一種稠油熱采用的鋼管和成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田用鋼管的生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種稠油熱采用的鋼管和成型方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油開采技術(shù)的不斷提高，一些特殊油藏越來(lái)越引起石油工作者的重視。由 于稠油在石油資源中所占比例較大，因此如何開采稠油，使之成為可動(dòng)用儲(chǔ)量，是石油界一 直探宄的問(wèn)題。自20世紀(jì)60年代開采稠油以來(lái)，稠油開采技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，到目 前為止，已形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、火燒油層等為主要開采方式的稠油熱采技術(shù)。其中 蒸汽吞吐是目前應(yīng)用最多的，發(fā)展前景比較好的一種稠油熱采方法。
[0003] 利用蒸汽吞吐工藝開采過(guò)程中，鋼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鋼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，鋼管反復(fù)承受高的拉-壓應(yīng)力而極易 損壞。普通API P110套管，其制管材料為C-Mn鋼，熱穩(wěn)定性差，溫度從室溫到350°C，P110 套管材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度一般下降25%。根據(jù)各大高密度油油田套損率調(diào)查結(jié)果表 明，高密度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，要求采稠油用的鋼管具有高溫強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性能好，強(qiáng)度和韌性搭配良好的性 能，開發(fā)適合稠油開采的鋼管具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種稠油熱采用的鋼管和成型方法。該鋼管的室溫性能：抗拉強(qiáng) 度彡865MPa，屈服強(qiáng)度760?880MPa，延伸率彡20 %，屈強(qiáng)比彡0. 93 ;該鋼管0 °C的縱 向全尺寸沖擊性能彡70J ;該鋼管350°C的高溫拉伸性能：抗拉強(qiáng)度彡720MPa，屈服強(qiáng)度 彡600MPa，屈強(qiáng)比彡0? 85。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種稠油熱采用的鋼管和成型方法，該鋼管成分為（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）：C :C :0. 19%? 0? 25 %、Si :0? 17 % ?0? 45 %、Mn :0? 55 % ?0? 85 %、P :彡 0? 008 %、S :彡 0? 004 %、Cr : 0? 95%?1. 50%、V :0? 03%?0? 1%、Ti :0? 02%?0? 04%、Cu :彡 0? 20%、A1 :0? 015%? 0. 03%、B :0. 0006%?0. 003%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。不可避免的雜質(zhì)包括：Sb、 Bi、Pb、AS、Sn、0、H、N，其中：Sb 彡 0? 007%，Bi 彡 0? 003%，Pb 彡 0? 005、AS 彡 0? 012%、 Sn 彡 0? 010%、As+Sn+Pb+Sb+Bi 彡 0? 035%、0 彡 15PPm、H 彡 1. 5PPm、N 彡 80PPm。
[0007] 所述的鋼管制造過(guò)程：轉(zhuǎn)爐冶煉、爐外精煉、真空脫氣、連鑄、鋼坯加熱、鋼管軋制、 調(diào)質(zhì)處理、矯直。
[0008] 所述的鋼坯冶煉：鐵水先經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，并喂A1線，鋼液溫度 1610°C?1660°C時(shí)，進(jìn)行VD爐真空處理，真空度50Pa?75Pa，真空前加入Si-Ca塊，真空 保持時(shí)間35min?40min，采用這種方式冶煉保證了鋼質(zhì)的純凈度，鋼液溫度在1530°C? 1560 °C時(shí)，連鑄成圓管坯，冷卻到室溫。
[0009] 所述的鋼管軋制：圓管坯加熱到1200°C?1260°C，穿孔前溫度1160°C?1180°C， 連軋前溫度980 °C?1120 °C，張力減徑前溫度800 °C?880 °C。
[0010] 所述的調(diào)質(zhì)處理：淬火溫度為870°C?910°C，水冷；回火溫度為615°C?645°C， 空冷。
[0011] 所述的矯直：回火后趁溫，在200°C?400°C時(shí)，將鋼管矯直。
[0012] 本發(fā)明的有益成果：
[0013] 采用本發(fā)明生產(chǎn)的鋼管，具有優(yōu)良的室溫性能，強(qiáng)度和韌性配合好，且具有高溫強(qiáng) 度高，熱穩(wěn)定性能好的特點(diǎn)；成分中不刻意加入Mo、W等貴重元素，降低了成本，適合用于稠 油的熱采領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 規(guī)格為巾177. 8X9. 19稠油熱采用的鋼管成分為（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）：C:0. 20%、Si : 0. 25%,Mn ：0. 6%,P ：0. 006%, S ：0. 002%, Cr ：1. 4%,Cu ：0. 02%,A1 ：0. 02%,V ：0. 08%, Ti :0. 02%、B :0. 001%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。
[0016] 規(guī)格為巾177. 8X9. 19稠油熱采用的鋼管的雜質(zhì)為（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）：不可避免的 雜質(zhì)包括：Sb、Bi、Pb、AS、Sn、0、H、N，其中：Sb :0? 002%，Bi :0? 0001%，Pb :0? 0004、AS : 0? 007 %、Sn :0? 002 %、0 : lOPPm、H : 1. 2PPm、N :60PPm。
[0017] 規(guī)格為巾177. 8X9. 19稠油熱采用的鋼管的制造過(guò)程包括以下步驟：
[0018] (1)鋼坯冶煉：鋼水先經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，并喂A1線，A1線的添加 量為2. 3Kg/T鋼，鋼液溫度1640°C時(shí)，進(jìn)行VD爐真空處理，真空度50Pa，真空前加入Si-Ca 塊，Si-Ca塊的添加量為1. OKg/T鋼，真空保持時(shí)間40min，鋼液溫度在1550°C時(shí)，連鑄成圓 管坯，冷卻到室溫。
[0019] (2)鋼管軋制：圓管坯加熱到1250°C，穿孔前溫度1180°C，斜軋前溫度1060°C，熱 定徑前溫度850 °C。
[0020] (3)調(diào)質(zhì)處理：淬火溫度為900°C，水冷?；鼗饻囟葹?30°C，空冷。
[0021] (4)矯直：回火后趁溫，在200°C?400°C時(shí)，將鋼管矯直。
[0022] 規(guī)格為巾177. 8X9. 19稠油熱采用的鋼管調(diào)質(zhì)處理后的性能。
[0023] 表1是常溫性能和0°C的沖擊性能。
[0024] 表 1
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種稠油熱采用的鋼管和成型方法，該鋼管成分為（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）：c:C :0. 19%? 0? 25 %、Si :0? 17 % ?0? 45 %、Mn :0? 55 % ?0? 85 %、P :彡 0? 008 %、S :彡 0? 004 %、Cr : 0? 95%?1. 50%、V :0? 03%?0? 1%、Ti :0? 02%?0? 04%、Cu :彡 0? 20%、A1 :0? 015%? 0. 03%、B :0. 0006%?0. 003%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。該鋼管制造過(guò)程：電爐冶煉、 爐外精煉、真空脫氣、連鑄、鋼坯加熱、鋼管軋制、調(diào)質(zhì)處理、矯直。 鋼坯冶煉：鐵水先經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉，送入LF精煉爐精煉，并喂A1線，鋼液溫度1610°C? 1660°C時(shí)，進(jìn)行VD爐真空處理，真空度50Pa?75Pa，真空前加入Si-Ca塊，真空保持時(shí)間 35min?40min，采用這種方式冶煉保證了鋼質(zhì)的純凈度，鋼液溫度在1530°C?1560°C時(shí)， 連鑄成圓管坯，冷卻到室溫。 鋼管軋制：圓管坯加熱到1200°C?1260°C，穿孔前溫度1160°C?1180°C，連軋前溫度 98〇°C?ll2〇°C，張力減徑前溫度8〇0°C?88〇°C。 調(diào)質(zhì)處理：淬火溫度為870°C?910°C，水冷?；鼗饻囟葹?15°C?645°C，空冷。 矯直：回火后趁溫，在200°C?400°C時(shí)，將鋼管矯直。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稠油熱采用的鋼管和成型方法，其特征在于，該鋼管的 室溫性能：抗拉強(qiáng)度彡865MPa，屈服強(qiáng)度760?880MPa，延伸率彡20%，屈強(qiáng)比彡0. 93 ; 該鋼管〇°C的縱向全尺寸沖擊性能多70J;該鋼管350 °C的高溫拉伸性能：抗拉強(qiáng)度 彡736MPa，屈服強(qiáng)度彡615MPa，屈強(qiáng)比彡0? 85。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種稠油熱采用的鋼管和成型方法，該鋼管成分為(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：C：0.19～0.25％、Si：0.17～0.45％、Mn：0.55～0.85％、P：≤0.008％、S：≤0.004％、Cr：0.95～1.50％、V：0.03～0.1％、Ti：0.02～0.04％、Cu：≤0.20％、Al：0.015～0.03％，其余為Fe。該鋼管制造過(guò)程：冶煉、精煉、真空脫氣、連鑄、軋制、調(diào)質(zhì)、矯直。該鋼管的室溫性能：抗拉強(qiáng)度≥865MPa，屈服強(qiáng)度760～880MPa，延伸率≥20％，屈強(qiáng)比≤0.93，沖擊功≥70J；高溫性能：抗拉強(qiáng)度≥720MPa，屈服強(qiáng)度≥600MPa，屈強(qiáng)比≤0.85。
【IPC分類】C22C38-32, C21D8-10
【公開號(hào)】CN104593682
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410737324
【發(fā)明人】曹晶晶, 趙文武, 李河宗
【申請(qǐng)人】河北工程大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月3日