[發明專利]一種TC4鈦合金油井管的制造工藝

有效

• 申請號: 201610060120.X
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN107012363B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 畢宗岳;程逞;張峰;趙勇;韋奉;李周波;李遠征;何石磊;王亮;梁航;白鶴;魯碧為;周新義;汪強;楊曉龍;徐凱
• 申請（專利權）人: 寶雞石油鋼管有限責任公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C1/02;C22F1/18;B21C37/06
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種TC4鈦合金油井管的制造工藝，其工藝過程包括：將TC4鈦合金熔煉3次，經鍛造后得到Φ150～Φ200mm的棒坯；采用中頻感應爐加熱棒坯至960～1050℃進行穿孔，得到毛管；穿孔后在800～870℃保溫30min～1h退火處理；采用三輥軋制機對毛管進行3～4次軋制，得到荒管；采用中頻感應爐加熱到800～900℃對荒管進行熱張力減徑，得到管徑為73～90mm，厚度為5.5～7.5mm的成品管；最后在850～920℃保溫1h爐冷至550℃后空冷至室溫。采用本發明制造的鈦合金油井管，不僅可以得到不同規格尺寸的油井管，而且所得油井管節約成本、表面質量好，無起皮等缺陷。

技術領域：

本發明涉及鈦合金加工技術領域，具體涉及一種TC4鈦合金油井管的制造工藝。

背景技術：

目前，國內油井管所用的材料多數為鎳基合金，隨著對油氣資源需求的不斷高漲，加強了對超深、高溫、高壓、高腐蝕環境等極端苛刻油氣田的勘探開發力度，油氣生產對油井管管材的性能有了更高的要求，尤其是抗腐蝕性能。鎳基合金已經不能滿足生產現狀的需求，而鈦合金憑借著優良的性能，如低密度、高的比強度、耐蝕性好、低溫性能好等受到了廣泛的關注。

在國內，鈦合金無縫管的研究已經非常成熟，但是只有少數的鋼管制造商對鈦合金在油井管應用方面進行展開研究。2013年1月16日公布的公布號為CN 102876922 A的發明專利，專利名稱為高強高韌耐腐蝕環境的鈦合金油井管及其制造方法，該發明的制造方法為冶煉-穿孔-退火-冷軋-退火處理，這種制造方法及其工藝參數只是針對該發明的鈦合金成分的研究，對于其他化學成分的鈦合金油井管沒有實用價值。2013年10月9日公布的公布號為CN 103341491 A的發明專利，專利名稱為一種鈦合金中厚壁油井管的生產方法，該生產方法包括冶煉、加熱穿孔、冷軋、減徑和退火處理幾個步驟，該發明加熱穿孔后直接進行冷軋，使得鋼管內表面由于加熱穿孔過程中產生的殘余應力在冷軋的作用下產生微裂紋。2014年7月23日公布的公布號為CN 103934269 A的發明專利，專利名稱為一種TC4鈦合金無縫管及其生產方法，該專利的生產方法為加熱、定心、穿孔、斜軋、定徑、空冷，整個生產過程對管體進行連續加熱，生產成本高。

發明內容：

為了克服上述技術問題，本發明的目的是提供一種TC4鈦合金油井管的制造工藝，該制造工藝，不僅可以得到不同規格尺寸的油井管，而且所得油井管的表面質量好，節約成本。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種TC4鈦合金油井管的制造工藝，其具體步驟為：

步驟一：熔煉和鍛造

按照TC4鈦合金各個化學成分的重量百分比：Al：5.5～6.8、V：3.5～4.5、Fe≤0.3、C≤0.10、N≤0.05、O≤0.20、H≤0.015、Ti余量，進行原料配比，采用真空自耗電弧熔煉爐進行熔煉，熔煉的次數為3次，熔煉后經鍛造制成Φ150～Φ200mm的棒坯；

步驟二：穿孔

穿孔前采用中頻感應爐對棒坯進行加熱，加熱溫度為960～1050℃；加熱完后采用斜軋穿孔制成(Φ152～Φ203)×(13～19)mm的毛管；

步驟三：熱處理和軋制

軋制前對毛管進行真空退火處理，退火工藝為：在800～870℃保溫30min～1h；退火后采用三輥軋制機對毛管進行3～4道次軋制，道次之間采用上述退火工藝進行退火，最后得到(Φ130.7～Φ170.5)×(9.2～12.34)mm的荒管；

步驟四：熱張力減徑

將軋制后得到的荒管經中頻感應爐加熱到800～900℃，以0.3～1.0m/s的速度進入24架減徑機進行熱張力減徑，得到管徑為73～90mm，厚度為5.5～7.5mm的成品管；

步驟五：熱處理