[發(fā)明專利]油氣田用130KSI、135KSI級別耐蝕鉆具鋼及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710269733.9
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107177797B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵淑艷;孔祥偉;顧鐵;胡紹鑫;冀鸰;李蕓;黃鎮(zhèn);聶愛誠
• 申請（專利權(quán)）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C38/44
• 分類號: C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/42;C22C38/06;C22C38/04;C22C38/02;C22C33/04;C21D6/00;C21D9/22
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波

1.一種油氣田用130KSI、135KSI級別耐蝕鉆具鋼的制造方法，其特征在于：采用連鑄代模鑄方式冶煉生產(chǎn)，首先冶煉原料依次經(jīng)KR鐵水預(yù)處理、電爐/轉(zhuǎn)爐初煉、LF爐精煉、VD/RH爐真空脫氣、連鑄得到300mm×340mm、390×510mm或￠600mm尺寸的矩形或圓形連鑄坯；

鋼水冶煉過程中，鋼水的最終化學(xué)元素成分按質(zhì)量百分比計為C：0.25～0.40％，Si：0.20～0.45％，Mn：0.95～1.50％，Cr：1.35～1.90％，S：≤0.002％，P：≤0.008％，Mo：0.75～1.30％，Ni：0.10～0.30％，V：0.05～0.25％，Nb：0.010～0.050％，Cu：0.10～0.30％，Al：≤0.050％，Ca:0.0005～0.0050％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素；

連鑄坯550℃以上入坑緩冷，緩冷時間60小時以上；緩冷并拋丸處理后的連鑄坯在弱氧化性氣氛加熱爐內(nèi)加熱至1200～1280℃，根據(jù)鑄坯尺寸不同控制鑄坯加熱保溫時間5-20小時；出爐后的連鑄坯經(jīng)高壓水除鱗后進(jìn)入粗軋-中軋-精軋機(jī)組進(jìn)行軋制，鑄坯開軋溫度為1150-1230℃，軋材終軋溫度900-980℃；

軋后棒材500℃以上入坑緩冷，溫度降至180℃以下出坑冷卻；

將冷卻后的棒材進(jìn)行離線去應(yīng)力退火，退火保溫溫度為670～720℃，保溫后的棒材爐冷至300℃以下出爐空冷；退火后棒材表面剝皮處理滿足超聲波探傷：ASTM A388標(biāo)準(zhǔn)FBH＝3.2mm及表面探傷：標(biāo)的N-0.3mm；

探傷合格的棒材直接熱處理或加工為半成品鉆具零件后再熱處理，工藝如下：正火加熱溫度為920～980℃，在爐時間為200～600min，保溫段溫度控制精度：±10℃，控制爐子輥速不大于550mm/min；淬火加熱溫度為860～940℃，在爐時間為300～600min，保溫段溫度控制精度：±8℃，控制爐子輥速不大于500mm/min，使用淬火環(huán)水淬，水溫控制20-35℃；回火加熱溫度為570～650℃，保溫段溫度控制精度：±5℃，在爐時間為400～600min，控制爐子輥速不大于200mm/min，出爐后空冷或水冷至室溫，產(chǎn)品形式為圓鋼。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣田用130KSI、135KSI級別耐蝕鉆具鋼的制造方法，其特征在于：所述淬火和回火工藝是在天然氣加熱的輥底式連續(xù)爐中進(jìn)行的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣田用130KSI、135KSI級別耐蝕鉆具鋼的制造方法，其特征在于：所述圓鋼最大直徑可達(dá)300mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣田用130KSI、135KSI級別耐蝕鉆具鋼的制造方法，其特征在于：利用所生產(chǎn)的鉆具鋼制造的鉆具產(chǎn)品熱處理后性能滿足：

①135KSI鋼級鉆具機(jī)械性能規(guī)范：屈服強(qiáng)度：931-1034MPa，抗拉強(qiáng)度≥1000MPa，延伸率≥13％，斷面收縮率≥40％，-20℃低溫夏比沖擊功≥42J，全截面硬度302-352HBW；

②130KSI鋼級鉆具機(jī)械性能規(guī)范：屈服強(qiáng)度：897-1069MPa，抗拉強(qiáng)度≥1000MPa，延伸率≥13％，斷面收縮率≥40％，-20℃低溫夏比沖擊功≥54J，全截面硬度302-341HBW。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣田用130KSI、135KSI級別耐蝕鉆具鋼的制造方法，其特征在于：利用所生產(chǎn)的鉆具鋼制造的鉆具產(chǎn)品熱處理后性能滿足耐H₂S腐蝕性要求：美國NACETM0177標(biāo)準(zhǔn)抗硫化氫應(yīng)力腐蝕試驗檢測方法A，在飽和H₂S溶液中預(yù)加載70％名義屈服應(yīng)力(70％SMYS)條件下720小時不斷裂。