專(zhuān)利名稱(chēng)：稠油熱采井用套管及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)，特別是涉及一種稠油熱采井用套管及生產(chǎn) 方法。
背景技術(shù)：
世界稠油資源相當(dāng)豐富，已探明有3000億噸以上的儲(chǔ)量，而可供開(kāi)采的稀油資源 僅剩下1700億噸，稠油將是21世紀(jì)的重要能源。我國(guó)的勝利、遼河、新疆及中原油田有豐富 的稠油資源，由于稠油粘度大，所以采油難度很大。稠油油藏一般采用熱力開(kāi)采，我國(guó)主要 為蒸汽吞吐法，利用注入蒸汽的熱量使稠油溫度升高，易于流動(dòng)，便于開(kāi)采。開(kāi)采過(guò)程中，套 管被固定在井筒中處于約束狀態(tài)，不能自由膨脹和收縮，在注入高溫高壓蒸汽階段(350°C， 20MPa)，套管由于受熱膨脹和受約束而承受很大的壓應(yīng)力。停注采油時(shí)，由于降溫收縮松弛 而承受很大的拉應(yīng)力，套管反復(fù)承受高的拉_壓應(yīng)力而極易損壞，主要形式有變形、錯(cuò)位、 螺紋接頭泄漏、脫扣等，稠油開(kāi)采過(guò)程中造成的套損比率要遠(yuǎn)高于稀油開(kāi)采過(guò)程中的套損 率。根據(jù)各大稠油油田套損率調(diào)查結(jié)果表明，稠油熱采井的套損率平均為30%以上，局部區(qū) 塊達(dá)到70%，列油田套管損壞率之首。因此，開(kāi)發(fā)適合于稠油熱采用的專(zhuān)用套管系列，從而 降低目前稠油熱采過(guò)程中套損率高的問(wèn)題，具有非常重大的經(jīng)濟(jì)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)稠油熱采用的專(zhuān)用套管材料的 高溫特性(如熱膨脹系數(shù)、高溫強(qiáng)度、蠕變、蠕變穩(wěn)定性、熱應(yīng)變疲勞等)和抗擠毀性能，以 及螺紋的密封和連接性能研究，提供一種適合于稠油熱采用的稠油熱采井用套管及生產(chǎn)方 法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種稠油熱采井用套管，成分以質(zhì)量％計(jì)，具體有C: 0. 25 0. 29, Si 0. 17 0. 32,MnO. 90 1. 00, P 彡 0. 015, S 彡 0. 003, Cu 彡 0. 10,Mo 0. 35 0. 40、Cr 0. 95 1. 05、V 彡 0. 05、Ni 彡 0. 20、Al 0. 015 0. 040、Ti 0. 010 0. 025、B 0. 0005 0. 0012，其余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)。不可避免的雜質(zhì)包括Sb、Bi、Pb、As、Sn、Pb、Sb、Bi、0、H，其中=Sb( 0. 008%, Bi 彡 0. 001%, Pb 彡 0. 001%,As+Sn+Pb+Sb+Bi ^ 0. 035%, 0 ^ 30ppm、H 彡 2ppm。在上述成分中，C含量控制在0.25 0.29，目的是保證強(qiáng)度；Mn含量控制在 0. 90 1. 00，起固溶強(qiáng)化作用，可提高鋼的強(qiáng)度；添加適量Cr、Mo，起固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化作 用，保證高溫回火強(qiáng)度，同時(shí)可提供淬透性；Al、Ti在冶煉過(guò)程中添加作脫氧劑，并可細(xì)化 晶粒；B可提供淬透性。本發(fā)明提供還提供了一種稠油熱采井用套管的生產(chǎn)方法，它包括鋼坯冶煉工藝流 程和制管工藝流程，其具體生產(chǎn)方法如下A、鋼坯冶煉工藝流程電爐冶煉+爐外精煉+真空脫氣+弧形連鑄。
鋼坯冶煉配料50%優(yōu)質(zhì)生鐵+45%優(yōu)質(zhì)廢鋼+5%海綿鐵。在冶煉過(guò)程添加適 量鋁絲、硅鈣絲以及碳粉以去鋼水中雜質(zhì)及夾雜物變性，并進(jìn)行真空脫氣，在澆注時(shí)吹氬保 護(hù)，提高鋼的純凈度。鋁絲的添加量為2. 5 3. Okg/t鋼、硅鈣絲的添加量為1. 0 1. 3kg/t鋼、碳粉的 添加量為0. 3 0. 4kg/t鋼。B、制管工藝流程鋼管軋制工藝流程為管坯鋸切一上料一環(huán)形爐加熱一錐形穿孔一吹氮噴硼砂一限動(dòng)芯棒連軋一在線(xiàn)脫管一再加熱爐加熱一高壓水除鱗一定減徑一冷床冷卻一切頭尾、分 段鋸一矯直一吸灰一探傷一人工檢驗(yàn)一稱(chēng)重一噴標(biāo)一入庫(kù)。熱處理和螺紋加工流程為管料庫(kù)一淬火加熱一高壓水除鱗一水淬火一回火加熱 —定徑一冷卻一矯直一冷卻一清除氧化鐵皮一管端內(nèi)表面檢查一管端探傷一管體探傷一 人工外表面檢查一水壓試驗(yàn)一收集入庫(kù)一管端螺紋加工一擰接接箍一通徑一另一管端螺 紋加工一上保護(hù)環(huán)一測(cè)長(zhǎng)稱(chēng)重一噴印涂漆一檢驗(yàn)一入庫(kù)。鋼坯在環(huán)形爐加熱分預(yù)熱、加熱、均熱過(guò)程，總加熱時(shí)間控制在150 180min， 合理分配各段的時(shí)間，以防止加熱不均及出現(xiàn)加熱缺陷。其中隨爐溫預(yù)熱25 30min、 850士50°C，加熱 110 130min、1260士20°C，均熱 15 20min。軋管采用錐形輥穿孔、多機(jī)架縱軋方式，各工序合理分配變形量，有效地避免了裂 紋等缺陷。成品鋼管進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。淬火溫度920士 10°C，保溫時(shí)間40士5min，水淬；回火 溫度600士5°C，保溫時(shí)間64士5min。本發(fā)明提供的稠油熱采井用套管有如下特點(diǎn)1、本發(fā)明選擇采用中低碳Cr-Mo系列耐熱鋼種，通過(guò)添加B、Ti、Al等表面活性元 素，強(qiáng)化晶界，提高材料的熱強(qiáng)度和彈性模量，使強(qiáng)度不隨溫度升高過(guò)早下降，確保套管在 注采過(guò)程中屈服強(qiáng)度的下降幅度能滿(mǎn)足熱采要求。2、采用本發(fā)明生產(chǎn)的稠油熱采井用套管強(qiáng)韌性配合好，高溫強(qiáng)度穩(wěn)定性好，其各 項(xiàng)指標(biāo)均大大高于要求值。以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一種稠油熱采井用套管，成分以質(zhì)量％計(jì)，具體有C 0. 25 0. 29、Si 0. 17 0. 32,MnO. 90 1. 00,P 彡 0. 015, S 彡 0. 003,Cu 彡 0. 10,Mo 0. 35 0. 40,Cr 0. 95 1. 05,V ^ 0. 05,Ni ^ 0. 20,Al 0. 015 0. 040,Ti 0. 010 0. 025,B 0. 0005 0. 0012，其余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)。不可避免的雜質(zhì)包括Sb、Bi、Pb、As、Sn、Pb、Sb、Bi、0、H，其中=Sb( 0. 008%, Bi 彡 0. 001%, Pb 彡 0. 001%,As+Sn+Pb+Sb+Bi ^ 0. 035%, 0 ^ 30ppm、H 彡 2ppm。在上述成分中，C含量控制在0.25 0.29，目的是保證強(qiáng)度；Mn含量控制在 0. 90 1. 00，起固溶強(qiáng)化作用，可提高鋼的強(qiáng)度；添加適量Cr、Mo，起固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化作 用，保證高溫回火強(qiáng)度，同時(shí)可提供淬透性；Al、Ti在冶煉過(guò)程中添加作脫氧劑，并可細(xì)化 晶粒；B可提供淬透性。
本發(fā)明提供還提供了一種稠油熱采井用套管的生產(chǎn)方法，它包括鋼坯冶煉工藝流 程和制管工藝流程，其具體生產(chǎn)方法如下A、鋼坯冶煉工藝流程電爐冶煉+爐外精煉+真空脫氣+弧形連鑄。鋼坯冶煉配料50%優(yōu)質(zhì)生鐵+45%優(yōu)質(zhì)廢鋼+5%海綿鐵。在冶煉過(guò)程添加適 量鋁絲、硅鈣絲以及碳粉以去鋼水中雜質(zhì)及夾雜物變性，并進(jìn)行真空脫氣，在澆注時(shí)吹氬保 護(hù)，提高鋼的純凈度。鋁絲的添加量為2. 5 3. Okg/t鋼、硅鈣絲的添加量為1. 0 1. 3kg/t鋼、碳粉的 添加量為0. 3 0. 4kg/t鋼。
B、制管工藝流程鋼管軋制工藝流程為管坯鋸切一上料一環(huán)形爐加熱一錐形穿孔一吹氮噴硼砂一 限動(dòng)芯棒連軋一在線(xiàn)脫管一再加熱爐加熱一高壓水除鱗一定減徑一冷床冷卻一切頭尾、分 段鋸一矯直一吸灰一探傷一人工檢驗(yàn)一稱(chēng)重一噴標(biāo)一入庫(kù)。熱處理和螺紋加工流程為管料庫(kù)一淬火加熱一高壓水除鱗一水淬火一回火加熱 —定徑一冷卻一矯直一冷卻一清除氧化鐵皮一管端內(nèi)表面檢查一管端探傷一管體探傷一 人工外表面檢查一水壓試驗(yàn)一收集入庫(kù)一管端螺紋加工一擰接接箍一通徑一另一管端螺 紋加工一上保護(hù)環(huán)一測(cè)長(zhǎng)稱(chēng)重一噴印涂漆一檢驗(yàn)一入庫(kù)。鋼坯在環(huán)形爐加熱分預(yù)熱、加熱、均熱過(guò)程，總加熱時(shí)間控制在150 180min， 合理分配各段的時(shí)間，以防止加熱不均及出現(xiàn)加熱缺陷。其中隨爐溫預(yù)熱25 30min、 850士50°C，加熱 110 130min、1260士20°C，均熱 15 20min。軋管采用錐形輥穿孔、多機(jī)架縱軋方式，各工序合理分配變形量，有效地避免了裂 紋等缺陷。成品鋼管進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。工藝淬火溫度920士 10°C，保溫時(shí)間40士5min，水 淬；回火溫度600士5°C，保溫時(shí)間64士5min。衡陽(yáng)華菱鋼管有限公司根據(jù)本發(fā)明提供的方法生產(chǎn)稠油熱采井用套管，規(guī)格為 Φ 177. 8X9. 19mm。稠油熱采井用套管尺寸精度要求見(jiàn)表1。表1稠油熱采井用套管的尺寸精度要求 稠油熱采井用套管力學(xué)性能要求見(jiàn)表2。表2稠油熱采井用套管的力學(xué)性能要求 生產(chǎn)出來(lái)的稠油熱采井用套管隨機(jī)取樣進(jìn)行分析，結(jié)果如下其具體化學(xué)成分見(jiàn) 表3，其余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)。表3化學(xué)成分 生產(chǎn)出來(lái)的稠油熱采井用套管尺寸及力學(xué)性能見(jiàn)表4。表4尺寸及力學(xué)性能 對(duì)照表1、表2和表4，本發(fā)明提供的稠油熱采井用套管強(qiáng)韌性配合好，高溫強(qiáng)度穩(wěn) 定性好，其各項(xiàng)指標(biāo)均大大高于要求值。
權(quán)利要求
一種稠油熱采井用套管，其特征是成分以質(zhì)量％計(jì)，具體有C0.25～0.29、Si0.17～0.32、Mn0.90～1.00、P≤0.015、S≤0.003、Cu≤0.10、Mo0.35～0.40、Cr0.95～1.05、V≤0.05、Ni≤0.20、Al0.015～0.040、Ti0.010～0.025、B0.0005～0.0012，其余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稠油熱采井用套管，其特征是不可避免的雜質(zhì)包括 Sb、Bi、Pb、As、Sn、Pb、Sb、Bi、0、H，其中Sb ≤ 0. 008%, Bi ≤ 0. 001%, Pb ≤ 0. 001%, As+Sn+Pb+Sb+Bi ≤^ 0. 035%, 0 ≤ 30ppm、H ≤2ppm。
3.一種稠油熱采井用套管的生產(chǎn)方法，其特征是它包括鋼坯冶煉工藝流程和制管工 藝流程，其具體生產(chǎn)方法如下A、鋼坯冶煉工藝流程電爐冶煉+爐外精煉+真空脫氣+弧形連鑄；鋼坯冶煉配料50%優(yōu)質(zhì)生鐵+45%優(yōu)質(zhì)廢鋼+5%海綿鐵，在冶煉過(guò)程添加適量鋁絲、 硅鈣絲以及碳粉以去鋼水中雜質(zhì)及夾雜物變性，并進(jìn)行真空脫氣，在澆注時(shí)吹氬保護(hù)，提高 鋼的純凈度；B、制管工藝流程鋼管軋制工藝流程為管坯鋸切一上料一環(huán)形爐加熱一錐形穿孔一吹氮噴硼砂一限動(dòng) 芯棒連軋一在線(xiàn)脫管一再加熱爐加熱一高壓水除鱗一定減徑一冷床冷卻一切頭尾、分段鋸 —矯直一吸灰一探傷一人工檢驗(yàn)一稱(chēng)重一噴標(biāo)一入庫(kù)；熱處理和螺紋加工流程為管料庫(kù)一淬火加熱一高壓水除鱗一水淬火一回火加熱一定 徑一冷卻一矯直一冷卻一清除氧化鐵皮一管端內(nèi)表面檢查一管端探傷一管體探傷一人工 外表面檢查一水壓試驗(yàn)一收集入庫(kù)一管端螺紋加工一擰接接箍一通徑一另一管端螺紋加 工一上保護(hù)環(huán)一測(cè)長(zhǎng)稱(chēng)重一噴印涂漆一檢驗(yàn)一入庫(kù)；軋管采用錐形輥穿孔、多機(jī)架縱軋方式，各工序合理分配變形量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種稠油熱采井用套管的生產(chǎn)方法，其特征是鋼坯冶煉配 料時(shí)，鋁絲的添加量為2. 5 3. Okg/t鋼、硅鈣絲的添加量為1. 0 1. 3kg/t鋼、碳粉的添 加量為0. 3 0. 4kg/t鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種稠油熱采井用套管的生產(chǎn)方法，其特征是鋼坯 在環(huán)形爐加熱分預(yù)熱、加熱、均熱過(guò)程，總加熱時(shí)間控制在150 180min，合理分配各段的 時(shí)間，以防止加熱不均及出現(xiàn)加熱缺陷，其中隨爐溫預(yù)熱25 30min、850士50°C，加熱 110 130min、1260士20°C，均熱 15 20min。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種稠油熱采井用套管的生產(chǎn)方法，其特征是成品鋼 管進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，淬火溫度920士 10°C，保溫時(shí)間40士5min，水淬；回火溫度600士5°C， 保溫時(shí)間64士 5min。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種稠油熱采井用套管的生產(chǎn)方法，其特征是成品鋼管進(jìn) 行調(diào)質(zhì)熱處理，淬火溫度920士 10°C，保溫時(shí)間40士5min，水淬；回火溫度600士5°C，保溫 時(shí)間 64 士 5min。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)，具體涉及一種稠油熱采井用套管及制造方法及生產(chǎn)方法。油熱采井用套管的成分以質(zhì)量％計(jì)，具體有C0.25～0.29、Si0.17～0.32、Mn0.90～1.00、P≤0.015、S≤0.003、Cu≤0.10、Mo0.35～0.40、Cr0.95～1.05、V≤0.05、Ni≤0.20、Al0.015～0.040、Ti0.010～0.025、B0.0005～0.0012，其余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)。其生產(chǎn)方法包括鋼坯冶煉和制管，鋼坯冶煉包括電爐冶煉+爐外精煉+真空脫氣+弧形連鑄；制管工藝包括鋼管軋制、熱處理和螺紋加工。軋管采用錐形輥穿孔、多機(jī)架縱軋方式，各工序合理分配變形量，有效地避免了裂紋等缺陷。
文檔編號(hào)C21C7/10GK101871080SQ20101018546
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者周夢(mèng)雄, 方劍, 李志衛(wèi), 謝凱意, 鄒喜洋 申請(qǐng)人:衡陽(yáng)華菱鋼管有限公司