[发明专利]一种低成本高强度高抗硫油井管及其制造方法

说明书

本发明公开了一种低成本高强度高抗硫油井管，其化学元素质量百分比为：C：0.16～0.30％，Si：0.1～0.5％，Mn：0.2％～0.6％，Cr：0.30～0.70％，Mo：0.40～0.90％，V：0.07～0.11％，Nb：0.01～0.06％，Ti：0.005～0.035％，B：0.0010～0.0025％，Sn：0.01～0.10％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。相应地，本发明还公开了一种上述的低成本高强度高抗硫油井管的制造方法，包括步骤：(1)制得管坯；(2)将管坯制成荒管；(3)轧后控制冷却(4)空冷；(5)一次调质热处理：淬火+回火。

技术领域

本发明涉及一种油井管及其制造方法，尤其涉及一种采用低合金钢的油井管及其制造方法。

背景技术

随着能源的日益紧张，油气田的开采开发朝着深井、超深井发展，油气井环境相应具有更高的压力、更高的温度、更高的腐蚀性，特别是油气中含有硫化氢腐蚀介质，这对油井管材质的高强度和抗硫化氢腐蚀提出了更高的要求。

最近几十年，国内外主要厂家已经成功开发了系列强度级别的抗硫化氢低合金钢，屈服强度从551MPa(80ksi)、620MPa(90ksi)提高到655MPa(95ksi)，而最近几年已经有758MPa(110ksi)和861MPa(125ksi)高强度级别的抗硫管。

目前，国内外对高强度抗硫管的专利文献绝大多数采用的是Cr-Mo-V体系，并且添加Nb、Ti、B等微合金元素，例如：

公开号为WO2007007678A1，公开日为2006年7月7日，名称为“LOW-ALLOY STEELFOR OIL WELL TUBE HAVING EXCELLENT SULFIDE STRESS CRACKING RESISTANCE”的国际专利文献公开了低合金油井管用钢。在该专利文献所公开的技术方案中涉及一种强度在125ksi以上的抗硫油井管用钢，其通过控制半幅宽度D和氢扩散系数H来获得强度保持在861MPa时仍拥有优良的抗硫性能(K_ISCC25MPa*m^1/2)。

公开号为EP3026138A1，公开日为2016年6月1日，名称为“HIGH-STRENGTH STEELMATERIAL FOR OIL WELL USE,AND OIL WELLPIPE”的欧洲专利文献公开了高强度油井用钢材和油井管。在该专利文献所公开的技术方案中，采用一种Mo-V体系中添加Ti和Nb微合金的成分体系，并通过400-600℃的贝氏体相变热处理来获得均匀的贝氏体组织，以使强度保持在861MPa时仍拥有优良的抗硫性能。

公开号为WO2006100891A1，公开日为2016年9月28日，名称为“STEEL FOR OILWELL PIPE HAVING EXCELLENT SULFIDE STRESS CRACKING RESISTANCE AND METHOD FORMANUFACTURING SEAMLESS STEEL PIPE FOR OILWELL”的国际专利文献公开了抗硫化物应力裂纹性优良的油井管用钢及油井管用无缝钢管的制造方法。在该专利文献所公开的技术方案中，采用一种Cr-Mo-V成分体系，通过两次或者多次重复调质热处理来细化晶粒，从而获得较高的强度和较好的抗硫性能。

通常而言，抗硫有要求的钢种目标微观组织均为回火马氏体，回火马氏体组织有弥散分布的析出相和马氏体板条的回复，对抗硫性能的提高是有利的，但回火温度的提高必然带来的是材料强度的下降，而材料强度的提高又会牺牲抗硫性能为代价。因此，低合金钢的高强度和抗硫性能是相互矛盾的。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种低成本高强度高抗硫油井管，通过对合金元素的合理添加细化微观组织，从而获得低成本高强度高抗硫油井管。

为了实现上述目的，本发明提出了一种低成本高强度高抗硫油井管，其化学元素质量百分比为：