[发明专利]X级钻杆管体用无缝钢管材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体地说，涉及一种X级钻杆管体用无缝钢管材料及其制备方法。

背景技术

石油、天然气是交通、航空、冶金、化工等工业的重要原料和燃料，是人民生活息息相关的能源物质之一，对国民经济的发展起着举足轻重的作用。而钻杆是油气田勘探开发中必不可少的重要工件，据统计，我国每年消耗钻杆约7～10万吨。

钻杆连接在方钻杆的下端，起到传递动力输送泥浆的作用。随着钻井不断加深，钻杆一根接一根地不断加长钻柱，同时高压的洗井液通过钻杆内孔流向井底。在钻井时钻杆承受着拉伸、压缩、扭转、弯曲以及冲击等各种交变应力的作用，其内孔还受到高压泥浆的冲刷和腐蚀，工况极为复杂，工作条件极为恶劣。美国石油学会钻杆规范API Spec5DP中，将钻杆分为E、X、G、S四个钢级，其中X、G、S级钻杆属于高强度级钻杆。随着油气田勘探技术的不断发展，在满足不同的钻探工况条件下，以降低开发成本为原则，选择使用材质优良、性能优越、生产技术工艺合理的经济型钻杆是油气田开采经济效益最大化的关键，将具有广阔的市场发展前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种X级钻杆管体用无缝钢管材料，满足石油钻井行业对X级钻杆管体的需求。

本发明的技术方案如下：

一种X级钻杆管体用无缝钢管材料，所述X级钻杆管体用无缝钢管材料的化学成分的质量百分含量为：C0.24～0.29、Si0.20～0.35、Mn0.70～1.00、P≤0.015、S≤0.010、Cr1.00～1.20、Mo0.15～0.30和Al≤0.040；其余为Fe和不可避免的痕量元素，质量百分数总计为100%。

进一步，所述X级钻杆管体用无缝钢管材料的化学成分的质量百分含量为：C0.27、Si0.24、Mn0.83、P0.013、S0.008、Cr1.07、Mo0.23和Al≤0.040，其余为Fe和不可避免的痕量元素，质量分数共计100%；或者，C0.25、Si0.22、Mn0.85、P0.014、S0.005、Cr1.04、Mo0.20和Al≤0.040，其余为Fe和不可避免的痕量元素，质量分数共计100%；或者，C0.24、Si0.24、Mn0.80、P0.012、S0.007、Cr1.05、Mo0.22和Al≤0.040，其余为Fe和不可避免的痕量元素，质量分数共计100%；或者，C0.29、Si0.20、Mn1.00、P0.010、S0.003、Cr1.00、Mo0.15和Al≤0.040，其余为Fe和不可避免的痕量元素，质量分数共计100%；或者，C0.26、Si0.35、Mn0.70、P0.015、S0.010、Cr1.20、Mo0.30和Al≤0.040，其余为Fe和不可避免的痕量元素，质量分数共计100%。

本发明解决的另一技术问题是提供一种X级钻杆管体用无缝钢管的制备方法，可以生产满足石油钻井行业对X级钻杆管体的需求的无缝钢管。

本发明的技术方案如下：

一种X级钻杆管体用无缝钢管的制备方法，包括：炼钢生产过程、钢的轧制过程和轧态钢热处理过程；得到的X级钻杆管体用无缝钢管材料的化学成分的质量百分含量为：C0.24～0.29、Si0.20～0.35、Mn0.70～1.00、P≤0.015、S≤0.010、Cr1.00～1.20、Mo0.15～0.30和Al≤0.040；其余为Fe和不可避免的痕量元素，质量百分数总计为100%。

进一步，所述炼钢生产过程包括：铁水预处理、顶底复吹转炉冶炼、LF炉外精炼、VD真空脱气和圆坯连铸。

进一步：所述顶底复吹转炉冶炼包括顶吹氧气和底吹氩气，终点控制目标为C的质量百分含量≥0.06%，P的质量百分含量≤0.010%，终脱氧采用有铝脱氧；所述LF炉外精炼全程底吹氩气；所述VD真空脱气的真空度≤0.06KPa，深真空时间≥13分钟，全程底吹氩气搅拌，所述VD真空脱气后喂入硅钙线1～2米/吨钢，喂丝后，软吹时间≥15分钟；所述圆坯连铸采用结晶器电磁搅拌，过热度≤30℃。

进一步，所述钢的轧制过程包括：圆坯加热、穿孔、轧管、张减径或定径、冷床冷却、锯切、矫直、探伤、人工检查、测长、称重、喷标和入库。

进一步：所述圆坯加热的温度为1250℃～1300℃，所述轧管的轧制温度为1050℃～1100℃。