[發明專利]一種稠油熱采用的鋼管和成型方法

有效

• 申請號: 201410737324.3
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104593682A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 曹晶晶;趙文武;李河宗
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C21D8/10
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及油田用鋼管的生產領域，尤其涉及一種稠油熱采用的鋼管和成型方法。

背景技術

隨著石油開采技術的不斷提高，一些特殊油藏越來越引起石油工作者的重視。由于稠油在石油資源中所占比例較大，因此如何開采稠油，使之成為可動用儲量，是石油界一直探究的問題。自20世紀60年代開采稠油以來，稠油開采技術有了突飛猛進的發展，到目前為止，已形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驅、火燒油層等為主要開采方式的稠油熱采技術。其中蒸汽吞吐是目前應用最多的，發展前景比較好的一種稠油熱采方法。

利用蒸汽吞吐工藝開采過程中，鋼管被固定在井筒中處于約束狀態，不能自由膨脹和收縮，在注入高溫高壓蒸汽階段鋼管由于受熱膨脹和受約束而承受很大的壓應力，停注采油時，由于降溫收縮松弛而承受很大的拉應力，鋼管反復承受高的拉-壓應力而極易損壞。普通API?P110套管，其制管材料為C-Mn鋼，熱穩定性差，溫度從室溫到350℃，P110套管材料的屈服強度和抗拉強度一般下降25％。根據各大高密度油油田套損率調查結果表明，高密度油熱采井的套損率平均為30％以上，局部區塊達到70％，列油田套管損壞率之首。因此，要求采稠油用的鋼管具有高溫強度高，熱穩定性能好，強度和韌性搭配良好的性能，開發適合稠油開采的鋼管具有重要意義。

發明內容

本發明提供了一種稠油熱采用的鋼管和成型方法。該鋼管的室溫性能：抗拉強度≥865MPa，屈服強度760～880MPa，延伸率≥20％，屈強比≤0.93；該鋼管0℃的縱向全尺寸沖擊性能≥70J；該鋼管350℃的高溫拉伸性能：抗拉強度≥720MPa，屈服強度≥600MPa，屈強比≤0.85。

本發明所采用的技術方案是：

一種稠油熱采用的鋼管和成型方法，該鋼管成分為(質量百分數)：C：C：0.19％～0.25％、Si：0.17％～0.45％、Mn：0.55％～0.85％、P：≤0.008％、S：≤0.004％、Cr：0.95％～1.50％、V：0.03％～0.1％、Ti：0.02％～0.04％、Cu：≤0.20％、Al：0.015％～0.03％、B：0.0006％～0.003％，其余為Fe和不可避免雜質。不可避免的雜質包括：Sb、Bi、Pb、AS、Sn、O、H、N，其中：Sb≤0.007％，Bi≤0.003％，Pb≤0.005、AS≤0.012％、Sn≤0.010％、As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.035％、O≤15PPm、H≤1.5PPm、N≤80PPm。

所述的鋼管制造過程：轉爐冶煉、爐外精煉、真空脫氣、連鑄、鋼坯加熱、鋼管軋制、調質處理、矯直。

所述的鋼坯冶煉：鐵水先經轉爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，并喂Al線，鋼液溫度1610℃～1660℃時，進行VD爐真空處理，真空度50Pa～75Pa，真空前加入Si-Ca塊，真空保持時間35min～40min，采用這種方式冶煉保證了鋼質的純凈度，鋼液溫度在1530℃～1560℃時，連鑄成圓管坯，冷卻到室溫。

所述的鋼管軋制：圓管坯加熱到1200℃～1260℃，穿孔前溫度1160℃～1180℃，連軋前溫度980℃～1120℃，張力減徑前溫度800℃～880℃。

所述的調質處理：淬火溫度為870℃～910℃，水冷；回火溫度為615℃～645℃，空冷。

所述的矯直：回火后趁溫，在200℃～400℃時，將鋼管矯直。

本發明的有益成果：

采用本發明生產的鋼管，具有優良的室溫性能，強度和韌性配合好，且具有高溫強度高，熱穩定性能好的特點；成分中不刻意加入Mo、W等貴重元素，降低了成本，適合用于稠油的熱采領域。

具體實施方式

實施例1

規格為φ177.8×9.19稠油熱采用的鋼管成分為(質量百分數)：C：0.20％、Si：0.25％、Mn：0.6％、P：0.006％、S：0.002％、Cr：1.4％、Cu：0.02％、Al：0.02％、V：0.08％、Ti：0.02％、B：0.001％，其余為Fe和不可避免雜質。

規格為φ177.8×9.19稠油熱采用的鋼管的雜質為(質量百分數)：不可避免的雜質包括：Sb、Bi、Pb、AS、Sn、O、H、N，其中：Sb：0.002％，Bi：0.0001％，Pb：0.0004、AS：0.007％、Sn：0.002％、O：10PPm、H：1.2PPm、N：60PPm。

規格為φ177.8×9.19稠油熱采用的鋼管的制造過程包括以下步驟：