[发明专利]一种CT70级连续油管用钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CT70级连续油管用钢、CT70级连续油管用钢的制造方法，特别是适合钻井、测井、完井等油田作业领域使用的连续油管用钢的化学成分和制造方法。 

背景技术

连续油管(Coiled Tubing，简称CT)是一种缠绕在滚筒上，可连续下入或从油井起出的一整根无螺纹联接的长油管，又称为挠性油管、蛇形管或盘管。连续油管广泛应用于钻井、修井、测井、输油等石油行业的各领域。世界上几大连续油管主要制造商均集中在美国，它们是Quality Tubing公司(优质油管公司)，Precision Technology公司(精密管技术公司)，Southwestern Pipe公司(西南管子公司)。我国目前无连续油管用钢的生产和制造厂家。 

随着我国先进连续油管作业车的不断引进，以及广泛开展与国外的技术交流，连续油管的相关技术在我国得到了迅速的发展，其应用也由当前的常规修井、测井作业发展到钻井、集输管线等领域。但是，国内所使用的连续油管主要依赖于进口，所以开发国内连续油管用钢迫在眉睫。 

连续油管用材主要有碳钢、调质钢和稀有材料等，其中稀有材料，例如钛合金，有质量轻和强度高等优点，但价格贵，是普通钢制连续油管的6倍。 

日本专利JP2001303206公开了一种具有抗疲劳、抗氢致裂纹和抗二氧化碳腐蚀的可以用来输送油气的连续油管用不锈钢的制造技术。该专利采用不锈钢的成分设计，其化学成分(Wt％)为：C：0.001～0.04、Si：≤1.0、Mn：0.1～3.0、P：≤0.04、S：≤0.005、Cr：9～15、Nb：0.001～0.10、V：0.005～0.10、Ti：0.005～0.10、Ni：0.7～8、Mo+W/2：0.2～3.0、Al： 0.001～0.20、N：≤0.05、Zr：0.005～0.10，该专利中含有较高的Cr(9～15％)和Ni(0.7～8％)合金元素，同时还添加了稀土元素Zr，成本较高。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种CT70级连续油管用钢及其制造方法。 

本发明是这样实现的：一种CT70级连续油管用钢，其化学成分按重量百分比计为：C：0.035～0.200、Si：0.10～0.60、Mn：0.45～1.80、Cr：0.30～1.50、Nb：0.015～0.100、Ti：0.01～0.03、V：0.01～0.10、Mo：≤0.30、P：≤0.015、S：≤0.005、Cu：≤0.30、Ni：≤0.30、Al：0.01～0.05、Ca：≤0.005，余量为Fe及不可避免的夹杂。 

本发明连续油管用钢化学成分设计的选择原因如下： 

碳C：最基本的强化元素。碳溶解在钢中形成间隙固溶体，起固溶强化的作用，与强碳化物形成元素形成碳化物析出，则起到沉淀强化的作用。但太高的C对钢的延性、韧性和焊接性能不利，同时影响Nb的强化效果度，C太低降低钢的强度。所以C控制在0.035％～0.200％。 

硅Si：主要是以固溶强化形式提高钢的强度，同时也是钢中的脱氧元素，但含量过高会恶化钢材的焊接性能，因此控制在0.10～0.60％。 

锰Mn：通过固溶强化提高钢的强度，是钢中补偿因C含量降低而引起强度损失的最主要且最经济的强化元素。Mn还是扩大γ相区的元素，可降低钢的γ→α相变温度，有助于获得细小的相变产物，可提高钢的韧性。本钢种Mn含量为0.45％～1.80％。 

铌Nb：是现代微合金钢中最主要的元素之一，对晶粒细化的作用十分明显。通过热轧过程中NbC应变诱导析出阻碍形变奥氏体的回复、再结晶，经控制轧制和控制冷却使非再结晶区轧制的形变奥氏体组织在相变时转变为细小的相变产物，使钢具有高强度和高韧性。Nb含量太低强化作用不明显，另外由于受C含量的限制，太高的Nb也发挥不了作用，因此Nb含量控制在0.015％～0.100％。 

铬Cr：提高钢的淬透性的重要元素，有效提高钢的强度，而且Cr含量在0.20％以上时，能有效改善钢的耐腐蚀性能；但太高的铬和锰同 时加入钢中，会导致低熔点Cr-Mn复合氧化物形成，在热加工过程中形成表面裂纹，同时会严重恶化焊接性能。本发明中Cr含量应限定在0.30％-1.50％。