[发明专利]110钢级耐CO2及微量硫化氢腐蚀不锈钢油井管用钢

说明书

技术领域

本发明涉及油井管用钢，特别涉及一种110钢级高强度、抗高温(150-180℃)、CO₂及微量硫化氢和氯离子腐蚀的油井管用钢。

背景技术

API标准L80-13Cr油套管强度为80-95钢级，最高服役温度一般为120℃，耐蚀性能在0.125mm～0.25mm/y之间，使用在井深不超过4000米的含二氧化碳的油气井中。随着油井和气井的开发，井深也在不断增加，井深超过5000米的富含CO₂和微量硫化氢且强度超过API标准13Cr钢管服役条件的油气井不断增加，急需耐更高服役温度(150℃)、耐蚀性能更好(二氧化碳和微量硫化氢)、强度更高的油套管如110钢级油套管。为满足高的强度和高耐蚀性要求，国外各大钢管厂纷纷研制出耐高温高二氧化碳和微量硫化氢腐蚀的非标110-13Cr不锈钢油套管，如川崎的KO-HP2-13Cr110，住友的低碳SM13CRM-110等，其化学成分及性能如表1所示。

表1

现有耐腐蚀用合金不锈钢油套管用钢参见表2，其中：

专利特开平4-224656适用于100-150℃，强度要求90-100钢级，0.007Mpa硫化氢不开裂；昭61-207550、特开平11-140594等，强度等级不超过100钢级，具有抗二氧化碳、硫化氢和氯离子腐蚀性能。但上述川崎和住友公司的非标13Cr均含有较高的镍和钼，专利中提到的高Cr合金部分专利如昭61-207550、特开平4-224656、特开平11-140594等设计强度不超过100钢级，同时也含有较高的镍和钼。主要通过增加合金含量特别是Ni和Mo等贵金属合金，保证耐高温、CO₂、及微量H₂S腐蚀性能。但添加高镍、钼合金的油套管成本过高。

表2

 

CSiMnpSCrNiMoCuAlNB(Ti)VFe昭61-207550           (689Mpa)   0.03      /0.20     ≤1.0     ≤1.012    /140.5   /6 0.5     /4.0≤        0.006    平衡特开平                  4-224656                (620-689Mpa)     0.02      /0.05          ≤0.3                   0.3/1.2            ≤        0.025     ≤        0.003   12    /14  3   /5    0.5     /1.5     0.01      /0.05     0.03      /0.08        平衡    特开平          8-120415        (551Mpa)     0.15      /0.22          ≤1.0         0.25    /1.0     ≤        0.020     ≤        0.010   12    /14            ≤0.03           0.015     /0.03        平衡    特开平            11-140594         (无)                 ≤0.05                ≤0.5               ≤1.5                 ≤0.03           ≤        0.001   10    /14  4   /7  1   /3  1   /2    0.06    /0.3            ≤0.08           0.5S      /0.05        平衡    平4-88152           (≤689Mpa)0.08      /0.25     ≤1.0     ≤2.0      ≤0.04      ≤0.0114    /160.5     /3.00.1     /1.00.03      /0.100.05      /0.30    平衡昭61-69947          (≤723Mpa)0.1     /0.3     ≤1.0     ≤2.012.5      /13.5      ≤0.02(Ti)少      量        少量    平衡特开        2003-105441 (655～862Mpa            )           (-40，30J以 上)                   0.15      /0.25                    ≤1.0                  0.1     /1.0                      ≤0.03                      ≤        0.005           11    /14                  ≤0.5                         ≤0.1                            ≤0.07                              ≤0.15                        平衡