[发明专利]极地钻采用低温套管

说明书

技术领域

本发明涉及特种钢材技术领域，具体涉及一种极地钻采用低温套管。

背景技术

北极地区蕴含非常丰富的的油气资源。据美国地质调查局(USGS)调查情况表明，目前全球待发现油气资源1/4分布在北极地区，约为100亿吨。北极地区的环境温度较低，温度范围为-20～-80℃，油套管易产生脆性断裂而造成失效。

国外的日本JFE集团、TENARIS公司、V＆M钢管公司、日本住友公司、俄罗斯等均在研发适合低温高韧性油套管系列，各大钢厂在钢种设计思路基本上都采用Cr-Mo系，并匹配以调质处理的方式获得相应的强度和韧性，目前国内尚未见类似产品的开发成果报告。V＆M钢管公司开发的VM-LT系列产品包括VM55LT、VM80LT、VM95LT、VM110LT、VM125LT五个钢级， VM-LT系列产品-46oC温度下一般≥41J，但该数据还不够理想，而且成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种极地钻采用低温套管，以克服现有技术存在的夏比冲击值不够理想和成本较高。

为了克服现有技术存在的问题，所提供的技术方案是：一种极地钻采用低温套管

其化学成分质量百分比为：C:015~0.30%、Si：0.35～0.45%、Mn：0.60～0.9%、Cr：0.90～1.1%、Ti：0.010～0.025%、P≤0.015%、S≤0.005%、B：0.0008~0.0014% 、Mo：0.40～0.60%、Al：0.015~0.055%、N：0.01%以下、O：0.003%以下、P≤0.015%、S≤0.005%、其余为Fe和不可避免的杂质。

上述耐低温用高韧性油套管的制造方法，依次包括下述步骤：将上述的化学成分按照配比备料，然后经冶炼、浇注、加热、穿孔、轧制、再加热、定径、和热处理工序得到产品，其中热处理工艺流程为：在A_c3以上30℃附近进行第一次预淬火处理→在Ac3附近进行第二次零保温淬火→高温回火，在所述的零保温处理工序中，淬火保温时间缩短为零。

上述热处理工艺流程中：预淬火温度为900℃，零保温淬火过程中800℃入炉，880~890℃淬火，回火温度为660~670℃，回火保温时间为40min。

本发明在普通C-Mn钢的基础上，添加适量的Cr、Mo、Nb 、Mn等合金元素满足其强度使用性能。与现有技术相比，

（1）本发明配方合理，同时严格控制杂质元素S≤0.015%、P≤0.005%，并控制间隙元素N≤0.07%，O≤0.003%，从而减少钢中晶界上形成的粗大的TiN和氧化物，使得本产品的低温冲击韧性得到大幅提升， FATT（50）≤-100℃，提高了低温冲击韧性，降低了低温韧脆转变温度，满足了-20～-100℃的温度范围内安全使用的性能。

（2）制备工艺简单，效果好：普通调质处理工艺为常见的热处理工艺，能使材料获得较好的强韧性能，但是普通调质处理工艺提高材料在低温条件下（尤其是低于－60℃的温度）冲击性能能力有限。本钢中零保温处理工艺对材料进行最终热处理，能使材料在－60℃下的低温冲击性能达到150J，且断口为100%韧性断口，性能优于同类产品。

（3）生产成本低：不含Ni元素，降低了生产成本，在能获得同等强韧性匹配性能的的条件下降低了成本。

附图说明：

图1是实施例1的冲击性能图；

图2是实施例2的冲击性能图。

具体实施方式：

下面将结合实施例对本发明进行详细地说明。

一种极地钻采用低温套管，其化学成分质量百分比为参照表1：除了表中所列的成分外，其余为Fe和不可避免的杂质。

表1 化学成分分析

本发明提供的极地钻采用低温套管的制造方法，依次包括下述步骤：将上述的化学成分按照配比备料，然后经冶炼、浇注、加热、穿孔、轧制、冷却和热处理工序得到产品，其中热处理工艺流程为：在A_c3以上30℃附近进行第一次预淬火处理→在Ac3附近进行第二次零保温淬火→高温回火，在所述的零保温处理工序中，淬火保温时间缩短为零。具体参数如表2

表2热处理制度

试验结果参见表3和表4：

表3 冲击试验结果

表4 拉伸性能结果

拉伸试验Rp0.2RmA%是否有屈服平台实施例179589522有实施例284090022有