耐硫化氢腐蚀的高强韧性石油套管及其制造方法

摘要

本发明公开了一种耐硫化氢腐蚀的高强韧性石油套管及其制造方法，旨在提供一种能够满足含硫化氢气体的深油气层开采的需要，耐冲击性能高的石油套管及其制造方法。按重量百分比的组成为：C：0.15～0.20％、Si：0.1～0.2％、Mn：0.4～0.6％、Cr：0.6～0.8％、Mo：1.2～1.6％、Al：0.01～0.05％、Ti：0.002～0.05％、V：0.05～0.10％、Nb：0.005～0.015％、Ca：0.0003～0.005％、B：＜0.002％、P≤0.015％、S≤0.005％、N：0.003～0.010％，余量的Fe，Mo、V、Cr和Mn的添加量满足12V+1-Mo≥0、Mo-(Cr+Mn)≥0。该石油套管通过综合控制公式控制锰、铬和钼的含量，通过优化设计各成份含量提高了耐硫化氢腐蚀的能力和冲击韧性。

主权项

一种耐硫化氢腐蚀的高强韧性石油套管，其特征在于，按重量百分比由下述成分组成：C：0.15～0.20％、Si：0.1～0.2％、Mn：0.4～0.6％、Cr：0.6～0.8％、Mo：1.2～1.6％、Al：0.01～0.05％、Ti：0.002～0.05％、V：0.05～0.10％、Nb：0.005～0.015％、Ca：0.0003～0.005％、B：<0.002％、P≤0.015％、S≤0.005％、N：0.003～0.010％，余量的Fe，其中Mo、V、Cr和Mn的添加量满足12V+1‑Mo≥0、Mo‑ (Cr+Mn)≥0； 上述的耐硫化氢腐蚀的高强韧性石油套管通过下述方法制造： (1)配料冶炼： 采用海绵铁和废钢做炼钢原料，用电弧偏心炉熔化成钢水，经炉外精炼和真空脱气方法，再经Ca处理，得到制造石油套管的钢水； (2)上述钢水连铸成管坯，管坯冷却后装入加热炉，管坯在1210—1220℃加热保温不低于10小时，管坯的热定心温度为1120—1150℃，管坯热穿孔温度为1050～1100℃，连轧的终轧温度不低于1000℃，定减径轧制的终轧温度不低于950℃； 管坯的加热采用环形加热炉，环形加热炉沿圆周方向上分成7个控制区，预热段占一个控制区，加热段占四个控制区，均热段占一个控制区，出料段占一个控制区，其中，预热段的温度为540±20℃，加热段的温度为1210±5℃，均热段温度为1215±5℃，管坯的加热温度曲线是一条渐进1215℃的抛物线； (3)完成定减径轧制的荒管在冷床上冷却至650—670℃，然后采用淬火与2次回火相结合的热处理工艺，加热到淬火温度后，保温15分钟后，进行淬火处理，淬火介质为油性淬火液，淬火温度为910℃±30℃；一次回火温度在680～720℃下保温30分～50分钟，采用空冷，二次回火温度在550℃～590℃下保温60分～90分钟，空冷；石油套管热处理后，经二次热定径和热矫直处理得到耐硫化氢腐蚀的高强韧性石油套管，二次热定径温度在550～600℃之间，热矫直温度在500℃～540℃之间。