[发明专利]一种制造稠油热采井用套管的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及稠油热采井用套管技术领域，更具体地，本发明涉及一种制造稠油热采井用套管的方法。

背景技术

世界上稠油资源极为丰富，其储量远远超过普通原油的地质储量。据美国能源部估计，全世界稠油的潜在储量可能是已探明的普通原油储量的6倍。我国地下也蕴藏着丰富的稠油资源，近年来稠油热采工艺技术发展飞速，在产量构成中稠油占有相当大的比重。目前，随着石油工业发展的深入，开采稠油已成为各大油田稳产、高产的主要措施之一。与之相对应的稠油作业的工作量也随之增加，部分热采油田选用普通API套管，但是使用普通API套管后，由于套管的过早损坏导致油井的提前报废，给油田造成较大的经济损失。据统计，套管的损坏形式主要为变形、错断、破损和套漏等。随着热采油田开发时间的延长，井下技术状况日趋复杂，开发稠油热采井套管对于油田可持续性发展，增产创效具有极其重要的意义。

国内现行的热采井套管设计标准大多数都是遵循传统的基于应力的设计准则，即保证外载产生的套管应力或等效应力不高于套管材料的最低屈服应力。基于应力设计，要求套管抗拉、抗挤和抗内压满足强度设计要求，从而选择钢级，及根据热载荷产生的热应力计算套管预应力。然而，期望的是，热采井用套管的设计思想为基于应变的设计，允许套管服役后产生一定的塑性应变，但套管服役后产生的塑性应变不高于规定的许用应变，另外对热循环温度载荷可能产生疲劳进行疲劳寿命预测。

由于设计理念的不同导致热采井钢管的成分有所不同，国内目前稠油热采井用油套管主要采用Cr-Mo钢，如天津无缝钢管公司设计开发的TP110H(30CrMo)，但是其高昂的价格加重了各油田的生产成本。

基于此，需要开发一种制造稠油热采井石油套管的方法，以提供一种屈强比、延伸率、性价比综合性能高的稠油热采井石油套管。

发明内容

本发明提供了一种制造稠油热采井用套管的方法，所述方法包括：炼钢和连铸，炼钢包括初炼钢水、脱氧合金化和精炼，在初炼钢水中，控制钢水中的碳不小于0.06重量％且磷不大于0.003重量％，并控制出钢温度范围为1 620℃～1660℃，在精炼中，以2.5～3.5kg/t加入BaSiAlCa脱氧剂或Ca系脱氧剂，并以1.0kg/t加入Al块，以进行脱氧合金化，在精炼结束后，炉外以0.6～0.8kg/t喂Ca-Si丝，并控制吹氩强度以保持钢液蠕动且钢液不得裸露，控制净吹时间≥12分钟，由此得到Cr-Mn钢，该钢的化学成分以重量计为：碳：0.24％～0.30％，硅：0.15％～0.40％，锰：0.8％～1.2％，铬：0.9％～1.30％，镍：≤0.30％，磷：≤0.005％，硫：≤0.005％，余量为铁和不可避免的微量杂质；轧管，将在连铸后得到的钢按照期望的壁厚和内径或外径进行轧管，以得到期望的管坯；以及热处理，包括淬火和回火，控制淬火加热温度为870℃～890℃，采用的淬火方式为喷淋+轴流，控制回火加热温度为530℃～540℃，从而在热处理后得到稠油热采井用套管。

所述热采井用套管的延伸率大于20％，热采井用套管的常温屈强比小于0.93，350℃高温屈强比小于0.85。

具体实施方式

本发明提供的制造稠油热采井用套管的方法包括下述步骤：炼钢和连铸，炼钢包括初炼钢水、脱氧合金化和精炼，在初炼钢水中，控制钢水中的碳不小于0.06重量％且磷不大于0.003重量％，并控制出钢温度范围为1620℃～1660℃，在精炼中，以2.5～3.5kg/t加入BaSiAlCa脱氧剂或Ca系脱氧剂，并以1.0kg/t加入Al块，以进行脱氧合金化，在精炼结束后，炉外以0.6～0.8kg/t喂Ca-Si丝，并控制吹氩强度以保持钢液蠕动且钢液不得裸露，控制净吹时间≥12分钟，由此得到Cr-Mn钢，该钢的化学成分以重量计为：碳：0.24％～0.30％，硅：0.15％～0.40％，锰：0.8％～1.2％，铬：0.9％～1.30％，镍：≤0.30％，磷：≤0.005％，硫：≤0.005％，余量为铁和不可避免的微量杂质；轧管，将在连铸后得到的钢按照期望的壁厚和内径或外径进行轧管，以得到期望的管坯；以及热处理，包括淬火和回火，控制淬火加热温度为870℃～890℃，采用的淬火方式为喷淋+轴流，控制回火加热温度为530℃～540℃，从而在热处理后得到稠油热采井用套管。所述热采井用套管的延伸率大于20％，热采井用套管的常温屈强比小于0.93，350℃高温屈强比小于0.85。下面将对炼钢、轧制和热处理工艺流程进行详细描述。

炼钢和连铸工艺流程