[发明专利]一种120ksi钢级的初级抗硫钻杆及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻杆及其制造方法，尤其涉及一种抗硫钻杆及其制造方法。

背景技术

用于石油天然气钻探的钻杆是按API标准生产制造的。根据API SPEC 5DP标准，钻杆仅有E、X、G、S四种钢级，分别对应75ksi、95ksi、105ksi、135ksi四种强度。但是，API标准的E、X、G、S四种钢级的钻杆不适用于含H₂S的油气井钻探。

对于含H₂S的油气井，油田一般采用抗硫钻杆进行钻探作业。所谓抗硫钻杆是指钻杆应在规定的拉伸载荷下，通过NACE 0177标准试验的抗硫化物应力腐蚀开裂的钻杆产品。抗硫钻杆一般采用加拿大IRP标准进行生产。该标准规定抗硫钻杆有75SS、95SS、105SS三种钢级，分别对应75ksi、95ksi、105ksi三种强度。

公开号为CN101581200，公开日为2009年11月18日，名称为“一种120钢级钻杆及其制造工艺方法”的中国专利文献公开了一种120ksi钢级钻杆。该钻杆采用27CrMnMo材质，其强度介于API标准G级与S级之间。但是该钻杆是普通的120ksi钻杆，不具备抗硫能力。

公开号为CN101117683，公开日为2008年2月6日，名称为“一种高性能抗硫化氢腐蚀用石油钻杆及其热处理工艺”的中国专利文献公开了一种抗硫钻杆，其成分重量百分比为：C：0.20～0.32％；Si：0.1～0.5％；Mn：1.0～1.5％；Cr：0.5～1.5％；Mo：0.8～1.2％；Ca：0.002～0.02％；P：≤0.015％；S：≤0.010％；其余为Fe和不可避免杂质。该抗硫钻杆符合IRP标准，其强度为105ksi。

公开号为CN101928889A，公开日为2010年12月29日，名称为“一种抗硫化物腐蚀用钢及其制造方法”的中国专利文献公开了一种抗硫钻杆，其成分重量百分比为：C：0.20～0.35％；Si：0.1～0.5％；Mn：0.8～1.5％；Cr：0.5～1.5％；Mo：0.5～1.5％；V：0～0.25％；Ti：0～0.05％；Nb：0～0.05％；Ca：0.008～0.02％；P：≤0.015％；S：≤0.010％；0：≤30ppm；N：≤60ppm；Al：0.01～0.03％，其余为Fe和不可避免杂质。该抗硫钻杆符合IRP标准，其强度为105ksi。

由于抗硫钻杆生产难度大，因此价格非常之高。而实际上相当一部分含H₂S的油气井中的H₂S含量非常低，油气的产量也非常低，如果采用抗硫钻杆，生产成本将会相当高，但若采用API钢级钻杆，又不能满足抗硫性能。特别对于一些低含硫的超深井，采用105SS的抗硫钻杆强度太低容易发生过载断裂；采用普通120ksi钻杆的话，因其不能抗硫，从而容易发生硫化物应力腐蚀开裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种120ksi钢级的初级抗硫钻杆及其制造方法，该120ksi钢级的初级抗硫钻杆能够达到120ksi的强度，并同时具有一定的抗硫能力，从而满足低含硫超深井的钻探要求，此外本发明所述的120ksi钢级的初级抗硫钻杆还应当符合制造成本低的要求。

根据上述发明目的，本发明提供了一种120ksi钢级的初级抗硫钻杆，其各化学元素的重量百分比为：

C：0.24～0.30％；

Si：0.1～0.5％；

Mn：0.8～1.4％；

Cr：0.8～1.4％；

Mo：0.5～0.8％；

V：0.05～0.10％；

Nb：0.01～0.05％；

Ca：0.002～0.007％；

P：≤0.015％；

S：≤0.005％；

余量为Fe和其他不可避免的杂质。

优选地，在上述的120ksi钢级的初级抗硫钻杆中，Ca/S≥1。

优选地，上述120ksi钢级的初级抗硫钻杆各化学元素的重量百分比为：

C：0.25～0.29％；

Si：0.2～0.40％；

Mn：1.0～1.2％；

Cr：1.0～1.2％；

Mo：0.6～0.75％；

V：0.05～0.09％；

Nb：0.01～0.05％；

Ca：0.003～0.007％；

P：≤0.015％；

S：≤0.005％；