本發(fā)明涉及鋼管制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于油氣開采的耐腐蝕復(fù)合鋼管的制造方法。

背景技術(shù)：

1、我國(guó)塔里木、川東地區(qū)油氣田和國(guó)際上部分油氣田（如伊朗南帕斯油氣田）具有高溫高壓、高h(yuǎn)2s含量、高co2、高cl-含量(例如120?000?mg/l?cl-，2.66?mpa?h2s，4.13?mpaco2，溫度160℃)的特點(diǎn)，常規(guī)碳鋼和低合金鋼油井管難以適應(yīng)耐腐蝕要求。目前油氣田上常用的具備耐高溫高壓、耐h2s腐蝕性能的油井管材質(zhì)有n08028鐵鎳基合金、n06625鎳基合金、g3鎳基合金等，但都價(jià)格高昂，每噸單價(jià)在20萬(wàn)～80萬(wàn)人民幣左右，每口井的耐腐蝕油井管成本就高達(dá)3000萬(wàn)到1億多人民幣。

2、unsn08825（以下簡(jiǎn)稱n08825）是一種用鈦穩(wěn)定化的ni-fe-cr-mo-cu耐蝕合金，具有良好的耐全面腐蝕和局部腐蝕性能，且熱加工、冷加工性能良好；但劣勢(shì)也很明顯，固溶態(tài)屈服強(qiáng)度σ0.2僅為264-323mpa，不滿足油井管高強(qiáng)度、高抗擠毀的要求。以低合金鋼無(wú)縫管為基層，n08825無(wú)縫管為復(fù)層，通過(guò)熱處理提高材料的力學(xué)性能，得到高強(qiáng)度、高耐蝕性、低成本的油井管產(chǎn)品，是目前應(yīng)用比較多的耐腐蝕油井管制造方法。

3、國(guó)內(nèi)制造此類耐腐蝕復(fù)合油井管多采用冶金復(fù)合或機(jī)械復(fù)合的方法，即采用離心澆鑄或堆焊得到低合金鋼為基層/耐蝕合金為復(fù)層的鋼錠，再通過(guò)穿孔/擠壓/軋制/旋壓等壓力加工方式得到復(fù)合鋼管；或采用穿孔/擠壓/軋制等壓力加工方式得到單獨(dú)的低合金無(wú)縫管和耐蝕合金無(wú)縫管，再通過(guò)堆焊/爆炸/軋制/冷拔等方法得到復(fù)合鋼管。

4、機(jī)械復(fù)合的特點(diǎn)是：尺寸控制準(zhǔn)確,可以獲得較好的內(nèi)、外表面質(zhì)量,而且覆層厚度小，工藝靈活,可用于單件生產(chǎn)或批量生產(chǎn)；缺點(diǎn)是復(fù)合界面機(jī)械結(jié)合強(qiáng)度低；在溫差大的環(huán)境下會(huì)因應(yīng)力松弛而分層失效。

5、冶金復(fù)合的特點(diǎn)是：復(fù)合界面兩種金屬熔合牢固，復(fù)合界面機(jī)械結(jié)合強(qiáng)度高，溫度對(duì)復(fù)合界面影響??；缺點(diǎn)是制造工藝復(fù)雜難控制，加工成本高。

6、對(duì)用于油氣開采的耐腐蝕復(fù)合鋼管來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的制造方法有各自明顯的短板，如離心澆鑄法和堆焊法生產(chǎn)效率低下，成本較高；軋制法得到的基層和復(fù)層結(jié)合力較低，鋼管安裝和使用時(shí)易分層失效；爆炸法得到的鋼管表面和尺寸精度差，結(jié)合面質(zhì)量不均勻。由于油氣開采環(huán)境對(duì)材料耐蝕性和可靠性的較高要求，現(xiàn)有方法制造的耐腐蝕復(fù)合鋼管未得到廣泛使用。

7、本發(fā)明擬采用擠壓復(fù)合的方法，利用極高的擠壓壓力和溫度在復(fù)合界面處產(chǎn)生“壓力鍛”的焊接效應(yīng)，促進(jìn)界面間的快速擴(kuò)散和充分結(jié)合，使復(fù)合界面形成冶金結(jié)合的效果。優(yōu)點(diǎn)是擠壓力為三向壓應(yīng)力，適合于n08825之類熱加工性不好、塑性低的鐵鎳基合金的加工。缺點(diǎn)是由于復(fù)合過(guò)程決定于擠壓過(guò)程中極短時(shí)間內(nèi)的元素界面擴(kuò)散，常會(huì)因氧化膜或其他雜質(zhì)的存在而受到影響，因此目前擠壓復(fù)合法限于碳鋼、不銹鋼和高鎳合金幾種材料間的復(fù)合應(yīng)用。

8、本發(fā)明提供了一種用于油氣開采的耐腐蝕復(fù)合鋼管的制造方法，以25crnimo低合金鋼無(wú)縫管為基層，n08825鎳基合金無(wú)縫管為復(fù)層，通過(guò)熱裝配得到復(fù)合型管坯，利用熱擠壓工藝得到符合要求的高強(qiáng)度、高耐蝕性、經(jīng)濟(jì)性好的耐腐蝕復(fù)合鋼管，解決了擠壓復(fù)合法對(duì)坯料要求高、界面結(jié)合力低的問(wèn)題，整體力學(xué)性能滿足api5ctp110鋼級(jí)的要求，內(nèi)表面耐蝕性能可滿足高溫高壓、高含量cl-、co2、h2s同時(shí)存在的油井苛刻工況(例如150,000?mg/lcl-，1.03?mpa?h2s以及4.83?mpaco2，溫度149℃)，可用作此類油井的套管。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種用于油氣開采的耐腐蝕復(fù)合鋼管的制造方法。

2、本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種用于油氣開采的耐腐蝕復(fù)合鋼管的制造方法，包括以下步驟：步驟一：管坯加工：經(jīng)轉(zhuǎn)爐+aod+lf爐冶煉、連鑄、初軋開坯得到低合金鋼管坯直徑500-900mm的圓鋼坯，經(jīng)兩到四道次鍛造成直徑220-430mm、長(zhǎng)6-12m的圓鋼坯，圓鋼坯經(jīng)剝皮、鋸切成為直徑220-430mm、長(zhǎng)度500-1100mm的坯料，坯料中心用深孔鉆鉆出直徑100-220mm通孔，坯料外徑允許偏差（0，-2）mm，內(nèi)孔直徑允許偏差（+0.1，0）mm，長(zhǎng)度允許偏差（+3，0）mm，通孔同心度＜0.3mm，坯料外表面粗糙度ra≤1.6μm，內(nèi)表面粗糙度ra≤0.3μm；經(jīng)轉(zhuǎn)爐+aod+lf爐冶煉、模鑄、電渣重熔、初軋開坯得到鎳基合金直徑200-600mm的圓鋼坯，經(jīng)兩到四道次鍛造成直徑100-220mm、長(zhǎng)6-12m的圓鋼坯；圓鋼坯經(jīng)剝皮、鋸切，成為直徑100-220mm、長(zhǎng)度500-1100mm的坯料，坯料中心用深孔鉆鉆出直徑30-80mm通孔，坯料外徑允許偏差（0，-0.1）mm，內(nèi)孔直徑允許偏差（+1，0）mm，長(zhǎng)度允許偏差（+2，0）mm，通孔同心度＜0.2mm，坯料外表面粗糙度ra≤0.3μm，內(nèi)表面粗糙度ra≤1.6μm；加工清洗完成的低合金鋼圓鋼坯和鎳基合金圓鋼坯送至中頻感應(yīng)爐中加熱至180-220℃，進(jìn)行熱裝配，裝配后得到外徑220-450mm、內(nèi)徑40-80mm、長(zhǎng)度500-1100mm的復(fù)合管坯，管坯表面潔凈無(wú)油污、無(wú)氧化皮；步驟二：熱擠壓：熱擠壓的步驟包括：環(huán)形爐加熱、一次感應(yīng)加熱、擴(kuò)孔、二次感應(yīng)加熱、擠壓和空冷，環(huán)形爐總加熱時(shí)間120-240min，加熱段時(shí)間90-180min，加熱段溫度500±30℃，均熱段時(shí)間30-60min，均熱段溫度750±10℃，；一次感應(yīng)加熱溫度1180±10℃，加熱時(shí)間5-10min；擴(kuò)孔錐規(guī)格65mm-110mm，擴(kuò)延系數(shù)1.05-1.20，擴(kuò)孔后檢查內(nèi)外層是否分離，端頭是否齊平；二次感應(yīng)加熱溫度1180±10℃，加熱時(shí)間5-10min；擠壓比15-30，擠壓速度0.8-1.8s；擠壓完成后空冷至室溫；步驟三：檢驗(yàn)：目視檢驗(yàn)和超聲波檢驗(yàn)擠壓管尺寸、基層壁厚、復(fù)層壁厚；目視檢驗(yàn)和超聲波檢驗(yàn)內(nèi)外表面有無(wú)裂紋、折疊、結(jié)疤、分層缺陷和端部?jī)?nèi)外層是否分離；步驟四：精整：矯直處理，全長(zhǎng)彎曲度≤0.15%，每米彎曲度≤1.5mm；平頭，管頭部切除尺寸200-400mm，直至壁厚均勻，管尾部清除切口毛刺；步驟五：熱處理：擠壓管用輥底式加熱爐進(jìn)行淬火加回火熱處理，加熱至溫度950±10℃，保溫15-30min，水冷至室溫；回火溫度560±10℃，保溫60-90min，爐冷至室溫。

3、步驟一的管坯加工采用的低合金鋼管坯，其化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：c：0.20-0.30%；si：0.1-0.5%；mn：0.3-0.8%；cr：0.5-1.5%；ni≤0.5%；mo：0.4-1.0%；p≤0.020%；s≤0.010%，其余為fe與不可避免的雜質(zhì)；鎳基合金管坯，其化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：c≤0.05%；si≤0.5%；mn≤1.0%；cr：19.5-23.5%；ni：38.0-46.0%；mo：2.5-3.5%；cu：1.5-3.0%；ti：0.6-1.2%；p≤0.030%；s≤0.010%，其余為fe與不可避免的雜質(zhì)。

4、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種用于油氣開采的耐腐蝕復(fù)合鋼管的制造方法，以25crnimo低合金鋼無(wú)縫管為基層，n08825鎳基合金無(wú)縫管為復(fù)層，通過(guò)熱裝配得到復(fù)合型管坯，利用熱擠壓工藝得到高強(qiáng)度、高耐蝕性、經(jīng)濟(jì)性好的耐腐蝕復(fù)合鋼管，整體力學(xué)性能滿足api?5ct?p110鋼級(jí)的要求，內(nèi)表面耐蝕性能可滿足高溫高壓、高含量cl-、co2、h2s同時(shí)存在的油井苛刻工況。