拉拔式扩制特大口径j55套管的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无缝钢管生产技术领域，特别涉及一种拉拔式扩制特大口径J55套管 的生产方法。
【背景技术】
[0002] 表层套管是油气井套管程序里最外层的套管，在油气田开发过程中，钻井开孔后 钻到表土层以下的基岩或钻达一定深度后，下入表层套管，具体地，表层套管具有以下作 用：
[0003] (1)隔离上部含水层，不使地面水和表层地下水渗入井筒；
[0004] (2)保护井口，加固表土层井段的井壁；
[0005] (3)对于钻井时遇到高压油气层的情形，在表层套管上安装防喷器可以预防井喷。 表层套管与井壁之间的间隙全部要用水泥封堵，即固井注水泥时，水泥浆需返出井口，才能 起到隔离地层和保护井壁的作用。
[0006] 随着易开采浅层油气油气资源的枯竭，钻井深度越来越深，深井(4500~6000米） 和超深井(6000米以上)油气田开发越来普遍;同时近年来，在世界能源日益紧张的今天，页 岩气作为非常规能源已经引起了全世界的广泛关注，成为世界油气勘探开发的一个热点， 为了新的开采需求，表层套管的主要规格钢级由(p339.72mmJ55钢级向(p508.00mmj55 钢级转变。
[0007] 目前，特大口径(p508mm规格J55钢级无缝套管的乳制，国内生产主要机组有720 皮尔格乳管机、508三辊连乳机，其生产主要工艺流程为:坯料加热-坯料斜乳穿孔-乳管 -定径，该工艺能乳制满足外径规格的无缝管，但壁厚薄的规格(如φ508.00χΠ .13 mm规 格)不能实现乳制，需通过再次斜乳扩管工艺或拉拔式扩管工艺进行扩制(扩径并减壁）。
[0008] 常用的扩管机有拉拔式扩管机、推制式扩管机和辊式斜乳扩管机三种生产方式。 推制式扩管生产效率低，不能实现明显减壁;辊式斜乳扩管机组投资大，不适合频繁更换规 格;拉拔式扩管不仅能实现扩径，同时能实现减壁，更换规格灵活，但传统的拉拔式扩管工 艺生产的钢管弯曲度、壁厚和外径精度差（弯曲度：管端< 6mm/1.5m，D±1.0%，S土 20.0%)，难以满足API 5CT和API 5B标准对套管几何尺寸公差规定。
[0009] 目前采用650mm拉拔式扩管机组进行扩管时，原拉拔式扩管工艺由cp356mm扩制 (p508mm规格都采取一次加热扩制（5道次扩制），为保证终扩温度，热温度按1040~1060 °c加热，氧化严重，表面质量差，同时采取一次加热扩制，每道次扩径率大，壁厚和外径精度 差，同时管端弯曲度过大，通过矫直后难以明显改善。
【发明内容】
[0010] 【要解决的技术问题】
[0011] 本发明的目的是提供一种拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法，使产品的几 何尺寸和性能满足API 5CT标准规定。
[0012] 【技术方案】
[0013] 本发明是通过以下技术方案实现的。
[0014]本发明涉及一种拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法，该方法包括以下步骤：
[0015] A、冶炼形成成分按重量百分比计为C 0.34~0.41 %、Si 0.17~0.37 %、Μη1· 25~ 1.60、P/S < 0.028%的合金液，制成连铸圆坯；
[0016] Β、将连铸圆坯乳制成(p356mm规格的钢管；
[0017] C、将cp356mm规格钢管的一个管端经缝式炉加热至900~1200 °C，然后将该管端 扩制成喇叭口；
[0018] D、对步骤C得到的钢管采取二次加热扩制，所述第一次加热扩制包括将步骤C得到 的钢管经三道次扩制成(p440mm~q>460mm，所述第二次加热扩制包括将经过第一次加热 扩制后得到的钢管通过三道次扩制成φ508ιηιη~φ513 mm，所述第一次加热扩制的温度为 970~990°C，第二次加热扩制的温度为950~970°C。通过采取二次加热扩制并对二次加热 扩制的加热温度进行设置，改善了钢管表面质量，同时能保证终扩管温2 715°C(37Mn2钢种 Ar3为713°C)，能够保证钢管性能合格。同时，通过将原来的五道次扩径增加到六道次，改善 了弯曲度、壁厚和外径精度。
[0019] 作为一种优选的实施方式，所述步骤C中φ356ηπη规格钢管的一个管端经缝式炉 加热的加热长度300~450mm。
[0020] 作为另一种优选的实施方式，所述步骤C中喇叭口的最大直径7 20mm。
[0021]作为另一种优选的实施方式，所述步骤D中的第一次加热扩制将步骤C得到的钢管 经三道次扩制成(p450mmm，所述第二次加热扩制将经过第一次加热扩制后得到的钢管通 过三道次扩制成φ510 mm。
[0022] 作为另一种优选的实施方式，还包括将步骤D得到的钢管平头并通过六辊辊式矫 直机矫直，进一步改善了钢管椭圆度，管端弯曲度不合的长度明显减短，减小了切头长度， 提高了成材率。
[0023] 作为另一种优选的实施方式，还包括成品检查，合格后包装，所述成品检查包括探 伤、水压、测长和称重。
[0024]【有益效果】
[0025] 本发明提出的技术方案具有以下有益效果：
[0026] 根据本发明制定的加热制度、扩制变形制度、钢管矫直工艺，解决了拉拔式扩管机 组几何尺寸精度不足、表面质量差和成材率低的问题，生产的tp508mm规格J55套管的弯 曲度、外径、壁厚尺寸和机械性能均满足API 5CT标准，实现了在拉拔式扩管机组批量生产 (p508mra规格J55套管的目的，而且扩制成材率达到89%。
【具体实施方式】
[0027] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的【具体实施方式】 进行清楚、完整的描述。
[0028] 实施例一
[0029] 实施例一提供一种生产508.00X11.13mm J55套管的方法，具体工艺流程为：
[0030] (1)340连乳管机组提供φ356χ 15.5mm管坯。具体地，首先冶炼形成成分按重量 百分比计为C 0.34~0.41%、Si 0.17~0·37%、Μη 1.25~1.60、P/S< 0.028%的合金液， 制成连铸圆坯;然后将连铸圆坯乳制成φ3 5 6mm规格的钢管。
[0031] (2)管端加热并扩喇叭口。具体地，将步骤（1)提供的钢管的一个管端经缝式炉加 热至9 0 0 °C，其中管端加热长度为3 0 0m m。然后将该管端扩制成喇叭口，喇叭口的直径为 710mm〇
[0032] (3)步进式炉中进行第一次加热扩制。具体地，加热温度980°C，通过第1道次扩制 至395X 14.3mm，然后经过第2道次扩制至418X13.6mm，最后经过第3道次扩制至440 X 13·2mm〇
[0033] (4)步进式炉中进行第二次加热扩制。具体地，加热温度为960°C，通过第1道次扩 制至477 X 12.3mm，然后经过第2道次扩制至506 X 11.5mm，最后经过第3道次扩制至510 X 11.3mm〇
[0034] (5)平头(切头、切尾）。
[0035] (6)采用(p72:0mm六辊矫直机矫直。
[0036] (7)探伤、水压、测长称重，合格后包装。
[0037] 实施例一生产的508.00XI 1.13mm J55套管的外径尺寸见表1。
[0038]表1实施例一生产的J55套管的外径尺寸(mm)
[0040]由表1可以看出，实施例一生产的508.00X 11.13mm J55套管的的外径公差在+ 0.13%~+0.8%的范围内，满足API 5CT标准外径规定范围要求。
[0041 ] 实施例一生产的508.00X11.13mm J55套管的壁厚尺寸见表2。
[0042]表2实施例一生产的J55套管的壁厚尺寸(mm)
[0043]
[0044] 由表2可以看出，实施例一生产的508.00X11.13mm J55套管的壁厚公差可在-8% ~+10.7%的范围内，满足API 5CT标准外径规定范围要求。
[0045] 实施例一生产的508.00 XI 1.13mm J55套管的弯曲度见表3,表3中，L为单支钢管 实际长度。
[0046]表3实施例一生产的J55套管的弯曲度
[0048] 实施例一生产的508.00XI 1.13mm J55套管的性能示于表4。
[0049]表4实施例一生产的J55套管的性能 [0050]
[0051 ]由表4可以看出，实施例一生产的508.00X11.13mm J55套管的拉伸和冲击功满足 API 5CT标准要求。
[0052] 实施例二
[0053]实施例二提供一种生产508.00X11.13mm J55套管的方法，具体工艺流程为：
[0054] (1) 340连乳管机组提供φ356χ 15.5mm管坯。具体地，首先冶炼形成成分按重量 百分比计为C 0.34~0.41%、Si 0.17~0·37%、Μη 1.25~1.60、P/S< 0.028%的合金液， 制成连铸圆坯;然后将连铸圆坯乳制成φ3 5 6mm规格的钢管。
[0055] (2)管端加热并扩喇叭口。具体地，将步骤（1)提供的钢管的一个管端经缝式炉加 热至10 0 0 °C，其中管端加热长度为4 0 0mm。然后将该管端扩制成喇叭口，喇叭口的直径为 720mm〇
[0056] (3)步进式炉中进行第一次加热扩制。具体地，加热温度990°C，通过第1道次扩制 至400X 14.2mm，然后经过第2道次扩制至425 X 13.5mm，最后经过第3道次扩制至450 X 13.lmm〇
[0057] (4)步进式炉中进行第二次加热扩制。具体地，加热温度为950°C，通过第1道次扩 制至470X 12.4mm，然后经过第2道次扩制至505X 11.4mm，最后经过第3道次扩制至510X 11.3mm〇
[0058] (5)平头(切头、切尾）。
[0059] (6)采用(p720mm六辊矫直机矫直。
[0060] (7)探伤、水压、测长称重，合格后包装。
[0061 ] 实施例二生产的508.00X11.13mm J55套管的外径尺寸见表5。
[0062]表5实施例二生产的J55套管的外径尺寸(mm)
[0064]由表5可以看出，实施例二生产的508.00X 11.13mm J55套管的的外径公差在+ 0.13%~+0.8%的范围内，满足API 5CT标准外径规定范围要求。
[0065] 实施例二生产的508.00X11.13mm J55套管的壁厚尺寸见表6。
[0066]表6实施例二生产的J55套管的壁厚尺寸(mm)
[0067]
[0068] 由表6可以看出，实施例二生产的508.00X11.13mm J55套管的壁厚公差可在-8% ~+10.7%的范围内，满足API 5CT标准外径规定范围要求。
[0069] 实施例二生产的508.00 XI 1.13mm J55套管的弯曲度见表7,表7中，L为单支钢管 实际长度。
[0070]表7实施例二生产的J55套管的弯曲度
[0072] 实施例二生产的508.00X11.13mm J55套管的性能示于表8。
[0073]表8实施例二生产的J55套管的性能
[0076]由表8可以看出，实施例二生产的508.00X11.13mm J55套管的拉伸和冲击功满足 API 5CT标准要求。
[0077] 从以上实施例可以看出，根据本发明实施例制定的加热制度、扩制变形制度、钢管 矫直工艺，解决了拉拔式扩管机组几何尺寸精度不足、表面质量差和成材率低的问题，生产 的(f>5G8mm规格J55套管的弯曲度、外径、壁厚尺寸和机械性能均满足API 5CT标准，实现 了在拉拔式扩管机组批量生产q>508mm规格J55套管的目的，而且扩制成材率达到89%。
[0078] 需要说明，上述描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，也不 是对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法，其特征在于包括以下步骤： 八、冶炼形成成分按重量百分比计为(：0.34~0.41%、310.17~0.37%、]/1111.25~ 1.60、P/S < 0.028%的合金液，制成连铸圆坯； B、 将连铸圆坯乳制成(p356mm规格的钢管； C、 将(p356mm规格钢管的一个管端加热至900~1200°C，然后将该管端扩制成喇叭 P； D、 对步骤C得到的钢管采取二次加热扩制，所述第一次加热扩制包括将步骤C得到的钢 管经三道次扩制成q)440mm~(p460mm，所述第二次加热扩制包括将经过第一次加热扩 制后得到的钢管通过三道次扩制成(p508mm~φ513 mm，所述第一次加热扩制的温度为 970~990°C，第二次加热扩制的温度为950~970°C。2. 根据权利要求1所述的拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法，其特征在于所述步 骤C中q)356mm规格钢管的一个管端经缝式炉加热的加热长度300~450mm。3. 根据权利要求1所述的拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法，其特征在于所述步 骤C中喇叭口的最大直径720mm。4. 根据权利要求1所述的拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法，其特征在于所述步 骤D中的第一次加热扩制将步骤c得到的钢管经三道次扩制成((>450ramm，所述第二次加 热扩制将经过第一次加热扩制后得到的钢管通过三道次扩制成q)510mm。5. 根据权利要求1至4中任一所述的拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法，其特征 在于还包括将步骤D得到的钢管平头并通过六辊辊式矫直机矫直。6. 根据权利要求5所述的拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法，其特征在于还包括 成品检查，检查合格后包装，所述成品检查包括探伤、水压、测长和称重。
【专利摘要】本发明涉及无缝钢管生产技术领域，提供一种拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法，该方法包括：生产管坯；管端加热并扩喇叭口；进行第一次加热扩制，第一次加热扩制包括三道次加热扩制；进行第二次加热扩制，第二次加热扩制包括三道次加热扩制。本发明提出的技术方案解决了拉拔式扩管机组几何尺寸精度不足、表面质量差和成材率低的问题，生产的规格J55套管的弯曲度、外径、壁厚尺寸和机械性能均满足API 5CT标准，实现了在拉拔式扩管机组批量生产规格J55套管的目的，而且扩制成材率达到89％。
【IPC分类】B21C1/22, B21C37/30, B21C37/06, B21C9/00
【公开号】CN105710147
【申请号】CN201610081904
【发明人】曾理, 刘昊, 黄英, 邹友富, 黄云
【申请人】攀钢集团成都钢钒有限公司