JPS58193350A - 酸性環境下で使用され、高強度を有する管 - Google Patents
酸性環境下で使用され、高強度を有する管Info
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- JPS58193350A JPS58193350A JP58070186A JP7018683A JPS58193350A JP S58193350 A JPS58193350 A JP S58193350A JP 58070186 A JP58070186 A JP 58070186A JP 7018683 A JP7018683 A JP 7018683A JP S58193350 A JPS58193350 A JP S58193350A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/02—Rigid pipes of metal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S148/909—Tube
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、気相のＨ２８分圧が３００ Ｐａを超えるか
或いは気相のＨ２Ｓ含有量が対応する平衡圧力を有する
か及び／又はＣｏ２或いは他の酸性化物質が存在してい
る酸環境において使用する高強度管に関するものである
。これらの管は主として酸性油井の製造管として使用す
ることを主とするものである。
或いは気相のＨ２Ｓ含有量が対応する平衡圧力を有する
か及び／又はＣｏ２或いは他の酸性化物質が存在してい
る酸環境において使用する高強度管に関するものである
。これらの管は主として酸性油井の製造管として使用す
ることを主とするものである。
今日稼動している全油井の２０％が酸性でらると推定さ
れており、そしてと９数値は大きくなる傾向にある。こ
れは列えば気相又は気相Ｋｒ化水素酸が存在しているこ
とを意味する。他の腐食性物質も存在していることがあ
るが、Ｈ２Ｓが高Ｉｉ！Ｊ度鋼に関して特別の問題を招
く。
れており、そしてと９数値は大きくなる傾向にある。こ
れは列えば気相又は気相Ｋｒ化水素酸が存在しているこ
とを意味する。他の腐食性物質も存在していることがあ
るが、Ｈ２Ｓが高Ｉｉ！Ｊ度鋼に関して特別の問題を招
く。
気相のＨ２Ｓ含有量が約３００ Ｐｇを超えると「硫化
物腐食割れＪ 、ＳＳＣとして知られる現象がおこる。
物腐食割れＪ 、ＳＳＣとして知られる現象がおこる。
この割れに鋼の強匿をその通常の４ｉｌ断及び降伏点よ
りはるかく低下せしめる。
りはるかく低下せしめる。
今日石油は１０，０００ｍ或いは場合によってはよりｅ
い深さの所から引き上げられている。この深い井戸にお
けるガス圧はしばしば非常圧高くそして管に使われる綱
への要求は着しいものとなる。
い深さの所から引き上げられている。この深い井戸にお
けるガス圧はしばしば非常圧高くそして管に使われる綱
への要求は着しいものとなる。
それぞれの石油会社は酸性油井に使用される管の仕様を
もっておシ、まず第１にｍ１ｎｔ＾合金鋼或いは低合金
鋼であって強化（ｔｏｕｇｈｅｎ ）されたものである
ことを規定している。更に、これらの鋼は冷間加工した
ものでらってｔｉ、ならない。冷間矯正はｌ又は２社で
認められているが、憔めて厳重な条件で矯正後に応力除
去焼鈍することが条件となっている。今日Ｈ２Ｓ壌境下
で使用される鍋強度製造管には通電低合金強化鋼管が使
用され場合によシ高合金鋼管も反相されている。これら
の２種の雷の欠点は高価であり、通常の炭素鋼或いは低
合金１Ｉ１４製の管と比較すると寸法公差及び表面が劣
如しかも機械加工が錘し゛い点にある◇従って本発明は
上記欠点を解消することを目的とする。
もっておシ、まず第１にｍ１ｎｔ＾合金鋼或いは低合金
鋼であって強化（ｔｏｕｇｈｅｎ ）されたものである
ことを規定している。更に、これらの鋼は冷間加工した
ものでらってｔｉ、ならない。冷間矯正はｌ又は２社で
認められているが、憔めて厳重な条件で矯正後に応力除
去焼鈍することが条件となっている。今日Ｈ２Ｓ壌境下
で使用される鍋強度製造管には通電低合金強化鋼管が使
用され場合によシ高合金鋼管も反相されている。これら
の２種の雷の欠点は高価であり、通常の炭素鋼或いは低
合金１Ｉ１４製の管と比較すると寸法公差及び表面が劣
如しかも機械加工が錘し゛い点にある◇従って本発明は
上記欠点を解消することを目的とする。
この目的は本発明によれば上記官が冷間俊形炭Ｘｗ４或
いは低合省鋼よシ製作されたことを％鹸とする発明によ
シ達成される。本発明の好ましい実ｔＩＩＡ態様による
と鋼は焼鈍されそして焼鈍温度は好ましくは４００−６
７５℃である。
いは低合省鋼よシ製作されたことを％鹸とする発明によ
シ達成される。本発明の好ましい実ｔＩＩＡ態様による
と鋼は焼鈍されそして焼鈍温度は好ましくは４００−６
７５℃である。
本発明の他の実施態様によると鋼の組成は次の逓りであ
る。
る。
ＣＯ−１，２０％
Ｓｊ Ｏ−１，０％
Ｍｎ Ｏ−３，０１Ｉ
Ｃｒ Ｏ−２，０１Ｇ
Ｎｌ Ｏ−１，０％
Ｍｏ０−１．０ 嘩
ＣｕＯ−１，０ツ
Ｖ ０−Ｏ１３％
Ｎｂ Ｏ−０，２饅
Ｃｍ Ｏ−０，０５％
Ｆｅ＋通常の不純物で１００一
本発明の他の実ａ態憬によると鋼の組成は次〇通シであ
る。
る。
ＣＯ，０５−０，４０チ
８１ ０．１０−０．５０チ
Ｍ！ＩＯ，６−２，０１１
Ｃｒ ０．０ −０．５０％
Ｎｌ Ｏ，０−１，０％
Ｃｕ Ｏ，０−０，５０％
ｖ Ｏ，０−０，２０％
Ｎｂ Ｏ，０−０，１０％
Ｃａ ０．０ −０．００５％
Ｆｅ＋通常の不純物で１００４
Ｃ０，１０−０，２５％
８１ ０．１０−０．５０％
Ｍｎ ０．８０−１．８０ ％
Ｃｒ ０．０ −０．４０％
Ｎｌ Ｏ，０−１，０％
Ｃｕ Ｏ，０−０，５０％
Ｖ Ｏ，０−０，２０％
Ｎｂ ｏ、ｏ−ｏ、ｉｏチ
Ｃａ Ｏ，０−０，００５％
Ｆｅ十通常の不純物で１００％
本発明の他の実施態様によると鋼のイオウ含有量は極め
て低く、約ｏ、ｏ −ｏ、ｏｏｓ％Ｓでめる。通常のイ
オウ含有１は約０．００５−０．０５０％ｓである。
て低く、約ｏ、ｏ −ｏ、ｏｏｓ％Ｓでめる。通常のイ
オウ含有１は約０．００５−０．０５０％ｓである。
上述のところから、冷間加工によれば表面及び寸法許容
差が良好になシ、強化されたものよルも機械加工性が良
好になル、もつとも重ｌ！なことは、高或いは低合金鋼
を強化し九ものと比較してコストが著しく低いことであ
る。
差が良好になシ、強化されたものよルも機械加工性が良
好になル、もつとも重ｌ！なことは、高或いは低合金鋼
を強化し九ものと比較してコストが著しく低いことであ
る。
驚くべきことには、高合金鋼或いＦｉ強化された１ｆｒ
金鋼よりも本発明にかかる鋼管によれば、ＳＳＣへの抵
抗が改善されることがわかり九。これは従来まったく考
えられなかったことである。ここでｓ Ｎａｔｉｏｎ
ａｌ Ａｓ５ｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｒｒｏｓ１
ｏｎＥｎｇｉｎｅ＠ｒによシ発行され九ＦＡＣＥの規格
Ｍｒ−０１−７５（１９８０年改訂版）「材質０費求−
石油装置用流化豐応力腐食割れに対して耐える金属材料
ヨについてふれる。尚、この規格は主としてＡＰＩ規格
５Ａ及び９■を参照している。この規格から低合金高強
度冷間加工鋼は酸性油井から油を抜きとるものには考え
られない。
金鋼よりも本発明にかかる鋼管によれば、ＳＳＣへの抵
抗が改善されることがわかり九。これは従来まったく考
えられなかったことである。ここでｓ Ｎａｔｉｏｎ
ａｌ Ａｓ５ｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｒｒｏｓ１
ｏｎＥｎｇｉｎｅ＠ｒによシ発行され九ＦＡＣＥの規格
Ｍｒ−０１−７５（１９８０年改訂版）「材質０費求−
石油装置用流化豐応力腐食割れに対して耐える金属材料
ヨについてふれる。尚、この規格は主としてＡＰＩ規格
５Ａ及び９■を参照している。この規格から低合金高強
度冷間加工鋼は酸性油井から油を抜きとるものには考え
られない。
実施列に記載された実験によれば、しかしながら本発明
にがかる冷間加工され、焼鈍された、低合金鋼の方が従
来規格化されていた鋼種よりも耐食性が良好となってい
る。この現象の背後にある理論は完全には定まっていな
いが、冷間変形の結果転位密度が増大し、鋼の強度を増
大させていることが大きく寄与していると思われる。は
どよい温匿、すなわち５００−６５０℃で焼鈍している
際中に材料内に内部応力が生じ、これは転位密度をあま
ｐ減少させることなく ＳＳＣに寄与するでおろう。
にがかる冷間加工され、焼鈍された、低合金鋼の方が従
来規格化されていた鋼種よりも耐食性が良好となってい
る。この現象の背後にある理論は完全には定まっていな
いが、冷間変形の結果転位密度が増大し、鋼の強度を増
大させていることが大きく寄与していると思われる。は
どよい温匿、すなわち５００−６５０℃で焼鈍している
際中に材料内に内部応力が生じ、これは転位密度をあま
ｐ減少させることなく ＳＳＣに寄与するでおろう。
従って鋼の強度はその加工によりて得られる。
本発明の実ＳＯ様によるとｔは冷間圧姑によって製造さ
れる。この場合冷間変形の程〆は少なくとも１０％、好
ましくは少なくとも３０％である。
れる。この場合冷間変形の程〆は少なくとも１０％、好
ましくは少なくとも３０％である。
鋼の下部降伏点は少なくとも５５０ＭＰａ、好ましくは
少なくとも６５０ ＭＰａである。
少なくとも６５０ ＭＰａである。
本発明の他の実施態憬によると管は冷間引抜きによって
製作される。この場合冷間加工の程度は少なくとも１０
％で必υ、下部降伏点は少なくとも５５０ ＭＰａとす
る。
製作される。この場合冷間加工の程度は少なくとも１０
％で必υ、下部降伏点は少なくとも５５０ ＭＰａとす
る。
本発明の管を石油芽孔用裂造管（ｐｒｏｄｕｃ口ｏｎｐ
ｌｐ・）として１３２！川できる他に、億めて深いドリ
ル孔のライニングすなわちケーシングとして、又ドリル
管の製造にも使用できヌードリル孔の他の用途真えば継
手、弁、ノダ、キング等としても使用することができる
。
ｌｐ・）として１３２！川できる他に、億めて深いドリ
ル孔のライニングすなわちケーシングとして、又ドリル
管の製造にも使用できヌードリル孔の他の用途真えば継
手、弁、ノダ、キング等としても使用することができる
。
本発明による冷間加工鋼の酸環境下での使用を説明する
比較例について以下述べる。この実験において管を鋼種
として８ＫＦ ２８０を用いて製造した。第１の場合は
冷間加工しそして焼鈍（１，５時間、５１５℃）そして
第２の場合は焼入れしそして焼鈍（５７０℃で２時間）
したものを試験した。
比較例について以下述べる。この実験において管を鋼種
として８ＫＦ ２８０を用いて製造した。第１の場合は
冷間加工しそして焼鈍（１，５時間、５１５℃）そして
第２の場合は焼入れしそして焼鈍（５７０℃で２時間）
したものを試験した。
第１表は試験された鋼の化テ分析を示し又５ＫＦ２８０
を冷間圧延するか或いは焼入れし焼鈍した試験片の機械
的性質を示す。
を冷間圧延するか或いは焼入れし焼鈍した試験片の機械
的性質を示す。
以下余ａ
ｏ、ｏｉｔｓ Ｒｗ （ＭＰａ ） ９ ’ Ｑ
９０６ｇ ｏ、ｏｚｔ ム５（％）
１９ １９Ｃｒ０．０７＊ Ｚ
（％） ５９ ６４！ＩＮ０．０６％
ＨＢ ２６９ ３００ＭｏＯ，０
２− Ｖ Ｏ，１０％ ｖ：、１Ｉｉｌ［環境は次の通りであった。
９０６ｇ ｏ、ｏｚｔ ム５（％）
１９ １９Ｃｒ０．０７＊ Ｚ
（％） ５９ ６４！ＩＮ０．０６％
ＨＢ ２６９ ３００ＭｏＯ，０
２− Ｖ Ｏ，１０％ ｖ：、１Ｉｉｌ［環境は次の通りであった。
１、 ５％ＮａＣｔ、飽和Ｈ２Ｂ ＝木綿＃液１ ５
ｆｌｂ ＮａＣｔ１飽和Ｈ２Ｓ ＋０．５ ＨＡ、 ＝
ＮＡＣＥ俗液用７江た−１法は３Ｉげ試１０・試
１ 、。
ｆｌｂ ＮａＣｔ１飽和Ｈ２Ｓ ＋０．５ ＨＡ、 ＝
ＮＡＣＥ俗液用７江た−１法は３Ｉげ試１０・試
１ 、。
＃Ｉ１１条汗ｔｉ１００時間でありた。試験の帖米は図
１に示す。図面において縦縁は全区−ロッドに相当し、
＊＠０上限は加えられた荷電を示す０又図中のＣ＠は該
当ｆｉ電で破断した試験口、ド會示１−。
１に示す。図面において縦縁は全区−ロッドに相当し、
＊＠０上限は加えられた荷電を示す０又図中のＣ＠は該
当ｆｉ電で破断した試験口、ド會示１−。
グラフから本発明を実施することによって冷間圧延され
た管ｔｉｔ強化された管よシもＨ２８応力に対してよシ
抵抗性があることがわかる。
た管ｔｉｔ強化された管よシもＨ２８応力に対してよシ
抵抗性があることがわかる。
本発明にかかる、冷関圧瓢管すなわちＳＫＦ ２８０は
従来酸性井戸に使用することが推奨されてきた４１３０
或いは４１４０或いは他の４１ＸＸタイプの強化された
試験片と少なくとも同等であるとの結論が得られる。
従来酸性井戸に使用することが推奨されてきた４１３０
或いは４１４０或いは他の４１ＸＸタイプの強化された
試験片と少なくとも同等であるとの結論が得られる。
図面は本発明による冷間圧延鋼管と強化鋼管の）１２Ｓ
ｆｉ境中での腐食に対する抵抗性を示すグラフである。 以下今日 延 延
ｆｉ境中での腐食に対する抵抗性を示すグラフである。 以下今日 延 延
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、酸性環境における気相内のＨ２Ｂ分圧が３００Ｐ１
を超えるか、あるいは液相のＨ７Ｓ含有量が対応平衡圧
を有し且つ／又はＣＯ２もしくはその他の酸性化物質が
存在している咳酸性環境下で使用される高強度管であっ
て、冷間変形された炭素鋼もしくに合金鋼よりなること
を特徴とする高！！度を有する管。 ２、鋼が焼鈍されていることを特徴とする特許／ 請求の範囲第１項記載の高強度管。 ３、焼鈍温度が約４００−６７５℃であることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の高Ａ度管。 ４、鋼の組成が、 ＣＯ−１，２０％ ８１ ０−１．Ｏｎ Ｍｎ Ｏ−３，Ｏｆｋ Ｃｒ Ｏ−２，０チ Ｎｌ Ｏ−１，０− Ｍｏ Ｏ−１，０％ ＣｕＯ−１，０％ Ｖ Ｏ−０，３チ Ｎｂ Ｏ−０，２％、及び ＣａＯ−０，０５−を含有し残部は 項までのいずれか１項に記載の高９！１１ｆ’ｔ 。 ５、鋼の組成が、 ＣＯ，０５−０，４０％ Ｓｉ Ｏ，１０−０，５０％ Ｍｎ ０．６−２．０ ％ Ｃｒ ０．０−０．５０％ Ｎｉ ０．０−１．０ ％ Ｃｕ Ｏ，０−０，５０Ｔ。 Ｖ Ｏ，０−０，２０％ Ｎｂ Ｏ，０−０，１０％、及び Ｃｍ ０．０ −０．００５％を含有し、残部がＦ
ｅ十通富の不純物で合計１００− であることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３
項までのいずれか１項に記載の高強度管。 ６、鋼の組成が、 ＣＯ，１０−０，２５１１ ８１０，１０−０，５０５１ Ｍｎ Ｏ，８０−１，８０５ｋ Ｃｒ ０．０ −０．４０饅 Ｎｌ Ｏ，０−１，ＯＳ Ｃｕ Ｏ，０−０，５０１６ ｖ ｏ、ｏ−ｏ、ｚｏｓ Ｎｂ Ｏ，０−０，１０１及び ／ Ｃａ ０．０−０．００５％を含有し、残部がＦｅ
＋通富の不純物で合計１００９に であることを特徴とする特＃！ＦＩｔｗ求の範囲第１項
から第３項までのいずれか１項に記載の高強度管。 ７、鋼のイオウ含有量が極めて低い、好ましくは約０、
Ｏ−０，００５％ ８であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項から第６項までのいずれか１項に記載の高
強韮管。 ８、ｆが冷間圧延管であることを％黴とする丑＃！Ｆ＃
′ｉ１求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項に
記載の高強度管。 ９、冷間変形の＠Ａ［が少なくとも１０％であることを
特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の高ａｔ管。 １０、冷間変形の程度が少なくとも３０％であることを
特徴とする％ｒｆ＃ｉＩ求の範囲＃！８項記載の鵠強度
管＠ １０項までのいずれか１項Ｋ１ｆｆ１載の高強度管。 １２、鋼の下部降伏点が少なくとも６５０ ＭＰａであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１０項
のいずれか１項に記載の高強度管。 １３、管が冷間引抜き管であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項から第７項までのいずれか −。 １項に記載の高強度管。 １４、冷間変形の程度が少なくとも１０チであシ鋼の下
Ｓ降伏点が少なくとも５５０ ＭＰａであることを％倣
とする特許請求Ｏ範囲第１３填記載の高強度管◇
Applications Claiming Priority (2)
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