[发明专利]一种超深、超高压、超高温油气井用油套管材料及其制备方法

权利要求书

1.一种超深、超高压、超高温油气井用油套管材料，其特征在于，其成分重量百分比为：0.23％≤C≤0.25％、0.42％≤Si≤0.5％、0.4％≤Mn≤0.48％、0.8％≤Cr≤0.97％、0.8％≤Mo≤0.96％、0.15％≤V≤0.19％、0.03％≤N≤0.05％、0.015％≤Al≤0.04％、0.0015％≤Mg≤0.003％、P≤0.01％、S≤0.001％，余量为Fe及不可避免的杂质；

且油套管材料中Cr、Mo和V含量的重量百分比与油套管材料的壁厚符合以下关系式：[Cr]+[Mo]+[V]＝1.8％+(W.T.-5)/5000×100％，其中，[Cr]表示油套管材料中Cr含量的重量百分比，[Mo]表示油套管材料中Mo含量的重量百分比，[V]表示油套管材料中V含量的重量百分比，W.T.为油套管材料的壁厚，单位为mm；

上述超深、超高压、超高温油气井用油套管材料是通过以下方法制备得到：

将炼钢原料经电弧炉熔炼、钢包精炼、VD真空精炼和连铸工序，得与所述油套管材料化学成分相同的连铸圆坯；

将所述连铸圆坯经环形炉加热、穿孔后制成毛管、毛管经轧制后得到荒管、荒管经微张力减径、步进式冷床冷却得到无缝钢管；

将所述无缝钢管经热处理，得所述超深、超高压、超高温油气井用油套管材料；

其中，热处理工序包括如下步骤：将无缝钢管加热至880-910℃并保温5-8min后，水冷，然后将钢管加热至800-820℃并保温5-8min后，水冷，再加热至600-680℃并保温15-20min后，空冷。

2.一种权利要求1所述的超深、超高压、超高温油气井用油套管材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将炼钢原料经电弧炉熔炼、钢包精炼、VD真空精炼和连铸工序，得与所述油套管材料化学成分相同的连铸圆坯；

将所述连铸圆坯经环形炉加热、穿孔后制成毛管、毛管经轧制后得到荒管、荒管经微张力减径、步进式冷床冷却得到无缝钢管；

将所述无缝钢管经热处理，得所述超深、超高压、超高温油气井用油套管材料。

3.如权利要求2所述的超深、超高压、超高温油气井用油套管材料的制备方法，其特征在于，钢包预脱氧及合金化工序在电弧炉出钢过程中完成，在出钢至1/3时，加入FeCr、FeMo、FeV、MnSi和铝锭进行脱氧合金化，然后加入石灰、萤石和预熔精炼渣进行造渣。

4.如权利要求2所述的超深、超高压、超高温油气井用油套管材料的制备方法，钢包精炼工序中，将精炼渣各组分的重量百分比控制在如下范围：45％CaO55％、10％CaF₂15％、5％MgO10％、20％Al₂O₃25％、SiO₂5％，且CaO的重量百分比和Al₂O₃的重量百分比符合如下关系式：1.2[CaO]/[Al₂O₃]1.5。

5.如权利要求2所述的超深、超高压、超高温油气井用油套管材料的制备方法，其特征在于，钢包精炼工序中，向钢包中加入质量比为2.5-3.5:1的碳化钙和铝粒脱氧形成白渣。

6.如权利要求5所述的超深、超高压、超高温油气井用油套管材料的制备方法，其特征在于，钢包精炼工序中，当钢液中的硫含量降低至0.001wt％以下时，以2-5m/s的速度喂入0.1-0.2kg/t的镁包芯线。

7.如权利要求2所述的超深、超高压、超高温油气井用油套管材料的制备方法，其特征在于，热处理工序包括如下步骤：将无缝钢管加热至880-910℃并保温后，水冷，然后将钢管加热至800-820℃并保温后，水冷，再加热至600-680℃并保温后，空冷。