一种石油套管用金属基体材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种石油套管用金属基体材料，解决了现有合金材料不能同时满足成本和强度的问题。本发明按照质量百分比由以下成份组成：C 0.15％～0.20％，Mn 0.7％～0.9％，Si 0.3％～0.5％，Cu 0.1％～0.2％，N 0.05％～0.1％,Cr 0.1％～0.2％，S≤0.02％，P≤0.03％，微量元素之和≤1％，余量为Fe。本发明在保证低成本的情况下，保证高强度、高硬度，同时能有效保证高耐酸性腐蚀的效果。
【专利说明】
一种石油套管用金属基体材料
技术领域
[0001] 本发明涉及一种金属材料，具体涉及一种石油套管用金属基体材料。
【背景技术】
[0002] 石油套管是用于支撑油、气井井壁的钢管，以保证钻井过程进行和完井后整个油 井的正常运行。每一口井根据不同的钻井深度和地质情况，要使用几层套管。套管下井后要 采用水泥固井，它与油管、钻杆不同，不可以重复使用，属于一次性消耗材料。所以，套管的 消耗量占全部油井管的70%以上。套管按使用情况可分为:导管、表层套管、技术套管和油层 套管。
[0003] 石油套管是维持油井运行的生命线。由于地质条件不同，井下受力状态复杂，拉、 压、弯、扭应力综合作用于管体，这对套管本身的质量提出了较高的要求。一旦套管本身由 于某种原因而损坏，可能导致整口井的减产，甚至报废。
[0004]由于其消耗量极大，因而急需一种成本低廉，且强度较高的套管用钢材。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是:现有合金材料不能同时满足成本和强度的问题， 提供解决上述问题的一种石油套管用金属基体材料。
[0006] 本发明通过下述技术方案实现： 一种石油套管用金属基体材料，按照质量百分比由以下成份组成:C 0.15 %~0.20%， Μη 0.7% ~0.9%，Si 0.3% ~0.5%，Cu 0.1% ~0·2%，Ν 0.05% ~0.1%，Cr 0.1% ~ 0.2%，S彡0.02%，P彡0.03%，微量元素之和彡1%，余量为Fe。
[0007] 作为一种优选，按照质量百分比由以下成份组成:C 0.19%~0.20%，Mn 0.8%~ 0.9%，Si 0.3%~0.4%，Cu 0.1%~0·2%，Ν 0.05%~0.1%，Cr 0.1%，S彡0·02%，Ρ彡 0.03 %，微量元素之和< 1 %，余量为Fe。
[0008] 作为另一种优选，按照质量百分比由以下成份组成:C 0.15%~0.16%，Mn 0.8% ~0.9%，Si 0.4%~0.5%，Cu 0.1%~0·2%，Ν 0.05%~0.1%，Cr 0.1%~0.2%，S彡 0.02%，P<0.03%，微量元素之和<1%，余量为Fe。
[0009] 作为最优地实施方式，按照质量百分比由以下成份组成：C 0.18%，Mn 0.7%~ 0.8%，Si 0.5%，Cu 0·1%，Ν 0.05%，Cr 0.2%，S彡0·02%，Ρ彡0.03%，微量元素之和彡 1%，余量为Fe。
[0010] 本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果： 1、 本发明在保证较低碳当量的情况下保证高强度，有效满足石油套管用要求； 2、 本发明的原料成本和生产成本均低廉，非常适用于套管。
【具体实施方式】
[0011] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作 进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本 发明的限定。 实施例
[0012] -种石油套管用金属基体材料，按照质量百分比由以下成份组成：C 0.15%~ 0·20%，Μη 0.7% ~0.9%，Si 0.3% ~0.5%，Cu 0.1% ~0·2%，Ν 0.05% ~0.1%，Cr 0· 1%~0.2%，S彡0.02%，P彡0.03%，微量元素之和彡1%，余量为Fe。
[0013] 本实施例中的具体组成成份如表1所示。
[0014] 表1
本发明中该材料的具体制备方法如下： 步骤一、将生铁投入炉中熔化作为铁基质，经过脱硫、脱氧、脱磷处理，处理后使生铁中 硫含量低于〇. 02%、磷含量低于0.03% ; 步骤二、将Mn、Cu、N加入到铁基质中混合均匀后，加热至熔融状态，保持1~2h后，再加 入3丨、0、(：，混合均匀，在800~1100°(：条件下保温至少211后，以5~10°(：/1^11的升温速度增 加到1200~1250 °C，再次保温至少2h，再在800~850 °C条件下恒温浇铸； 步骤三、浇铸完成后以5~10 °C/miη的降温速度降低到400~450 °C，然后快速冷却到 200 °C以下;该快速冷却的降温速度大于100 °C /min; 步骤四，冷却后放入800~850°C的炉火中保温1~2h，最后经过淬火、回火后制成成品。 [0015]本实施例中脱硫、脱氧、脱磷处理，以及淬火、回火处理工序均为现有技术，因此不 再赘述。
[0016] 对上述组成成份比例的物质组成的基体材料进行性能测试，测试结果如表2所示。
[0017] 表2
通过上述表2的试验数据可知，本发明实例1-实例3中的数据表明：本发明不仅仅能有 效保证抗压强度、抗拉强度，而且还具有较高的冲击韧性和耐酸性，且本发明的成本更加低 廉，效果十分显著。
[0018]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明 的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种石油套管用金属基体材料，其特征在于，按照质量百分比由以下成份组成：c 0.15% ~0·20%，Μη 0.7% ~0.9%，Si 0.3% ~0.5%，Cu 0.1% ~0·2%，Ν 0.05% ~ 0.1%，Cr 0.1%~0.2%，3彡0.02%，？彡0.03%，微量元素之和彡1%，余量为卩6。2. 根据权利要求1所述的一种石油套管用金属基体材料，其特征在于，按照质量百分比 由以下成份组成：C 0.19% ~0·20%，Μη 0.8% ~0.9%，Si 0.3% ~0.4%，Cu 0.1% ~ 0·2%，Ν 0.05%~0.1%，Cr 0.1%，S彡0·02%，Ρ彡0.03%，微量元素之和彡 1%，余量为 Fe03. 根据权利要求1所述的一种石油套管用金属基体材料，其特征在于，按照质量百分比 由以下成份组成：C 0.15% ~0·16%，Μη 0.8% ~0.9%，Si 0.4% ~0.5%，Cu 0.1% ~ 0.2%^0.05%~0.1%，0 0.1%~0.2%，5彡0.02%，卩彡0.03%，微量元素之和彡1%， 余量为Fe。4. 根据权利要求1所述的一种石油套管用金属基体材料，其特征在于，按照质量百分比 由以下成份组成：C 0·18%，Μη 0.7%~0.8%，Si 0.5%，Cu 0.1%，N 0.05%，Cr 0.2%，S <0.02%，P<0.03%，微量元素之和<1%，余量为Fe。
【文档编号】C22C38/02GK105950977SQ201610513107
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】贺昶明
【申请人】四川行之智汇知识产权运营有限公司