CN1361303A - Tp65钢级石油套管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
TP65钢级石油套管,此钢级套管是界于API N80和J55之间的新钢级套管。本发明的特点在于以用中碳低合金钢经过连铸、穿孔、连轧(控制轧制)、定径、探伤、螺纹加工等工序,得到F+P组织,其屈服强度在448Mpa~586Mpa之间,韧性指标:冲击功≥15J(21℃±3℃,10×5×55,纵向试样)。优点是:有高的抗挤毁强度、高抗密封性能、高强度,可取代J55套管,从而提高油井的寿命。本套管的使用成本低。
Description
本发明属于石油套管及其制造方法,特别涉及一种TP65钢级石油套管及其制造方法。
目前在API标准钢级中,N80以上钢级套管,须经调质或在线常化工艺实现;J55、K55则可以热轧态交货。因此,两种工艺决定了两类套管的化学成分及生产成本的显著不同,N80以上钢级的生产成本明显高于热轧态交货的J55、K55钢级。另外,就强度而言,N80钢级较J55钢级高出45%。以J55φ139.7×7.72mm规格套管为例,其单重为17lb/ft,连接强度为247000lbs(长圆扣),因此,可以下深(安全系数2.0)2215米,或2460米(安全系数1.8);同样规格的N80套管,其长圆扣连接强度为348000lbs,因此,可以下深(安全系数2.0)3119米,或3466米(安全系数1.8)。因此,对于2200米以下的井深,可以采用J55钢级套管,对于井深大于3200米的油井,可以采用N80以上钢级套管;而对于井深在2200~3200米之间的油井,则只能选择N80以上钢级套管,显而易见,按目前的套管价格,套管的采购成本将提高15%以上。这还只是从套管的连接强度一项指标来考虑问题,若再考虑到套管的抗挤毁强度,抗内压强度等指标,就更有必要在J55与N80钢级之间插入一些中间钢级,来完善套管钢级系列,使油田用户针对不同井深和条件,选择不同的钢级,从而降低套管的使用成本。
本发明的目的是提供一种TP65钢级石油套管及其制造方法,克服现有技术的缺点和不足。降低套管的成本。为此,发明的65KSI(TP65)钢级套管适用于更深井,而生产成本并不显著增加。通过重新设计钢种成分和生产工艺,来显著提高套管的使用性能,如套管的连接强度、抗密封性能、抗挤毁强度等。发明65KSI(TP65)套管的主要目的之一就是在保持J55价格优势的基础上,在适当提高生产成本的同时,通过显著提高套管的强度(连接强度、抗挤毁强度、抗内压强度)来部分取代原先需用N80的套管,从而让油田降低套管采购成本。目的之二,是通过65KSI(TP65)钢级套管所具有的高的抗挤毁强度、高抗密封性能、高强度来取代J55套管,从而提高油井的寿命。通过提高C、Mn含量及增加某些其它合金元素,都可以提高材料的强度指标,但是增加合金元素,会显著提高套管的生产成本,势必增加套管的售价,因此,为生产出可以与J55售价相当的65KSI(TP65)套管,通过调整C、Si、Mn等元素配比,或通过微合金化,同时采用热轧旁通工艺或热轧+中间控冷、或连轧后快速入炉+定径工艺来实现。为此,发明的65KSI(TP65)钢级套管适用于更深井,而生产成本并不显著增加。通过重新设计钢种成分和生产工艺,来显著提高套管的使用性能,如套管的连接强度、抗密封性能、抗挤毁强度等。
本发明的目的是这样实现的:
一种TP65钢级石油套管,也称为65KSI钢级石油套管(简称TP65套管),其特征在于:
化学成份(Wt%):(C:0.32%~0.50%、Si:0.15%~0.45%、Mn:
1.00%~1.80%、P≤0.030%、S≤0.030%),或(C:0.32%~0.50%、Si:
0.45%~1.20%、Mn:1.00%~1.80%、P≤0.030%、S≤0.030%),或(C:
0.20%~0.40%、Si:0.15%~0.45%、Mn:1.00%~1.80%、P≤0.030%、
S≤0.030%,V:0.05%~0.15%),机械性能:σb≥586Mpa;
σt0.5=448~586Mpa;δ≥18%。
TP65钢级石油套管其制造方法工艺特点:(1)工艺一:钢坯冶炼→连铸→铸坯加热(1200~1300℃)→热穿孔→连轧→定径→冷却等。(2)工艺二:钢坯冶炼→连铸→铸坯加热(1200~1300℃)→热穿孔→连轧→快速入再加热炉(炉温800~960℃)→定径→冷却等。(3)工艺三:钢坯冶炼→连铸→铸坯加热→热穿孔→连轧→中间控制冷却(冷却至600℃以下)→入再加热炉加热(炉温800~960℃)→定径→冷却等。
屈服强度Mpa | 拉伸强度Mpa | 硬度HRC | 延伸率(δ0.5)% | 冲击功21℃±3℃10×5 | |
Min | Max | Min | max | Min | L |
448 | 586 | 586 | 22 | 18 | 15J |
本发明的优点是:
TP65钢级石油套管有高的抗挤毁强度、高抗密封性能、高强度,可取代J55套管,从而提高油井的寿命。为此,发明的65KSI(TP65)钢级套管适用于更深井,而生产成本并不显著增加。通过重新设计钢种成分和生产工艺,来显著提高套管的使用性能,如套管的连接强度、抗密封性能、抗挤毁强度等。使用本套管可降低使用成本。
下面结合附图说明实施例:
本发明的特点在于通过三种不同的生产工艺,达到65KSI(TP65)钢级套管的性能要求。工艺方案1.(1)钢坯冶炼→连铸→铸坯加热→热穿孔→连轧→定径→冷却等。(2)钢种成份:C:0.38%,Si:0.30%,Mn:1.55%。
性能:
(3)钢种:
炉号 | 样号 | σbMpa | σt0.5Mpa | δ% | 0℃ 10×5(L) | 21℃ 10×5(L) |
平均 | 平均 | |||||
Ak(J) | Ak(J) | |||||
990689 | 3-109 | 766 | 486 | 28.0 | 24 | 28 |
3- | 799 | 484 | 27.0 | 12 | 23 | |
3- | 789 | 461 | 25.0 | 19 | 25 | |
9906 | 3- | 784 | 474 | 24.5 | 15 | 26 |
3-102 | 791 | 479 | 26.0 | 11 | 17 | |
3- | 800 | 490 | 26.0 | 13 | 21 |
35Mn2Si
C | Si | Mn | P | S | V | |
Min | 0.28 | 0.50 | 1.20 | / | ||
Max | 0.50 | 0.90 | 1.70 | 0.030 | 0.030 | / |
26MnV | ||||||
Min | 0.20 | 0.17 | 1.20 | 0.05 | ||
Max | 0.30 | 0.40 | 1.70 | 0.030 | 0.030 | 0.15 |
34MnV | ||||||
Min | 0.28 | 0.17 | 1.00 | 0.05 | ||
Max | 0.45 | 0.37 | 1.60 | 0.030 | 0.030 | 0.15 |
性能
工艺方案2.(1)钢坯冶炼→连铸→铸坯加热→热穿孔→连轧→快速入炉(炉温890℃)→定径→冷却等。(2)钢种成份:C:0.39%,Si:0.31%,Mn:1.50%。(3)性能
工艺方案3.(1)钢坯冶炼→连铸→铸坯加热→热穿孔→连轧→中间控制冷却(冷却至550℃以下)→入再加热炉加热(炉温920℃)→定径→冷却等。(2)钢种成份:C:0.44%,Si:0.23%,Mn:1.12%。(3)性能:
钢种 | 统计 | σb(Mpa) | σt0.5(Mpa) | δ(%) | AK((J) |
35Mn2Si | Max | 805 | 533 | 27 | 29 |
Min | 778 | 497 | 23 | 19 | |
Aver | 788.33 | 514.00 | 25.25 | 23.67 |
26MnV | Max | 704 | 519 | 30.5 | 65 |
Min | 667 | 477 | 25 | 50 | |
Aver | 684.00 | 492.83 | 27.83 | 58.67 | |
34Mn5V | Max | 769 | 557 | 27 | 46 |
Min | 719 | 506 | 24 | 28 | |
Aver | 741.5 | 530.20 | 25.23 | 36.85 |
炉号 | 样号 | σbMPa | σt0.5MPa | δ% | 0℃ 10×5(L) | 21℃ 10×5(L) |
平均 | 平均 | |||||
Ak(J) | Ak(J) | |||||
990689 | 105 | 761 | 527 | 28.5 | 55 | 62 |
106 | 759 | 527 | 29.5 | 48 | 63 | |
107 | 741 | 522 | 30.0 | 61 | 61 |
炉号 | 样号 | σbMPa | σt0.5Mpa | δ% | 平均值Ak(J) |
990595 | 01001 | 828 | 569 | 24.5 | 32 |
990595 | 02001 | 813 | 561 | 25.5 | 31 |
990595 | 03001 | 818 | 565 | 25.5 | 32 |
Claims (4)
1、一种TP65钢级石油套管,其特征为:
其化学成份(Wt%):(C:0.32%~0.50%、Si:0.15%~0.45%、Mn:
1.00%~1.80%、P≤0.030%、S≤0.030%),或(C:0.32%~0.50%、Si:
0.45%~1.20%、Mn:1.00%~1.80%、P≤0.030%、S≤0.030%),
或(C:0.20%~0.40%、Si:0.15%~0.45%、Mn:1.00%~1.80%、P≤0.030%、
S≤0.030%,V:0.05%~0.15%),
其机械性能:σb≥586Mpa;σt0.5=448~586Mpa;δ≥18%,
屈服强度Mpa
拉伸强度Mpa
硬度HRC
延伸率(δ0.5)%
冲击功21℃±3℃10×5
Min
Max
Min
max
Min
L
448
586
586
22
18
15J
2、根据权利要求1所述的TP65钢级石油套管,其制造方法为:钢坯冶炼→连铸→铸坯加热1200~1300℃→热穿孔→连轧→定径→冷却等。
3、根据权利要求1所述的TP65钢级石油套管,其制造方为:钢坯冶炼→连铸→铸坯加热1200~1300℃→热穿孔→连轧→快速入再加热炉其炉温800~960℃→定径→冷却等。
4、根据权利要求1所述的TP65钢级石油套管,其制造方为:钢坯冶炼→连铸→铸坯加热→热穿孔→连轧→中间控制冷却,冷却至600℃以下→入再加热炉加热,其炉温800~960℃→定径→冷却等。
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CN 00136665 CN1361303A (zh) | 2000-12-29 | 2000-12-29 | Tp65钢级石油套管及其制造方法 |
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