专利名称：抗硫化氢应力腐蚀石油套管及其生产方法
技术领域：
本发明属于油气田开采用抗腐蚀石油套管领域，特别为一种含硫化氢油气田开采用C90牌号的抗硫化氢应力腐蚀带接箍石油套管及其生产方法。
随着石油、天然气开采条件的日益苛刻，对耐硫化氢应力腐蚀性能和压溃性能良好的C90抗硫化氢套管的需求日益增加。英、美、法、日等发达国家竞相开发研制C90抗硫化氢套管。目前C90抗硫化氢套管的研制，已发展成为石油套管生产领域的一项高新技术。对石油、天然气工业的发展起着重要的作用。
我国四川油田、华北油田和长庆油田都蕴藏着丰富的石油和天然气资源，但是油气层里含有硫化氢气体，必须使用高强度抗硫化氢套管，否则很容易引起套管损坏而导致整口井报废。过去，这类套管全部进口，花费了大量外汇，增加了原油成本。
本发明的目的是给出一种含硫化氢油气田开采用C90牌号的抗硫化氢应力腐蚀带接箍石油套管及其生产方法，以满足各油田的需要，该套管是API钢级石油套管C90(API是美国石油协会的英文缩写，其生产和检验执行API标准)。
本发明的目的是这样实现的所述套管的化学成份(重量％)为C＝0.20～0.35％，Si≤1.00％，Mn＝0.5～1.50％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr＝0.5～1.5％，Ni≤0.25％，Mo＝0.25～0.75％，Cu≤0.20％，余量为Fe。
所述套管的生产方法为天津钢管公司的纯净钢生产技术、夹杂物控制技术和残余应力控制技术，采用海绵铁和废钢做炼钢原料，经电弧炉冶炼、炉外精炼和真空脱气后，连铸成圆坯，再经热轧成无缝钢管后，进行热处理淬火温度800℃以上，保温30分钟，水淬；回火温度680以上℃，保温60分钟，空冷；热矫直温度500℃以上。然后探伤，最后经过管加工工序制成套管。
经热处理后，所述套管的性能达到的指标如下屈服强度(σt0.5)621～724MPa抗拉强度(σb)≥689MPa延伸率20～36％冲击韧性最小值按API SPEC 5CT(98版)公式进行计算硬度HRC≤25.4抗H2S应力腐蚀性能试验按NACE TM0177(96版)标准中的A法进行。
经720小时试样表面无裂纹，试样不断裂为合格。
以一种规格和扣型(φ177.8×10.36mm LTC)的套管为例，其成品套管的整体使用性能指标如下管体抗挤毁强度≥52MPa 滑脱强度≥2883KN 内屈服强度≥63MPa所述套管材料力学性能稳定，抗硫化氢应力腐蚀性能优异，成品套管的整体使用性能均达到或超过API标准。
采用海绵铁和废钢做炼钢原料，经电弧炉冶炼、炉外精炼和真空脱气后，获得如上所述化学成份；连铸成圆坯，将冷却后的连铸坯在环形炉内加热，炉温为1270℃，热定心，热穿孔，连轧，定径，冷却，锯切，矫直，探伤；热处理淬火温度890℃，保温30分钟，水淬；回火温度690～700℃，保温60分钟，空冷；热矫直温度550℃。然后探伤，最后经过管加工工序制成套管。
经过热处理后，所述套管的力学性能指标实测值如下屈服强度(σt0.5)705MPa 抗拉强度(σb)825MPa 延伸率27.4％冲击韧性(VT 10×7.50℃)冲击功102J硬度HRC 23.5抗H2S应力腐蚀性能合格经过管加工工艺加工后的套管整体使用性能达到的指标如下管体抗挤毁强度71MPa 滑脱强度3866KN 内屈服强度77MPa所述套管已成功下井35口，经用户反映，使用效果很好。
权利要求
1.一种抗硫化氢应力腐蚀带接箍石油套管，其特征在于所述套管的化学成份按重量的百分比为C 0.20～0.35％，Si≤1.00％，Mn 0.5～1.50％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr 0.5～1.5％，Ni≤0.25％，Mo 0.25～0.75％，Cu≤0.20％，余量为Fe。其管端为长圆扣或偏梯扣。
2.如权利要求1所述的抗硫化氢应力腐蚀带接箍石油套管的生产方法，其特征在于所述的套管的力学性能按API SPEC 5CT(98版)要求取样和制样，其具有下列特征屈服强度621～724MPa 抗拉强度≥689MPa 延伸率20～36％冲击韧性最小值按API SPEC 5CT(98版)公式进行计算硬度HRC≤25.4抗H2S应力腐蚀性能试验按NACE TM0177(96版)标准中的A法进行；经720小时试样表面无裂纹，试样不断裂为合格；成品套管的整体使用性能指标如下管体抗挤毁强度≥52MPa滑脱强度≥2883KN 内屈服强度≥63MPa
3.如权利要求1所述的抗硫化氢应力腐蚀带接箍石油套管的生产方法，其特征在于所述的套管采用天津钢管公司的纯净钢生产技术、夹杂物控制技术和残余应力控制技术，以海绵铁和废钢做炼钢原料，经电弧炉冶炼、炉外精炼和真空脱气后，连铸成圆坯，将冷却后的连铸坯在环形炉内加热，再经热轧成无缝钢管，进行热处理淬火温度800℃以上，保温30分钟，水淬；回火温度680以上℃，保温60分钟，空冷；热矫直温度500℃以上。最后经过管加工工序制成套管。
全文摘要
一种抗硫化氢应力腐蚀带接箍石油套管及其生产方法。其化学成份(重量%)为C 0.20～0.35%,Si≤1.00%,Mn0.5～1.50%,P≤0.015%,S≤0.010%,Cr 0.5～1.5%,Ni≤0.25%,Mo 0.25～0.75%,Cu≤0.20%,Al 0.020～0.050%,余量为Fe。该套管采用海绵铁和废钢做炼钢原料,经电弧炉冶炼、炉外精炼和真空脱气后,连铸成圆坯,再经热轧成无缝钢管后,进行热处理淬火。最后制成套管。套管材料性能良好,各项指标均达到或超过API标准。
文档编号C22C38/18GK1361306SQ0013666
公开日2002年7月31日 申请日期2000年12月29日 优先权日2000年12月29日
发明者关永生, 许文妍, 孙炜, 陈为民, 付继成, 关大新, 刘怀刚 申请人:天津钢管公司