[发明专利]一种125Ksi钢级抗硫化氢腐蚀油井管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种125Ksi钢级抗硫化氢腐蚀油井管及其制备方法，属于金属材料技术领域，解决了现有技术中油井管的强韧性和抗硫化氢腐蚀性能不能同时提高的问题。125Ksi钢级抗硫化氢腐蚀油井管的组分以质量百分比计包括：C:0.10％～0.20％、Si:≤0.50％、Mn:0.3％～0.8％、V:0.10％～0.20％、Mo:0.20％～0.50％,Ni:1.0％～1.5％,Cr:1.5～2.0％,Cu:1.0～2.0％、Als:≤0.05％、P:≤0.010％、S:≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明的油井管强韧性好、抗硫化氢应力腐蚀能力强。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，特别涉及一种125Ksi钢级抗硫化氢腐蚀油井管及其制备方法。

背景技术

全球油气田中大约有三分之一含有硫化氢气体，在对含硫油气田的开发过程中，使用普通油井管开采时，在应力和环境中H₂S气体的共同作用下，油井管往往会发生应力腐蚀开裂而失效，从而导致油井管甚至整口井的报废。如果H₂S外泄，还会对井口周围的动物、人以及生态环境造成巨大的破坏，因此含硫油气田的开采必须要用抗硫管。随着深井、超深井的发展，油井管的服役环境越来越恶劣，这就要求油井管具有更高的强度和韧性，同时兼有一定的抗腐蚀性能。目前抗硫级别最高的110Ksi级已不能满足使用要求，125Ksi抗硫油井管的开发势在必行。125Ksi是API标准里级别最高的抗硫油井管，随着强度的提高，材料对腐蚀越来越敏感，在保证材料高强度的同时兼有优良的抗腐蚀性能是一项重大的挑战。

目前很多研究均在尝试125Ksi钢级抗硫油井管的开发，但是开发的125Ksi钢级抗硫油井管在强韧性满足指标要求的同时很难兼顾抗H₂S腐蚀，尤其是很难通过NACETM0177-2005标准A溶液的考核。并且有些研究中的油井管工艺流程较长，生产效率低，因此必须从化学成分和工艺过程上考虑，开发出具有优异的抗硫化氢腐蚀性能，同时具有良好强韧性的油井管及其制备方法，保证油井管在含硫深井中的安全可靠使用。

发明内容

鉴于上述情况，本发明旨在提供一种125Ksi钢级抗硫化氢腐蚀油井管及其制备方法，至少能够解决以下技术问题之一：(1)现有的油井管的强韧性和抗硫化氢腐蚀性能不能同时提高；(2)现有的油井管的工艺复杂，生产效率低。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种125Ksi钢级抗硫化氢腐蚀油井管，125Ksi钢级抗硫化氢腐蚀油井管的组分以质量百分比计包括：C:0.10％～0.20％、Si:≤0.50％、Mn:0.3％～0.8％、V:0.10％～0.20％、Mo:0.20％～0.50％,Ni:1.0％～1.5％,Cr:1.5～2.0％,Cu:1.0～2.0％、Als:≤0.05％、P:≤0.010％、S:≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。

在一种可能的设计中，125Ksi钢级抗硫化氢腐蚀油井管的组分以质量百分比计包括：C:0.12％～0.20％、Si:0.1％～0.40％、Mn:0.35％～0.8％、V:0.12％～0.20％、Mo:0.25％～0.50％,Ni:1.0％～1.5％,Cr:1.5～2.0％,Cu:1.0～2.0％、Als:≤0.05％、P:≤0.010％、S:≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。

在一种可能的设计中，125Ksi钢级抗硫化氢腐蚀油井管的组分中，控制Ni/Cu大于0.5。

在一种可能的设计中，油井管的室温组织为回火索氏体基体上分布着弥散的、细化的第二相。

本发明还提供了一种125Ksi钢级抗硫化氢腐蚀油井管的制备方法，用于制备上述125Ksi钢级抗硫化氢腐蚀油井管，包括：

步骤1、冶炼、浇注得到铸坯或铸锭；

步骤2、对铸坯或铸锭高温均质化处理后进行穿孔热轧、冷却，得到荒管；