[发明专利]一种超深井石油钻机提升系统用铸钢件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种超深井石油钻机提升系统用铸钢件及其制造方法，由以下成份组成：C 0.16～0.23％，Cr 0.75～0.95％，Ni 1.65～2.00％，Mn 0.50～0.80％，Mo 0.20～0.30％，Si 0.20～0.40％，Nb 0.01～0.09％，V 0.05～0.15％，P≤0.015％，S≤0.010％，余量为Fe，以上各组分质量百分比为100％。本发明具有铸造性能好、低温冲击韧性高、抗疲劳性和焊接性能良好的特性，完全满足了一种超深井石油钻机提升系统主要提升设备大钩、吊环、水龙头的使用要求。本发明经双基尔试块和φ125mm、φ160mm、φ200mm、φ250mm、φ280mm、φ315mm，7个规格的等效圆试块取样进行力学性能测试表明，其力学性能指标远远高于Spec API 8C的技术要求。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种超深井石油钻机提升系统用铸钢件，还涉及该钢种铸钢件的制造方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，对能源的需求也必然日益旺盛，国内油气资源的勘探开发已经远不能满足社会经济发展的需求，2018年我国天然气消费量达2766亿m³，天然气净进口量达1254亿m³，天然气对外依存度45.3％；2018年石油表观消费量为6.3亿吨，净进口4.4亿吨，对外依存度达69.8％。据中国工程院和国际能源署(IEA)等单位预测：中国未来将长期处于油气短缺状态，石油天然气的对外依存度将继续提高。2019年，原油净进口突破5亿吨大关，石油净进口4.65亿吨，原油和石油对外依赖度双破70％，天然气保障能力建设首次提升到国家战略层面，加强油气资源的勘探开发对于保障我国能源安全具有重要意义。

深层油气资源的勘探开发越来越受到世界各国的重视，也是未来油气勘探开发的重点领域。我国深层油气资源丰富，陆上39％的剩余石油资源和57％的剩余天然气资源分布在深层，大多分布在高原、山地、沙漠、滩涂等较复杂恶劣环境，开发技术要求高。要加大国内外石油勘探开发的力度，提高国内石油的供给能力，必须提高超深井石油钻井装备的技术水平。

超深井钻井技术的竞争本质上是装备技术水平的竞争。为了顺利开展深层、超深层油气资源的勘探开发，必须具备高性能的超深井钻井装备。作为钻井的核心装备，超深井钻机的研制为深层油气开发提供了技术保障。经过多年发展，我国已经成为石油钻机制造大国，先后形成了从1000m～5000m系列自主钻机研发和制造能力，但在6000m～12000m以上的超深井钻机装备方面，存在钻机提升系统、循环系统等核心设备普遍存在尺寸偏大、结构笨重、材料性能偏低等问题。随着油气装备制造业产品的轻量化，油气钻井装备对材料的要求不断提高，为了满足未来深层超深层油气勘探开发的需要，必须大力推进超深井石油钻机的研制，推动钻井装备轻量化的升级换代。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种超深井石油钻机提升系统用铸钢件，具有铸造性能好、低温冲击韧性高、抗疲劳性和焊接性能良好的特点。

本发明的另一个目的是提供一种超深井石油钻机提升系统用铸钢件的制造方法，具有制造出的铸钢件，满足超深井石油钻机提升系统主要提升设备大钩、吊环、水龙头等关键装备的使用要求的特点。

本发明所采用的第一个技术方案是，一种超深井石油钻机提升系统用铸钢件，由以下成份组成：C 0.16～0.23％，Cr 0.75～0.95％，Ni 1.65～2.00％，Mn 0.50～0.80％，Mo 0.20～0.30％，Si 0.20～0.40％，Nb 0.01～0.09％，V 0.05～0.15％，P≤0.015％，S≤0.010％，余量为Fe，以上各组分质量百分比为100％。

本发明所采用的另一个技术方案是，一种超深井石油钻机提升系统用铸钢件的制造方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将废钢放入偏心底电炉内熔化、氧化脱碳，然后移至在LF精炼炉内，用预熔性精炼剂和石灰重新造渣，还原、精炼同时进行；