CN203499577U - 一种新型防腐耐磨特种石油钢管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型防腐耐磨特种石油钢管，其主要技术特点是在石油钢管内外表面设有防腐耐磨氮化层，所述的防腐耐磨氮化层是由含氮奥氏体层和化合物层依次组成。防腐耐磨层厚度为10μm～50μm，防腐耐磨层主要由耐磨性好的Fe₃O₄、Fe₃N、Fe₄N、Fe₃C化合物层和防腐性及韧性好的含氮奥氏体层组成。本实用新型有较好的强韧性能，石油钢管防腐耐磨层有较高的硬度，有较好的耐磨性能和减磨性能、防腐性能和防黏口性能。

Description

一种新型防腐耐磨特种石油钢管

一、技术领域

本实用新型涉及一种防腐耐磨石油钢管，具体地说是一种新型防腐耐磨特种石油钢管，属于钢管制造技术领域。 

二、背景技术

石油钢管是钻探、采油过程中必不可少、消耗量最大的成品材料之一。影响石油钢管使用寿命的主要问题是，抽油杆和石油钢管之间在抽油过程的偏斜磨损和油井中固有的有害气体对石油钢管的腐蚀以及螺纹咬合黏结。 

目前我国大部分油气田井下存在矿化度高、硫酸盐还原菌(SRB)含量高、CO₂气体含量高、ph值低等现象，使井下石油钢管和抽油杆腐蚀严重，石油钢管腐蚀剥落穿孔时有发生，严重时出现断裂现象，增加了采油作业量和采油成本，影响了单井出油量和油气田企业的正常生产。 

目前渗氮石油钢管，存在脆性大、渗层不深、渗层由单一的硬化层组成，硬度高而脆性大，强度高而韧性差，石油钢管应用和性能受到限制。 

三、实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服现有氮化石油钢管在使用过程中存在的脆性大、渗层不深，渗层由单一的硬化层组成，硬度高而脆性大，强度高而韧性差等问题，从而提供一种新的技术方案。 

为达到上述目的，本实用新型可通过以下技术方案来实现： 

一种新型防腐耐磨特种石油钢管，它是由石油钢管组成，在石油钢管内外表面设有防腐耐磨氮化层，所述的防腐耐磨氮化层是由含氮奥氏体层和化合物层依次组成。 

石油钢管表面形成的防腐耐磨氮化层的厚度是10～50μm。 

石油钢管的基体原材料为N80钢级石油钢管，石油钢管是无缝石油钢管，也可以是直缝焊接轧制石油钢管。 

本实用新型与现有技术相比所具有的优点是：产品结构简单，螺纹变形小，具有较好的防黏口性能。防腐和耐磨性能大大加强，提高了使用寿命。 

本实用新型将石油钢管经过热处理工艺处理后，石油钢管表面形成10～50μm的防腐耐磨层，该防腐耐磨层主要由Fe₃N、Fe₄N、Fe₃C、Fe₃O₄化合物层和含氮奥氏体层组成。 

四、附图说明

附图是本实用新型一种实施例结构示意图。 

五、具体实施方式

现在结合附图以具体实施为例对本实用新型做进一步详细说明： 

一种新型防腐耐磨特种石油钢管，它是由石油钢管3组成，石油钢管3经液体离子渗氮处理后，在石油钢管3内外表面设有防腐耐磨性能更好的防腐耐磨氮化层，所述的防腐耐磨氮化层是由含氮奥氏体层2和化合物层1依次组成，在石油钢管3的两端设有螺纹4有利益石油钢管与石油钢管的连接。 

石油钢管表面形成的防腐耐磨氮化层的厚度是10～50μm。 

石油钢管3的基体原材料为N80钢级石油钢管，石油钢管3管体是无缝石油钢管，也可以是直缝焊接轧制石油钢管。 

本实用新型对石油钢管进行防腐耐磨处理，该工艺是把石油钢管侵泡在CNO^-1离子质量分数在28％～40％之间的液体介质中进行热处理，形成10～50μm的防腐耐磨层，防腐耐磨层由化合物层和含氮奥氏体层组成。 

本实用新型提供的防腐耐磨特种石油钢管，其性能符合API标准，具有较高的防腐、耐磨和防黏口性能，可以部分替代13Cr不锈钢石油钢管。 

主要工艺过程和工艺规范： 

石油钢管来料检测。 

石油钢管表面抛丸处理。 

石油钢管热处理，石油钢管浸泡在液体渗氮炉中进行氮化，温度400～570℃，时间90～150min。在热处理过程中，保证液体中CNO^-1离子质量分数在28％～40％之间。 

钝化氧化处理温度200～450℃，时间30～60min。 

50～90℃热水清洗。 

50℃以下冷水洗。 

50～90℃热水清洗。 

本实用新型测试效果： 

1.本实用新型具有较好的机械性能，经测试，机械性能完全符合美国API标准。机械性能测试结果，见表1。 

表1机械性能测试结果 

2.本实用新型具有较高的表面硬度和硬度梯度：见表2 

表2表面硬度和硬度梯度 

距石油钢管表面距离(μm)	11	17	31
				显微硬度(HV0.025)	777	573	478.9

3.本实用新型具有较高的耐磨性能： 

经过5天试验以后，测得的接箍失重量，见表3。 

表3接箍失重 

经过5天试验以后，测得的油管失重量如表4所示。 

表4油管失重 

表5不同摩擦副失重结果 

通过对磨试验可以得出如下结论： 

1、本实用新型和普通N80油管分别与40Cr接箍组成摩擦副组合，在相同试验条件下进行对磨试验，油管耐磨性能提高3倍，整体耐磨性能提高2.5倍； 

2、本实用新型与接箍组成的摩擦副组合，摩擦系数较原来摩擦副组合有所下降； 

3、本实用新型磨损失重量随磨损时间推移有不断减小的趋势，油管渗层有减磨作用，能够有效提高对磨件使用寿命。 

4、本实用新型具有较好的耐腐蚀性：见表6 

表6盐雾试验结果 

盐雾试验表明，本实用新型耐腐蚀性比未处理石油钢管提高5～6倍。 

5、防螺纹黏口： 

本实用新型的石油钢管螺纹，采用最大扭矩3900NM(石油钢管￠73.02mm×5.51mm，)做螺纹上、卸口试验12次，螺纹表面光滑，无黏结现象。 

Claims (3)

1.一种新型防腐耐磨特种石油钢管，它是由石油钢管组成，其特征是：在石油钢管(3)内外表面设有防腐耐磨氮化层，所述的防腐耐磨氮化层是由含氮奥氏体层(2)和化合物层(1)依次组成。 

2.根据权利要求1所述的一种新型防腐耐磨特种石油钢管，其特征是：石油钢管表面形成的防腐耐磨氮化层的厚度是10～50μm。 

3.根据权利要求1所述的一种新型防腐耐磨特种石油钢管，其特征是：石油钢管(3)的基体原材料为N80钢级石油钢管，石油钢管(3)是无缝石油钢管，也可以是直缝焊接轧制石油钢管。 

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