[发明专利]110ksi级钛合金油管及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛合金油管技术领域，具体来讲，涉及一种110ksi级钛合金油井管及其生产方法。

背景技术

目前，随着油井开采深度的不断增加，流体的温度和压力升高，含硫量增加，因此，对于油井管的材料和技术要求更为严格。随着埋藏很深的高酸性油气田的逐渐发现和开采，开采环境中H₂S、CO₂、S、Cl-含量很高，常用的不锈钢管材已无法满足开采需求。因此，高合金化的镍基耐蚀合金(028、825、G-3、2550、050、625、C276)等镍基合金己经在石油勘探和工作条件苛刻的油井上得到了广泛的应用。

然而，在深井中使用上述镍基合金，重量亦显太重。鉴于钛合金管具有低密度、高强度的特点，其比强度（强度/重量比）高，并且具有更加优良的抗疲劳性能和抗腐蚀特性，因此，开发钛合金油管及其生产工艺就成了急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于提供一种适合在高温、硫化氢和高二氧化碳环境下使用的110ksi级钛合金油管及其生产方法。

本发明的一方面提供了一种110ksi级钛合金油管的生产方法。所述生产方法包括依次进行的以下步骤：冶炼形成成分按重量百分比计为Al：3.5～7%、V：2.5～6.5%、Mo：1.5～2.5%、Si：0.15～0.35%以及余量Ti的钛合金液，将钛合金液制成圆管坯；加热圆管坯，以使圆管坯温度为950～995℃；对圆管坯进行斜轧穿孔以得到毛管，其中，控制延伸系数为2.3～3.5，扩径率为10～18%；向毛管吹硼砂，对毛管进行除鳞；对毛管进行连轧以形成荒管，其中，控制延伸系数为2.3～2.8，减径率为16～20%；将荒管经再加热炉前的中间冷床冷却到400℃以下，然后用再加热炉加热至890～960℃，接着用张减机减径，控制张减机变形量≥50%，得到110ksi级钛合金油管。

本发明的另一方面提供了一种110ksi级钛合金油管。所述110ksi级钛合金油管采用如上所述的生产方法制得。其成分按重量百分比计为Al：3.5～7%、V：2.5～6.5%、Mo：1.5～2.5%、Si：0.15～0.35%以及余量Ti，并且其具有α+β等轴组织。

与现有技术相比，本发明的技术效果包括：能够得到具有良好力学性能（例如，屈服强度R_P0.2：758～965Mpa、抗拉强度：≥862Mpa、延伸：≥12.0%、0℃的全尺寸纵向夏比冲击功不小于41J）并具有良好的抗H₂S和CO₂腐蚀性能的110ksi级钛合金油管。本发明的钛合金油管适合在高温、硫化氢和高二氧化碳环境的油井下使用。

附图说明

图1示出了本发明110ksi级钛合金油管的一个示例性实施例的金相组织结构图；

图2示出了本发明110ksi级钛合金油管的另一个示例性实施例的金相组织结构图；

图3示出了本发明110ksi级钛合金油管的又一个示例性实施例的金相组织结构图。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的110ksi级钛合金油管及其生产方法。

根据本发明一方面的110ksi级钛合金油管（也可称为油井管）生产方法包括依次进行的以下步骤：冶炼形成成分按重量百分比计为Al：3.5～7%、V：2.5～6.5%、Mo：1.5～2.5%、Si：0.15～0.35%以及余量Ti的钛合金液，将钛合金液制成圆管坯；加热圆管坯，以使圆管坯温度为950～995℃；对圆管坯进行斜轧穿孔以得到毛管，其中，控制延伸系数为2.3～3.5，扩径率为10～18%；向毛管吹硼砂，对毛管进行除鳞；对毛管进行连轧以形成荒管，其中，控制延伸系数为2.3～2.8，减径率为16～20%；将荒管经再加热炉前的中间冷床冷却到400℃以下，然后用再加热炉加热至890～960℃，接着用张减机减径，控制张减机变形量≥50%，得到110ksi级钛合金油管。

在本发明的生产方法的一个示例性实施例中，钛合金液的成分优选为Al：5.5～6.5%、V：3.2～5.7%、Mo：1.9～2.3%、Si：0.20～0.30%以及余量Ti。