[发明专利]一种高强度高塑韧性连续管制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度高塑韧性(屈服强度达到490～800MPa，延伸率28～40％)连续管制造方法，用于石油天然气工业油气井钻井或井下作业。

背景技术

连续管技术因其具有相当多的技术优点和作业优势，在世界石油工业中得到了广泛应用，特别是近几年随着全球降低成本战略的实施，连续油管以其优于常规作业技术的显著特点，在油气田勘探与开发中发挥着越来越重要的作用，并在油气田勘探、开发、钻井、完井、修井、作业等中具有更加广阔的应用前景。

目前我国所拥有的20多套连续管作业机全部是从美国、加拿大等国家引进的，价格非常昂贵，并且配套的工具装备以及作业软件受到外国公司的很大限制，使得作业费用长期居高不下，难于满足油田用户的需求。并且，作为消耗材料的连续管本身的核心技术已制被国外几家公司垄断。我国刚建成的连续管生产线正处于调试阶段，连续管产品生产技术还不成熟，也没有形成系列。连续管用板卷专利已有多个，但与连续管制造技术还不配套。亟需形成连续管原材料、制管及与之配套的技术和产品来满足石油天然气工业发展的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度高塑韧性连续管制造方法，采用低碳、多元合金化、及微合金化成分设计，通过控轧控冷、直缝电阻焊(ERW)制管及后续的热处理技术制造连续管。

本发明所述的一种高强度高塑韧性连续管制造方法，采用的技术方案是：

1)高强度高塑韧性连续管材料的化学成分质量百分数如下：

C：0.05～0.12％；Si：0.17～0.37％；Mn：0.60～1.75％；P：≤0.010％；S：≤0.005％；Cr：0.20～1.0％；Mo：0.15～0.45％；Ni：0.10～0.35％；V：0～0.05％；Ti：0～0.03％；Cu：010～0.25％；Nb：0～0.07％；Al：0.02～0.04％；Ca：0.002～0.004％；Fe：余量。

2)高强度高塑韧性连续管的制造工艺如下：

首先，制备热轧板卷：将上述材料(各组分)经氧吹转炉熔炼，Ca处理，炉外精炼，真空脱气，连铸成厚度约为100～250mm的厚板坯，然后加热至约1200℃，在950～1100℃时进行粗轧，在700～950℃时进行精轧，轧后冷却速度15～30℃/s，卷取温度500～600℃，制成综合性能优良的厚度为2～8mm的热轧板卷。

板卷纵剪和对焊：将制备好的热轧板卷通过纵剪机剪成70～300mm的钢带，为减少偏析对后续制管焊接的影响，应避免从板卷宽度1/2处纵剪。为满足钢带和连续管长度要求，需将钢带对焊起来，将板头、板尾加工成45°，采用埋弧自动焊或CO₂气体保护焊焊接方式通过45°斜焊方式使钢带连接起来。

用钢带生产直缝电阻焊接钢管：板边采用铣边方法，精确控制带钢宽度和板边垂直度；采用排辊成型方法控制板边波形；调整焊接电流、电压参数；控制焊缝的挤压量在1.0～2.5mm，开口角θ控制在4～8°，进行焊接，焊接速度v为15～25m/min，开口角θ与焊接速度v的乘积在100～150m/min·度之间；焊接成厚度为2～8mm、管径为19.1mm～88.9mm的直缝电阻焊钢管。

焊后焊缝在930～960℃条件下正火，控制正火后水冷的开始温度在350～400℃；或进行900～950℃的一次整体正火；或进行900～950℃的一次整体淬火、500～700℃回火；或进行750～780℃的一次整体亚温淬火、500～650℃回火。以获得所期望的具有良好综合性能的组织。

连续管的主要技术指标：屈服强度达到490～800MPa，最低抗拉强度达到595～900MPa，延伸率28～40％，最低Charpy冲击功80～180J，最高硬度HRC20～HRC30。

连续管的外径范围为19.1mm～88.9mm，壁厚范围为2～8mm。

连续管的长度范围为1000m～3000m。可以缠绕到适当的芯轴上，以便运输和使用。

发明效果

本发明包括一组高强度高塑韧性连续管的化学成分及制造工艺，克服了现有技术的不足，形成系列配套的连续管成分优化设计和制造工艺技术。所发明的连续管具有较高的强度和良好的塑韧性、焊接性能及耐腐蚀性；可用于石油天然气工业油气井钻井或井下作业。

具体实施方式

实施例1：

连续管材料的化学成分质量百分数：