[發(fā)明專(zhuān)利]具備高強(qiáng)度高韌性及抗SSC性能的無(wú)縫鋼管及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710472639.3
• 申請(qǐng)日: 2017-06-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107385349B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝凱意;夏文斌;趙映輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 衡陽(yáng)華菱鋼管有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/22
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/22;C22C38/26;C22C38/06;C22C38/02;C22C38/04;F16L9/02;B21C37/06
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;謝湘寧

本發(fā)明提供了一種具備高強(qiáng)度高韌性及抗SSC性能的無(wú)縫鋼管及制備方法。相對(duì)于其總重量而言，無(wú)縫鋼管包括0.15～0.30％的C元素、0.15～0.60％的Si元素、0.40～1.0％的Mn元素、0.60～1.5％的Cr元素、0.80～1.50％的Mo元素、0.035～0.085％的Nb元素、0.008～0.035％的Al元素、0～0.012％的P元素、0～0.003％的S元素、0～0.0020％的O元素、0～0.0050％的N元素和0～0.0002％的H元素和余量的Fe元素。將上述各元素的比例限定在上述范圍內(nèi)，有利于發(fā)揮各元素間的協(xié)同作用，使得制得的無(wú)縫鋼管兼具優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和抗SSC性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼管制造領(lǐng)域，具體而言，涉及一種具備高強(qiáng)度高韌性及抗SSC性能的無(wú)縫鋼管及制備方法。

背景技術(shù)

硫化氫氣體是油氣資源開(kāi)采過(guò)程中常見(jiàn)的酸性氣體。世界油氣井中大約1/3含有硫化氫氣體。我國(guó)許多油田如四川、長(zhǎng)慶、華北、新疆、江漢等油田的油氣層中都含有硫化氫氣體。近年，隨著腐蝕性低的淺井不斷枯竭，腐蝕性高的高壓深井開(kāi)發(fā)數(shù)量在不斷增加，對(duì)油井和氣井中所使用的油套管提出了更加苛刻的服役性能要求。

普通油套管用于含H₂S的油氣資源開(kāi)采時(shí)，油套管在使用應(yīng)力和H₂S氣體的作用下，往往會(huì)在受力遠(yuǎn)低于其本身的屈服強(qiáng)度時(shí)就突然發(fā)生脆斷(這種現(xiàn)象稱(chēng)為硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，簡(jiǎn)稱(chēng)SSC)，從而造成油套管或整口井的報(bào)廢。

深井/超深井以及更加復(fù)雜和嚴(yán)酷的服役條件對(duì)油井用無(wú)縫鋼管提出了更高的要求：油井用無(wú)縫鋼管既要具有很高的強(qiáng)度和抗開(kāi)裂性能，以承受井下高溫高壓等惡劣的工況條件，同時(shí)還要具有一定的抗硫化氫應(yīng)力腐蝕性能。

一般鋼管材料隨著強(qiáng)度的提高，沖擊韌性和抗SSC性能會(huì)有一定程度的削弱。隨著屈服強(qiáng)度超過(guò)125ksi，特別是達(dá)到140/150ksi，鋼的韌性和抗SSC性能的指標(biāo)往往更加難以達(dá)到。油井用無(wú)縫鋼管耐SSC性能與沖擊韌性主要取決于鋼材的化學(xué)成分、微觀組織和鋼中夾雜物的數(shù)量、大小和分布狀態(tài)等。因此，超深井用超高強(qiáng)度抗硫化氫應(yīng)力腐蝕套管的開(kāi)發(fā)難度較大，被稱(chēng)為是世界性的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種具備高強(qiáng)度高韌性及抗SSC性能的無(wú)縫鋼管及制備方法，以解決現(xiàn)有的無(wú)縫鋼管無(wú)法兼具高強(qiáng)度、高韌性和優(yōu)異的抗SSC性的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一個(gè)方面提供了一種無(wú)縫鋼管，相對(duì)于無(wú)縫鋼管的總重量而言，無(wú)縫鋼管包括0.15～0.30％的C元素、0.15～0.60％的Si元素、0.40～1.0％的Mn元素、0.60～1.5％的Cr元素、0.80～1.50％的Mo元素、0.035～0.085％的Nb元素、0.008～0.035％的Al元素、0～0.012％的P元素、0～0.003％的S元素、0～0.0020％的O元素、0～0.0050％的N元素和0～0.0002％的H元素和余量的Fe元素。

進(jìn)一步地，相對(duì)于無(wú)縫鋼管的總重量而言，無(wú)縫鋼管包括0.30～0.45％的Si元素。

進(jìn)一步地，相對(duì)于無(wú)縫鋼管的總重量而言，無(wú)縫鋼管包括0.025～0.035％的Al元素。

進(jìn)一步地，Si元素與Al元素的重量比為25～34:2。

進(jìn)一步地，相對(duì)于無(wú)縫鋼管的總重量而言，無(wú)縫鋼管包括0.70～0.85％的Mn元素。

進(jìn)一步地，相對(duì)于無(wú)縫鋼管的總重量而言，無(wú)縫鋼管包括0.95～1.15％的Cr元素。

進(jìn)一步地，相對(duì)于無(wú)縫鋼管的總重量而言，無(wú)縫鋼管包括0.85～0.98％的Mo元素。

進(jìn)一步地，相對(duì)于無(wú)縫鋼管的總重量而言，無(wú)縫鋼管包括0.050～0.085％的Nb元素。