能。對于深井要求耐高溫120-150℃、耐CO₂腐蝕而并不要求H₂S腐蝕的環境，高鎳、鉬合金的油套管成本過高。

還有日本專利平4-88152，但其Cr元素的含量在14％-16％之間，屬于15Cr馬氏體不銹鋼范疇，應用環境和制造工藝均有較大區別，而且其強度級別≤100鋼級。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種CPE機組生產的150ksi以下抗CO₂腐蝕油井管的制備工藝，通過該工藝軋制出來的鋼管，表面質量好，尺寸精度高，特別是壁厚均勻度和橢圓度好，能有效提高管體的抗擠毀性能；其次，由于頂管工藝屬于大延伸縱軋，生產出來的鋼管組織性能好，不易產生缺陷，也有利于提高鋼管的抗CO₂腐蝕性能；采用調質熱處理，鋼管力學性能達到150ksi，適合深井超深井開采使用。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種CPE機組生產的150ksi以下抗CO₂腐蝕油井管的制備工藝，該工藝包含如下步驟：

(1)按照各組份和各組份的質量百分比配比通過轉爐冶煉，并將轉爐冶煉后的鋼水進行連鑄連軋成管坯；其中，它的組份和各組份的質量百分比如下：C:0.13％～0.23％；Si:0.11％～0.41％；Mn:0.8％～1.0％；Cr:5.0％～6.0％；Mo:0.05％～0.45％；Al:0.02％～0.04％，其余為Fe和不可避免的雜質，總計100％；

(2)管坯準備：對管坯進行扒皮后，再檢驗管坯表面并去除缺陷，再斷料形成多個分管坯，將分管坯進行冷定心；

(3)管坯加熱：將斷料后的分管坯首先進行預熱，并保溫一定時間；再將預熱后的分管坯進行加熱，并保溫一定時間；其中，第二次加熱的加熱溫度控制在1200℃～1250℃；

(4)穿孔：將加熱后的分管坯進行穿孔處理，形成毛管，并控制穿孔后的毛管溫度為1200℃～1220℃，然后將毛管進行穿芯棒和縮口處理；

(5)頂管：進入頂管機組前保持毛管溫度不低于1180℃，并均勻地噴上潤滑劑，將穿有芯棒的毛管通過頂管機組上連續布置并且孔型直徑逐漸減少的輥模對毛管進行連續延伸軋制，形成荒管；

(6)松脫棒：將帶有芯棒的荒管經過松棒機和脫棒機處理后，芯棒脫出后的荒管進行冷卻，再在其杯底熱鋸切；

(7)再加熱：再將經過步驟(6)處理后的荒管進入再加熱爐進行再加熱處理；其中，再加熱處理的環境溫度為940℃～960℃；

(8)減徑：將再加熱后的荒管通過高壓水除磷后，經過微張力減徑機組通過其上連續布置并且減徑孔型逐漸減少的減徑輥模對荒管進行軋制，達到所需中間品尺寸外徑的鋼管；

(9)冷卻：再將鋼管在冷床上冷卻處理；

(10)冷軋：將經過步驟(9)冷卻處理后的中間品鋼管經過軟化處理、檢驗修磨、酸洗、再次檢驗修磨、潤滑、磷化后，進行冷軋達到所需成品鋼管尺寸；