[發明專利]一種耐高溫氧腐蝕不銹鋼、套管及其制造方法

有效

• 申請號: 201710774037.3
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN109423574B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 齊亞猛;張春霞;張忠鏵;陸明和
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/06;C21D1/25;C21D8/10;C21D9/08
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發明公開了一種耐高溫氧腐蝕不銹鋼，其化學元素質量百分比為：C：0.10～0.20％、Si：0.1～0.5％、Mn：0.1～0.9％、Cr：7～10％、Ni：0.15～3.0％、Mo：0.05～0.5％、Al：0.01～0.04％，余量為Fe和其他不可避免的雜質；所述耐高溫氧腐蝕不銹鋼具有單一的回火馬氏體組織，所述耐高溫氧腐蝕不銹鋼的表面具有鈍化膜，所述鈍化膜內含有Cr、Ni和Mo元素。此外，本發明還公開一種耐高溫氧腐蝕不銹鋼套管及其制造方法。該耐高溫氧腐蝕不銹鋼套管的屈服強度≥700MPa，其沖擊韌性≥100J，且其耐受500℃以上環境下的O₂和CO₂共存的腐蝕。

技術領域

本發明涉及一種不銹鋼、套管及其制造方法，尤其涉及一種耐高溫不銹鋼、套管及其制造方法。

背景技術

我國稠油資源分布很廣，地質儲量達1640Mt，其中陸地稠油約占石油總資源的20％以上。稠油突出的特點是含瀝青質、膠質較高。膠質、瀝青質含量較高的稠油產量約占原油總產量的7％。稠油是一種全新的稠油熱采技術，稠油熱采井較深，具有注汽溫度高、注汽壓力大的特點。目前，稠油開采主要采取單井蒸汽吞吐、多井蒸汽驅、火驅等稠油熱采工藝。蒸汽驅稠油熱采工藝因其施工操作簡單成為油田首選的稠油開采方式，但該方法原油采收率低(約30％)、能源消耗大，且國內稠油主產區均已進入蒸汽驅采油后期，單井產能遞減快、經濟效益差局面日益凸顯，轉變稠油開采方式逐漸成為各稠油產區的首要任務?；痱尦碛蜔岵晒に嚥墒章矢?約70％)、能源消耗低、溫室氣體排放少，近年來作為蒸汽驅稠油熱采的替代工藝，逐漸被油田采用。然而火驅稠油熱采工藝對井下油套管提出了很高的要求。油層段套管使用環境溫度為450～500℃，對套管材料的高溫強度有特殊要求，同時套管在高溫富氧環境下使用，需要具備優異的抗氧化腐蝕性能。同時，原油燃燒產生CO₂氣體。因此，井下管件要具有一定的高溫強度，同時兼顧優良的耐高溫氧和CO₂等環境腐蝕能力。高溫的氧氣和CO₂共存環境下的腐蝕問題是本技術要解決的主要難點，通常在鍋爐、石化和核電領域通常采用奧氏體不銹鋼或者鎳基合金來解決氧化腐蝕的問題，但對于石油開采領域來說，這種方案的經濟性是油田無法接受的。

公開號為CN101748330A，公開日為2010年6月23日，名稱為“一種耐熱套管用鋼及其制造方法”的中國專利文獻公開了一種耐熱套管用鋼。在該專利文獻所公開的技術方案中的套管其強度可以滿足350℃蒸汽驅用稠油開采對套管強度的要求，但無法滿足500℃火驅對耐腐蝕性能和機械性能的要求。

公開號為CN103469085A，公開日為2013年12月25日，名稱為“一種含稀土稠油熱采井專用石油套管及其生產方法”的中國專利文獻公開了一種含稀土稠油熱采井專用石油套管及其生產方法。在該專利文獻所公開的技術方案所涉及的石油套管其強度可以滿足350℃蒸汽驅用稠油開采對套管強度的要求，但無法滿足500℃火驅對耐CO₂和O₂環境腐蝕的能力。

公開號為CN106319367A，公開日為2017年1月11日，名稱為“SAGD法開采稠油用125ski高強韌石油套管及其制造方法”的中國專利文獻公開了一種SAGD法開采稠油用125ksi高強韌石油套管及其制造方法，然而該專利文獻所公開的技術方案所涉及的石油套管在350℃環境溫度下，屈服強度不低于800MPa，抗外擠變形能力強，實際抗擠毀性能高于API計算值56％以上。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種耐高溫氧腐蝕不銹鋼，該耐高溫氧腐蝕不銹鋼滿足500℃以上有CO₂和O₂的環境下機械性能和腐蝕性能要求，且該耐高溫氧腐蝕不銹鋼的屈服強度不低于500MPa。

為了實現上述目的，本發明提出了一種耐高溫氧腐蝕不銹鋼，其化學元素質量百分比為：