[發明專利]提高低溫沖擊韌性的油套管用鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202110733910.0
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113502435B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 吳剛;劉志璞;姜學鋒;董志鵬;文小明;韓宇;許學力;李霞;陳紅遠;馬思遠;呂建勛
• 申請（專利權）人: 本鋼板材股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/06;C22C38/58;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/42;C22C38/46;C21D8/10;C22C33/04;C21C7/00
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 霍光旭

本發明是關于一種提高低溫沖擊韌性的油套管用鋼及其制備方法，其中，油套管用鋼按質量百分比包括：C：0.03～0.07％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.50～2.0％，S：≤0.005％，P：≤0.010％，Al：0.015～0.055％，O：0.0002～0.0010％，N：≤0.0015％，Ca：0.0020～0.0040％，Nb：0.050～0.10％，Ti：0.03～0.06％，Cr：0.25～0.45％，Ni：0.10～0.30％，Cu：0.10～0.50％，Nb+V+Ti≤0.15％，Re：0.05～0.15％，其余為Fe和其他不可避免的雜質，其中，Re由Ce：48％，La：32％，Pr：5％，Nd：5％，Pm+Sm+Eu+Gd：8％，其余為Fe和其他不可避免的雜質組成。能夠顯著提高低溫環境下鋼的耐沖擊韌性。

技術領域

本發明涉及耐候鋼生產技術領域，尤其涉及一種提高低溫沖擊韌性的油套管用鋼及其制備方法。

背景技術

隨著我國石油工業的發展，深井開采所用的油套管對鋼材的性能提出了更高的要求，由于特殊的應用領域和使用環境(井下溫度一般在-40℃以下，甚至更低)，要求鋼板具有良好的低溫沖擊韌性、優良的成形性能、焊接性能和更高的強度等，在鉆井過程中油套管起封隔地層和防止井壁坍塌的作用，是一次性消費的鉆井管材，油套管因其復雜的使用環境，API Spec 5CT對油套管生產及使用有嚴格的要求。

長期以來，國內油套管大部分依賴進口，隨著鋼的微合金化和控軋控冷技術的發展，高級別的熱軋板卷獲得了優良的綜合性能，九十年代國外開始用熱軋板卷制造直縫電阻焊(ERW)套管替代傳統的無縫鋼管，獲得了成功，取得了良好的經濟效益。據美國石油協會統計，直縫電阻焊套管已占石油套管總量的60％以上，據日本的統計資料，ERW 焊接方法生產的套管占70％，其他工業發達國家的直縫電阻焊套管與無縫套管產量比至少為3：7，直縫焊套管的優勢主要在于它的幾何尺寸精度高、壁厚均勻、在地下服役時其抗擠毀和抗壓潰的能力較同鋼級無縫套管高10～15％。

由于油套管一般在低溫環境下使用，用戶要求即要具有高強度，又要具有良好的低溫沖擊韌性、焊接性能和成形性能，隨著煉鋼工藝技術進步，鋼中的氧、氮、氫氣和硫、磷含量已經控制到較低的水平，但在鋼中仍存在夾雜物超標、成分波動過大現象，這種連鑄坯經軋制后會生成連續的、長條狀非金屬夾雜物缺陷，有的會造成邊裂、翹皮等質量問題，這些缺陷對鋼的韌性，特別是低溫沖擊韌性的影響巨大，目前通過消除鋼中夾雜物和有害氣體的不利影響，改善低溫沖擊韌性的手段有限。

因此，有必要開發一種提高低溫沖擊韌性的油套管用鋼及其制備方法，能夠顯著提高低溫環境下鋼的耐沖擊韌性。

發明內容

本發明旨在解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

為此本發明提出了一種提高低溫沖擊韌性的油套管用鋼及其制備方法。

有鑒于此，本發明的一方面提出了一種提高低溫沖擊韌性的油套管用鋼，所述油套管用鋼按質量百分比包括：C：0.03～0.07％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.50～2.0％，S：≤0.005％， P：≤0.010％，Al：0.015～0.055％，O：0.0002～0.0010％，N：≤0.0015％，Ca：0.0020～0.0040％， Nb：0.050～0.10％，Ti：0.03～0.06％，Cr：0.25～0.45％，Ni：0.10～0.30％，Cu：0.10～0.50％， Nb+V+Ti≤0.15％，Re：0.05～0.15％，其余為Fe和其他不可避免的雜質，其中，Re由Ce： 48％，La：32％，Pr：5％，Nd：5％，Pm+Sm+Eu+Gd：8％，其余為Fe和其他不可避免的雜質組成。

進一步地，所述油套管用鋼的厚度為2.0mm至16.0mm。

進一步地，所述油套管用鋼的抗拉強度700MPa至740MPa，屈服強度640MPa至670MPa，斷后伸長率29％至33％。