[發(fā)明專利]一種雙相不銹鋼連續(xù)管及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010418526.7
• 申請(qǐng)日: 2020-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111441002A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪海濤;畢宗岳;余晗;鮮林云;劉云;李紅智;劉玉棟;焦煒;黃曉江;趙博;趙建龍;張鵬;王亮;李小龍;王一丞;周云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司;寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C22C38/58
• 分類號(hào): C22C38/58;C22C38/44;C22C38/02;C22C33/04;C21D8/02;C21D1/42;C21D1/74;E21B17/20;B23P15/00
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開(kāi)了一種雙相不銹鋼連續(xù)管及其制造方法，該雙相不銹鋼連續(xù)管的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：Cr：19.5～21.5％、Ni：1.00～3.00％、C：≤0.030％、Si：≤1.00％、S：≤0.030％、P：≤0.040％、N：0.05～0.17％、Mn：4.0～6.0％、Mo：≤0.60％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。制造方法的步驟包括：(1)制造卷板；(2)卷板縱剪和鋼帶接長(zhǎng)；(3)鋼帶成型，利用激光焊接；(4)全管體熱處理，快速冷卻制造不銹鋼連續(xù)管。本發(fā)明雙相不銹鋼連續(xù)管通過(guò)優(yōu)化合金含量，嚴(yán)格控制Ni等貴金屬元素含量，生產(chǎn)的連續(xù)管具有高強(qiáng)度、疲勞壽命好、高塑韌性、耐蝕性能優(yōu)良等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于石油天然氣管材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有高強(qiáng)度、疲勞壽命好、高塑韌性、耐蝕性能優(yōu)良的雙相不銹鋼連續(xù)管及其制造方法。

背景技術(shù)：

連續(xù)管(CT，Coiled tubing)，是一種高強(qiáng)度、高塑性，并具有一定抗腐蝕性能的單根長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)千米的新型油氣管材。由于連續(xù)管技術(shù)具有效率高、成本低、作業(yè)范圍廣、占地面積小等一系列技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和作業(yè)優(yōu)勢(shì)，因此連續(xù)管將在油氣田勘探、開(kāi)發(fā)、作業(yè)、增產(chǎn)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

隨著我國(guó)油氣資源開(kāi)發(fā)力度加大，大量含有H₂S、CO₂等腐蝕介質(zhì)的酸性油氣田被開(kāi)發(fā)。油氣層中H₂S、CO₂、Cl^-含量高，礦化度高，對(duì)連續(xù)管表面腐蝕嚴(yán)重，直接影響油氣田生產(chǎn)，制約了多項(xiàng)采油采氣技術(shù)應(yīng)用。所以國(guó)內(nèi)各大油氣田作業(yè)單位急需大量耐蝕連續(xù)管在含有高H₂S、CO₂、Cl^-等腐蝕介質(zhì)的酸性油氣田中應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中，已發(fā)現(xiàn)奧氏體不銹鋼(如16Cr、304、316)連續(xù)管的報(bào)道，奧氏體不銹鋼連續(xù)管強(qiáng)度較低，單根管柱長(zhǎng)度受限，嚴(yán)重制約連續(xù)管入井深度，應(yīng)用范圍有限。在含有Cl^-的油氣田工況中，奧氏體不銹鋼易發(fā)生孔蝕、應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕、在熱作用下也會(huì)發(fā)生晶間腐蝕。其次在含有高H₂S環(huán)境中，奧氏體不銹鋼點(diǎn)蝕電位低，鈍化膜成分改變，耐蝕性能下降，極大的降低了奧氏體不銹鋼連續(xù)管的使用壽命。

雙相不銹鋼連續(xù)管兼具了鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)良特性，具有較高的強(qiáng)塑性，在H₂S、CO₂、Cl^-等腐蝕介質(zhì)中抗應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕性能較強(qiáng)。“一種雙相不銹鋼連續(xù)油管的制造方法”(CN 201610004312.9)中公布了一種雙相不銹鋼連續(xù)油管的制造方法，該方法中雙相不銹鋼連續(xù)管的合金體系是通過(guò)Ni等貴金屬元素促使管柱金相組織中奧氏體相穩(wěn)定，Ni等貴金屬元素含量較高，Ni含量高達(dá)4.1-6.4％，因此采用該方法生產(chǎn)的雙相不銹鋼連續(xù)管的價(jià)格是碳鋼連續(xù)管的3倍甚至4倍以上，性價(jià)比較低，嚴(yán)重制約雙相不銹鋼連續(xù)管在油氣田開(kāi)發(fā)中大規(guī)模推廣應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中，已發(fā)現(xiàn)采用HFW高頻焊接方式對(duì)成型后的連續(xù)管進(jìn)行焊接，該種焊接方式常伴有金屬氧化物沒(méi)有隨熔融金屬擠出，而被夾在熔合面上形成夾雜物。焊接中加熱溫度高，溫度梯度大易在熱影響區(qū)形成金屬間化物和脆性相組織，大大降低了焊縫綜合力學(xué)性能。并且通過(guò)HFW高頻焊制造的雙相不銹鋼連續(xù)管內(nèi)壁會(huì)形成毛刺，內(nèi)壁毛刺不僅影響管內(nèi)油氣流通內(nèi)徑，而且毛刺周邊易產(chǎn)生微區(qū)溝槽，形成溝槽腐蝕大大降低連續(xù)管使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種雙相不銹鋼連續(xù)管及其制造方法，通過(guò)合金成分的設(shè)計(jì)，并通過(guò)鋼帶對(duì)接、UOE排輥成型、激光焊接、固溶熱處理等多種制造工藝，生產(chǎn)出具有高強(qiáng)度、疲勞壽命好、高塑韌性、耐蝕性能優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼連續(xù)管，適合在含有較高H₂S、CO₂、Cl^-的酸性油氣田環(huán)境中使用。本發(fā)明還提供一種節(jié)鎳經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼連續(xù)管的制造方法。