耐熱錄井鋼絲制造技術

一種耐熱錄井鋼絲，其特征在于：在硅錳高碳鋼中加有合金元素釩，配方如下：Ｃ０．７２～０．７８，Ｓｉ１．２～１．５，Ｍｎ０．６～０．９，Ｖ０．０４～０．０６，Ｐ≤０．０３，Ｓ≤０．０３Ｆｅ余量。本發明專利技術生產工藝簡單，合金元素含量少，成本低，性能穩定，適合我國國情，可以大面積推廣應用。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及含硅錳的合金鋼，特別提供了一種適用于熱采油井的耐熱錄井鋼絲。在我國的原油生產中，稠油比例日益增加，目前已達到1200萬噸/年，預計到“八五”末期，將上升到4000～5000萬噸/年。而開采稠油需要滲入蒸汽，結果環境溫度升高到300℃左右，這時采用普通的錄井鋼絲已不能滿足要求，為解決油田生產需要，曾將軍工906不銹鋼制成錄井鋼絲，在熱采油井上試用。由于這類鋼絲價格昂貴(8萬元/噸)，無法大面積推廣使用。與本專利技術最接近的技術是日本鋼鐵公司開發出的一種含硅高碳鋼盤條(1％Si，0.5％Mn，0.8％C)，但其作為建筑用結構用鋼，常溫性能較好，耐熱性能較差。本專利技術的目的在于提供一種高溫性能好且成本低、使用壽命長的適用于熱采油井的耐熱錄井鋼絲。本專利技術提供了一種耐熱錄井鋼絲，其特征在于在硅錳高碳鋼中加有合金元素釩，配方如下C SiMnV P S0.72～0.78 1.2～1.5 0.6～0.9 0.04～0.06 ≤0.03 ≤0.03Fe 余量一般而言，高碳鋼絲的顯微組織為冷變形索氏體組織，因而其強度決定于鐵素體的強度和片狀珠光體的片間距以及加工硬化能力。往往是珠光體片間距愈小，強度愈高，合金元素的加入也就是通過鐵素體強化與改變珠光體尺寸來實現改善材質性能的目的，Si含量的增加，主要是強化鐵素體基體，從而提高鋼的熱強度推遲其再結晶軟化過程，由于Si的原子半徑比Fe小，增加Si含量后，會引起晶格畸變，增加位錯在鐵素體中運動的摩擦力，從而使弛豫、蠕變值降低，高溫強度增加，并減輕了時效硬化變脆的趨勢。但是，當Si＞1.5％之后，由于介面焓的變化不能忽略，片間距將增加。將高碳鋼中的Mn從0.52％提高到0.6～0.9％，變形時不會因滲炭體分解出來的碳原子對位而帶來應變時較硬化的負作用，只會起到固溶強化的效果。微量的V在細化組織，改善塑性，拉撥性能以至提高強度等方面有積極作用，實驗結果表明在提高Si含量的同時加入0.04～0.06％V，室溫、高溫及持久強度能得到顯著提高，而此時塑性、韌性仍能維持到高碳鋼絲所要求的水平。下面通過實施例詳述本專利技術。實施例鋼種成份列于表1中的W3，同時選高碳鋼W1及硅錳鋼W2作對比，成份均列于表1，實驗過程如下試驗鋼種在25kg真空感應爐中熔煉，在氬氣保護下澆注成10kg鋼錠，隨后采用1120℃開鍛，800℃停鍛，鍛成Ф15棒樹，再軋成Ф10直條，進行退火軟化處理，其退火工藝為830℃保溫1.5小時爐冷至570℃再空冷出爐。為防止表面氧化、脫碳，表面刷保護涂料Ti3。然后進行磷化、皂化處理。采用多道次小減徑的拉拔工藝，進行半成品加工。其工藝路線如下ФP10→Ф9.4→Ф8.3→Ф7.81→Ф7.34→Ф6.9→Ф6.5→Ф6.2mm半成品的力學性能如表2所示成品鋼絲拉拔前先進行鉛浴淬火，其工藝參數為線溫930℃；鉛溫570℃；走線速度6.5米/分。拔絲在1/650和6/650拉絲機上進行，其拉拔工藝為Ф6.5→Ф6.2→Ф5.6→Ф5.0→Ф4.5→Ф4.07→Ф3.7→Ф3.36→Ф3.10→Ф2.87→Ф2.67→Ф2.5從Ф6.5→Ф2.5總壓縮比85.2％成品鋼絲的力學性能如表3所示將試樣加熱到試驗溫度，保溫十分鐘后測其拉伸性能，結果列于表4。為了模擬熱采井的測試狀態，進行了7～10天的持久試驗，并將持久試驗未斷裂試樣做室溫抗張試驗，以考核經持久試驗后，材料的剩余強度。持久試驗結果見表5。表1試驗材料的化學成份(wt％ 表2半成品的力學性能 表3成品鋼絲的力學性能 表4成品網絲的瞬時高溫強度 表5持久試驗結果 利用本專利技術的耐熱錄井鋼絲產品分別在遼河、勝利油田的稠油熱采井進行使用考核。為了保險起見，遼河油田首先在100℃以下的常溫井試用了28井次，然后在285～290℃，180米深的高溫井使用16井次，結果完全正常。勝利油田，在井深8707～930M、溫度228.6～344.1℃的熱采井中下井測試27井次，停留36小時45分鐘。然后將鋼絲用過段拉出剪斷，又繼續試用27井次，后余1000米扯下報廢，這盤鋼絲在勝利油田高溫井共計下井76井次，而普通碳鋼鋼絲在高溫熱采井，使用5次之后，彎曲直值就從21次降至5次，一般使用8～12井次就報廢，對比起來看，耐熱錄井鋼絲的使用壽命比普通錄井鋼絲長得多。總之本專利技術具有下述優點1.加工制造鋼絲時，可以參照高碳鋼的冶煉、軋制、拉拔工藝，利用現有設備組織生產。2.加工制成的耐熱錄井鋼絲在稠油熱采井中測試時的使用壽命比普通高碳鋼錄井鋼絲長得多。3.合金元素含量少，成本低，性能穩定，適合我國國情，可以大面積推廣應用。權利要求1.一種耐熱錄井鋼絲，其特征在于在硅錳高碳鋼中加有合金元素釩，配方如下C Si Mn V0.72～0.78 1.2～1.5 0.6～0.9 0.04～0.06P SFe≤0.03 ≤0.03余量全文摘要一種耐熱錄井鋼絲，其特征在于在硅錳高碳鋼中加有合金元素釩，配方如下C0.72～0.78，Si1.2～1.5，Mn0.6～0.9，V0.04～0.06，P≤0.03，S≤0.03Fe余量。本專利技術生產工藝簡單，合金元素含量少，成本低，性能穩定，適合我國國情，可以大面積推廣應用。文檔編號C22C38/12GK1118815SQ94110159公開日1996年3月20日 申請日期1994年3月29日 優先權日1994年3月29日專利技術者余百年, 秦萬信, 隋玉成, 張桂林, 趙明, 殷宗榮, 曹家麟, 郭合理 申請人:中國科學院金屬研究所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐熱錄井鋼絲，其特征在于：在硅錳高碳鋼中加有合金元素釩，配方如下：Ｃ ０．７２～０．７８ Ｓｉ １．２～１．５ Ｍｎ ０．６～０．９ Ｖ ０．０４～０．０６Ｐ≤０．０３ Ｓ≤０．０３ Ｆｅ 余量。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：余百年，秦萬信，隋玉成，張桂林，趙明，殷宗榮，曹家麟，郭合理，
申請(專利權)人：中國科學院金屬研究所，
類型：發明
國別省市：21[中國|遼寧]