[发明专利]一种铁镍基合金油井管的制备方法

说明书

本发明涉及一种铁镍基合金油井管的制备方法，包括如下步骤：(1)采用热挤压方式将铁镍基合金制成管坯；(2)对所述管坯进行第一道次冷轧以消除热加工所导致的壁厚不均现象，得到第一中间管；(3)将所述第一中间管置于980‑1050℃条件下进行固溶热处理，然后进行冷却得到第二中间管，控制从固溶热处理温度下降至400℃的冷却速率为175‑200℃/min；(4)对所述第二中间管先进行磨修矫直再进行第二道次冷轧最终获得成品油井管。本发明的油井管具有850MPa以上较高的抗拉强度、具有760MPa以上较高的屈服强度；同时抗腐蚀性能也较佳。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种铁镍基合金油井管的制备方法。

背景技术

油井管包括钻杆、套管和油管等，通过专用螺纹连接形成钻柱和油/套管柱。钻柱是油气开发的必备工具，套管柱和油管柱则是封隔地层和开采油气的唯一通道。套管寿命决定油气井寿命，是油气田的命脉。因此油井管在石油勘探开发中具有举足轻重的作用。油田在油井管使用和管理过程不仅涉及油井管本身的质量和性能，而且还与油、气井工程密切相关。因此油井管的性能不佳必导致其在使用过程中大量失效，不但产生巨大的经济损失，而且严重影响油气田的勘探开发和正常生产。

油井管的性能与加工方法和所选合金基础性能有关。铁镍基合金由于具有优良的耐蚀性能，成为油井管材的首选合金，但是其力学性能不佳，需通过加工来对其性能进行改善。

发明内容

为了改善铁镍基合金的力学性能，而提供一种铁镍基合金油井管的制备方法。本发明方法获得的油井管具有较好的力学性能。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种铁镍基合金油井管的制备方法，包括如下步骤：

(1)采用热挤压方式将铁镍基合金制成管坯；

(2)对所述管坯进行第一道次冷轧以消除热加工所导致的壁厚不均现象，得到第一中间管；

(3)将所述第一中间管置于980-1050℃条件下进行固溶热处理，然后进行冷却得到第二中间管，控制从固溶热处理温度下降至400℃的冷却速率为175-200℃/min；

(4)对所述第二中间管先进行磨修矫直再进行第二道次冷轧最终获得成品油井管。

进一步地，在进行第一道次冷轧之前、在所述第一道次冷轧与所述固溶热处理之间、在所述固溶热处理及所述磨修矫直之间还包括酸洗除杂的操作，采用混合酸水溶液在45-60℃下进行酸洗2-5min，然后水洗；所述混合酸水溶液中含有氢氟酸1-8wt％、硝酸10-15wt％。酸洗可脱脂、去除氧化皮，去油脱脂后防止热处理过程中出现渗透情况，从而降低耐腐蚀性能；去除表面氧化皮能够防止后续加工中残余氧化皮压入管材表面，影响管材力学性能和表面质量。

进一步地，进行所述第一道次冷轧时控制所述管坯的壁厚压下变化率25-35％、控制所述管坯的直径压下变化率为15-25％；进行所述第二道次冷轧时控制所述管坯的壁厚压下变化率40-50％、控制所述管坯的直径压下变化率为15-20％。

再进一步地，在所述第一道次冷轧时，控制送进量为3-4mm、轧制速度为40-60次/min，控制管壁厚公差为±0.4mm，控制管外径公差为±0.4mm；

在所述第二道次冷轧时，控制送进量为3-4mm、轧制速度为50-60次/min，控制管壁厚公差为±0.22mm，控制管外径公差为±0.3mm。

进一步地，所述磨修矫直为对所述第二中间管进行磨偏芯，确保管壁厚公差控制在±0.2mm内。先进行磨修矫直可以保证成品直线度，还可为后续第二道次冷轧精度提供有利条件；由于成品为冷态交货，后续无法通过矫直来达到交货产品直线度要求，因此需要先通过前期磨修后经第二道次冷轧以提高成品尺寸精度，从而降低由于壁厚不均导致的管弯曲现象。