[发明专利]油井用高强度无缝钢管及其制造方法

说明书

本发明提供耐硫化物应力腐蚀开裂性优良的油井用高强度无缝钢管及其制造方法。该油井用高强度无缝钢管具有以质量％计含有C：0.20～0.50％、Si：0.05～0.40％、Mn：0.3～0.9％、P：0.015％以下、S：0.005％以下、Al：0.005～0.1％、N：0.008％以下、Cr：0.6～1.7％、Mo：0.4～1.0％、V：0.01～0.30％、Nb：0.01～0.06％、B：0.0003～0.0030％、O(氧)：0.0030％以下的组成、和回火马氏体相以体积率计为95％以上、原奥氏体晶粒以粒度号计为8.5以上的组织，由偏析部含量与平均含量之比X_M的关系式、Ps＝8.1(X_Si+X_Mn+X_Mo)+1.2X_P(在此，X_M为(元素M的偏析部含量(质量％))/(元素M的平均含量(质量％))定义的偏析度指数Ps小于65。

本申请是申请号为201580048165.9(国际申请号为PCT/JP2015/004180)、中国国家阶段进入日为2017年3月8日(国际申请日为2015年8月20日)、发明名称为“油井用高强度无缝钢管及其制造方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及适合油井管、管线管用途等的无缝钢管，特别是涉及湿润硫化氢环境(酸性环境)下的耐硫化物应力腐蚀开裂性(耐SSC性)优良的高强度无缝钢管及其制造方法。

背景技术

近年来，从确保能源的稳定的观点出发，正在推进高深度下腐蚀环境严苛的油田、天然气田的开发。因此，对于开采用的油井管和输送用的管线管，强烈要求在保持屈服强度YS为110ksi以上的高强度的同时在酸性环境下的耐SSC性优良。

针对这样的要求，例如在专利文献1中提出了一种油井用钢的制造方法，其中，以重量％计将C、Cr、Mo、V调整为C：0.2～0.35％、Cr：0.2～0.7％、Mo：0.1～0.5％、V：0.1～0.3％来含有的低合金钢在Ac₃相变点以上进行淬火后，在650℃以上且Ac₁相变点以下进行回火。根据专利文献1中记载的技术，能够以使析出的碳化物的总量为2～5重量％、总碳化物量中MC型碳化物的比例为8～40重量％的方式进行调整，得到具有优良的耐硫化物应力腐蚀开裂性的油井用钢。

另外，在专利文献2中提出了一种韧性和耐硫化物应力腐蚀开裂性优良的油井用钢的制造方法，其中，将以质量％计含有C：0.15～0.3％、Cr：0.2～1.5％、Mo：0.1～1％、V：0.05～0.3％、Nb：0.003～0.1％的低合金钢加热至1150℃以上后，在1000℃以上结束热加工，接着实施至少一次的如下淬火回火处理：从900℃以上的温度起进行淬火，然后在550℃以上且Ac₁相变点以下进行回火，进而再加热至850～1000℃来淬火，在650℃以上且Ac₁相变点以下进行回火。根据专利文献2中记载的技术，能够以使析出的碳化物的总量为1.5～4质量％、总碳化物量中MC型碳化物的比例为5～45质量％、M₂₃C₆型碳化物的比例为200/t(t：壁厚(mm))质量％以下的方式进行调整，形成韧性和耐硫化物应力腐蚀开裂性优良的油井用钢。

另外，在专利文献3中提出了一种油井用钢材，其中，以质量％计，含有C：0.15～0.30％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.10～1.0％、Cr：0.1～1.5％、Mo：0.1～1.0％、Al：0.003～0.08％、N：0.008％以下、B：0.0005～0.010％、Ca+O：0.008％以下，并且含有Ti：0.005～0.05％、Nb：0.05％以下、Zr：0.05％以下、V：0.30％以下中的一种或两种以上，基于断面观察的连续的非金属夹杂物的最大长度为80μm以下，基于断面观察的非金属夹杂物的粒径20μm以上的个数为10个/100mm²以下。由此，可以得到具有作为油井用所要求的高强度并且具有与其强度匹配的优良的耐SSC性的油井用低合金钢材。