[发明专利]一种射孔枪用钢管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢管领域，具体为一种射孔枪用钢管及其制造方法。

背景技术

射孔是石油勘探与开发系统工程中极其重要的一项技术，是提高油气井采收率的重要手段之一。射孔作业中射孔弹需要用射孔枪管作为弹架来对射孔方向进行定位并在爆炸过程中保护油层套管，射孔枪管的性能及其制造精度的高低对射孔作业质量至关重要。根据检测管材冲击韧性的制样方法可以看到，横向冲击韧性体现了管材沿纵向方向开裂的倾向性。一般情况下，管材的强度越高时，其冲击韧性就越低，横向冲击韧性就更低，这是该类管材的薄弱环节。此外射孔枪在射孔作业时不仅要承受射孔弹高载荷高速冲击作用，还要承受射孔弹碎片对管材反向撞击作用。这样，不仅对射孔枪管冲击韧性的要求非常高，对其屈服强度的要求也非常高，以承受较高的撞击载荷。

发明内容

   针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的提供一种高强度、高韧性且几何精度高的射孔枪用钢管及其制造方法。

本发明的原理是通过合理选择钢种配比C/ Mn比值，添加含量较高的Cr、Mo和Mn等元素来提高钢材的强度和淬透性，添加V、RE等微合金元素可以提高其冲击韧性。

首先提供一种射孔枪用钢管，其材质的元素组成为：碳：0.20%～0.35%， 硅：0.20%～0.55%，锰：0.9%～2.0%，铬：0.8%～1.2%， 磷≤0.030%，硫≤0.030%，钼：微量，钒：微量，铼：微量，余量为铁。

所述的钼含量为0.003%～0.015%，钒含量0.003%～0.01%，铼含量为0.001%～0.01%。

所述的钢管几何尺寸控制如下：外径允许偏差：0～+1%；椭圆度：≤0.50%；壁厚允许偏差：-10%～+10%；壁厚不均度：≤10%。

其次提供上述钢管的制造方法，其工艺流程可以采用现有钢管的制备流程，比如CN100347326C中记载的制造方法,但热处理参数应控制为：淬火温度为860±20℃， 回火温度为600±10℃。

以下一种具体的工艺流程：炼钢原料熔化为钢水后，按照以下步骤进行：电炉精炼→真空脱气→连铸→冷却→管坯检验→管坯加热→穿孔→连轧→定径→冷却→锯切→矫直→探伤→检验→取样→入库→淬火→回火→热矫直→冷却→探伤→通径→管端探伤→测长称重→喷印涂漆→烘干→入库。

所述的炼钢原料为海绵铁、废钢和铁水。

与现有技术相比，本发明开发的钢管耐高温性能强、几何精度高、高性能、低成本、供货周期短；管体具有较高屈服强度和抗拉强度的同时，也具备较高的横、纵向冲击功，并可用于制造适用于一般生产、稠油冷采及大孔径、高孔密的射孔枪；经实地打靶试验，一次发射率、盲孔对正率均达100%，各项技术指标达到同类产品水平。

具体实施方式

    以下结合具体实施例对本发明做进一步的说明，一种射孔枪用钢管，其材质的元素组成为：碳：0.20%～0.35%， 硅：0.20%～0.55%，锰：0.9%～2.0%，铬：0.8%～1.2%， 磷≤0.030%，硫≤0.030%，钼：0.003%～0.015%，钒：0.003%～0.01%，铼：0.001%～0.01%，余量为铁。

其制造工艺流程为：海绵铁、废钢和铁水熔化为钢水后，按照以下步骤进行：电炉精炼→真空脱气→连铸→冷却→管坯检验→管坯加热→穿孔→连轧→定径→冷却→锯切→矫直→探伤→检验→取样→入库→淬火→回火→热矫直→冷却→探伤→通径→管端探伤→测长称重→喷印涂漆→烘干→入库。其中的淬火温度控制为860±20℃， 回火温度控制为600±10℃。

热处理后钢管几何尺寸控制如下：外径允许偏差：0～+1%；椭圆度：≤0.50%；壁厚允许偏差：-10%～+10%；壁厚不均度：≤10%。

钢管经过测试：屈服强度不小于860MPa，抗拉强度不小于950MPa，伸长率不小于18%，全尺寸横向冲击功达到40J，经实地打靶试验，一次发射率、盲孔对正率均达100%，各项技术指标达到同类产品水平，可用于制造适用于一般生产、稠油冷采及大孔径、高孔密的射孔枪。