[發明專利]射孔槍用無縫鋼管

在審

• 申請號: 201510042526.0
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104651726A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 許才斌;汪勇;敬磊;梁旭;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: C22C38/26
• 分類號: C22C38/26
• 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

本發明涉及一種射孔槍用無縫鋼管，主要用于制作溫度≤200℃、壓力≤200MPa的油氣井下使用的射孔槍槍體，屬于無縫鋼管技術領域。

背景技術

目前，隨著油氣勘探領域的不斷深入，深井、超深井的應用不斷增多。如在四川盆地、塔里木等一些勘探區域的探井井深超過7000m，最深達到8000m，地層壓力、溫度均超高。如何保證射孔槍在超高溫超高壓條件下不發生變形、破裂甚至斷裂失效，射孔槍槍體材料的承載能力非常關鍵。

目前，國外對深井、超深井的開發工作已持續很多年，如斯倫貝謝公司已開發有適合于5in套管作業的86型超高壓射孔器材，擠毀壓力達到了25000psi(172MPa)，能夠完成超高溫超高壓長時間井下停留的射孔作業。國內對超深井射孔器材展開的研究不多，材質的選用上也集中于32CrMo4、35CrMo等常規低合金鋼種，主要是通過增加射孔槍管的壁厚以提升鋼管的抗擠強度。由于增加了壁厚，一方面增加了射孔槍的重量，另一方面也增加了射孔槍的加工、彈架的安裝、射孔等方面的難度。

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，提供一種射孔槍用無縫鋼管，它不僅能夠提高管體的抗擠強度，達到抗200MPa壓力的能力，可以在200℃環境下使用，并且提高了管體的沖擊韌性，保證了管體射孔不開裂。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種射孔槍用無縫鋼管，它的組份和各組份的質量百分比如下：

C:0.22％～0.3％；Si:0.2％～0.4％；Mn:0.4％～1.0％；P：0＜P≤0.012％，S：0＜S≤0.005％，Cr:0.3％～0.9％；Nb：0.02％～0.1％；Mo:0.4％～1％；V：0.02％～0.1％；Al:0.01％～0.04％，其余為Fe和不可避免的雜質，總計100％。

本發明還提供了一種射孔槍用無縫鋼管的制備工藝，該工藝的步驟如下：

(a)按照各組份和各組份的質量百分比配比，經過冶煉和連續鑄造后得到管坯；

(b)在CPE機組上進行無縫鋼管的軋制，步驟如下：

(b1)管坯在環形爐中加熱到1280℃～1290℃；

(b2)再經過穿孔、CPE頂管、再加熱和張力減徑成最終尺寸要求后得到鋼管半成品；

(c)鋼管半成品再在900℃～920℃溫度下進行水淬后，在645℃～655℃溫度下進行回火，經過后處理后得到成品。

進一步，在所述的步驟(a)中，采用廢鋼、生鐵和配料首先在電爐里初煉，接著經過爐外精煉，再進行鈣處理，然后真空脫氣處理，緊接著弧形連鑄，再經過管坯冷卻和精整后得到管坯；其中，在此過程中確保滿足各組份和各組份的質量百分比要求。

采用了上述技術方案后，本發明配比中的各組份作用如下：碳(C)：作為鋼種最經濟、最基本的強化元素，通過固溶強化與析出強化提升管體強度，但碳含量增加對沖擊韌性有負面影響，所以本發明含碳量控制在0.22％～0.30％；錳(Mn)：通過固溶強化提高鋼的強度，并提高鋼的淬透性，通過擴大γ相區，降低鋼的γ-α相變溫度，有助于獲得更細小的相變產物，達到提高鋼的沖擊韌性目的，本發明錳含量控制在0.40％～1.00％；鉻(Cr)：鉻可以提高鋼的淬透性、以及高溫機械性能，并具有抗氧化性、耐腐蝕性，但同時降低鋼的塑性和韌性。本發明鉻含量控制在0.30％～0.90％；鉬(Mo)：鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力，還可以抑制由于Ⅱ類回火脆性。在較高回火溫度下，形成彌散分布的特殊碳化物，有二次硬化作用。本發明鉬含量控制在0.40％～1.00％；鈮(Nb)：鈮與碳、氮、氧等都有極強的結合力，并與之形成相應的極為穩定的化合物，細化晶粒，降低鋼的過熱敏感性與回火脆性，另外能提高鋼的熱強性，本發明鈮含量控制在0.02％～0.10％；釩(V)：強碳化物及氮化物形成元素，在α鐵中無限固溶，固溶于奧氏體中提高鋼的淬透性，并通過細小的碳化物顆粒的彌散分布，達到細化晶粒的目的，本發明釩含量控制在0.02％～0.10％。綜上所述，通過提升管體的抗擠強度達到抗最高200MPa壓力的能力，通過添加Mo等耐高溫合金元素可以在最高200℃環境下使用，管體射孔后膨脹≤4.5mm，同時管體橫向半尺寸沖擊韌性(0℃)達到45J以上，可以保證管體射孔不開裂。

具體實施方式

為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例，對本發明作進一步詳細的說明。

實施例一

一種射孔槍用無縫鋼管，它的組份和各組份的質量百分比如下：