CN1391020A

CN1391020A - 一种稠油热采井用中等强度石油套管及其生产方法

Info

Publication number: CN1391020A
Application number: CN 01118706
Authority: CN
Inventors: 卢小庆; 邱峰; 胡秉仁; 严泽生; 刘怀刚; 李勤; 杨文晨; 李玉柱; 朱振廷
Original assignee: TIANJIN STEEL PIPE CO
Current assignee: TIANJIN STEEL PIPE CO
Priority date: 2001-06-07
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2003-01-15

Abstract

一种适合稠油热采井用石油套管，用Cr－Mo钢做为制管材料，钢种成份为：C＝0.20－0.30 Si＝0.15－0.30 Mn＝0.60－1.10 P≤0.02 S≤0.015 Ni≤0.30Cr＝0.40－1.20 Mo＝0.060－0.20 Cu≤0.30采用直接还原铁加优质废钢做为炼钢原料，连铸坯经热轧成无缝管后，经淬火加回火保证套管的强度和韧性，显微组织为：回火索氏体其屈服强度范围为：621－850Mpa，抗拉强度不低于760Mpa，延伸率不低于14.5％。本石油套管适合稠油热采井使用，热稳定性好，热强度高。

Description

一种稠油热采井用中等强度石油套管及其生产方法

本发明属于中等强度石油套管及其生产方法，特别涉及一种稠油热采井用中等强度石油套管及其生产方法。

目前新疆克拉玛依油田百重七区块B区位于克拉玛依市以东70公里的百口泉，该区块是稠油区块，稠油在井下的粘度为0.8万毫.帕.秒，在地面20℃的情况下，其粘度达到4.5万毫.帕.秒。

采用单井吞吐注热蒸汽工艺开采，直接利用油管注热蒸汽，热蒸汽入井温度为300℃，每年注蒸汽3~4个轮次，设计井深在500米左右。目前主要使用N80长圆扣套管，套损的主要形式是在油层以上部位套管管体挤毁变形及丝扣或管体断裂失效，进而导致整口油井报废，造成上百万元的经济损失。

本发明的目的是提供一种稠油热采井用中等强度石油套管及其生产方法，克服现有技术的缺点和不足。适合稠油热采井用的石油套管(非API系列)，热稳定性好。

本发明的目的是这样实现的：

一种稠油热采井用中等强度石油套管，其特征为：选用热稳定性较好Cr-Mo钢做为制管材料，钢种的成份设计为：C＝0.20~0.30 Si＝0.15~0.30Mn＝0.60~1.10 P≤0.02 S≤0.015 Ni≤0.30 Cr＝0.40~1.20 Mo＝0.060~0.20Cu≤0.30并采用直接还原铁加上优质废钢做为炼钢原料，连铸坯经热轧成无缝管后，经淬火和回火保证套管的强度和韧性，其显微组织为：回火索氏体；其屈服强度范围为：621～850Mpa；抗拉强度不低于760Mpa；延伸率不低于14.5％的石油套管。

其性能指标如下：屈服强度σ_t0.5 621~850Mpa抗拉强度σ_b≥760Mpa延伸率≥14.5％冲击韧性：最小值按API SPEC.5CT(98版)公式进行计算；

套管整体性能

API偏梯扣：管体抗挤毁强度：≥37Mpa滑脱强度：≥3033KN内屈服强度：≥52Mpa

API长圆扣：管体抗挤毁强度：≥37Mpa滑脱强度：≥2360KN内屈服强度：≥52Mpa

高温拉伸性能

成品套管在300℃的拉伸性能要求达到：屈服强度(σ_t0.5)不低于620Mpa。冲击韧性的最小值按API SPEC.5CT(98版)公式进行计算。

一种稠油热采井用中等强度石油套管的生产方法为：采用海棉铁和废钢做炼钢原料，用电弧炉熔化成钢水，经炉外精炼和真空脱气后，获得：C＝0.20~0.30 Si＝0.15~0.30 Mn＝0.60~1.10 P≤0.020 S≤0.015 Ni≤0.30 Cr＝0.40~1.20 Mo＝0.060~0.20 Cu≤0.30余量为Fe的化学成份，再经连铸成圆坯，将冷却后的连铸坯在环形加热炉内加热，炉温为1285℃，热定心温度为1210℃，热穿孔温度为1230℃，再经过连轧，定径，冷却，锯切，矫直，探伤；热处理：在900℃淬火，水淬，在640℃回火；在610℃热定径，在540℃热矫直，最后探伤得到成品。

本发明的优点是：

本石油套管适合在稠油热采井上使用，其热稳定性好，热强度高。

下面说明实施例：

实施例：按所述成份和方法生产出石油套管TP90H(φ177.8×8.05mm)，其化学成分及加工工艺参数如下：所述套管的化学成份(重量％)为：C＝0.20~0.30 Si＝0.15~0.30 Mn＝0.60~1.10 P≤0.020 S≤0.015 Ni≤0.30 Cr＝0.40~1.20 Mo＝0.060~0.20 Cu≤0.30余量为Fe。

采用海棉铁和废钢做炼钢原料，用电弧炉熔化成钢水，经炉外精炼和真空脱气后，获得如上所述化学成份，连铸成圆坯，将冷却后的连铸坯在环形加热炉内加热，炉温为1285℃，热定心(1210℃)，热穿孔(1230℃)，连轧，定径，冷却，锯切，矫直，探伤；热处理：在900℃淬火(水淬)，在640℃回火；在610℃热定径，在540℃热矫直，最后探伤。

经热处理后，所述套管的力学性能达到的指标如下：

屈服强度(σ_t0.5)784Mpa

抗拉强度(σ_b)841Mpa 延伸率22.5％

冲击韧性(VL 10*50℃)：冲击功：52J。

高温拉伸性能：屈服强度(σ_t0.5)为：室温790Mpa，100℃ 752Mpa，200℃ 692Mpa，300℃ 643Mpa 450℃ 561Mpa.

按前述管加工工艺加工后的套管的整体使用性能达到的指标如下：

API长圆扣：

管体抗挤毁强度：40Mpa 滑脱强度：2642KN 内屈服强度：＞60Mpa.

API偏梯扣：

管体抗挤毁强度：40Mpa 滑脱强度：3848KN 内屈服强度：＞60Mpa.

以一种规格和扣型(φ177.8×8.05mm)的套管为例，其成品套管的整体使用性能指标如下：

API偏梯扣：

管体抗挤毁强度：≥37Mpa；滑脱强度：≥3033KN；内屈服强度：≥52Mpa。

API长园扣：

管体抗挤毁强度：≥37Mpa；滑脱强度：≥2360KN；内屈服强度：≥52Mpa。

所述套管材料的热稳定性好，在300℃环境下其屈服强度不低于620Mpa，通过采用特殊的热处理(850℃～950℃淬火+550℃～650℃回火)及矫直工艺(热矫直，矫直温度控制在450℃以上)，使所述套管的抗外挤变形的能力达到高抗挤毁套管的水平，通过控制管体的几何尺寸保证公端有效螺纹的长度，合理优化螺纹参数和严格控制接箍螺纹的磷化层厚度及逐支修磨公、母端螺纹的起始扣和黑皮扣毛刺，以及采用特殊耐高温螺纹密封脂来保证螺纹连接在反复拉、压状态下的良好密封性能。

Claims

1、一种稠油热采井用中等强度石油套管，其特征为：选用热稳定性较好Cr-Mo钢做为制管材料，钢种的成份设计为：C＝0.20~0.30 Si＝0.15~0.30Mn＝0.60~1.10 P≤0.02 S≤0.015 Ni≤0.30 Cr＝0.40~1.20 Mo＝0.060~0.20Cu≤0.30并采用直接还原铁加上优质废钢做为炼钢原料，连铸坯经热轧成无缝管后，经淬火和回火保证套管的强度和韧性，其显微组织为：回火索氏体；其屈服强度范围为：621～850Mpa；抗拉强度不低于760Mpa；延伸率不低于14.5％的石油套管。

2、根据权利要求1所述的一种稠油热采井用中等强度石油套管，其特征为：性能指标如下：屈服强度σ_t0.5621~850Mpa抗拉强度σ_b≥760Mpa延伸率≥14.5％冲击韧性：最小值按API SPEC.5CT(98版)公式进行计算：

套管整体性能

高温拉伸性能成品套管在300℃的拉伸性能要求达到：屈服强度(σ_t0.5)不低于620Mpa。

3、根据权利要求1所述的一种稠油热采井用中等强度石油套管的生产方法，其特征为：采用海棉铁和废钢做炼钢原料，用电弧炉熔化成钢水，经炉外精炼和真空脱气后，获得：C＝0.20~0.30 Si＝0.15~0.30 Mn＝0.60~1.10 P≤0.020 S≤0.015 Ni≤0.30 Cr＝0.40~1.20 Mo＝0.060~0.20 Cu≤0.30余量为Fe的化学成份，再经连铸成圆坯，将冷却后的连铸坯在环形加热炉内加热，炉温为1285℃，热定心温度为1210℃，热穿孔温度为1230℃，再经过连轧，定径，冷却，锯切，矫直，探伤；热处理：在900℃淬火，水淬，在640℃回火；在610℃热定径，在540℃热矫直，最后探伤得到成品。