[发明专利]深海采油设备用采油树本体锻件制造工艺

说明书

本发明涉及一种深海采油设备用采油树本体锻件制造工艺，包括选取坯料，进炉加热到1250℃后，沿钢锭长度方向镦粗；坯料进炉加热，坯料出炉，始锻温度1250℃～1200℃，且停锻温度为850℃～800℃，对坯料轴向进行拔长，再对镦粗后的坯料进行扁方截面拔长；重复上述镦粗和拔长、扁方截面拔长一次，对压实锻透的坯料沿轴向锻打成八方棱轴，再经过压印切肩、锻出台阶、滚圆整形，使总锻造比为4.5，得到台阶轴锻坯；加热至930℃并保温13小时后，出炉后空冷至室温；沿轴向车出中心通孔及车去锻坯黑皮，得到空心台阶工件；加热至920℃并保温13小时后，水淬；加热至650℃并保温25小时后，空冷至室温。本发明得到锻件密实度更高，性能更稳定。

技术领域

本发明涉及一种深海采油设备用采油树本体锻件制造工艺，属于锻造工艺与热处理工艺的技术领域。

背景技术

采油树是各种阀门和配件的组成总成，用于油气井的流体控制，并为生产油管柱提供入口。深海采油设备采油树本体尺寸和重量大，且为一体成型锻件，壁厚达到600mm以上，使用的钢锭直径可达1100mm，锻造需保证材质内部致密性和均匀性，常规的锻造工艺很难满足要求。申请人在先申请的深海采油设备输送立管用钢锻件制造工艺(专利号为201110082929.X)虽然也公开立管的锻造工艺，但是该工艺无法锻造出能够满足深海采油设备用采油树本体的性能要求的锻件，立管壁厚仅100mm左右，其锻造工艺远不能满足壁厚600mm的需求，且立管的直径通常为400-500mm，锻件规格远小于深海采油设备采油树本体，可见该工艺远远不能适用于深海采油设备用采油树本体锻件。

深海油气压力高，流速高，，油气中含有H2S、CO2等腐蚀性介质，因而对采油树的密封性及其材质要有更严格的要求。为了安全起见，对于一些高压超高压油气井，特别是深海油气井的采油树部件采用优质钢材整体锻造而成。

深海采油设备采油树本体为流体的交叉分流和混合通道，需要承受高压力和冲击力，高腐蚀(H2S和CO2)，，传统锻造工艺锻造出来的采油树本体经过试验，难以达到深海采油设备的使用性能。

铬钼低合金钢F22主要应用于制造核电设备、压力容器以及石化炼油行业的加氢反应器，工况处于高温(371～593℃)回火脆化的临氢环境。在韧性方面要求保证在回火脆化敏感温度范围具有较高的冲击韧性，对低温冲击韧性要求不高。但是由于深海采油设备采油树本体处于深海苛刻工况条件，要求低温韧性-46°夏比V型缺口冲击功≧42J。因此，若选用通常的铬钼低合金钢F22 MOD材料，以常规的锻件制造工艺制造出的深海采油设备采油树本体，其低温韧性难以满足要求，无法适用于深海这样的低温工况环境。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种深海采油设备用采油树本体锻件制造工艺，按此工艺制造出的锻件能很好地适用于深海低温工况环境，同时大幅度降低制造成本，提高了生产效率。其具体技术方案如下：

一种深海采油设备用采油树本体锻件制造工艺，具体过程如下：

步骤一：选取坯料：以铬钼低合金钢为坯料；

步骤二：镦粗：选择多棱钢锭，进炉加热到1250℃后，沿钢锭长度方向镦粗；

步骤三：拔长：将坯料进炉加热，坯料出炉，始锻温度1250℃～1200℃，且停锻温度为850℃～800℃，对坯料轴向进行拔长，再对镦粗后的坯料进行扁方截面拔长，扁方截面边长之比为1∶1.5，拔至长度为截面短边长的3倍；

步骤四：重返步骤二和步骤三，然后进入步骤五；

步骤五：对压实锻透的坯料沿轴向锻打成八方棱轴，再经过压印切肩、锻出台阶、滚圆整形，使总锻造比为4.5，得到台阶轴锻坯；

步骤六：正火：将步骤五制得的台阶轴锻坯加热至930℃并保温13小时后，出炉后空冷至室温然后回火；