一種用于開采高粘度原油的鋼管及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油井鋼管的生產(chǎn)領(lǐng)域，具體是一種用于開采高粘度原油的鋼管及其生 產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 世界高粘度油資源相當(dāng)豐富，而可供開采的稀油資源越來越少，高粘度油將是未 來的重要能源，我國的勝利、遼河、新疆及中原油田有豐富的高粘度油資源，由于其粘度大， 所以采油難度很大，一般采用熱力開采。
[0003] 我國主要為蒸汽吞吐法，利用注入蒸汽的熱量使高粘度油溫度升高，易于流動，便 于開采。開采過程中，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，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。
[0004] 目前國內(nèi)開采高粘度油所用的鋼管材質(zhì)主要是Cr-M0鋼，比如天津無縫鋼管公司 設(shè)計(jì)開發(fā)的TPllOH (30CrMo)，但是成本較高。從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，開發(fā)出一種低鋼級的性 價比良好的鋼管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種室溫性能優(yōu)良、高溫強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性能、成本低的用 于開采高粘度原油的鋼管及其生產(chǎn)工藝，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種用于開采高粘度原油的鋼管及其生產(chǎn)工藝，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的成分包括： C :0· 16%-0· 23%、Si :0· 15%-0· 40%、Mn :0· 4%-0· 6%、P :彡 0· 010%、S :彡 0· 003%、Cr : 0· 7%-1· 2%、V :0· 05%-0· 12%、Al :0· 02-0. 06%、Ni :彡 0· 35%、Cu :彡 0· 30%、Ti :彡 0· 03%、 Mo 0. 12%、K 0. 15%，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· 01%、Bi 彡 0· 01%、Pb 彡 0· 015%、As 彡 0· 015%、Sn 彡 0· 015%、 As+Sn+Pb+Sb+Bi 彡 0· 035%、0 彡 20ppm、H 彡 I. 5ppm、N 彡 IOOppm ;該鋼管制造過程：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。
[0007] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：用于開采高粘度原油的鋼管的制造過程具體包括如下 步驟： (1) 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 1615°C -1655°C時，進(jìn)行VD爐真空處理，真空度56Pa-86Pa，真空前加入Si-Ca塊，真空保 持時間45min-55min，采用這種方式冶煉保證了鋼質(zhì)的純凈度，鋼液溫度在1535°C -1585°C 時，連鑄成圓管坯，冷卻到室溫； (2) 鋼管軋制：圓管坯加熱到1180°C -1250°C，穿孔前溫度1150°C -1210°C，斜軋前溫 度 980°C -1120°C，熱定徑前溫度 720°C _850°C ; (3) 調(diào)質(zhì)處理：淬火溫度為880°C _930°C，加熱時間為55min-75min，之后水冷?；鼗饻?度為620°C -660°C，加熱時間為95min-115min，之后空冷； (4)矯直：回火后趁溫，在200°C _350°C時，將鋼管矯直。
[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制備的鋼管的室溫性能：抗拉 強(qiáng)度彡655MPa，屈服強(qiáng)度560-650MPa，延伸率彡22% ;該鋼管(TC的縱向全尺寸沖擊性能 彡100J ;該鋼管350°C的高溫拉伸性能：抗拉強(qiáng)度彡600MPa，屈服強(qiáng)度彡370MPa，屈強(qiáng)比 < 0. 80。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，適合用于高粘度 原油的熱采領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0010] 實(shí)施例1 本發(fā)明實(shí)施例中，規(guī)格為Φ 177. 8X9. 19耐熱鋼管按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的成分為：C: 0. 18%, Si ：0. 20%, Mn ：0. 5%, P ：0. 010%, S ：0. 003%, Ni ：0. 08%, Cr ：1. 0%, Cu ：0. 03%, Al ： 0.035%、V :0.05%、Ti :0·03%、Μ〇 :0· 12%、W:0. 15%，其余為 Fe 和不可避免雜質(zhì)。
[0011] 規(guī)格為Φ 177. 8X9. 19耐熱鋼管的雜質(zhì)按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的成分為： 不可避免的雜質(zhì)包括：Sb、Bi、Pb、As、Sn、0、H、N，其中：Sb :0. 003%，Bi :0. 005%，Pb : 0· Oil%、As :0· 007%、Sn :0· 004%、0 :15ppm、H :I. lppm、N :45ppm。
[0012] 規(guī)格為Φ 177. 8X9. 19耐熱鋼管的制造過程包括以下步驟： (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Al線，Al線的添加量為 2. 8Kg/T鋼，鋼液溫度1635°C時，進(jìn)行VD爐真空處理，真空度60Pa，真空前加入Si-Ca塊， Si-Ca塊的添加量為I. 2Kg/T鋼，真空保持時間52min，鋼液溫度在1560°C時，連鑄成圓管 坯，冷卻到室溫。
[0013] (2)鋼管軋制：圓管坯加熱到1220°C，穿孔前溫度1200°C，斜軋前溫度1050°C，熱 定徑前溫度820 °C。
[0014] (3)調(diào)質(zhì)處理：淬火溫度為910°C，加熱時間為55min，之后水冷?；鼗饻囟葹?620°C，加熱時間為95min，之后空冷。
[0015] (4)矯直：回火后趁溫，在200°C _300°C時，將鋼管矯直。
[0016] 規(guī)格為Φ 177. 8X9. 19耐熱鋼管調(diào)質(zhì)處理后的性能如表1、表2所示。
[0017] 表1是常溫性能和0°C的沖擊性能
實(shí)施例2 本發(fā)明實(shí)施例中，規(guī)格為Φ201Χ22耐熱鋼管按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的成分為： C ：0. 23%,Si ：0. 4%,Mn ：0. 6%,P ：0. 008%,S ：0. 002%,Ni ：0. 05%,Cr ：1. 2%,Cu ：0. 08%,Al ： 0· 05%、V :0· 09%、Ti :0· 01%、Mo :0· 05%、W :0· 05%，其余為 Fe 和不可避免雜質(zhì)。
[0018] 規(guī)格為Φ 201 X 22耐熱鋼管的雜質(zhì)按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的成分為： 不可避免的雜質(zhì)包括：Sb、Bi、Pb、As、Sn、0、H、N,其中：Sb :0. 001%，Bi :0. 003%，Pb : 0· 006%、As :0· 003%、Sn :0· 004%、0 :15ppm、H : I. 5ppm、N :80ppm。
[0019] 規(guī)格為Φ 201 X 22耐熱鋼管的制造過程包括以下步驟： (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Al線，Al線的添加量為 2. 5Kg/T鋼，鋼液溫度1625°C時，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I. 2Kg/T鋼，真空保持時間45min，鋼液溫度在1545°C時，連鑄成圓管 坯，冷卻到室溫。
[0020] (2)鋼管軋制：圓管坯加熱到1220°C，穿孔前溫度1180°C，斜軋前溫度1100°C，熱 定徑前溫度800 °C。
[0021] (3)調(diào)質(zhì)處理：淬火溫度為890°C，加熱時間為60min，之后水冷?；鼗饻囟葹?650°C，加熱時間為115min，之后空冷。
[0022] (4)矯直：回火后趁溫，在200°C _300°C時，將鋼管矯直。
[0023] 規(guī)格為Φ 201 X 22耐熱鋼管調(diào)質(zhì)處理后的性能： 表3是常溫性能和0°C的沖擊性能
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背 離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪 一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要 求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化 囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0024] 此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包 含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于開采高粘度原油的鋼管及其生產(chǎn)工藝，其特征在于，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的成 分包括：C :0? 16%-0. 23%、Si :0? 15%-0. 40%、Mn :0? 4%-0. 6%、P :彡 0? 010%、S :彡 0? 003%、Cr : 0? 7%-L 2%、V :0? 05%-0. 12%、Al :0? 02-0. 06%、Ni :彡 0? 35%、Cu :彡 0? 30%、Ti :彡 0? 03%、 Mo 0. 12%、K 0. 15%，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? 01%、Bi 彡 0? 01%、Pb 彡 0? 015%、As 彡 0? 015%、Sn 彡 0? 015%、 As+Sn+Pb+Sb+Bi 彡 0? 035%、0 彡 20ppm、H 彡 I. 5ppm、N 彡 IOOppm ;該鋼管制造過程包括：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。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于開采高粘度原油的鋼管及其生產(chǎn)工藝，其特征在于，制 造過程具體包括如下步驟： (1) 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 1615°C -1655°C時，進(jìn)行VD爐真空處理，真空度56Pa-86Pa，真空前加入Si-Ca塊，真空保持 時間45min-55min，鋼液溫度在1535°C -1585°C時，連鑄成圓管坯，冷卻到室溫； (2) 鋼管軋制：圓管坯加熱到1180°C -1250°C，穿孔前溫度1150°C -1210°C，斜軋前溫 度 980°C -1120°C，熱定徑前溫度 720°C _850°C ; (3) 調(diào)質(zhì)處理：淬火溫度為880°C _930°C，加熱時間為55min-75min，之后水冷；回火溫 度為620°C _660°C，加熱時間為95min-115min，之后空冷； (4) 矯直：回火后趁溫，在200°C _350°C時，將鋼管矯直。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于開采高粘度原油的鋼管及其生產(chǎn)工藝，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的成分包括：C：0.16%-0.23%、Si：0.15%-0.40%、Mn：0.4%-0.6%、P：≤0.010%、S：≤0.003%、Cr：0.7%-1.2%、V：0.05%-0.12%、Al：0.02-0.06%、Ni：≤0.35%、Cu：≤0.30%、Ti：≤0.03%、Mo：≤0.12%、W：≤0.15%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。該鋼管制造過程：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。本發(fā)明制備的鋼管具有優(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，適合用于高粘度原油的熱采領(lǐng)域。
【IPC分類】C21D8/10, C22C38/24, C22C33/04, C22C38/50, C22C38/28, C22C38/46
【公開號】CN104946992
【申請?zhí)枴緾N201510301892
【發(fā)明人】王錦永, 高杰
【申請人】邯鄲新興特種管材有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月5日