[發明專利]適合體積壓裂頁巖氣/油用125ksi套管的制備方法

有效

• 申請號: 202010361023.0
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111485163B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 張哲平;吳永超;張旭;周家祥;吳亮亮;安盛岳;任曉鋒;張進;趙春新;黃進
• 申請（專利權）人: 天津鋼管制造有限公司
• 主分類號: C22C33/06
• 分類號: C22C33/06;C21D1/18;C21D1/30;C21D6/00;C21D8/06;C21D9/08;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/50;C22C38/60
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 張文華

1.適合體積壓裂頁巖氣/油用125ksi套管的制備方法，其特征是：所述套管包括如下重量百分比的各組分：

C：0.24～0.28；Si：0.17～0.35；Mn：0.55～0.70；P≤0.014；S≤0.003；Ni≤0.20；Cr：0.90～1.05；Mo：0.60～0.65；Cu≤0.20；Al：0.01～0.04；V：0.09～0.13；Ti≤0.05；Bi≤0.0100；Pb≤0.0100；Sb≤0.0100；As≤0.0100；Sn≤0.0100；且(Bi+Pb+Sb+As+Sn)≤0.0250；余量為Fe；

所述套管的制備方法包括如下步驟：

煉鋼：以廢鋼為主要原料，兌入質量比為10％～40％的鐵水，用電弧爐將廢鋼熔化成鋼水，經爐外精煉和真空脫氣獲得要求的化學成分，經連鑄工序，澆鑄成連鑄坯；

軋制：進行正公差軋制，精確控制斜軋穿孔，PQF三輥限動芯棒連軋和熱定徑工序降低外徑不圓度和壁厚不均度；具體軋制工序為：將冷卻后的鑄坯鋸切，在環形加熱爐內加熱，爐溫為1280℃～1300℃，熱定心溫度為1235℃～1255℃,熱穿孔溫度為1200℃～1230℃，PQF三輥連軋溫度為1030℃～1100℃，定徑張減，冷床冷卻，矯直，漏磁探傷，成品成分分析，表面質量檢驗，幾何尺寸檢驗，鋸切；

熱處理：采用均勻控溫的淬火加回火的熱處理工藝對套管進行熱處理；套管在步進式淬火爐加熱，淬火溫度為900℃±10℃，保溫后，經高壓水除磷裝置除去套管表面氧化鐵皮，淬火介質為水，采用整體浸入式將套管送入循環水中，加外淋、內噴和旋轉的冷卻方式，之后套管進入步進式回火爐回火，回火溫度為670℃±10℃，保溫后，套管出回火爐在空氣冷卻；

熱處理后，定徑，熱矯直處理，去應力退火，冷卻，超聲波探傷，理化性能檢驗，表面質量檢驗，幾何尺寸檢驗。

2.根據權利要求1所述的適合體積壓裂頁巖氣/油用125ksi套管的制備方法，其特征是：對所述套管進行熱處理時，采用整體浸入式將套管送入循環水中，加外淋、內噴和旋轉的冷卻方式，具體的：調整好內噴嘴角度處于最佳位置，外淋水流量1200-1500m³，外淋水壓力0.2MPa，外淋時間17-22s，內噴水流量800-1000m³，內噴水壓力0.3MPa，內噴時間15-20s，套管全部浸入水中后，套管旋轉的同時，外淋開始，外淋啟動時間早于內噴啟動2s，內噴開始，15-20s之后外淋和內噴同時結束，隨之旋轉結束。

3.根據權利要求1所述的適合體積壓裂頁巖氣/油用125ksi套管的制備方法，其特征是：軋制后進行漏磁探傷時的探傷級別F2；熱處理后進行超聲波探傷，探傷級別U2。

4.根據權利要求1所述的適合體積壓裂頁巖氣/油用125ksi套管的制備方法，其特征是：熱處理后，熱矯直處理時的熱矯直溫度在520℃～550℃；熱矯直后，經520℃±10℃去應力退火處理。

5.根據權利要求1所述的適合體積壓裂頁巖氣/油用125ksi套管的制備方法，其特征是：所述套管非金屬夾雜物級別指標為：A類細系：≤1.0級；A類粗系：≤0.5級；B類細系：≤1.5級；B類粗系：≤1.0級；C類細系：≤1.0級；C類粗系：≤0.5級；D類細系：≤1.0級；D類粗系：≤1.0級。

6.根據權利要求1所述的適合體積壓裂頁巖氣/油用125ksi套管的制備方法，其特征是：所述套管總延伸強度Rt0.65為950～1068MPa，抗拉強度≥1000MPa；延伸率≥20％；180℃溫度下總延伸強度Rt0.65≥862MPa；-10℃縱向全尺寸夏比V型缺口沖擊值≥90J，縱向韌性剪切面積百分比100％；-10℃橫向全尺寸夏比V型缺口沖擊值≥70J，橫向韌性剪切面積百分比100％。

7.根據權利要求1所述的適合體積壓裂頁巖氣/油用125ksi套管的制備方法，其特征是：所述套管為回火索氏體，晶粒度≥8.0級；所述套管硬度值≤38.0HRC，同一象限內硬度變化范圍≤2.0HRC；所述套管殘余應力≤150MPa，抗外擠強度≥156.7MPa。

8.根據權利要求1所述的適合體積壓裂頁巖氣/油用125ksi套管的制備方法，其特征是：所述套管外徑公差帶控制：+0.6mm～1.5％，壁厚公差帶控制：-3～17％，外徑不圓度≤0.5％，壁厚不均度≤10％。