[发明专利]一种无焊接缺陷连续油管及制造方法

说明书

技术领域：

本发明属于石油天然气管材技术领域，涉及一种连续油管及制造方法，尤其是一种无焊接缺陷连续油管及制造方法。

背景技术：

连续管(CT，Coiled tubing)是相对于以螺纹连接的常规油管而言，是一种具有高强度、高塑性和一定抗腐蚀性能的单根长度可达近万米的新型油气管材，是连续管作业机的关键部件，也是连续管作业得以开展的核心部件。连续管作业基本涵盖了油气田修井、测井、钻井、完井、油气输送等作业领域，连续管及其作业机有“万能作业机”之美誉。特别是在深井、水平井、分支井作业及非常规天然气钻采中具有常规油井管无可比拟的优势。

连续管作业井深达到2000～8000米，并且需要在20～80MPa内压条件下承受反复的拉、压、扭、弯、挤、磨等复合载荷，变形量2～3％，同时井下温度高达100～200℃，并含有H₂S、CO₂等腐蚀介质。使用工况对管材的强度、塑性、焊接性和抗蚀性具有极高的要求，制造难度极大。

“一种高强度高塑韧性连续油管制造方法”(CN 101898295)公开了一种连续管制造方法。但是，该方法存在以下问题：(1)钢带对接位置缺乏合理处理，使钢带对接的位置成为整个连续管的薄弱环节，使得性能不连续；(2)采用公开的热处理方法对高频焊焊缝的组织、性能优化效果有限、或管材几何尺寸难以保证、或残余应力无法彻底消除。

已公开的连续管用钢的专利涉及CT70、CT80、CT90等钢级，但是由于连续管制造工艺对板材性能要求较高。已公开连续管用钢必须与特定的工艺相匹配，才能制造出性能符合相关要求的连续油管。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种无焊接缺陷连续油管及制造方法，提高连续管在硫化氢环境中的抵抗氢致开裂和硫化氢应力腐蚀能力，从而提高连续管在更深的井深条件下作业的安全性。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种无焊接缺陷连续油管，按照质量百分比：C:0.08～0.17；Mn:0.60～0.90；P:≤0.013；S:≤0.005；Si：0.30～0.45；Cr:0.40～0.60；Ni:≤0.10；Cu:≤0.40；Mo:0.08～0.15；Nb:0.02～0.04；V:0.02～0.04；余量为铁。

所述无焊接缺陷连续油管的屈服强度为359MPa-896MPa，外径Φ25.4mm-Φ88.9mm，壁厚1.9mm-8mm，长度大于61米。

所述无焊接缺陷连续油管的焊缝与母材具有相近的组织和性能。

所述无焊接缺陷连续油管的制造方法，步骤如下：

(1)首先将板坯加热到1200℃温度；然后进行粗轧、精轧，终轧温度为780℃～880℃；卷曲温度400-600℃；板材制备采用多道次TMCP工艺轧制而成；

(2)根据拟制造的连续管尺寸将钢卷纵剪为一定尺寸的钢带，将钢带两端沿同一方向斜切成一定角度，并加工成I型、V型或U型坡口，并将前后壁厚相同或壁厚不同的两条钢带的头尾的切口精确拼接，并在切口两侧焊接引弧板和息弧板，然后采用搅拌摩擦焊、等离子焊或氩弧焊将其焊接；

(3)清理焊渣后，将焊缝及热影响区加热到奥氏体温度以上，然后使其自然冷却至两相区对其进行热轧制或冲压或锻压，并对热轧制区域进行退火；切掉引弧板和息弧板，并对热轧制区域进行修磨；

(4)通过若干次以上步骤使钢带达到所需长度；根据管径、壁厚将钢带板边连续刨成I型、V型或X型坡口，采用UOE工艺成型，根据连续管的规格和壁厚调整成型角、挤压量，采用高频焊、等离子焊、氩弧焊或激光焊焊接成管；

(5)焊接完成后，将焊缝局部加热到AC3以上，并采用挤压辊对其管材采用定径的方式对焊缝施加一定的形变量，随后对其淬火；在淬火完后，采用中频或其他快速加热方式，将整管加热到两相区，热透后对其进行控制冷却，从而达到改善整体性能的目的；对管材进行去应力退火处理。

所述的制造方法，对有一定余高的钢带对接接头进行热轧制，使焊缝与母材具有相近的组织和性能，使制造的连续管的组织和性能在长度方向上保持了高度的一致。

本发明的有益效果在于：

所发明的连续管具有以下特性：

(1)通过热轧制方法对接头进行热处理，使其与母材具有相近的组织和性能，使制造的连续管的组织和性能在长度方向上保持了高度的一致。

(2)优化了管材纵向焊缝的组织性能，可大幅提高管材的承压能力及疲劳寿命。

(3)采用该方法可生产壁厚渐变的连续管。