[发明专利]稠油热采井用套管及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业无缝钢管的生产，特别是涉及一种稠油热采井用套管及生产方法。

背景技术

世界稠油资源相当丰富，已探明有3000亿吨以上的储量，而可供开采的稀油资源仅剩下1700亿吨，稠油将是21世纪的重要能源。我国的胜利、辽河、新疆及中原油田有丰富的稠油资源，由于稠油粘度大，所以采油难度很大。稠油油藏一般采用热力开采，我国主要为蒸汽吞吐法，利用注入蒸汽的热量使稠油温度升高，易于流动，便于开采。开采过程中，套管被固定在井筒中处于约束状态，不能自由膨胀和收缩，在注入高温高压蒸汽阶段(350℃，20MPa)，套管由于受热膨胀和受约束而承受很大的压应力。停注采油时，由于降温收缩松弛而承受很大的拉应力，套管反复承受高的拉-压应力而极易损坏，主要形式有变形、錯位、螺紋接頭泄漏、脫扣等，稠油开采过程中造成的套损比率要远高于稀油开采过程中的套损率。根据各大稠油油田套损率调查结果表明，稠油热采井的套损率平均为30％以上，局部区块达到70％，列油田套管损坏率之首。因此，开发适合于稠油热采用的专用套管系列，从而降低目前稠油热采过程中套损率高的问题，具有非常重大的经济意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的问题，通过对稠油热采用的专用套管材料的高温特性(如热膨胀系数、高温强度、蠕变、蠕变稳定性、热应变疲劳等)和抗挤毁性能，以及螺纹的密封和连接性能研究，提供一种适合于稠油热采用的稠油热采井用套管及生产方法。

本发明的技术方案是：一种稠油热采井用套管，成分以质量％计，具体有：C：0.25～0.29、Si：0.17～0.32、Mn0.90～1.00、P：≤0.015、S：≤0.003、Cu：≤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，其余部分为Fe及不可避免的杂质。

不可避免的杂质包括：Sb、Bi、Pb、As、Sn、Pb、Sb、Bi、O、H，其中：Sb≤0.008％、Bi≤0.001％、Pb≤0.001％、As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.035％、O≤30ppm、H≤2ppm。

在上述成分中，C含量控制在0.25～0.29，目的是保证强度；Mn含量控制在0.90～1.00，起固溶强化作用，可提高钢的强度；添加适量Cr、Mo，起固溶强化、析出强化作用，保证高温回火强度，同时可提供淬透性；Al、Ti在冶炼过程中添加作脱氧剂，并可细化晶粒；B可提供淬透性。

本发明提供还提供了一种稠油热采井用套管的生产方法，它包括钢坯冶炼工艺流程和制管工艺流程，其具体生产方法如下：

A、钢坯冶炼工艺流程：

电炉冶炼+炉外精炼+真空脱气+弧形连铸。

钢坯冶炼配料：50％优质生铁+45％优质废钢+5％海绵铁。在冶炼过程添加适量铝丝、硅钙丝以及碳粉以去钢水中杂质及夹杂物变性，并进行真空脱气，在浇注时吹氩保护，提高钢的纯净度。

铝丝的添加量为2.5～3.0kg/t钢、硅钙丝的添加量为1.0～1.3kg/t钢、碳粉的添加量为0.3～0.4kg/t钢。

B、制管工艺流程：

钢管轧制工艺流程为：管坯锯切→上料→环形炉加热→锥形穿孔→吹氮喷硼砂→限动芯棒连轧→在线脱管→再加热炉加热→高压水除鳞→定减径→冷床冷却→切头尾、分段锯→矫直→吸灰→探伤→人工检验→称重→喷标→入库。

热处理和螺纹加工流程为：管料库→淬火加热→高压水除鳞→水淬火→回火加热→定径→冷却→矫直→冷却→清除氧化铁皮→管端内表面检查→管端探伤→管体探伤→人工外表面检查→水压试验→收集入库→管端螺纹加工→拧接接箍→通径→另一管端螺纹加工→上保护环→测长称重→喷印涂漆→检验→入库。

钢坯在环形炉加热分预热、加热、均热过程，总加热时间控制在150～180min，合理分配各段的时间，以防止加热不均及出现加热缺陷。其中：随炉温预热25～30min、850±50℃，加热110～130min、1260±20℃，均热15～20min。

轧管采用锥形辊穿孔、多机架纵轧方式，各工序合理分配变形量，有效地避免了裂纹等缺陷。

成品钢管进行调质热处理。淬火温度：920±10℃，保温时间40±5min，水淬；回火温度：600±5℃，保温时间64±5min。

本发明提供的稠油热采井用套管有如下特点：