[发明专利]一种高均匀变形性能、高钢级SEW膨胀管及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高均匀变形性能、高钢级SEW膨胀管及其制造方法，所述膨胀管化学成分的质量百分比为：C 0.08～0.25％、Si 0.1～0.6％、Mn 0.6～2.5％、P≤0.015％、S≤0.003％、Ni 0.1～0.6％、Cr 0.3～1.0％、Mo 0.1～0.6％、Cu 0.1～0.6％、Nb 0.01～0.06％、B 0.001～0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。通过HFW焊接制成母管，然后全管体中频感应加热和热张力减径，随即将高温热张减管坯空冷到某特定温度后旋转通过在线控冷装置直接水冷到室温，最后进行中低温去应力回火处理，使组织中得到体积分数大于20％以上的M‑A组元且呈细小颗粒状弥散分布。本发明克服了现有技术不足，避免了无缝膨胀管的尺寸精度差、传统HFW焊接膨胀管的焊缝与母材组织性能差异大、高合金汽车钢材质膨胀管制造成本高且焊缝质量100％无缺陷的可靠性差等诸多不利于膨胀作业过程全管体均匀变形的因素。

技术领域

本发明属于焊接钢管技术领域，尤其涉及一种高均匀变形性能、高钢级SEW膨胀管及其制造方法。

背景技术

实体膨胀管原先主要应用于套损井修复、油田堵水及层系封堵、老油田二次开发的加深/侧钻、钻遇垮塌和漏失层等复杂情况时用作应急套管等，目前，随着复杂地层井、大斜度井、成熟井、贫化井及深井、高温高压井的日益普遍，其应用方式已从之前的应急手段转变为常规的、有计划性选择的解决方案。由于膨胀管技术具有优化井身结构、降低钻采成本、节约作业时间、快速恢复生产、提高单井产量等诸多不可比拟的优势，特别是等井径膨胀管钻井技术，可降低一半左右的综合钻采成本，因此在油气勘探、开发中发挥越来越重要的作用，尤其对未来海上油气的规模化开采具有非常重要的意义。

为满足修井、侧钻及完井等不同作业类型的膨胀施工工艺要求，实现膨胀过程的全管体均匀塑性变形，膨胀管材应具备：①高尺寸精度(尤其壁厚均匀度和圆度)：采用HFW焊接制管工艺比先天性尺寸精度差的无缝制管方式更具有优势；②全管体组织性能均一：采用SEW焊管(对HFW焊接母管中频感应加热后进行热张力减径的无缝化处理)比传统HFW焊管(仅进行焊后的焊缝热处理)更具有全管体组织性能均一化优势；③管体焊缝100％无缺陷：为避免因焊缝质量问题导致膨胀过程沿焊缝处开裂，进而造成作业失败的严重后果，须从管材的化学成分上进行低碳、低锰及低合金化设计以确保优良的可焊性；④高均匀延伸率：这是确保膨胀管高均匀塑性变形的重要性能指标之一。总之，独特的低碳、低合金化成分设计及简易的热处理工艺路线相匹配是使SEW膨胀管材兼具良好的可焊性、高均匀变形性能及低制造成本的重要保证。