[发明专利]拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于无缝钢管生产技术领域，特别涉及一种拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法。

背景技术

表层套管是油气井套管程序里最外层的套管，在油气田开发过程中，钻井开孔后钻到表土层以下的基岩或钻达一定深度后，下入表层套管，具体地，表层套管具有以下作用：

(1)隔离上部含水层，不使地面水和表层地下水渗入井筒；

(2)保护井口，加固表土层井段的井壁；

(3)对于钻井时遇到高压油气层的情形，在表层套管上安装防喷器可以预防井喷。表层套管与井壁之间的间隙全部要用水泥封堵，即固井注水泥时，水泥浆需返出井口，才能起到隔离地层和保护井壁的作用。

随着易开采浅层油气油气资源的枯竭，钻井深度越来越深，深井(4500～6000米)和超深井(6000米以上)油气田开发越来普遍；同时近年来，在世界能源日益紧张的今天，页岩气作为非常规能源已经引起了全世界的广泛关注，成为世界油气勘探开发的一个热点，为了新的开采需求，表层套管的主要规格钢级由J55钢级向J55钢级转变。

目前，特大口径规格J55钢级无缝套管的轧制，国内生产主要机组有720皮尔格轧管机、508三辊连轧机，其生产主要工艺流程为：坯料加热→坯料斜轧穿孔→轧管→定径，该工艺能轧制满足外径规格的无缝管，但壁厚薄的规格(如规格)不能实现轧制，需通过再次斜轧扩管工艺或拉拔式扩管工艺进行扩制(扩径并减壁)。

常用的扩管机有拉拔式扩管机、推制式扩管机和辊式斜轧扩管机三种生产方式。推制式扩管生产效率低，不能实现明显减壁；辊式斜轧扩管机组投资大,不适合频繁更换规格；拉拔式扩管不仅能实现扩径，同时能实现减壁，更换规格灵活，但传统的拉拔式扩管工艺生产的钢管弯曲度、壁厚和外径精度差(弯曲度：管端≤6mm/1.5m，D±1.0％，S±20.0％)，难以满足API 5CT和API 5B标准对套管几何尺寸公差规定。

目前采用650mm拉拔式扩管机组进行扩管时，原拉拔式扩管工艺由扩制规格都采取一次加热扩制(5道次扩制)，为保证终扩温度，热温度按1040～1060℃加热，氧化严重，表面质量差，同时采取一次加热扩制，每道次扩径率大，壁厚和外径精度差，同时管端弯曲度过大，通过矫直后难以明显改善。

发明内容

【要解决的技术问题】

本发明的目的是提供一种拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法，使产品的几何尺寸和性能满足API 5CT标准规定。

【技术方案】

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明涉及一种拉拔式扩制特大口径J55套管的生产方法，该方法包括以下步骤：

A、冶炼形成成分按重量百分比计为C 0.34～0.41％、Si 0.17～0.37％、Mn1.25～1.60、P/S≤0.028％的合金液，制成连铸圆坯；

B、将连铸圆坯轧制成规格的钢管；

C、将规格钢管的一个管端经缝式炉加热至900～1200℃，然后将该管端扩制成喇叭口；

D、对步骤C得到的钢管采取二次加热扩制，所述第一次加热扩制包括将步骤C得到的钢管经三道次扩制成所述第二次加热扩制包括将经过第一次加热扩制后得到的钢管通过三道次扩制成所述第一次加热扩制的温度为970～990℃，第二次加热扩制的温度为950～970℃。通过采取二次加热扩制并对二次加热扩制的加热温度进行设置，改善了钢管表面质量，同时能保证终扩管温≥715℃(37Mn2钢种Ar3为713℃)，能够保证钢管性能合格。同时，通过将原来的五道次扩径增加到六道次，改善了弯曲度、壁厚和外径精度。

作为一种优选的实施方式，所述步骤C中规格钢管的一个管端经缝式炉加热的加热长度300～450mm。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤C中喇叭口的最大直径720mm。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤D中的第一次加热扩制将步骤C得到的钢管经三道次扩制成所述第二次加热扩制将经过第一次加热扩制后得到的钢管通过三道次扩制成

作为另一种优选的实施方式，还包括将步骤D得到的钢管平头并通过六辊辊式矫直机矫直，进一步改善了钢管椭圆度，管端弯曲度不合的长度明显减短，减小了切头长度，提高了成材率。

作为另一种优选的实施方式，还包括成品检查，合格后包装，所述成品检查包括探伤、水压、测长和称重。

【有益效果】

本发明提出的技术方案具有以下有益效果：