[發(fā)明專利]一種抗硫化物應力腐蝕油套管材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011007640.7
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN111979498B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 鄧敘燕
• 申請（專利權）人: 達力普石油專用管有限公司
• 主分類號: C22C38/18
• 分類號: C22C38/18;C22C33/04;C21C7/10;C21D1/19;C21D8/10
• 代理公司: 石家莊國為知識產(chǎn)權事務所 13120
• 代理人: 李坤

本發(fā)明公開一種抗硫化物應力腐蝕油套管材料及其制備方法，油套管材料成分的重量百分比為：0.20％≤C≤0.25％、0.15％≤Si≤0.35％、0.7％≤Mn≤0.9％、1.3％≤Cr≤1.5％、0.015％≤Al≤0.04％、P≤0.01％、S≤0.001％、T.O≤0.001％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)，且[C]×[Cr]≤3.5×10^?5。本發(fā)明提供的油套管材料合金成分體系簡單，沒有加入昂貴的Mo、Nb、V等合金元素，采用精確的化學成分設計和獨特的制備工藝，通過鋼水純凈度的提高彌補合金元素含量少的影響，制備的油套管材料不但具有較高的強度，同時還具有優(yōu)異的抗硫化物應力腐蝕性能。

技術領域

本發(fā)明涉及油套管制造技術領域，尤其涉及一種抗硫化物應力腐蝕油套管材料及其制備方法。

背景技術

據(jù)國際權威機構(gòu)預測，從2000-2030年世界石油的需求量年均增加可達1.6％，2030年石油的需求量將達到57.69億噸；天然氣的需求量年均增長2.4％，2030年將達到42.03億噸油當量。隨著石油和天然氣需求量的快速增長，僅對普通不含H₂S油氣井的開發(fā)已經(jīng)滿足不了需求，因此，需要增加對含H₂S油氣井的開采。我國中石化的西北局、南方勘探、田川油田，以及中石油的普光氣田、長慶油田、塔里木油田都含有不同程度的H₂S氣體，其中，如川東地區(qū)的油氣田中，油氣中H₂S的含量高達15％-18％。

普通油井管在服役應力和H₂S的作用下，往往會在受力遠低于其本身屈服強度時突然發(fā)生脆斷(這種現(xiàn)象稱為硫化氫應力腐蝕)，導致H₂S隨著原油、天然氣一同外溢，對周圍生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的破壞。目前，腐蝕問題已經(jīng)成為制約我國石油工業(yè)安全、穩(wěn)定、高效化生產(chǎn)和儲運的主要瓶頸。我國石油與石化行業(yè)由于腐蝕造成的損失約占石油工業(yè)產(chǎn)業(yè)的6％左右，70％的油氣管失效都來源于腐蝕問題。因此，我國石油工業(yè)迫切需要開發(fā)具有優(yōu)異抗H₂S腐蝕性能的油套管。

但是，現(xiàn)有的抗硫化物應力腐蝕油套管材料的合金成分體系復雜，一般需要加入Mo、Nb、V、Ti等多種合金元素，且制造工藝復雜，成本較高。目前，我國鋼鐵行業(yè)已經(jīng)進入綠色低碳的軌道，為了減少資源和能源消耗，同時提高企業(yè)自身的競爭力，必須研發(fā)成本低、抗H₂S腐蝕性能可靠的油套管。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有油套管材料合金體系復雜以及制造成本較高的問題，本發(fā)明提供一種抗硫化物應力腐蝕油套管材料及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案是：

一種抗硫化物應力腐蝕油套管材料，其成分重量百分比為：0.20％≤C≤0.25％、0.15％≤Si≤0.35％、0.7％≤Mn≤0.9％、1.3％≤Cr≤1.5％、0.015％≤Al≤0.04％、P≤0.01％、S≤0.001％、T.O≤0.001％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；

且油套管材料中Cr和C含量的重量百分比符合以下關系式：[C]×[Cr]≤3.5×10^-5，其中，[C]表示油套管材料中C含量的重量百分比，[Cr]表示油套管材料中Cr含量的重量百分比；

所述油套管材料是通過以下方法制備得到：將煉鋼原料依次經(jīng)電弧爐熔煉、VD真空處理、鋼包精煉、連續(xù)澆鑄、軋制和熱處理，得所述抗硫化物應力腐蝕油套管材料；

其中，VD真空處理工序，在鋼包底部通入氬氣，將鋼液在預設真空度處理預設時間，溢出40-60wt％的鋼渣，然后再吊往鋼包精煉工序。

上述所述軋制工序具體包括：將連續(xù)澆鑄工序所得的連鑄圓坯經(jīng)環(huán)形爐加熱、穿孔后制成毛管、毛管經(jīng)軋制后得到荒管、荒管經(jīng)微張力減徑得到軋制態(tài)鋼管。