X級鉆桿管體用無縫鋼管材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種X級鉆桿管體用無縫鋼管材料，所述X級鉆桿管體用無縫鋼管材料的化學成分的質量百分含量為：C0.24～0.29、Si0.20～0.35、Mn0.70～1.00、P≤0.015、S≤0.010、Cr1.00～1.20、Mo0.15～0.30和Al≤0.040；其余為Fe和不可避免的痕量元素，質量百分數總計為100%。本發明專利技術還公開了一種X級鉆桿管體用無縫鋼管的制備方法。通過本發明專利技術的技術方案可以得到滿足美國石油學會鉆桿規范API?Spec5DP中對X級鉆桿管體的性能要求的X級鉆桿管體用無縫鋼管。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及冶金
，具體地說，涉及一種。
技術介紹
石油、天然氣是交 通、航空、冶金、化工等工業的重要原料和燃料，是人民生活息息相關的能源物質之一，對國民經濟的發展起著舉足輕重的作用。而鉆桿是油氣田勘探開發中必不可少的重要工件，據統計，我國每年消耗鉆桿約7 10萬噸。鉆桿連接在方鉆桿的下端，起到傳遞動力輸送泥漿的作用。隨著鉆井不斷加深，鉆桿一根接一根地不斷加長鉆柱，同時高壓的洗井液通過鉆桿內孔流向井底。在鉆井時鉆桿承受著拉伸、壓縮、扭轉、彎曲以及沖擊等各種交變應力的作用，其內孔還受到高壓泥漿的沖刷和腐蝕，工況極為復雜，工作條件極為惡劣。美國石油學會鉆桿規范API Spec5DP中，將鉆桿分為E、X、G、S四個鋼級，其中X、G、S級鉆桿屬于高強度級鉆桿。隨著油氣田勘探技術的不斷發展，在滿足不同的鉆探工況條件下，以降低開發成本為原則，選擇使用材質優良、性能優越、生產技術工藝合理的經濟型鉆桿是油氣田開采經濟效益最大化的關鍵，將具有廣闊的市場發展前景。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種X級鉆桿管體用無縫鋼管材料，滿足石油鉆井行業對X級鉆桿管體的需求。本專利技術的技術方案如下:一種X級鉆桿管體用無縫鋼管材料，所述X級鉆桿管體用無縫鋼管材料的化學成分的質量百分含量為:C0.24 0.29、Si0.20 0.35、Mn0.70 1.00、P彡0.015、S彡0.010、Crl.00 1.20、Mo0.15 0.30和Al ( 0.040 ;其余為Fe和不可避免的痕量元素，質量百分數總計為100%。進一步，所述X級鉆桿管體用無縫鋼管材料的化學成分的質量百分含量為:C0.27、Si0.24、Mn0.83、P0.013、S0.008、Crl.07、Mo0.23 和 Al ( 0.040，其余為 Fe 和不可避免的痕量元素，質量分數共計100% ;或者，C0.25、Si0.22、Mn0.85、P0.014、S0.005、Crl.04、Mo0.20和Al ( 0.040，其余為Fe和不可避免的痕量元素，質量分數共計100% ;或者，C0.24、Si0.24、Mn0.80、P0.012、S0.007、Crl.05、Mo0.22 和 Al ( 0.040，其余為 Fe 和不可避免的痕量元素，質量分數共計100% ;或者，C0.29、Si0.20、Mnl.00、P0.010、S0.003、Crl.00、Mo0.15和Al ( 0.040，其余為Fe和不可避免的痕量元素，質量分數共計100% ;或者，C0.26、Si0.35、Mn0.70、P0.015、S0.010、Crl.20、Mo0.30 和 Al ( 0.040，其余為 Fe 和不可避免的痕量元素，質量分數共計100%。本專利技術解決的另一技術問題是提供一種X級鉆桿管體用無縫鋼管的制備方法，可以生產滿足石油鉆井行業對X級鉆桿管體的需求的無縫鋼管。本專利技術的技術方案如下:一種X級鉆桿管體用無縫鋼管的制備方法，包括:煉鋼生產過程、鋼的軋制過程和軋態鋼熱處理過程；得到的X級鉆桿管體用無縫鋼管材料的化學成分的質量百分含量為:C0.24 0.29、Si0.20 0.35、Mn0.70 1.00、P≤ 0.015、S ≤ 0.010、Crl.00 1.20、Mo0.15 0.30和Al≤0.040 ;其余為Fe和不可避免的痕量元素，質量百分數總計為100%。進一步，所述煉鋼生產過程包括:鐵水預處理、頂底復吹轉爐冶煉、LF爐外精煉、VD真空脫氣和圓坯連鑄。進一步:所述頂底復吹轉爐冶煉包括頂吹氧氣和底吹氬氣，終點控制目標為C的質量百分含量> 0.06%，P的質量百分含量< 0.010%，終脫氧采用有鋁脫氧；所述LF爐外精煉全程底吹氬氣；所述VD真空脫氣的真空度< 0.06KPa，深真空時間> 13分鐘，全程底吹氬氣攪拌，所述VD真空脫氣后喂入硅鈣線I 2米/噸鋼，喂絲后，軟吹時間彡15分鐘；所述圓坯連鑄采用結晶器電磁攪拌，過熱度< 30°C。進一步，所述鋼的軋制過程包括:圓坯加熱、穿孔、軋管、張減徑或定徑、冷床冷卻、鋸切、矯直、探傷、人工檢查、測長、稱重、噴標和入庫。進一步:所述圓坯加熱的溫度為1250°C 1300°C，所述軋管的軋制溫度為1050 1100°C。進一步，所述軋態鋼熱處理過程包括:淬火和回火；所述淬火的溫度為880°C 920 V，保溫時間彡40分鐘，淬火介質為水，所述回火的溫度為680 V 720 V，保溫時間^ 70分鐘。進一步，所述含X級鉆桿管體用無縫鋼管材料的化學成分的質量百分含量為:C0.27、Si0.24、Mn0.83、P0.013、S0.008、Crl.07、Mo0.23 和 Al ( 0.040，其余為 Fe 和不可避免的痕量元素，質量分數共計100% ;或者，C0.25、Si0.22、Mn0.85、P0.014、S0.005、Crl.04、Mo0.20和Al ( 0.040，其余為Fe和不可避免的痕量元素，質量分數共計100% ;或者，C0.24、Si0.24、Mn0.80、P0.012、S0.007、Crl.05、Mo0.22 和 Al ( 0.040，其余為 Fe 和不可避免的痕量元素，質量分數共計100% ;或者，C0.29、Si0.20、Mnl.00、P0.010、S0.003、Crl.00、Mo0.15和Al ( 0.040，其余為Fe和不可避免的痕量元素，質量分數共計100% ;或者，C0.26、Si0.35、Mn0.70、P0.015、S0.010、Crl.20、Mo0.30 和 Al ( 0.040，其余為 Fe 和不可避免的痕量元素，質量分數共計100%。本專利技術的技術效果如下:1、本專利技術的X級鉆桿管體用無縫鋼管材料滿足美國石油學會鉆桿規范APISpec5DP中對X級鉆桿管體的性能要求。2、本專利技術的X級鉆桿管體用無縫鋼管的制備方法降低了開發成本，以經濟的優越方式提供一種X級鉆桿管體用無縫鋼管，為油氣田開采取得經濟效益最大化提供一種材質優良、性能優越、生產技術工藝合理的鉆桿管體用無縫鋼管。具體實施例方式本專利技術的化學成分中主要元素含量范圍的設計依據是:C是鋼的主要強化元素，可溶解在鋼中形成間隙固溶體起固溶強化作用，與強碳化物元素形成碳化物析出，起沉淀強化作用。當C含量在一定范圍內時，可提高鋼的強度、硬度、淬透性和耐磨性，但C含量過高，會降低鋼的塑性、韌性。綜合考慮鉆桿管體的強度和沖擊功要求，本專利技術中C的含量為0.24% 0.29%。Mn可提高鋼的回火穩定性有較高的強度和硬度，提高鋼的淬透性，可與鋼中的S形成較高熔點的MnS，避免FeS在結晶時在初生晶界上析出，形成包圍鐵素體晶粒的連續的或不連續的網狀組織，消除鋼的熱脆性，改善鋼的熱加工性能。Mn含量較高時，有使鋼晶粒粗化的傾向，并增加鋼的過熱敏感性和回火脆性。因此，本專利技術中Mn的含量為0.70% 1.00%。Cr具有提高鋼的強度、硬度、高溫機械性能、淬透性、使鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性等作用，但由于Cr是促進回火脆性的元素，可顯著提高鋼的脆性轉變溫度，促進鋼的回火脆性，對鋼的性能產生不利的影響。因此，本專利技術中Cr的含量為1.00%本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種X級鉆桿管體用無縫鋼管材料，其特征在于，所述X級鉆桿管體用無縫鋼管材料的化學成分的質量百分含量為：C0.24～0.29、Si0.20～0.35、Mn0.70～1.00、P≤0.015、S≤0.010、Cr1.00～1.20、Mo0.15～0.30和Al≤0.040；其余為Fe和不可避免的痕量元素，質量百分數總計為100%。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：董珍，何建中，劉金，喬愛云，王金龍，姜海龍，
申請(專利權)人：內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司，
類型：發明
國別省市：