[发明专利]耐腐蚀性优良的油井用高强度不锈钢无缝管及其制造方法

说明书

以质量％计，以满足‑5.9×(7.82+27C‑0.91Si+0.21Mn‑0.9Cr+Ni‑1.1Mo‑0.55W+0.2Cu+11N)≥13.0的方式含有C：0.05％以下、Si：0.5％以下、Mn：0.15～1.0％、Cr：13.5～15.4％、Ni：3.5～6.0％、Mo：1.5～5.0％、Cu：2.5％以下、W：2.5％以下、N：0.15％以下。由此，能够制造即使以含有约15％的比较低的Cr的组成也具有与含有约17％的Cr的组成的钢同等的耐硫化物应力开裂性的高强度无缝钢管。另外，可以还含有V：0.02～0.12％、和/或Al：0.05％以下、和/或选自Nb：0.02～0.50％、Ti：0.02～0.16％、Zr：0.50％以下、B：0.0030％以下中的一种或两种以上、和/或选自REM：0.005％以下、Ca：0.005％以下、Sn：0.20％以下中的一种或两种以上。

技术领域

本发明涉及适合用于原油或者天然气的油井、气井等的高强度不锈钢制无缝钢管(以下，也称为高强度不锈钢无缝管)，特别涉及在含有二氧化碳(CO₂)、氯离子(Cl^-)且达到200℃的高温的极其严酷的腐蚀环境下的耐二氧化碳腐蚀性、以及在含有硫化氢(H₂S)的环境下的耐硫化物应力开裂性优良的适合于油井用的高强度不锈钢无缝管。需要说明的是，本发明中作为对象的高强度不锈钢无缝管是具有屈服强度为110ksi～125ksi级的强度、即屈服强度为758MPa以上且1034MPa以下的强度的钢管。

背景技术

近年来，从原油价格的高涨、在不久的将来可预料到的石油资源的枯竭的观点出发，正在积极地对以往未被探明的深度深的油田、处于含有硫化氢等的所谓酸性环境下的严酷的腐蚀环境的油田、气田等进行开发。这样的油田、气田通常深度极深，并且，其气氛也形成高温且含有CO₂、Cl^-以及H₂S的严酷的腐蚀环境。对于在这样的环境下使用的油井用钢管，要求具有高强度且兼具优良的耐腐蚀性(耐硫化物应力开裂性、耐二氧化碳腐蚀性)的材质。

一直以来，在含有二氧化碳CO₂、氯离子Cl^-等的环境的油田、气田中，作为开采中使用的油井管，多使用13％Cr马氏体系不锈钢管。另外，最近，减少了13Cr马氏体系不锈钢的C且增加了Ni、Mo等的成分体系的改良型13Cr马氏体系不锈钢的使用也在增加。

例如，专利文献1中记载了改善了13％Cr马氏体系不锈钢(钢管)的耐腐蚀性的改良型马氏体系不锈钢(钢管)。专利文献1中记载的不锈钢(钢管)为一种耐腐蚀性、耐硫化物应力腐蚀开裂性优良的马氏体系不锈钢，其具有在含有10～15％的Cr的马氏体系不锈钢的组成中将C限制为0.005～0.05％、复合添加Ni：4.0％以上、Cu：0.5～3％、进一步添加1.0～3.0％的Mo、再将Nieq调节至-10以上的组成，组织由回火马氏体相、马氏体相、残余奥氏体相构成，回火马氏体相、马氏体相的合计百分率为60～90％。由此，在湿润二氧化碳环境以及湿润硫化氢环境下的耐腐蚀性和耐硫化物应力腐蚀开裂性提高。

另外，最近，正在进行在更高温度(达到200℃的高温)的腐蚀环境下的油井的开发。但是，专利文献1记载的技术中，存在在这样的高温的腐蚀环境下不能稳定地充分确保期望的耐腐蚀性的问题。

因此，要求能够在这样的高温下的腐蚀环境下使用的、耐腐蚀性、耐硫化物应力腐蚀开裂性优良的油井用钢管，提出了各种马氏体系不锈钢管。