一种高强度低硬度连续油管及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于石油天然气管材技术领域，涉及一种连续油管，尤其是一种高强度低 硬度连续油管。
【背景技术】：
[0002] 连续油管是一种可用于油气田修井、测井、钻井等方面的可缠绕低碳微合金钢管。 具有效率高、作业成本低、作业范围广、占地面积小等一系列优点。
[0003] 宝鸡石油钢管有限责任公司发明的"大规格低碳微钢合金连续油管"（CN 202300215)其屈服强度379MPa~621MPa，抗拉强度彡455MPa。该产品在国内外油田已经 广泛应用。对于浅井而言，上述连续管可满足要求，但是随着井深的增加，采用上述连续管 已经不能完全满足作业需要。
[0004] 特别是，当连续油管在含有硫化氢气体的油气井中应用时，硫化氢介质导致的氢 致开裂和应力腐蚀是连续油管失效的一个重要方面。通常情况下，随着管材强度的增加，管 材的硬度也随之增加。而根据NACEMR01-75标准要求，暴露于酸性环境下的低合金钢具 有良好抗SSC性能的要求是硬度< 22HRC，且Ni含量小于1 %。
[0005]"一种高强度高塑韧性连续油管制备方法"（CN101898295)公布的连续管制备方 法中，由于对钢带对接位置缺乏合理处理，其热影响区和焊接残余应力使其成为整盘连续 管的一个薄弱环节，特别是在含有硫化氢的酸性环境中使用时，其安全性是无法保证的。此 外，对纵向焊缝的热处理效果有限，在高内压条件使用时，存在较大的安全隐患。
【发明内容】
：
[0006] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高强度低硬度连续油管及 其制备方法，通过合理的合金设计改善焊缝的组织和性能，开发出屈服强度621-689MPa、 硬度< 22HRC的连续管，提高连续管在硫化氢环境中的抵抗氢致开裂和硫化氢应力腐蚀能 力，从而提高连续管在更深的井深条件下进行作业的安全性。
[0007] 本发明采取的技术方案是：
[0008] -种高强度低硬度连续油管，所述连续油管的屈服强度621_689MPa、硬度 彡 22HRC。
[0009] 按照质量百分比，硫含量控制在0.005%以内，Ni含量小于1%。
[0010] 所述连续油管单根长度大于61米。
[0011] 所述连续油管的制备方法，按照如下步骤：
[0012] (1)根据拟制造的连续管外径和壁厚，乳制出规定壁厚和宽度的热轧钢卷，并将卷 板纵剪为一定尺寸的钢带，将钢带两端斜切成一定角度，合理加工侧边坡口，并将前后两条 具有相同厚度或不同厚度的钢带头尾沿一定角度切口精确拼接，焊接引、息弧板后采用搅 拌摩擦焊、等离子填丝焊或氩弧焊等方法将其焊接；
[0013] ⑵清理焊渣后，将焊缝及热影响区加热到两相区后，对焊缝区域进行局部热轧 制，热轧制后将其快速冷却；随后将热轧制区域加热到AC3以上，根据板材的受热历程对加 热区域进行控制冷却，并进行低温退火；
[0014] (3)通过多次对接使钢带长度达到所需长度后，根据最终连续管的外径和壁厚，将 钢带侧面刨成I型、V型或X型坡口，采用U0E方法成型，精确控制开口角和挤压量及焊接 参数，确保焊接质量；焊接工艺采用高频焊，也可采用氩弧焊、等离子焊或激光焊；
[0015] (4)焊接完成后，将焊缝局部加热到AC3以上，并采用挤压辊对其管材采用定径 的方式对焊缝施加一定的形变量，随后对其淬火；在淬火完后，采用中频或其他快速加热方 式，将整管加热到两相区，热透后对其进行控制冷却；
[0016] (5)对全管体进行去应力退火处理，以消除成型过程中产生的残余应力，获得高强 度低硬度连续油管。
[0017] 本发明的有益效果在于：
[0018] 本发明提供了一种高强度低硬度连续油管解决方案，该方法制造的连续管具有高 强度、低硬度的特性，具有良好的抗硫化氢氢致开裂（HIC)和应力腐蚀（SSC)能力，克服了 现有技术的缺点。所发明的连续管具有以下特性：
[0019] (1)管材强度提高，使作业能力相比"大规格低碳微钢合金连续油管"连续管提高 约 12. 5%。
[0020] (2)硬度满足小于22HRC的要求，提高了连续管在硫化氢环境中的抵抗氢致开裂 和硫化氢应力腐蚀能力，从而提高了连续管在更深的井深、含硫化氢条件下的作业的安全 性。
[0021] (3)增加连续管在含硫化氢的油井中的下入深度和作业安全性。
[0022] (4)制造的连续油管耐蚀性符合NACEMR01-75标准要求。
【附图说明】：
[0023] 图1为本发明的连续油管维氏硬度压痕位置图；
[0024] 图2为本发明的母材轴向试样外观图；
[0025] 图3为本发明的沿焊缝试样外观图；
[0026] 图4为本发明的SSCC试样外观图；
[0027] 其中：1为工件段，2为夹持部位。
【具体实施方式】：
[0028] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
[0029] A板材设计及制造工艺：
[0030] 根据以下化学成分重量百分比冶炼、浇铸成板坯：
[0031]表1
[0032]
【主权项】
1. 一种高强度低硬度连续油管，其特征在于：所述连续油管的屈服强度621-689MPa、 硬度彡22HRC。
2. 如权利要求1所述连续油管，其特征在于，按照质量百分比，硫含量控制在0. 005% 以内，Ni含量小于1 %。
3. 如权利要求1所述连续油管，其特征在于，所述连续油管单根长度大于61米。
4. 如权利要求1、2或3所述连续油管的制备方法，其特征在于，按照如下步骤： (1) 根据拟制造的连续管外径和壁厚，轧制出规定壁厚和宽度的热轧钢卷，并将卷板纵 剪为一定尺寸的钢带，将钢带两端斜切成一定角度，合理加工侧边坡口，并将前后两条具有 相同厚度或不同厚度的钢带头尾沿一定角度切口精确拼接，焊接引、息弧板后采用搅拌摩 擦焊、等离子填丝焊或氩弧焊等方法将其焊接； (2) 清理焊渣后，将焊缝及热影响区加热到两相区，对焊缝区域进行局部热轧制，热轧 制后将其快速冷却；随后将热轧制区域加热到AC3以上，根据板材的受热历程对加热区域 进行控制冷却，并进行低温退火； (3) 通过多次对接使钢带长度达到所需长度后，根据最终连续管的外径和壁厚，将钢带 侧面刨成I型、V型或X型坡口，采用UOE方法成型，精确控制开口角和挤压量及焊接参数， 确保焊接质量；焊接工艺采用高频焊，也可采用氩弧焊、等离子焊或激光焊； (4) 焊接完成后，将焊缝局部加热到AC3以上，并采用挤压辊对其管材采用定径的方式 对焊缝施加一定的形变量，随后对其淬火；在淬火完后，采用中频或其他快速加热方式，将 整管加热到两相区，热透后对其进行控制冷却； (5) 对全管体进行去应力退火处理，以消除成型过程中产生的残余应力，获得高强度低 硬度连续油管。
【专利摘要】本发明公开了一种高强度低硬度连续油管及其制备方法，所述连续油管的屈服强度621-689MPa、硬度≤22HRC。按照质量百分比，硫含量控制在0.005％以内，Ni含量小于1％。所述连续油管单根长度大于61米。通过合理合金设计改善焊缝的组织和性能，开发出屈服强度621-689MPa、硬度≤22HRC的连续管，提高连续管在硫化氢环境中的抵抗氢致开裂和硫化氢应力腐蚀能力，从而提高连续管在更深的井深条件下进行作业的安全性。
【IPC分类】C21D8-10, B23P15-00
【公开号】CN104651591
【申请号】CN201410681889
【发明人】毕宗岳, 鲜林云, 张锦刚, 余晗, 张晓峰, 李博锋, 李鸿斌, 汪海涛
【申请人】宝鸡石油钢管有限责任公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月21日