[发明专利]抗CO2腐蚀无缝钢管及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气田用无缝钢管技术领域，具体来讲，涉及一种能够适用于油气田使用的经济型抗CO₂腐蚀无缝钢管以及一种制造该经济型抗CO₂腐蚀无缝钢管的方法。

背景技术

目前，随着油气田开发年限的延长，综合含水的不断上升，油气田集输管线腐蚀正在进入高发期，在H₂S－CO₂－Cl-－O₂共存并以CO₂腐蚀为主导的环境条件下，伴随生产环境中溶解氧的加入，使原本恶劣的腐蚀环境体系更加复杂，腐蚀带来的直接损失和间接损失呈现逐年上升的趋势；因此，急需研究和开发抗CO₂腐蚀的油气田集输无缝管线管。

另外，伴随深层含CO₂油气层的开发日益增多，回注CO₂强化采油工艺的普遍推广，同时随着世界工业的不断发展，温室气体的不断增多，长距离、大口径的CO₂气相或超临界管道输送技术是将来发展的必然趋势。在当前CO₂减排大形势下，实现CO₂驱产出气的循环注入，一方面实现了资源的重复利用，减少了气源成本，另一方面减少了温室气体的排放，保护了环境，利于企业的可持续发展。

目前油气田在金属管线在材质的应用上主要以低碳钢管为主，应用现状呈现频繁穿孔，严重制约了油气田安全生产，增加了维修成本；油气跑冒滴漏造成了大量的油气损耗和较为严重环境污染，制约油气田开发效益最大化。普通碳钢管材不能抵抗CO₂腐蚀，而利用不锈钢或超马氏体不锈钢代替碳钢成本较高，因此开发具有一定抗CO2腐蚀能力同时兼具经济性指标的输油输气用钢已成为目前研究的热点。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。

例如，本发明的一方面提供了一种适用于油气田使用的经济型抗CO₂腐蚀无缝钢管的生产方法。

本发明的另一方面提供了一种适用于油气田使用的经济型抗CO₂腐蚀无缝钢管。例如，本发明提供的经济型抗CO₂腐蚀无缝钢管能够广泛作为具有一定CO₂分压的油气田集输管线和回注CO₂强化采油输气管的线管。

本发明的一方面提供了一种抗CO₂腐蚀无缝钢管的制造方法。所述方法包括以下步骤：冶炼钢水，形成成分按质量百分比计包括：C0.06～0.10%、Si0.10～0.30%、Mn0.30～0.50%、Cr1.0～2.0%、Mo0.01～0.20%、Nb0.01～0.05%、Al0.01～0.04%、P≤0.020%、S≤0.020%、N≤0.010%、以及余量的Fe和微量不可避免的杂质的钢液，并且控制冷裂纹系数Pcm≤0.24%，碳当量CEV≤0.65%；将钢液形成钢锭，加热钢锭至1220～1250℃；对钢锭进行锻轧，控制锻轧温度为850～950℃；进行正火热处理，控制正火温度为910～930℃。

本发明的另一方面提供了一种抗CO₂腐蚀无缝钢管。所述抗CO₂腐蚀无缝钢管由上述的制造方法制得。所述抗CO₂腐蚀无缝钢管的成分按质量百分比计包括：C0.06～0.10%、Si0.10～0.30%、Mn0.30～0.50%、Cr1.0～2.0%、Mo0.01～0.20%、Nb0.01～0.05%、P≤0.020%、S≤0.020%、N≤0.010%和Al0.01～0.04%，Cu≤0.20%、Ni≤0.30%、V≤0.03%和Ti≤0.06%中的一种或两种以上，以及余量的Fe和微量不可避免的杂质。

与现有技术相比，本发明能够获得具有良好抗CO₂腐蚀性能和满足要求的力学性能的无缝钢管，例如，本发明的抗CO₂腐蚀无缝钢管的屈服强度≥245Mpa，抗拉强度≥425Mpa，屈强比≤0.90，且其抗CO₂腐蚀性能为：在CO₂分压为0.5Mpa、流速为0.8m/s的情况下，腐蚀速率≤0.10mm/a；本发明具有良好的性价比，例如，本发明的成本仅比油气田用普碳钢无缝管增加约20～30%。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的抗CO₂腐蚀无缝钢管及制造方法。