[发明专利]3Cr油井管及其生产方法

说明书

技术领域

一种3Cr油井管及其生产方法，涉及酸性油气田用3Cr油井管及其制造方法，属于冶金技术领域。

背景技术

含H₂S和CO₂酸性油气田钻探开发的钻井、完井、采油、采气等领域所使用的耐酸高抗H₂S+抗CO₂腐蚀的油套管，主要使用的都是经济型高抗H₂S+抗CO₂耐腐蚀油管或套管。如我国的长庆、四川、塔里木等油气田，天然气中都含有不同程度的H₂S和CO₂，所使用的油套管均要求既抗H₂S又要抗CO₂腐蚀。由于现场工况大多数油气井中的H₂S和CO₂含量及其分压不高，不足以选用价格昂贵(10倍以上)的镍基合金油井管或镍铬合金油井管，完全可以采用经济型抗H₂S+抗CO₂ 3Cr油井管，并且在模拟工况条件(H₂S和CO₂共存的高温高压腐蚀环境)下具有良好的耐腐蚀性能。

中国专利201010231451.8涉及3Cr无缝钢管及其制造方法，化学成分按重量百分比计：C：0.1％～0.2％、Si：0.1％～0.5％、Mn：0.3％～0.8％、Cr：2％～4％、Mo：0.3％～0.6％、Ti：0.0024％～0.024％、Al：0.01％～0.004％、P：0～0.03％、S：0～0.03％，余量为Fe及不可避免杂质；提供一种淬透性高、晶粒细化的无缝钢管。专利00125882.6涉及一种抗CO₂及海水腐蚀油套管用低合金钢：按重量百分比计，其化学成分配比为：C：0.01％～1.0％、Si：0.1％～1.0％、Mn：0.1％～2.0％、Cr：0.5％～5.0％、Mo：0.01％～1.0％、Cu：0.005％～0.25％，稀土：0.005％～0.25％；其余为Fe和不可避免的杂质。该油套管钢材为低碳合金钢，成本较低，能为油田所接受。

综合来看，国内外文献所涉及的3Cr无缝钢管的力学性能不是很理想，且成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种经济型高淬透性、高晶粒度的3Cr油井管及其生产方法。

本发明的技术方案：一种3Cr油井管，所述3Cr油井管的化学成分按重量百分比计，C：0.1％～0.2％、Si：0.1％～0.4％、Mn：0.4％～0.8％、S：小于等于0.005％、P：小于等于0.015％、Cr：2.5％～3.5％、Mo：0.1％～0.3％、V：0.001％～0.01％、、Al：0.004％～0.01％、B：0.001％～0.008％、稀土元素：0.005％～0.2％，余量为Fe及不可避免的杂质。

所述稀土元素包括，铕：0.002％～0.08％，铋：0.001％～0.08％及钴：0.002％～0.04％三种，单位为以3Cr油井管的所有化学成分总量为100％的重量百分比。

所述的3Cr油井管的生产方法，步骤为原料选择、冶炼、连铸、连轧，连轧后进行再加热及张力定径：在800～850℃进行热轧，通过微张力减径机进行定径，使钢坯外径改变量为±10％～±30％，然后在300～500℃进行二次定径，使外径改变量为±5％，并在300～500℃用温矫直机进行温矫直。

再加热及张力定径后，进行调质热处理：采用淬火+高温回火热处理工艺，淬火温度850～870℃，淬火介质水，保温时间20～40min；回火温度为590～660℃，保温时间为60～180min。

电炉炼钢的原材料要求铁水：P≤0.090％、S≤0.005％；电炉终点控制C≥0.05％、P≤0.015％；电炉出钢温度控制在1620～1660℃，电炉出钢脱氧合金化时Al球(球状颗粒的Al)加入量2.5～3.5kg/t，LF精炼结束Ca-Si丝喂入量0.4～0.6公斤/吨，VD真空处理在真空度≤67Pa下保持10分钟，静吹时间≥5min；浇铸出罐温度：1580～1595℃。LF炉(LADLE FURNACE)即钢包精炼炉，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。LF炉一般指钢铁行业中的精炼炉。实际就是电弧炉的一种特殊形式。

进行全保护浇铸：二冷采用弱冷方式浇注，铸坯采用缓冷(坑冷)，入坑温度≥500℃，铸坯出坑温度≤100℃。

热轧利用环形炉，出炉管温度1200～1350℃。