[发明专利]一种P110外加厚油井管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于低合金钢制造技术领域，主要涉及一种P110钢级外加厚油井管及其制造方法。

背景技术

在无缝管的品种中，油井是最大的专用管材，约占我国无缝管消费量的1/4（全球约占1/3），其生产技术水平基本上代表了无缝管的总体水平。随着全球石油的不断开采，钻井深度逐渐加深，对与之相匹配的油井管管材提出了更高的强度要求，早先，油田主要使用抗拉强度414MPa以下的H40油井管，到10几年前，油田普遍使用屈服强度552MPa以下的J55油井管，到现在屈服强度552MPa以上的N80油井管已被大量使用，并逐步取代J55、H40产品，P110油井管是比N80油井管强度级别高一个钢级层次的管材产品，目前已在一些较深的油井中应用。

目前，P110油井用无缝钢管一般需对热轧后钢管实施离线的热处理，来达到需要的强度要求，即屈服强度758～965MPa、抗拉强度862MPa以上，同时，还需满足延伸率、夏比冲击功的要求，但现有技术中普遍采用的离线的步进炉式调质热处理工艺，固然可以得到满意的力学性能结果，但其不足之处是需要较长的加热保温时间，增加能源消耗，生产周期较长，成本较高，在当下及未来长时期内的钢铁供大于求的大背景下，产品利润率较低，缺乏竞争优势。而且，现在及未来很长一段时期内，钢铁产能过剩的局面难有改观，降本增效、采用低成本新工艺成为钢铁企业争相探索的出路。而外加厚油井管也出现J55、N80钢级不能满足所有需求的现状，市场急需提供P110钢级的外加厚油井管产品。

由于P110油井管的强度级别较高，采用一般的热轧方式制管很难达到要求。因此，本发明专利探索出一种采用在线电感应加热的方式，实现快速加热与快速冷却相结合，该热处理方式可有效解决钢管端部墩粗加厚后正火工艺的缺点和不足，具备性能均匀一致性好、制造效率高、合金成本低的优点，制造出力学性能满足P110要求的无缝钢管，大大降低了钢管加热时间、缩短制造周期，达到降低制造成本的效果，在现在及未来很长一段时期内钢铁产能过剩局面难以改观的背景下，具有很强的现实意义。

通过检索国内外专利，查到与本发明内容相关的专利5件，公开号为CN200810032583.0的中国专利、公开号为CN201110421067.9的中国专利、公开号为CN200910018524.2的中国专利、公开号为CN200810152866.9的中国专利、公开号为CN200710025383.8的中国专利。上述CN200810032583.0、CN201110421067.9、CN200910018524.2三份专利的不足之处在于其发明产品存在焊缝，增加使用中失效的风险。CN200810152866.9专利的产品配方中含有贵金属Cr，增加了合金成本，经济性稍差，不足之处还在于没有给出钢管的制造工艺和热处理工艺。CN200710025383.8专利的产品配方中含有Mo、Cr等贵金属，增加合金成本，不具有经济性，产品热处理的加热时间长，耗能较高、制造周期较长也是其不足之处。本发明的一种油井用P110无缝钢管及其制造方法的主要特点是在低的合金成本和制造成本下达到了钢管力学性能满足P110油井管的要求，而且，坯材和钢管的制造工艺易于控制，制造效率较高，兼具低成本和高效率的优势，产品具有较强的市场竞争力。对比专利如下。

1）公开号为CN200810032583.0的中国专利，一种采用热轧板卷经过ERW焊接而成的P110钢管。该发明的不足有二：一是由于采用ERW焊接工艺生产，P、S含量要求严格控制，要求分别不高于0.01%、0.008%，远高于API标准对P110油井管P、S含量不高于0.03%的要求，增加了制造成本；二是使用风险的增加。在当今及未来恶劣而复杂的油井管使用环境中，钢管要承受拉、压、弯、扭的综合作用，尤其是用于深井使用的P110高钢级油井管更是要求钢管性能、质量的均匀性，焊接钢管的焊缝无疑是潜在的致命缺陷，一旦出现事故，对油井来说将是毁灭性灾难。

2）公开号为CN201110421067.9的中国专利，一种P110钢级的直缝焊接钢管，成分（wt%）：C0.25%-0.30%、Si0.20%-0.28%、Mn1.10%-1.50%、Cr0.15%-0.35%、P≤0.018%、S≤0.002%。该发明的不足有三：一是合金配方中含有贵金属Cr，增加合金成本；二是P、S含量要求严格，远高于API标准对P110油井管P、S含量不高于0.03%的要求，增加了制造成本；三是使用风险的增加，同上。