[发明专利]一种含稀土BT90H钢级稠油热采井用套管及轧制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含稀土BT90H钢级稠油热采井用套管及轧制方法，属于冶金行业稠油热采井用无缝钢管的生产领域。

背景技术

据估计世界常规石油总资源量为3000亿吨，除此之外还有稠油、油沙等非常规石油资源，他们总储量约为八九千吨左右，辽河油田、胜利油田及克拉玛依油田稠油资源丰富。稠油开采过程中需注入高温高压蒸汽，由于稠油具有特殊高粘度和高凝固的特点同时受高温、应力的综合作用，稠油油井套损较为严重，油井寿命较低。钢中稀土具有变性作用及微合金化作用，可以改变夹杂物形状，或者减少夹杂物数量，改善钢的力学性能，而微合金化作用可以通过稀土固溶来提高材料的综合力学性能及高温性能。近年来，油田倾向于采用专门针对稠油开采而特殊设计的非API稠油热采专用套管。

发明内容

本发明的目的是提供一种含稀土BT90H钢级稠油热采井用套管及轧制方法，本发明的套管在以Cr、Mo合金为主的基础上加入稀土元素，通过一定的轧制方法，使材料强度达到要求的力学性能，同时韧性也得到大幅度提高，还具有更好的高温力学性能。

本发明技术的方案如下：

一种BT90H钢级稠油热采井用套管，其材质的质量百分比化学成分：C0.20-0.30；Si0.10-0.37；Mn0.50-0.70；P≤0.015；S≤0.006；Cr：0.8-1.1；Mo：0.4-0.6，Ti：0.02-0.04，RE：0.0005-0.02，其余为铁和不可避免的杂质，质量分数共计100%。

所述稀土为La、Ce混合稀土。

该套管C是提高基体强度最经济最基本的元素，但过高的C会降低材料的韧性，因此要控制C的含量，通过Mn元素的加入来补充C降低带来强度的下降，其和S形成硫化锰夹杂也可以改善韧性，同时通过低P、S的控制来减小其对韧性的影响，适当的加入Cr、Mo可以提高其淬透性，起到析出强化，提高高温回火抗性的作用，Ti可以起到细化晶粒的作用，稀土为有意加入的合金元素，加入量为0.0005-0.02%，其可以显著提高材料的韧性及高温力学性能。

本发明的套管按照以下工艺流程进行生产：

炼钢生产工艺：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空脱气→圆坯连铸。在冶炼过程中添加硅钙线使钢中夹杂物得到变性处理，终脱氧采用有铝脱氧，在VD前LF后喂预定量稀土丝，并进行真空脱气，提高钢的纯净度。

轧制工艺为：圆坯→锯切→加热→穿孔→轧管→张力减径→取样→冷却→切头尾→矫直→检查→包装→过磅→入库。其中穿孔温度为1250℃-1280℃，轧管温度为1050℃-1150℃，张减径温度为900℃-830℃。

热处理工艺为：淬火+回火。淬火温度：880-900℃，保温时间：60-80分钟；回火温度：650℃-660℃，保温时间：80-100分钟，矫直温度≥480℃。

本发明具有如下优点：

1、本发明通过合理的化学成分设计、轧制工艺及淬火+回火热处理工艺使设计钢种达到了BT90H钢级热采井用套管所要求的力学性能指标。

2、本发明在以Cr、Mo合金为主的基础上，通过加入稀土元素使材料在达到强度的同时其韧性特别是横向冲击韧性得到了大幅度提高，其高温力学性能都到明显改善。

附图说明

图1是本发明的套管热处理后材料的组织相片图。

具体实施方式

炼钢生产工艺：铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→VD真空脱气→圆坯连铸，全部采用预脱硫铁水，采用单渣冶炼工艺，终渣碱度≥3.0，终脱氧采用有铝脱氧，精炼全过程正常吹氩，LF后VD前加入预定量的稀土丝，VD深真空≤0.10Kpa，目标值≤0.06Kpa，深真空时间≥15分钟；真空处理后喂硅钙线200米，喂丝后进行15分钟的软吹氩时间。

各实施例炼钢工艺都相同，所不同的是管坯化学成分，对各实施例管坯化学成分检验如表1所示：

表1各实施例化学成分（质量百分数/%）