[发明专利]110钢级抗二氧化碳、氯离子腐蚀不锈钢油井管用钢

说明书

技术领域

本发明涉及油井管用钢，特别涉及一种高强度、抗高温(120-150℃)、抗CO₂、氯离子腐蚀条件下的110钢级油井管用钢。

背景技术

API标准L80-13Cr油套管强度为80-95钢级，最高服役温度一般为120℃，耐蚀性能小于0.25mm/y，使用在井深不超过4000米的油气井中。随着油井和气井的开发，井深也在不断增加，井深超过5000米的富含CO₂且超过API标准13Cr钢管服役条件的油气井不断增加，急需耐更高服役温度(120-150℃)、耐蚀性能更好、强度更高的油套管如110钢级油套管。为满足高的强度和高耐蚀性要求，国外各大钢管厂纷纷研制出非标的110钢级13Cr不锈钢油套管，如川崎的KO-HP1-13Cr110、住友的低碳SM13CR110等，其化学成分及性能如表1所示。

表1 川崎和住友110钢级油套管化学成分

现有耐腐蚀用合金油套管用钢参见表2，其中特开平11-140594未涉及强度要求，一项强度要求超过110钢级(2003-105441，95～125Kpsi，-40，30J以上)，但未说明使用环境，一项强度为80钢级，其它4项强度要求也均不超过110钢级。川崎和住友公司的非标13Cr均含有较高的镍和钼及较低的碳，专利中提到的高Cr合金部分专利如昭61-207550、特开平4-224656、特开平11-140594等也含有较高的镍和钼。主要通过增加合金含量特别是Ni和Mo等贵金属合金，保证耐高温、CO₂、及微量H₂S腐蚀性能。对于深井要求耐高温120-150℃、耐CO₂腐蚀而并不要求H₂S腐蚀的环境，高镍、钼合金的油套管成本过高。

表2

 

CSiMnPSCrNiMoCuAlNB(Ti)VFe昭61-207550           (100钢级)  0.03      /0.20     ≤1.0     ≤1.012    /140.5   /6 0.5     /4.0≤        0.006    平衡特开平                              4-224656    (90-100钢级)     0.02      /0.05          ≤0.3                   0.3/1.2            ≤        0.025     ≤        0.003   12    /14  3   /5    0.5     /1.5     0.01      /0.05     0.03      /0.08        平衡    特开平          8-120415(80钢级)     0.15      /0.22          ≤1.0    0.25    /1.0     ≤        0.020     ≤        0.010   12    /14            ≤0.03     0.015     /0.03        平衡特开平   11-140594         (无)     ≤      0.05     ≤0.5          ≤1.5           ≤0.03      ≤        0.00110    /144   /71   /31   /20.06    /0.3      ≤0.08      0.5S      /0.05    平衡    平4-88152             (≤100钢级)0.08      /0.25     ≤1.0     ≤2.0      ≤0.04≤      0.0114    /160.5     /3.00.1     /1.00.03      /0.100.05    /030    平衡昭61-69947            (≤105钢级)0.1     /0.3     ≤1.0          ≤2.0     125       /13.5      ≤0.02      (Ti)少      量        少量        平衡    特开          2003-105441                 (95～125钢级) (-40，30J以上)     0.15      /0.25          ≤1.0         0.1     /1.0            ≤0.03           ≤        0.005   11    /14          ≤0.5               ≤0.1                 ≤0.07                  ≤0.15        平衡