一種高強(qiáng)度低硬度連續(xù)油管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于石油天然氣管材技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種連續(xù)油管，尤其是一種高強(qiáng)度低 硬度連續(xù)油管。
【背景技術(shù)】：
[0002] 連續(xù)油管是一種可用于油氣田修井、測(cè)井、鉆井等方面的可纏繞低碳微合金鋼管。 具有效率高、作業(yè)成本低、作業(yè)范圍廣、占地面積小等一系列優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司發(fā)明的"大規(guī)格低碳微鋼合金連續(xù)油管"（CN 202300215)其屈服強(qiáng)度379MPa~621MPa，抗拉強(qiáng)度彡455MPa。該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外油田已經(jīng) 廣泛應(yīng)用。對(duì)于淺井而言，上述連續(xù)管可滿足要求，但是隨著井深的增加，采用上述連續(xù)管 已經(jīng)不能完全滿足作業(yè)需要。
[0004] 特別是，當(dāng)連續(xù)油管在含有硫化氫氣體的油氣井中應(yīng)用時(shí)，硫化氫介質(zhì)導(dǎo)致的氫 致開(kāi)裂和應(yīng)力腐蝕是連續(xù)油管失效的一個(gè)重要方面。通常情況下，隨著管材強(qiáng)度的增加，管 材的硬度也隨之增加。而根據(jù)NACEMR01-75標(biāo)準(zhǔn)要求，暴露于酸性環(huán)境下的低合金鋼具 有良好抗SSC性能的要求是硬度< 22HRC，且Ni含量小于1 %。
[0005]"一種高強(qiáng)度高塑韌性連續(xù)油管制備方法"（CN101898295)公布的連續(xù)管制備方 法中，由于對(duì)鋼帶對(duì)接位置缺乏合理處理，其熱影響區(qū)和焊接殘余應(yīng)力使其成為整盤(pán)連續(xù) 管的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，特別是在含有硫化氫的酸性環(huán)境中使用時(shí)，其安全性是無(wú)法保證的。此 外，對(duì)縱向焊縫的熱處理效果有限，在高內(nèi)壓條件使用時(shí)，存在較大的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高強(qiáng)度低硬度連續(xù)油管及 其制備方法，通過(guò)合理的合金設(shè)計(jì)改善焊縫的組織和性能，開(kāi)發(fā)出屈服強(qiáng)度621-689MPa、 硬度< 22HRC的連續(xù)管，提高連續(xù)管在硫化氫環(huán)境中的抵抗氫致開(kāi)裂和硫化氫應(yīng)力腐蝕能 力，從而提高連續(xù)管在更深的井深條件下進(jìn)行作業(yè)的安全性。
[0007] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
[0008] -種高強(qiáng)度低硬度連續(xù)油管，所述連續(xù)油管的屈服強(qiáng)度621_689MPa、硬度 彡 22HRC。
[0009] 按照質(zhì)量百分比，硫含量控制在0.005%以內(nèi)，Ni含量小于1%。
[0010] 所述連續(xù)油管單根長(zhǎng)度大于61米。
[0011] 所述連續(xù)油管的制備方法，按照如下步驟：
[0012] (1)根據(jù)擬制造的連續(xù)管外徑和壁厚，乳制出規(guī)定壁厚和寬度的熱軋鋼卷，并將卷 板縱剪為一定尺寸的鋼帶，將鋼帶兩端斜切成一定角度，合理加工側(cè)邊坡口，并將前后兩條 具有相同厚度或不同厚度的鋼帶頭尾沿一定角度切口精確拼接，焊接引、息弧板后采用攪 拌摩擦焊、等離子填絲焊或氬弧焊等方法將其焊接；
[0013] ⑵清理焊渣后，將焊縫及熱影響區(qū)加熱到兩相區(qū)后，對(duì)焊縫區(qū)域進(jìn)行局部熱軋 制，熱軋制后將其快速冷卻；隨后將熱軋制區(qū)域加熱到AC3以上，根據(jù)板材的受熱歷程對(duì)加 熱區(qū)域進(jìn)行控制冷卻，并進(jìn)行低溫退火；
[0014] (3)通過(guò)多次對(duì)接使鋼帶長(zhǎng)度達(dá)到所需長(zhǎng)度后，根據(jù)最終連續(xù)管的外徑和壁厚，將 鋼帶側(cè)面刨成I型、V型或X型坡口，采用U0E方法成型，精確控制開(kāi)口角和擠壓量及焊接 參數(shù)，確保焊接質(zhì)量；焊接工藝采用高頻焊，也可采用氬弧焊、等離子焊或激光焊；
[0015] (4)焊接完成后，將焊縫局部加熱到AC3以上，并采用擠壓輥對(duì)其管材采用定徑 的方式對(duì)焊縫施加一定的形變量，隨后對(duì)其淬火；在淬火完后，采用中頻或其他快速加熱方 式，將整管加熱到兩相區(qū)，熱透后對(duì)其進(jìn)行控制冷卻；
[0016] (5)對(duì)全管體進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，以消除成型過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，獲得高強(qiáng) 度低硬度連續(xù)油管。
[0017] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0018] 本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度低硬度連續(xù)油管解決方案，該方法制造的連續(xù)管具有高 強(qiáng)度、低硬度的特性，具有良好的抗硫化氫氫致開(kāi)裂（HIC)和應(yīng)力腐蝕（SSC)能力，克服了 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。所發(fā)明的連續(xù)管具有以下特性：
[0019] (1)管材強(qiáng)度提高，使作業(yè)能力相比"大規(guī)格低碳微鋼合金連續(xù)油管"連續(xù)管提高 約 12. 5%。
[0020] (2)硬度滿足小于22HRC的要求，提高了連續(xù)管在硫化氫環(huán)境中的抵抗氫致開(kāi)裂 和硫化氫應(yīng)力腐蝕能力，從而提高了連續(xù)管在更深的井深、含硫化氫條件下的作業(yè)的安全 性。
[0021] (3)增加連續(xù)管在含硫化氫的油井中的下入深度和作業(yè)安全性。
[0022] (4)制造的連續(xù)油管耐蝕性符合NACEMR01-75標(biāo)準(zhǔn)要求。
【附圖說(shuō)明】：
[0023] 圖1為本發(fā)明的連續(xù)油管維氏硬度壓痕位置圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明的母材軸向試樣外觀圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明的沿焊縫試樣外觀圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明的SSCC試樣外觀圖；
[0027] 其中：1為工件段，2為夾持部位。
【具體實(shí)施方式】：
[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0029] A板材設(shè)計(jì)及制造工藝：
[0030] 根據(jù)以下化學(xué)成分重量百分比冶煉、澆鑄成板坯：
[0031]表1
[0032]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高強(qiáng)度低硬度連續(xù)油管，其特征在于：所述連續(xù)油管的屈服強(qiáng)度621-689MPa、 硬度彡22HRC。
2. 如權(quán)利要求1所述連續(xù)油管，其特征在于，按照質(zhì)量百分比，硫含量控制在0. 005% 以內(nèi)，Ni含量小于1 %。
3. 如權(quán)利要求1所述連續(xù)油管，其特征在于，所述連續(xù)油管單根長(zhǎng)度大于61米。
4. 如權(quán)利要求1、2或3所述連續(xù)油管的制備方法，其特征在于，按照如下步驟： (1) 根據(jù)擬制造的連續(xù)管外徑和壁厚，軋制出規(guī)定壁厚和寬度的熱軋鋼卷，并將卷板縱 剪為一定尺寸的鋼帶，將鋼帶兩端斜切成一定角度，合理加工側(cè)邊坡口，并將前后兩條具有 相同厚度或不同厚度的鋼帶頭尾沿一定角度切口精確拼接，焊接引、息弧板后采用攪拌摩 擦焊、等離子填絲焊或氬弧焊等方法將其焊接； (2) 清理焊渣后，將焊縫及熱影響區(qū)加熱到兩相區(qū)，對(duì)焊縫區(qū)域進(jìn)行局部熱軋制，熱軋 制后將其快速冷卻；隨后將熱軋制區(qū)域加熱到AC3以上，根據(jù)板材的受熱歷程對(duì)加熱區(qū)域 進(jìn)行控制冷卻，并進(jìn)行低溫退火； (3) 通過(guò)多次對(duì)接使鋼帶長(zhǎng)度達(dá)到所需長(zhǎng)度后，根據(jù)最終連續(xù)管的外徑和壁厚，將鋼帶 側(cè)面刨成I型、V型或X型坡口，采用UOE方法成型，精確控制開(kāi)口角和擠壓量及焊接參數(shù)， 確保焊接質(zhì)量；焊接工藝采用高頻焊，也可采用氬弧焊、等離子焊或激光焊； (4) 焊接完成后，將焊縫局部加熱到AC3以上，并采用擠壓輥對(duì)其管材采用定徑的方式 對(duì)焊縫施加一定的形變量，隨后對(duì)其淬火；在淬火完后，采用中頻或其他快速加熱方式，將 整管加熱到兩相區(qū)，熱透后對(duì)其進(jìn)行控制冷卻； (5) 對(duì)全管體進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，以消除成型過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，獲得高強(qiáng)度低 硬度連續(xù)油管。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)度低硬度連續(xù)油管及其制備方法，所述連續(xù)油管的屈服強(qiáng)度621-689MPa、硬度≤22HRC。按照質(zhì)量百分比，硫含量控制在0.005％以內(nèi)，Ni含量小于1％。所述連續(xù)油管單根長(zhǎng)度大于61米。通過(guò)合理合金設(shè)計(jì)改善焊縫的組織和性能，開(kāi)發(fā)出屈服強(qiáng)度621-689MPa、硬度≤22HRC的連續(xù)管，提高連續(xù)管在硫化氫環(huán)境中的抵抗氫致開(kāi)裂和硫化氫應(yīng)力腐蝕能力，從而提高連續(xù)管在更深的井深條件下進(jìn)行作業(yè)的安全性。
【IPC分類】C21D8-10, B23P15-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104651591
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410681889
【發(fā)明人】畢宗岳, 鮮林云, 張錦剛, 余晗, 張曉峰, 李博鋒, 李鴻斌, 汪海濤
【申請(qǐng)人】寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年11月21日