含硼加稀土bt110h钢级稠油热采井用套管及生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种含硼加稀土BT110H钢级稠油热采井用套管及生产方法，套管材质的重量百分比化学成分为：C?0.20-0.32%；Si?0.20-0.37；Mn?0.5-0.8%；P≤0.015%；S≤0.006%；Cr?0.5-1.0%；Mo?0.3-0.5%；V?0.08-0.10%；B?0.002-0.004%；RE?0.0005-0.02%；其余为Fe和不可避免杂质，共计质量分数为100％。其优点是：在传统Cr-Mo系合金基础上加入微量硼和稀土，通过硼和稀土的交互作用提高钢力学性能和高温物理性能，使材料强度高、韧性高特别是横向韧性高、高温强度高、蠕变极限高、应力松弛稳定性能好、膨胀系数低，同时使得套管本身残余应力也低，还能降低钢的成本，附加值较高，有良好的市场前景及效益。
【专利说明】含硼加稀土 BT110H钢级稠油热采井用套管及生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种含硼加稀土 BTllOH钢级稠油热采井用套管及生产方法，属于冶金行业无缝钢管生产领域。
【背景技术】
[0002]稠油是一种高粘度、高密度的原油(国外将稠油统称为重质原油)，常温下粘度很大，在我国石油资源储备中占30%以上，如何有效开采稠油使其为可动用储量是石油工业一直面临的问题，在稠油开采过程中，套管工作环境非常恶劣，受高温及反复拉-压应力等综合作用套管极易损坏，而微量B的加入可以明显提高钢的淬透性改善钢的致密性、热轧性和提高强度，从而替代大量合金元素降低钢材成本，但为了避免形成氮化硼影响硼的作用，适当加入稀土来固定氮，而稀土也能起到变质剂和微合金化的作用，在硼和稀土的交互作用下可以使钢的力学性能以及高温物理性能得到显著提高，开发专门针对稠油热采的非API专用套管能够降低稠油热采过程中套损率高的问题，而且附加值较高，有良好的市场前景及效益。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种旨在提高钢力学性能和高温物理性能，使材料强度高、韧性高特别是横向韧性高、高温强度高、蠕变极限高、应力松弛稳定性能好、膨胀系数低，同时使得套管本身残余应力也低，还能降低钢的成本的含硼加稀土 BTllOH钢级稠油热采井用套管及生产方法。
[0004]本发明的目的是通过如下措施来实现:
[0005]一种含硼加稀BTllOH钢级稠油热采井用套管，其材质的重量百分比化学成分为:C0.20-0.32% ；Si0.20-0.37 ；Mn0.5-0.8% ；P ( 0.015% ；S ( 0.006% ；Cr0.5-1.0% ；Mo0.3-0.5% ；V0.08-0.10% ；B0.002-0.004% ；RE0.0005-0.02% ;其余为 Fe 和不可避免杂质，共计质量分数为100%。
[0006]所述稀土为La、Ce的混合稀土。
[0007]通过Cr、Mo合金元素加入来提高钢的抗回火性、抗腐蚀性抗氧化性。加入微合金化元素V，能使Mo的强化作用更明显，从而更有利于钢的热强性的提高，同时起到细化晶粒的作用。而微量的硼能显著提高钢的淬透性强化晶界改善钢的致密性、热轧性和提高强度，加入稀土来固定氮，起到变质剂和微合金化的作用。
[0008]本发明的生产方法如下:
[0009]炼钢工艺:铁水预处理一转炉冶炼一LF炉精炼一VD真空处理一圆坯连铸，为保证钢的纯净度对铁水进行预处理，终渣碱度> 30，[C] 0.06wt%，氩气点吹次数< I次，终脱氧采用有铝脱氧。LF炉要求正常吹氩，根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫，LF精炼结束后按预定量喂稀土丝，VD前加入硼铁，VD深真空度< 0.1OKpa,目标值< 0.06Kpa，深真空时间≥15分钟，VD结束后喂200米硅钙线，喂丝后保证氩气软吹时间8~lOmin。[0010]轧制工艺流程：管还加热一穿孔一连轧一张减径一冷床一热处理一矫直一探伤。 管坯加热温度：1240°c -1290°c，穿孔温度：1250°C _1280°C，轧管温度：1060°C -1160。。，张 减径温度：840°C -900°C。
[0011]热处理工艺流程：热处理制度为淬火+回火，严格控制炉温、保证加热稳定性和 冷却水流量，淬火加热温度：890°c ±10°C，管体保温时间：50min，接箍：65min，回火温度： 660。。±10°C，管体保温时间:70-80min，接箍：90-100min。矫直温度≤450°C。
[0012]本发明具有如下优点：
[0013]本发明是包钢自主研发专门针对稠油热采井用非API BT110H钢级专用套管，在传 统Cr-Mo系合金基础上加入微量硼和稀土，通过硼和稀土的交互作用提高钢力学性能和高 温物理性能，使材料强度高、韧性高特别是横向韧性高、高温强度高、蠕变极限高、应力松弛 稳定性能好、膨胀系数低，同时使得套管本身残余应力也低，还能降低钢的成本，附加值较 高，有良好的市场前景及效益。
【具体实施方式】
[0014]以下结合实例对本发明作详细说明。
[0015]实施例1 :
[0016]钢材冶炼生产工艺：铁水预处理一转炉冶炼一LF炉精炼一VD真空处理一圆坯连 铸。为保证钢质的纯净度，对铁水进行预处理，并采用单渣工艺冶炼，终渣碱度>30，[C]a
0.06%，点吹次数< 1次，终脱氧采用有铝脱氧。精炼全过程按精炼要求正常吹氩，采用 造白渣操作，VD前加硼铁，LF后VD前按0. 02%的量加入稀土丝，稀土丝喂入量为110m，VD 深真空度≤0. lOKpa,目标值≤0. 06Kpa，深真空时间≤15分钟，VD结束后喂200米硅钙线， 喂丝后保证软吹时间。连铸采用全程无氧化保护浇注，过热度控制在30°C以内，起步拉速为 0. 4m/min,横拉速为1. Om/min,米用堆垛方式进行冷却，同时避开风口。
[0017]对管坯进行化学成分检验，化学成分检验结果（质量百分数）：C0. 32 ;SiO. 25 ; MnO. 65 ；P ( 0. 015 ；S ( 0. 006 ；CrO. 60 ；Mo0. 45 ；V0. 08 ；B0. 002-0. 004 ；RE0. 0005-0. 02 其 余为Fe和不可避免杂质，共计质量分数为100%。
[0018]硫印检验合格，低倍组织为典型的铸态组织，连铸圆管坯达到冶炼质量要求，将合 格管坯进行轧制。
[0019]材料轧制工艺：管还加热一穿孔一连轧一张减径一冷床一热处理一矫直一探伤。 环形加热炉加热控制如表1所示，
[0020]表1环形炉温度控制
[0021]
【权利要求】
1.一种含硼加稀土 BTllOH钢级稠油热采井用套管，其特征是:套管材质的重量百分比化学成分为:C0.20-0.32% ；Si0.20-0.37 ；Mn0.5-0.8% ；P ≤0.015% ；S ≤ 0.006% ；Cr0.5-1.0% ；Mo0.3-0.5% ；V0.08-0.10% ；B0.002-0.004% ；RE0.0005-0.02% ;其余为 Fe 和不可避免杂质，共计质量分数为100%。
2.一种根据权利要求1所述的含硼加稀土BTllOH钢级稠油热采井用套管的生产方法，生产工艺流程为:铁水预处理一转炉冶炼一LF炉精炼一VD真空处理一圆坯连铸一管坯加热一穿孔一连轧一张减径一冷床一热处理一矫直一探伤，其特征是:铁水进行预处理，终禮:碱度> 30，[C] mn≥0.06wt%，氩气点吹次数< I次，终脱氧采用有铝脱氧；LF炉要求正常吹氩，根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫，LF精炼结束后按预定量喂稀土丝，VD前加入硼铁，VD深真空度≤0.1OKpa,目标值≤0.06Kpa，深真空时间≥15分钟，VD结束后喂200米硅钙线，喂丝后保证软吹氩气8~IOmin ;轧制过程中管坯加热温度:1240°C _1290°C，穿孔温度:12500C _1280°C，轧管温度:1060°C _1160°C，张减径温度:840°C -900。。。
3.根据权利要求2所述的含硼加稀土BTllOH钢级稠油热采井用套管的生产方法，其特征是:热处理制度为淬火+回火，严格控制炉温、保证加热稳定性和冷却水流量，淬火加热温度:890°C ±10°C，管体保温时间:50min，接箍:65min，回火温度:660°C ±10°C，管体保温时间:70-80min，接箍:90_100min，矫直温度> 450°C。
【文档编号】C21D8/10GK103498106SQ201310409404
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】马爱清, 贺景春, 刘金, 张行刚, 王金龙, 石晓霞, 陈镇方, 郭智韬 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司