RU2763722C1 - Серостойкая труба для нефтяной скважины, относящаяся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 мпа), и способ ее изготовления - Google Patents
Серостойкая труба для нефтяной скважины, относящаяся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 мпа), и способ ее изготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2763722C1 RU2763722C1 RU2020141593A RU2020141593A RU2763722C1 RU 2763722 C1 RU2763722 C1 RU 2763722C1 RU 2020141593 A RU2020141593 A RU 2020141593A RU 2020141593 A RU2020141593 A RU 2020141593A RU 2763722 C1 RU2763722 C1 RU 2763722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- mpa
- steel
- cooling
- strength
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 98
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 24
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 title abstract description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 38
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000003129 oil well Substances 0.000 claims description 57
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 51
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 37
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 33
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 33
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 32
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 7
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 26
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 65
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 43
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 25
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 17
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 10
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 10
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 8
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 6
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000010584 magnetic trap Methods 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000002343 natural gas well Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
- C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
-
- 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
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- 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
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- 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
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
-
- 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к серостойкой трубе класса прочности 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) для нефтяных скважин. Труба выполнена из стали, состоящей из следующих далее химических элементов, мас.%: C: 0,20-0,30, Si: 0,1-0,5, Mn: 0,2-0,6, Cr: 0,30-0,70, Mo: 0,60-1,00, V: 0,10-0,20, Nb: 0,01-0,06, Ti: 0,015-0,035, W: 0,20-0,60, Al ≤ 0,1, N ≤ 0,008, остальное - Fe и неизбежные примеси. Микроструктура трубы представляет собой отпущенный сорбит. Изготавливаемые трубы обладают высокой прочностью и стойкостью к сероводородной коррозии под действием напряжений. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 табл., 8 пр.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к трубе для нефтяной скважины и способу ее изготовления, а, в частности, относится к серостойкой трубе для нефтяной скважины и способу ее изготовления.
Уровень техники
В условиях исчерпания источников нефти и природного газа эксплуатация и разработка месторождений нефти и природного газа развиваются в направлении использования глубоких скважин и сверхглубоких скважин. В соответствии с этим, окружающая среда в скважинах по добыче нефти и природного газа демонстрирует условия повышенного давления, увеличенной температуры и усиленной коррозии, и в особенности в нефти и природном газе содержится сероводородная коррозионно-активная среда, что выдвигает на передний план повышенные требования в отношении прочности и стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения у материалов трубы для нефтяной скважины.
В документе Specification for Casing and Tubing of the American Petroleum Institute (API Spec 5CT) имеются четыре вида стандартных классов прочности стали для серостойкой трубы, характеризующиеся пределом текучести при растяжении 80 кфунт/дюйм2 (то есть, 551 МПа), 90 кфунт/дюйм2 (то есть, 620 МПа), 95 кфунт/дюйм2 (то есть, 655 МПа) и 110 кфунт/дюйм2 (то есть, 758 МПа), в то время как в стандарт от Американского нефтяного института (АНИ) серостойкие трубы, характеризующиеся более высоким пределом текучести при растяжении, таким как 125 кфунт/дюйм2 (то есть, 862 МПа), включены не были вследствие пока еще не зрелости существующего уровня научно-производственных технологий. Для низколегированной стали прочность и стойкость к сероводородной коррозии под действием напряжения представляют собой пару противоречащих друг другу показателей эксплуатационных характеристик вследствие значительного уменьшения стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения при увеличении прочности. В целях обеспечения наличия как прочности, так и серостойкости в настоящее время могут быть использованы только дорогостоящие высоколегированная нержавеющая сталь или сплав на никелевой основе выше 13Cr, в то время как низколегированных сталей используется мало. В настоящее время массовое производство и применение серостойких труб для нефтяной скважины, относящихся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), реализованы не были как внутри страны, так и за ее пределами, и в существующих патентах прочность материала также улучшается за счет серостойкости.
В китайском патентном документе, имеющем номер публикации CN 103160752А и дату публикации 19 июня 2013 года и озаглавленном «High-strength seamless steel pipe with excellent low-temperature toughness and manufacturing method thereof», раскрывается высокопрочная бесшовная стальная труба, характеризующаяся превосходной низкотемпературной вязкостью. Основные компоненты стальной трубы представляют собой: C: 0,15% – 0,20%, Si: 0,20% – 0,30%, Mn: 0,20% – 0,50%, P: ≤ 0,010%, S: ≤ 0,003%, Cr: 0,6% – 0,8%, Mo: 0,4% – 0,7%, Ni: 1,0% – 1,4%, Nb: 0,01% – 0,035% и разновидности Al: 0,01% – 0,05%. Трубу для нефтяной скважины, относящуюся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), получают в результате употребления системы Cr – Mo – Ni. Несмотря на значительное улучшение вязкости для трубы и достижение работы ударного разрушения при – 60°С, составляющей 40 Дж и более, отсутствует какая-либо гарантия наличия серостойкости.
В китайском патентном документе, имеющем номер публикации CN 103966524А и дату публикации 6 августа 2014 года и озаглавленном «Sulfide stress cracking resistant tubing and casing and production method thereof», раскрываются насосно-компрессорные и обсадные трубы, стойкие к сульфидному растрескиванию под действием напряжения. Основные компоненты насосно-компрессорных и обсадных труб представляют собой: C: 0,12% – 0,20%, Si: 0,15% – 0,40%, Mn: 0,30% – 1,00%, P: ≤ 0,015%, S: ≤ 0,010%, Cr: 0,50% – 1,60%, Mo: 0,60% – 1,20%, Ni: 0,50% – 2,0%, Nb: 0,02% – 0,08%, Ti: 0,005% – 0,015%, Al: 0,01% – 0,10%, Ca: 0,001% – 0,01%, B: ≤ 0,001% и N: 0,005 – 0,03%. В результате оптимизирования уровня содержания Cr, Mo, Ni и Nb и уменьшения уровня содержания С соотношение между средней концентрацией Cr и средней концентрацией Fe в карбиде, относящемся к типу M23C6, карбиде, относящемся к типу M3C, и карбиде в структуре отпущенного мартенсита контролируемо выдерживают в пределах определенного диапазона при получении, тем самым, относящихся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) насосно-компрессорной и обсадной труб, обладающих мелкозернистой и однородной структурой отпущенного мартенсита.
С учетом этого желательно получить относящуюся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) трубу для нефтяной скважины, которая характеризуется высокой прочностью и превосходной стойкостью к сероводородной коррозии под действием напряжения и может быть широко использована в областях, таких как эксплуатация месторождений нефти и природного газа в сероводородсодержащей окружающей среде.
Раскрытие сущности изобретения
Одна из целей изобретения заключается в предложении относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубы для нефтяной скважины, которая характеризуется высокой прочностью и превосходной стойкостью к сероводородной коррозии под действием напряжения и может быть широко использована в областях, таких как эксплуатация месторождений нефти и природного газа в сероводородсодержащей окружающей среде.
В целях достижения вышеупомянутой цели в изобретении предлагается относящаяся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкая труба для нефтяной скважины, состоящая из следующих далее химических элементов при выражении их количеств через уровень массового процентного содержания:
C: 0,20 – 0,30%, Si: 0,1 – 0,5%, Mn: 0,2 – 0,6%, Cr: 0,30 – 0,70%, Mo: 0,60 – 1,00%, V: 0,10 – 0,20%, Nb: 0,01 – 0,06%, Ti: 0,015 – 0,035%, W: 0,20 – 0,60%, Al ≤ 0,1%, N ≤ 0,008%, при этом остаток представляет собой Fe и другие неизбежные примеси.
Принципы проектирования в отношении каждого химического элемента в серостойкой трубе для нефтяной скважины, относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), заключается в нижеследующем:
С: углерод (С) представляет собой важный элемент для обеспечения наличия прочности и прокаливаемости. При относительно низком уровне содержания С затруднительными являются гарантирование наличия прочности или избегание образования выделений проэвтектоидного феррита, что, таким образом, оказывает неблагоприятное воздействие на серостойкость. С другой стороны, при чрезмерно высоком уровне содержания С легко возникают закалочные трещины, и на межзеренной границе увеличивается тенденция к образованию выделений крупнозернистого карбида М23С6 (в основном (Fe, Cr, Mo, Mn)23C6, в котором уровень содержания Fe и Cr является относительно высоким, в то время как уровень содержания Mo и Mn является относительно низким, а соотношение Fe : Cr : Mo : Mn является близким к 60 : 10 : 6 : 1), что, таким образом, оказывает неблагоприятное воздействие на серостойкость. Поэтому изобретатели накладывают ограничения на уровень массового процентного содержания С в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины настоящего изобретения значением в диапазоне 0,20 – 0,30%, предпочтительно 0,21 – 0,25%.
Si: кремний (Si) представляет собой элемент, вводимый в сталь при использовании раскислителя. При превышении уровнем содержания Si значения в 0,5% будет значительно увеличиваться тенденция к хладноломкости стали. При его уровне содержания, составляющем менее, чем 0,1%, будет оказываться неблагоприятное воздействие на эффект раскисления. Поэтому изобретатели накладывают ограничения на уровень массового процентного содержания Si в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины настоящего изобретения значением в диапазоне 0,1 – 0,5%, предпочтительно 0,2 – 0,4%.
Mn: марганец (Mn) также представляет собой элемент, вводимый в сталь при использовании раскислителя. Mn оказывает благоприятное воздействие в виде расширения области аустенитной фазы, увеличения прокаливаемости и измельчения зерен. Однако, Mn легко ликвирует во время затвердевания, что в результате приводит к получению очевидной полосчатой структуры в конечном продукте. Вследствие наличия очевидных различий в твердости и фазы выделений между полосчатой структурой и матрицей будет оказываться неблагоприятное воздействие на серостойкость стали. Поэтому необходимо накладывать ограничения на уровень массового процентного содержания Mn значением, составляющим 0,6% и менее. В дополнение к этому, в целях обеспечения наличия эффекта раскисления необходимо накладывать ограничения на уровень массового процентного содержания Mn значением, составляющим 0,2% и более. Поэтому изобретатели накладывают ограничения на уровень массового процентного содержания Mn в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины, соответствующей настоящему изобретению, значением в диапазоне 0,2 – 0,6%, предпочтительно 0,3 – 0,5%.
Cr: хром (Cr) представляет собой элемент для улучшения прочности и прокаливаемости и является благоприятным для улучшения противокоррозионной стойкости. Однако, чрезмерно высокий уровень содержания Cr будет приводить во время отпуска к образованию выделений крупнозернистого карбида Cr23C6 на межзеренной границе, что не благоприятствует возникновению стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения. Поэтому изобретатели накладывают ограничения на уровень массового процентного содержания Сr в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины настоящего изобретения значением в диапазоне 0,30 – 0,70%, предпочтительно 0,4 – 0,6%.
Mo: молибден (Мо) представляет собой элемент для улучшения прочности и прокаливаемости и является благоприятным для улучшения противокоррозионной стойкости. Образование выделений карбида Мо во время высокотемпературного отпуска улучшает стойкость к отпуску. Поэтому в целях обеспечения наличия прочности и стойкости к высокотемпературному отпуску необходимо добавлять достаточное количество Мо. Однако, Мо представляет собой благородный элемент и будет значительно увеличивать издержки. В то же самое время чрезмерно высокий уровень содержания Мо будет приводить к образованию выделений крупнозернистого карбида, что не благоприятствует возникновению стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения. Поэтому изобретатели накладывают ограничения на уровень массового процентного содержания Мо в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины настоящего изобретения значением в диапазоне 0,60 – 1,00%, предпочтительно 0,65 – 0,85%.
V: ванадий (V) представляет собой эффективный измельчающий зерна элемент, который демонстрирует наличие эффекта дисперсионного упрочнения и улучшения стойкости к высокотемпературному отпуску. V обеспечивает наличие уменьшенной плотности дислокаций во время высокотемпературного отпуска, что благоприятствует образованию мелкозернистых выделений VC. Мелкозернистые выделения VC представляют собой хорошие ловушки атомов водорода и могут улучшать стойкость к сероводородной коррозии под действием напряжения. Однако, чрезмерно высокий уровень содержания V будет приводить к возникновению отпускной хрупкости, что оказывает неблагоприятное воздействие на вязкость стали и уменьшает стойкость к сероводородной коррозии под действием напряжения стали. Поэтому изобретатели накладывают ограничения на уровень массового процентного содержания V в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины настоящего изобретения значением в диапазоне 0,10 – 0,20%, предпочтительно 0,13 – 0,17%.
Nb: ниобий (Nb) представляет собой эффективный элемент, измельчающий зерна. Измельчение зерен является благоприятным для улучшения прочности, вязкости и стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения стали. Поэтому изобретатели накладывают ограничения на уровень массового процентного содержания элемента Nb в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины настоящего изобретения значением в диапазоне 0,01 – 0,06%, предпочтительно 0,02 – 0,04%.
Ti: титан (Ti) также представляет собой эффективный элемент, измельчающий зерна, и демонстрирует наличие эффекта фиксации N. Однако, чрезмерно высокий уровень содержания Ti будет приводить к образованию крупнозернистых включений TiN, что является неблагоприятным для стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения стали. Поэтому изобретатели накладывают ограничения на уровень массового процентного содержания Ti в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины настоящего изобретения значением в диапазоне 0,015 – 0,035%, предпочтительно 0,015 – 0,025%.
W: вольфрам (W) может значительно улучшать прокаливаемость и механические свойства стали. W также может улучшать стойкость к отпуску стали таким образом, чтобы при увеличении уровня содержания Мо в стали дополнительно образовывались бы не крупнозернистые карбид M23C6 и карбид KSI (в основном карбид (Fe, Mo, Cr)3C, где соотношение Fe : Mo : Cr является близким к 10 : 4 : 1), а образовывались бы мелкозернистые и гомогенные выделения карбида МС (в основном карбида WC, VC или (Мо, V)C, где соотношение Mo : V в карбиде (Mo, V)C является близким к 1 : 1). В дополнение к этому, W может обеспечить все еще демонстрацию сталью относительно высокой прочности после отпуска при высокой температуре или по истечении продолжительного времени отпуска, что, таким образом, значительно уменьшает плотность дислокаций и улучшает стойкость к сероводородной коррозии под действием напряжения стали. Благоприятное действие W не является очевидным при добавлении маленького количества W, в то время как при добавлении чрезмерно большого количества W будет увеличиваться хладноломкость стали. Поэтому изобретатели накладывают ограничения на уровень массового процентного содержания W в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины настоящего изобретения значением в диапазоне 0,20 – 0,60%, предпочтительно 0,25 – 0,45%.
Al: алюминий (Al) представляет собой существенный элемент для раскисления стали, таким образом, невозможным является полное избегание введения Al в сталь. Однако, при превышении уровнем содержания Al значения в 0,1% это будет оказывать неблагоприятное воздействие на технологический процесс отливки стали. Поэтому изобретатели накладывают ограничения на уровень массового процентного содержания Al в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины настоящего изобретения значением, составляющим 0,1% и менее, предпочтительно находящимся в диапазоне 0,01 – 0,03%.
N: добавление N к стали может эффективно улучшать прочность и твердость стали. Однако, добавление N будет приводить к ликвации для стали на межзеренной границе, что приводит к уменьшению стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения стали. Поэтому изобретатели накладывают ограничения на уровень массового процентного содержания N в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины настоящего изобретения значением, составляющим 0,008% и менее. Вследствие неизбежности избегания контакта между сталью и воздухом в ходе технологических процессов выплавки и разливки неограниченное уменьшение уровня содержания N будет значительно увеличивать производственную себестоимость выплавки. На уровень массового процентного содержания N могут быть наложены ограничения значением в диапазоне 0,002 – 0,008%, предпочтительно 0,003 – 0,005%.
Кроме того, у относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубы для нефтяной скважины, соответствующей настоящему изобретению, элементы Cr и Мо удовлетворяют соотношению: 2,4 ≤ [Cr%] + 3[Mo%] ≤ 3,5.
В техническом решении изобретения в целях обеспечения демонстрации относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубой для нефтяной скважины изобретения превосходной стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения и в то же самое время в целях избегания образования выделений крупноразмерной фазы, обусловленной чрезмерно высоким уровнем содержания Cr и Мо, что не благоприятствует формированию стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения стали, изобретатели в результате исследования обнаружили то, что элементы Cr и Мо должны удовлетворять соотношению: 2,4 ≤ [Cr%] + 3[Mo%] ≤ 3,5, где Cr и Мо, соответственно, представляют собой их соответствующие уровни массового процентного содержания, и значения, подставляемые в определенное выше соотношение, должны быть значениями, стоящими перед символами процента, например, при уровне массового процентного содержания Cr 0,45% и уровне массового процентного содержания Мо 0,75% значения, которые подставляют в соотношение, представляют собой, соответственно, 0,45 и 0,75, вычисление, таким образом, проводят в соответствии с нижеследующим: [Cr%] + 3[Mo%] = 0,45 + 3 × 0,75 = 2,7.
Кроме того, у относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубы для нефтяной скважины, соответствующей изобретению, в числе упомянутых других неизбежных примесей количество S составляет 0,004% и менее, количество Р составляет 0,015% и менее, а количество О составляет 0,01% и менее.
В техническом решении изобретения другие неизбежные примеси в основном включают S, P и О. S представляет собой вредный элемент в стали, и его присутствие оказывает неблагоприятное воздействие на противокоррозионную стойкость, обрабатываемость в горячем состоянии и вязкость стали, таким образом, уровень содержания S должен быть по возможности наиболее низким. Изобретение накладывает ограничения на уровень массового процентного содержания элемента S в серостойкой трубе для нефтяной скважины, относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), значением, составляющим 0,004% и менее, а предпочтительно 0,001% и менее. Р также представляет собой вредный элемент в стали, и его присутствие оказывает неблагоприятное воздействие на противокоррозионную стойкость и вязкость стали, таким образом, уровень содержания Р также должен быть по возможности наиболее низким. Изобретение накладывает ограничения на уровень массового процентного содержания элемента Р в серостойкой трубе для нефтяной скважины, относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), значением, составляющим 0,015% и менее, предпочтительно 0,01% и менее. О представляет собой элемент, который уменьшает противокоррозионную стойкость и вязкость стали. Чрезмерно высокий уровень содержания О означает высокий уровень содержания включений. Поэтому уровень содержания О в стали необходимо строго контролируемо выдерживать. Настоящее изобретение накладывает ограничения на уровень массового процентного содержания элемента О в серостойкой трубе для нефтяной скважины, относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), значением, составляющим 0,01% и менее, предпочтительно 0,005% и менее.
Кроме того, серостойкая труба для нефтяной скважины, относящаяся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), обладает микроструктурой структуры полностью отпущенного сорбита. Как это демонстрируют исследования заявителей, структура остаточного бейнита и структура закаленного мартенсита во время термической обработки являются вредными для стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения, в то время как структура отпущенного сорбита характеризуется наилучшей стойкостью к сероводородной коррозии под действием напряжения. В целях обеспечения наличия структуры полного сорбита после отпуска во время термической обработки при закалке для получения структуры полностью закаленного мартенсита должно быть обеспечено наличие достаточных скорости и температуры закалки.
Кроме того, у серостойкой трубы для нефтяной скважины, относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), величина K1SSC, которая представляет собой стойкость к H2S-коррозии под действием напряжения, составляет 27,5 МПа * м1/2 и более.
В соответствии с этим, еще одна цель настоящего изобретения заключается в предложении способа изготовления вышеупомянутой серостойкой трубы для нефтяной скважины, относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа). Способ изготовления характеризуется низкими издержками. В результате надлежащей разработки технологического процесса полученная серостойкая труба для нефтяной скважины, относящаяся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), характеризуется высокой прочностью и превосходной стойкостью к сероводородной коррозии под действием напряжения.
В целях достижения вышеизложенной цели в настоящем изобретении предлагается способ изготовления вышеупомянутой серостойкой трубы для нефтяной скважины, относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), включающий стадии:
(1) получения заготовки трубы;
(2) перфорирования и горячей прокатки заготовки трубы для получения трубы, изготовленной на прошивном стане;
(3) охлаждения трубы, изготовленной на прошивном стане, в результате охлаждения, контролируемо выдерживаемого в режиме реального времени; и
(4) проведения однократной термической обработки при закалке и отпуске в результате закалки и отпуска: где температура закалки на стадии закалки представляет собой Ас3 + (30 – 50°С), и где Ac3(°C) = 910 − 203[C%]1/2 + 44,7[Si%] + 104[V%] + 31,5[Mo%] + 13,1[W%], а после этого закалки в воде, где скорость закалки в воде составляет ≥ 30°С/сек, и температура отпуска на стадии отпуска находится в диапазоне 680 – 700°С, а после этого воздушного охлаждения.
В способе изготовления, соответствующем изобретению, на стадии (1) в некоторых вариантах осуществления сначала проводят выплавку в электрической печи, вслед за этим расплавленную сталь после выплавки отливают в виде слитка, а после этого слиток подвергают ковке или прокатке для получения заготовки трубы. На стадии (3) в некоторых вариантах осуществления горячекатаная труба, изготовленная на прошивном стане, быстро проходит через кольцевое охлаждающее устройство, имеющее сопло для водяного охлаждения, и трубу, изготовленную на прошивном стане, охлаждают в результате охлаждения, контролируемо выдерживаемого в режиме реального времени, при контролируемом выдерживании давления и расхода воды для сопла и скорости транспортирования на рольганге для трубы, изготовленной на прошивном стане. При определенной скорости охлаждения и определенной температуре охлаждения после прокатки получают однородную и мелкозернистую структуру бейнита. Цель получения структуры бейнита в результате контролируемо выдерживаемого охлаждения заключается в получении достаточного количества частиц зародышеобразования аустенита для последующего нагревания при закалке. Чем больше будет карбидов, и чем более диспергированными будут карбиды в стали до закалки, тем более мелкозернистыми и более однородными будут аустенитные зерна, образованные в результате нагревания при закалке, и тем более мелкозернистой и более однородной будет микроструктура отпущенного сорбита, образованная в результате нагревания при отпуске, что, таким образом, приводит к получению более сильной стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения стали. В случае неупотребления контролируемо выдерживаемого охлаждения после прокатки полученная микроструктура будет представлять собой феррит и перлит (при наличии некоторого количества бейнита). Структура феррита и перлита относится к пластинчатой структуре, и распределение карбида не является диспергированным, в то время как карбид структуры бейнита является в основном равномерно диспергированным. На стадии (4) в некоторых вариантах осуществления после нагревания охлажденной трубы, изготовленной на прошивном стане, до Ас3 + (30 – 50°С) на стадии закалки температуру выдерживают на протяжении 0,5 – 1 часа, а после этого проводят закалку в воде; а на стадии отпуска закаленную трубу, изготовленную на прошивном стане, подвергают отпуску в отпускной печи при 680 – 700°С и выдерживают на протяжении 1,5 – 2,5 часа, а после этого воздушному охлаждению для получения структуры отпущенного сорбита.
В дополнение к этому, как это должно быть отмеченным, на стадии (4) на стадии закалки необходимо обеспечить скоростью закалки, составляющей ≥ 30°С/сек, получение после закалки структуры полного мартенсита. Структура полного мартенсита может быть превращена в структуру полностью отпущенного сорбита в ходе последующего технологического процесса отпуска. Как это демонстрирует исследование, структура отпущенного сорбита характеризуется наилучшей стойкостью к сероводородной коррозии под действием напряжения. Однако, при низкой скорости закалки будет образовываться некоторое количество структур бейнита. Структура бейнита не будет претерпевать превращения отпущенного сорбита в ходе последующего технологического процесса отпуска, что обеспечивает преобразование отпущенной структуры в отпущенный сорбит и остаточный бейнит. Структура остаточного бейнита представляет собой эффективную ловушку атомов водорода вследствие своих высокой твердости и высокой плотности дислокаций, что является неблагоприятным в отношении стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения материала.
Помимо этого, как это должно быть отмеченным, на стадии (4) на стадии закалки температура закалки представляет собой Ас3 + (30 – 50°С), где Ac3(°C) = 910 − 203[C%]1/2 + 44,7[Si%] + 104[V%] + 31,5[Mo%] + 13,1[W%], и где C, Si, V, Мо и W, соответственно, представляют собой их соответствующие уровни массового процентного содержания, и значения, подставляемые в определенное выше соотношение, должны быть значениями, стоящими перед символами процента, например, при уровне массового процентного содержания C 0,25%, уровне массового процентного содержания Si 0,21%, уровне массового процентного содержания V 0,11%, уровне массового процентного содержания Mo 0,75% и уровне массового процентного содержания W 0,45% значения, которые подставляют в соотношение, представляют собой, соответственно, 0,25, 0,21, 0,11, 0,75 и 0,45, вычисление, таким образом, проводят в соответствии с нижеследующим: Ac3(°C) = 910 − 203[C%]1/2 + 44,7[Si%] + 104[V%] + 31,5[Mo%] + 13,1[W%] = 910 – 203 × 0,251/2 + 44,7 × 0,21 + 104 × 0,11 + 31,5 × 0,75 + 13,1 × 0,45 = 858,8.
В дополнение к этому, в способе изготовления изобретения структуру бейнита получают в результате контролируемо выдерживаемого охлаждения после прокатки. Достаточное количество частиц зародышеобразования аустенита может быть получено в результате последующего нагревания при закалке, и размер зерен первоначального аустенита измельчается. Аустенит полностью превращается в закаленный мартенсит во время охлаждения при закалке, и закаленный мартенсит полностью превращается в отпущенный сорбит во время последующей термической обработке при отпуске. Получают мелкозернистую и однородную структуру бейнита при использовании технологического процесса охлаждения, контролируемо выдерживаемого в режиме реального времени. В способе изготовления изобретения может быть получена структура с маленькими зернами после только однократной термической обработки при закалке и отпуске, поэтому получают относящуюся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкую трубу для нефтяной скважины изобретения. В сопоставлении с предшествующим уровнем техники, на котором зерна измельчают в результате двукратного или многократного проведения термической обработки при закалке и отпуске для улучшения прочности стали и стабильности эксплуатационных характеристик стойкости к сероводородной коррозии под действием напряжения, способ изготовления изобретения значительно уменьшает издержки.
Кроме того, в способе изготовления изобретения на стадии (3) скорость охлаждения контролируемо выдерживают на уровне значения в диапазоне 10 – 30°С/сек, а температуру окончательного охлаждения контролируемо выдерживают на уровне значения (Bs ± 30)°C, где температура бейнитного превращения представляет собой (Bs) = 830 − 270[C%] − 90[Mn%] − 70[Cr%] − 83[Mo%], и воздушное охлаждение проводят после завершения охлаждения, контролируемо выдерживаемого в режиме реального времени.
В способе изготовления, соответствующем изобретению, на стадии (3) скорость охлаждения контролируемо выдерживают на уровне значения в диапазоне 10 – 30°С/сек, поскольку чрезмерно большая скорость охлаждения будет приводить к невозможности получения структуры бейнита, в то время как чрезмерно маленькая скорость охлаждения будет приводить к образованию перлита. В дополнение к этому, как это должно быть отмеченным, температура бейнитного перехода представляет собой Bs = 830 − 270[C%] − 90[Mn%] − 70[Cr%] − 83[Mo%]. В соотношении C, Mn, Cr и Мо, соответственно, представляют собой их соответствующие уровни массового процентного содержания, и значения, подставляемые в определенное выше соотношение, должны быть значениями, стоящими перед символами процента, например, при уровне массового процентного содержания C 0,25%, уровне массового процентного содержания Mn 0,53%, уровне массового процентного содержания Cr 0,45% и уровне массового процентного содержания Mo 0,75% значения, которые подставляют в соотношение, представляют собой, соответственно, 0,25, 0,53, 0,45 и 0,75, вычисление, таким образом, проводят в соответствии с нижеследующим: Bs = 830 − 270[C%] − 90[Mn%] − 70[Cr%] − 83[Mo%] = 830 – 270 × 0,25 – 90 × 0,53 – 70 × 0,45 – 83 × 0,75 = 621,1.
Кроме того, в способе изготовления изобретения на стадии (2) заготовку трубы нагревают до 1050 – 1250°С и выдерживают на протяжении 1 – 3 часов, а после этого подвергают перфорированию и горячей прокатке для получения трубы, изготовленной на прошивном стане.
Кроме того, в способе изготовления изобретения на стадии (2) температуру окончательной прокатки при горячей прокатке контролируемо выдерживают на уровне значения, составляющего 900°С и более, для гарантирования наличия у трубы, изготовленной на прошивном стане, структуры полного аустенита в конце окончательной прокатки и для обеспечения превращения аустенита в структуру бейнита в ходе последующего технологического процесса охлаждения, контролируемо выдерживаемого в режиме реального времени.
Кроме того, в способе изготовления изобретения на стадии (3) проводят воздушное охлаждение при использовании стеллажа-холодильника после завершения охлаждения, контролируемо выдерживаемого в режиме реального времени.
В сопоставлении с предшествующим уровнем техники серостойкой трубе для нефтяной скважины, относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), и способу ее изготовления настоящего изобретения свойственны следующие далее благоприятные эффекты:
(1) В результате надлежащей разработки композиции относящаяся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкая труба для нефтяной скважины изобретения характеризуется низкими издержками и демонстрирует относительно высокую прочность и превосходную стойкость к сероводородной коррозии под действием напряжения и может быть широко использована в областях, таких как эксплуатация месторождений нефти и природного газа в сероводородсодержащей окружающей среде.
(2) Способ изготовления относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубы для нефтяной скважины, соответствующей изобретению, значительно уменьшает стоимость производства в результате оптимизированной разработки технологического процесса и обеспечивает получение предела текучести при растяжении (Rt0,7) у полученной серостойкой трубы для нефтяной скважины, относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), составляющего 125 кфунт/дюйм2 (то есть, 862 МПа) и более, и величины K1SSC, которая представляет собой стойкость к H2S-коррозии под действием напряжения, составляющей 27,5 МПа * м1/2 и более.
Осуществление изобретения
Серостойкая труба для нефтяной скважины, относящаяся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа), и способ ее изготовления настоящего изобретения будут дополнительно разъяснены и описаны при использовании конкретных примеров представленных ниже, но разъяснение и описание не накладывают ненадлежащим образом ограничений на техническое решение настоящего изобретения.
Примеры 1 – 6 и сравнительные примеры 1 – 10
В таблицах 1 – 1 и 1 – 2 перечисляются уровни массового процентного содержания химических элементов в относящихся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойких трубах для нефтяной скважины из примеров 1 – 8 и сравнительных примеров 1 – 10. Примеры 7 и 8 характеризуются оптимизированными композициями.
Таблица 1 – 1.
(% (масс.), остаток представляет собой Fe и неизбежные примеси, отличные от Р, S и О)
Номер | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | V | Nb |
Пример 1 | 0,25 | 0,21 | 0,53 | 0,013 | 0,003 | 0,45 | 0,75 | 0,11 | 0,03 |
Пример 2 | 0,2 | 0,49 | 0,37 | 0,012 | 0,001 | 0,69 | 0,61 | 0,16 | 0,01 |
Пример 3 | 0,29 | 0,12 | 0,2 | 0,014 | 0,002 | 0,31 | 0,95 | 0,19 | 0,05 |
Пример 4 | 0,26 | 0,35 | 0,59 | 0,011 | 0,001 | 0,52 | 0,8 | 0,14 | 0,02 |
Пример 5 | 0,24 | 0,29 | 0,28 | 0,009 | 0,002 | 0,66 | 0,94 | 0,18 | 0,04 |
Пример 6 | 0,28 | 0,42 | 0,44 | 0,012 | 0,003 | 0,38 | 0,82 | 0,17 | 0,03 |
Пример 7 | 0,21 | 0,2 | 0,5 | 0,009 | 0,001 | 0,41 | 0,85 | 0,15 | 0,02 |
Пример 8 | 0,24 | 0,4 | 0,3 | 0,011 | 0,002 | 0,51 | 0,75 | 0,17 | 0,04 |
Сравнительный пример 1 | 0,25 | 0,35 | 0,36 | 0,011 | 0,002 | 0,42 | 0,76 | 0,13 | 0,04 |
Сравнительный пример 2 | 0,23 | 0,41 | 0,39 | 0,013 | 0,001 | 0,77 | 0,04 | ||
Сравнительный пример 3 | 0,27 | 0,32 | 0,27 | 0,009 | 0,002 | 0,41 | 0,62 | 0,13 | 0,05 |
Сравнительный пример 4 | 0,22 | 0,39 | 0,41 | 0,008 | 0,001 | 0,96 | 0,15 | 0,03 | |
Сравнительный пример 5 | 0,24 | 0,35 | 0,33 | 0,012 | 0,002 | 0,32 | 0,12 | 0,04 | |
Сравнительный пример 6 | 0,21 | 0,3 | 0,42 | 0,011 | 0,002 | 0,35 | 0,74 | 0,13 | |
Сравнительный пример 7 | 0,26 | 0,47 | 0,52 | 0,008 | 0,001 | 0,52 | 0,71 | ||
Сравнительный пример 8 | 0,26 | 0,35 | 0,59 | 0,011 | 0,001 | 0,52 | 0,8 | 0,14 | 0,02 |
Сравнительный пример 9 | 0,26 | 0,35 | 0,59 | 0,011 | 0,001 | 0,52 | 0,8 | 0,14 | 0,02 |
Сравнительный пример 10 | 0,26 | 0,35 | 0,59 | 0,011 | 0,001 | 0,52 | 0,8 | 0,14 | 0,02 |
Таблица 1 – 2.
(% (масс.), остаток представляет собой Fe и неизбежные примеси, отличные от Р, S и О)
Номер | Ti | W | Al | O | N | [Cr%] + 3[Mo%] |
Пример 1 | 0,022 | 0,45 | 0,06 | 0,009 | 0,006 | 2,7 |
Пример 2 | 0,032 | 0,58 | 0,09 | 0,005 | 0,005 | 2,52 |
Пример 3 | 0,015 | 0,21 | 0,04 | 0,002 | 0,007 | 3,16 |
Пример 4 | 0,033 | 0,36 | 0,07 | 0,004 | 0,006 | 2,92 |
Пример 5 | 0,019 | 0,25 | 0,06 | 0,007 | 0,005 | 3,48 |
Пример 6 | 0,034 | 0,41 | 0,08 | 0,008 | 0,002 | 2,84 |
Пример 7 | 0,025 | 0,21 | 0,01 | 0,004 | 0,003 | 2,96 |
Пример 8 | 0,019 | 0,45 | 0,03 | 0,003 | 0,005 | 2,76 |
Сравнительный пример 1 | 0,031 | 0,06 | 0,003 | 0,004 | 2,7 | |
Сравнительный пример 2 | 0,028 | 0,32 | 0,04 | 0,002 | 0,003 | 2,58 |
Сравнительный пример 3 | 0,032 | 0,36 | 0,06 | 0,008 | 0,006 | 2,27 |
Сравнительный пример 4 | 0,019 | 0,27 | 0,07 | 0,005 | 0,002 | 3,6 |
Сравнительный пример 5 | 0,021 | 0,62 | 0,05 | 0,003 | 0,004 | 3,47 |
Сравнительный пример 6 | 0,013 | 0,32 | 0,06 | 0,006 | 0,008 | 2,57 |
Сравнительный пример 7 | 0,036 | 0,38 | 0,08 | 0,007 | 0,008 | 2,65 |
Сравнительный пример 8 | 0,033 | 0,36 | 0,07 | 0,004 | 0,006 | 2,92 |
Сравнительный пример 9 | 0,033 | 0,36 | 0,07 | 0,004 | 0,006 | 2,92 |
Сравнительный пример 10 | 0,033 | 0,36 | 0,07 | 0,004 | 0,006 | 2,92 |
Обратите внимание: в таблице Cr и Мо в соотношении [Cr%] + 3[Mo%], соответственно, представляют собой их соответствующие уровни массового процентного содержания, и значения, подставляемые в определенное выше соотношение, должны быть значениями, стоящими перед символами процента.
Относящиеся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкие трубы для нефтяной скважины из примеров 1 – 8 и сравнительных примеров 1 – 10 вырабатывают при использовании следующих далее стадий (смотрите таблицу 2 – 1 и таблицу 2 – 2 в отношении конкретных параметров технологического процесса).
(1) Уровни содержания химических элементов в таблицах 1 – 1 и 1 – 2 являются уровнями массового процентного содержания химических компонентов после выплавки при использовании электрической печи. Расплавленную сталь после выплавки отливают в виде слитка, а после этого подвергают прокатке для получения заготовки трубы ϕ 300.
(2) Заготовку трубы нагревают до 1050 – 1250°С и выдерживают на протяжении 1 – 3 часов, а после этого ее подвергают прошиванию и горячей прокатке для получения трубы, изготовленной на прошивном стане, где температуру окончательной прокатки для горячей прокатки контролируемо выдерживают на уровне значения, составляющего 900°С и более.
(3) Охлаждение, контролируемо выдерживаемое в режиме реального времени, проводят в отношении изготовленной на прошивном стане трубы, температура которой после горячей прокатки находится в температурной области однофазного аустенита. Устройство для охлаждения, контролируемо выдерживаемое в режиме реального времени, является кольцевым устройством для охлаждения, имеющим сопло для водяного охлаждения. Кольцевое сопло обеспечивает получение однородного охлаждения стальной трубы по окружности. Интенсивность охлаждения контролируемо выдерживают исходя из давления и расхода воды для сопла и скорости транспортирования на рольганге для трубы, изготовленной на прошивном стане. Транспортирующий рольганг использует трубу в наклонном положении для сохранения вращения трубы, изготовленной на прошивном стане, при ее прохождении через разбрызгивательное кольцо, что, таким образом, предотвращает возникновение трудностей при производстве вследствие изгибания трубы в ходе технологического процесса охлаждения. Скорость охлаждения контролируемо выдерживают на уровне значения в диапазоне 10 – 30°С, а температуру окончательного охлаждения контролируемо выдерживают на уровне значения (Bs ± 30)°C, где температура бейнитного перехода представляет собой Bs = 830 − 270[C%] − 90[Mn%] − 70[Cr%] − 83[Mo%]. Воздушное охлаждение при использовании стеллажа-холодильника проводят после завершения охлаждения, контролируемо выдерживаемого в режиме реального времени. Как это должно быть отмеченным, температура бейнитного перехода представляет собой Bs = 830 − 270[C%] − 90[Mn%] − 70[Cr%] − 83[Mo%], где C, Mn, Cr и Мо, соответственно, представляют собой их соответствующие уровни массового процентного содержания, и значения, подставляемые в определенное выше соотношение, должны быть значениями, стоящими перед символами процента.
(4) Однократную термическую обработку при закалке и отпуске проводят в результате закалки и отпуска на стадии закалки, температура закалки представляет собой Ас3 + (30 – 50°С), и где Ac3(°C) = 910 − 203[C%]1/2 + 44,7[Si%] + 104[V%] + 31,5[Mo%] + 13,1[W%], и время выдержки при температуре находится в диапазоне 0,5 – 1 час, а после этого проводят закалку в воде, где скорость закалки в воде составляет ≥ 30°С/сек; а на стадии отпуска температура отпуска находится в диапазоне 680 – 700°С, и время выдержки при температуре находится в диапазоне 1,5 – 2,5 часа; а после этого проводят воздушное охлаждение для получения относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубы для нефтяной скважины, демонстрирующей технические характеристики ϕ200,03 * 10,92. Как это должно быть отмеченным, в соотношении Ac3(°C) = 910 − 203[C%]1/2 + 44,7[Si%] + 104[V%] + 31,5[Mo%] + 13,1[W%] C, Si, V, Mo и W, соответственно, представляют собой их соответствующие уровни массового процентного содержания, и значения, подставляемые в определенное выше соотношение, должны быть значениями, стоящими перед символами процента.
В таблицах 2 – 1 и 2 – 2 перечисляются конкретные параметры технологического процесса для способов изготовления относящихся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойких труб для нефтяной скважины из примеров 1 – 8 и сравнительных примеров 1 – 10.
Таблица 2 – 1
Номер | Стадия (2) | Стадия (3) | ||||
Температура нагревания (°C) | Время выдерживания при температуре (час) | Температура окончательной прокатки (°C) | Скорость охлаждения (°C/сек) | Bs | Температура окончательного охлаждения (°C) | |
Пример 1 | 1240 | 2,5 | 960 | 16 | 621,1 | 642 |
Пример 2 | 1100 | 3,0 | 920 | 22 | 643,8 | 620 |
Пример 3 | 1200 | 2,0 | 950 | 30 | 633,2 | 650 |
Пример 4 | 1050 | 3,0 | 910 | 25 | 603,9 | 606 |
Пример 5 | 1210 | 1,5 | 943 | 12 | 615,8 | 625 |
Пример 6 | 1190 | 1,2 | 972 | 23 | 620,1 | 592 |
Пример 7 | 1200 | 2,5 | 915 | 20 | 629,1 | 620 |
Пример 8 | 1180 | 1,5 | 921 | 25 | 640,3 | 645 |
Сравнительный пример 1 | 1220 | 2,0 | 935 | 25 | 637,6 | 610 |
Сравнительный пример 2 | 1150 | 2,5 | 918 | 28 | 650,0 | 663 |
Сравнительный пример 3 | 1100 | 2,3 | 935 | 18 | 652,6 | 625 |
Сравнительный пример 4 | 1230 | 2,5 | 930 | 26 | 603,6 | 616 |
Сравнительный пример 5 | 1180 | 3,0 | 942 | 21 | 626,0 | 640 |
Сравнительный пример 6 | 1120 | 3,0 | 910 | 25 | 649,6 | 613 |
Сравнительный пример 7 | 1230 | 1,5 | 980 | 24 | 617,7 | 622 |
Сравнительный пример 8 | 1200 | 2,5 | 950 | / | 603,9 | / |
Сравнительный пример 9 | 1220 | 2,0 | 960 | 25 | 603,9 | |
Сравнительный пример 10 | 1180 | 2,0 | 940 | 8 | 603,9 | 610 |
Обратите внимание: в таблице Bs = 830 − 270[C%] − 90[Mn%] − 70[Cr%] − 83[Mo%], где C, Mn, Cr и Мо в соотношении, соответственно, представляют собой их соответствующие уровни массового процентного содержания, и значения, подставляемые в определенное выше соотношение, должны быть значениями, стоящими перед символами процента.
Таблица 2 – 2
Номер | Стадия (4) | |||||
Стадия закалки | Стадия отпуска | |||||
Ac3 (°C) | Температура закалки (°C) | Время выдержки при температуре (час) | Скорость закалки в воде (°C/сек) | Температура отпуска (°C) | Время выдержки при температуре (час) | |
Пример 1 | 858,8 | 900 | 1,0 | 35 | 695 | 2,0 |
Пример 2 | 884,6 | 920 | 0,6 | 40 | 690 | 2,5 |
Пример 3 | 858,5 | 890 | 0,8 | 45 | 700 | 1,5 |
Пример 4 | 866,6 | 900 | 0,5 | 32 | 685 | 2,0 |
Пример 5 | 875,1 | 910 | 0,6 | 36 | 695 | 1,5 |
Пример 6 | 870,2 | 905 | 1,0 | 43 | 690 | 2,0 |
Пример 7 | 871,0 | 905 | 1,0 | 35 | 695 | 2,0 |
Пример 8 | 875,6 | 910 | 0,8 | 40 | 690 | 2,0 |
Сравнительный пример 1 | 863,8 | 900 | 0,6 | 35 | 680 | 2,0 |
Сравнительный пример 2 | 867,7 | 0,5 | 40 | 695 | 1,5 | |
Сравнительный пример 3 | 856,6 | 895 | 1,0 | 30 | 690 | 2,5 |
Сравнительный пример 4 | 881,6 | 0,5 | 35 | 685 | 1,5 | |
Сравнительный пример 5 | 879,9 | 0,8 | 36 | 700 | 2,0 | |
Сравнительный пример 6 | 871,4 | 1,0 | 33 | 680 | 2,5 | |
Сравнительный пример 7 | 877,7 | 910 | 0,5 | 35 | 695 | 2,0 |
Сравнительный пример 8 | 866,6 | 900 | 0,8 | 35 | 690 | 2,0 |
Сравнительный пример 9 | 866,6 | 900 | 1,0 | 40 | 695 | 1,5 |
Сравнительный пример 10 | 866,6 | 900 | 1,0 | 35 | 690 | 2,0 |
Обратите внимание: в таблице Ac3(°C) = 910 − 203[C%]1/2 + 44,7[Si%] + 104[V%] + 31,5[Mo%] + 13,1[W%], где C, Si, V, Mo и W в соотношении, соответственно, представляют собой их соответствующие уровни массового процентного содержания, и значения, подставляемые в определенное выше соотношение, должны быть значениями, стоящими перед символами процента.
Проводят испытания на эксплуатационные характеристики в отношении относящихся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойких труб для нефтяной скважины из примеров 1 – 8 и сравнительных примеров 1 – 10. Испытание на растяжение при температуре окружающей среды проводят в соответствии с документом GB/T 228.1-2000 standard. Испытание на сероводородную коррозию под действием напряжения проводят в соответствии с документом NACE standard TM0177-2005 D (solution A). Результаты испытаний перечисляются в таблице 3.
Таблица 3
Номер | Испытание на растяжение при температуре окружающей среды | Стойкость к сероводородной коррозии под действием напряжения | |
Предел текучести при растяжении Rt0.7 (MПa) | Предел прочности при растяжении Rm (MПa) | K1SCC (MПa * м1/2) | |
Пример 1 | 908 | 965 | 28,9 |
Пример 2 | 930 | 984 | 28,2 |
Пример 3 | 887 | 939 | 29,5 |
Пример 4 | 955 | 998 | 27,8 |
Пример 5 | 901 | 954 | 29,0 |
Пример 6 | 933 | 986 | 28,6 |
Пример 7 | 895 | 943 | 31,1 |
Пример 8 | 910 | 960 | 30,0 |
Сравнительный пример 1 | 867 | 924 | 25,3 |
Сравнительный пример 2 | 890 | 952 | 25,6 |
Сравнительный пример 3 | 923 | 976 | 24,6 |
Сравнительный пример 4 | 948 | 999 | 23,8 |
Сравнительный пример 5 | 926 | 992 | 24,7 |
Сравнительный пример 6 | 915 | 972 | 24,9 |
Сравнительный пример 7 | 916 | 968 | 25,1 |
Сравнительный пример 8 | 931 | 983 | 25,3 |
Сравнительный пример 9 | 902 | 963 | 25,6 |
Сравнительный пример 10 | 928 | 985 | 26,5 |
Как это можно видеть исходя из таблицы 3, относящиеся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкие трубы для нефтяной скважины из примеров 1 – 6 характеризуются пределом текучести при растяжении, составляющим 125 кфунт/дюйм2 и более (то есть, 862 МПа), и величиной K1SSC, представляющей собой стойкость к сероводородной коррозии под действием напряжения, составляющей 27,5 МПа * м1/2 и более. Примеры 7 и 8 представляют собой относящиеся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкие трубы, характеризующиеся предпочтительными композициями, и демонстрируют величину K1SSC, составляющую более, чем 30 МПа * м1/2, что указывает на лучшую стойкость к сероводородной коррозии под действием напряжения.
Уровень содержания W в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины из сравнительного примера 1 является чрезмерно низким, что приводит к уменьшению серостойкости.
Уровни содержания как Cr, так и V в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины из сравнительного примера 2 являются чрезмерно низкими, что приводит в результате к уменьшению количества диспергированной фазы выделений и получению незаметного эффекта измельчения зерен, что приводит к уменьшению серостойкости.
Величина Cr + 3Mo в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины из сравнительного примера 3 является чрезмерно маленькой, что приводит в результате к уменьшению противокоррозионной стойкости стали в кислотной окружающей среде, что приводит к уменьшению серостойкости.
Как уровень содержания Cr, так и величина Cr + 3Mo в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины из сравнительного примера 4 являются чрезмерно значительными, что приводит в результате к значительному увеличению количества фазы крупноразмерных выделений в стали, что приводит к уменьшению серостойкости.
Уровни содержания как Мо, так и W в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины из сравнительного примера 5 являются чрезмерно высокими, что приводит в результате к значительному увеличению стойкости к отпуску и увеличению твердости на холоду для стали, что приводит к уменьшению серостойкости.
Уровни содержания как Nb, так и Ti в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины из сравнительного примера 6 являются чрезмерно низкими, что приводит в результате к уменьшению количества фазы диспергированных выделений и получению незаметного эффекта измельчения зерен, что приводит к уменьшению серостойкости.
Все уровни содержания V, Nb и Ti в относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубе для нефтяной скважины из сравнительного примера 7 являются чрезмерно высокими, что приводит в результате к увеличению количества крупнозернистых включений и фазы выделений в стали, что приводит к очевидному уменьшению серостойкости.
Заготовка трубы в отношении относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубы для нефтяной скважины из сравнительного примера 8 не подвергается воздействию технологического процесса охлаждения, контролируемо выдерживаемого в реальном режиме времени, после горячей прокатки, что приводит в результате к получению крупнозернистой и неравномерной структуры после однократной термической обработки при закалке и отпуске, что приводит к уменьшению серостойкости.
Заготовка трубы в отношении относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубы для нефтяной скважины из сравнительного примера 9 не подвергается воздействию технологического процесса охлаждения, контролируемо выдерживаемого в реальном режиме времени, при температуре окончательного охлаждения за пределами диапазона (Bs ± 30)°C после горячей прокатки, и заготовка трубы неспособна реализовать бейнитное превращение, что приводит в результате к получению крупнозернистой и неравномерной структуры после однократной термической обработки при закалке и отпуске, что приводит к уменьшению серостойкости.
Для относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубы для нефтяной скважины из сравнительного примера 10 вследствие маленькой скорости охлаждения при охлаждении, контролируемо выдерживаемом в реальном режиме времени, образуется смешанная структура из перлита и бейнита, и, таким образом, измельчение зерен после однократной термической обработки при закалке и отпуске является незаметным, что приводит к уменьшению серостойкости.
Как это должно быть отмеченным, на ограничительную часть в объеме охраны настоящего изобретения не накладывают ограничений вариантами осуществления, представленными в настоящем документе заявки. В объем охраны настоящего изобретения может быть включен весь предшествующий уровень техники, который не является несогласованным с решением настоящего изобретения, включая нижеследующее, но не ограничиваясь только этим: предшествующие патентные документы, предшествующие общедоступные публикации, предшествующий общедоступный вариант использования и тому подобное.
В дополнение к этому, на способы объединения технических признаков в настоящей заявке не накладывают ограничений способами объединения, описанными в формуле изобретения или конкретных вариантах осуществления. Все технические признаки, описанные в настоящей заявке, могут быть свободно объединены или совмещены любым образом, если только между ними не будет иметься противоречия.
Как это также должно быть отмеченным, вышеизложенное представляет собой просто иллюстрацию конкретных вариантов осуществления изобретения. Как это является очевидным, на настоящее изобретение не накладывают ограничений вышеупомянутыми вариантами осуществления, но оно имеет множество подобных вариаций. В объем настоящего изобретения предполагаются попадающими все вариации, которые являются непосредственно произведенными или задуманными специалистами в соответствующей области техники исходя из данного раскрытия изобретения.
Claims (15)
1. Относящаяся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкая труба для нефтяной скважины, состоящая из следующих далее химических элементов при выражении их количеств через уровень массового процентного содержания:
C: 0,20 - 0,30%, Si: 0,1 - 0,5%, Mn: 0,2 - 0,6%, Cr: 0,30 - 0,70%, Mo: 0,60 - 1,00%, V: 0,10 - 0,20%, Nb: 0,01 - 0,06%, Ti: 0,015 - 0,035%, W: 0,20 - 0,60%, Al ≤ 0,1%, N ≤ 0,008%, при этом остаток представляет собой Fe и неизбежные примеси,
при этом микроструктура трубы для нефтяной скважины соответствует отпущенному сорбиту.
2. Труба по п. 1, в которой элементы Cr и Мо удовлетворяют соотношению: 2,4 ≤ [Cr%] + 3[Mo%] ≤ 3,5.
3. Труба по п. 1, в которой в числе упомянутых неизбежных примесей S ≤ 0,004%, Р ≤ 0,015% и О ≤ 0,01%.
4. Труба по п. 1, в которой величина K1SSC, которая представляет собой стойкость к H2S-коррозии под действием напряжения, составляет 27,5 МПа*м1/2 или более.
5. Способ изготовления относящейся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 МПа) серостойкой трубы для нефтяной скважины по любому из пп. 1 - 4, включающий стадии:
(1) получение заготовки трубы;
(2) прошивка и горячая прокатка заготовки трубы для получения трубы, изготовленной на прошивном стане;
(3) охлаждение указанной трубы посредством контролируемого охлаждения, осуществляемого в режиме реального времени; и
(4) проведение однократной термической обработки указанной трубы в виде закалки и отпуска, при этом температура указанной трубы на стадии закалки составляет Ас3 + (30 - 50°С), где Ac3(°C) = 910 − 203[C%]1/2 + 44,7[Si%] + 104[V%] + 31,5[Mo%] + 13,1[W%], а охлаждение указанной трубы при закалке осуществляют в воде со скоростью 30°С/с или более, при этом температура указанной трубы на стадии отпуска составляет 680 - 700°С, а охлаждение указанной трубы при отпуске осуществляют на воздухе.
6. Способ по п. 5, в котором на стадии (3) скорость охлаждения контролируемо выдерживают на уровне значения в диапазоне 10 - 30°С/с, а температуру окончательного охлаждения контролируемо выдерживают на уровне значения (Bs ± 30)°C, где температура бейнитного превращения представляет собой (Bs) = 830 − 270[C%] − 90[Mn%] − 70[Cr%] − 83[Mo%], и воздушное охлаждение проводят после завершения охлаждения, контролируемо выдерживаемого в режиме реального времени.
7. Способ по п. 5, в котором на стадии (2) заготовку трубы нагревают до 1050 - 1250°С и выдерживают на протяжении 1 - 3 часов, а после этого подвергают прошивке и горячей прокатке для получения трубы, изготовленной на прошивном стане.
8. Способ по п. 7, в котором на стадии (2) температуру окончательной прокатки при горячей прокатке контролируемо выдерживают на уровне значения, составляющего 900°С или более, для гарантирования наличия у трубы, изготовленной на прошивном стане, полностью аустенитной структуры в конце окончательной прокатки.
9. Способ по п. 6, в котором на стадии (3) проводят воздушное охлаждение при использовании стеллажа-холодильника после завершения охлаждения, контролируемо выдерживаемого в режиме реального времени.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810638365.5A CN110616366B (zh) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | 一种125ksi钢级抗硫油井管及其制造方法 |
CN201810638365.5 | 2018-06-20 | ||
PCT/CN2019/087832 WO2019242448A1 (zh) | 2018-06-20 | 2019-05-21 | 一种125ksi钢级抗硫油井管及其制造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2763722C1 true RU2763722C1 (ru) | 2021-12-30 |
Family
ID=68921083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020141593A RU2763722C1 (ru) | 2018-06-20 | 2019-05-21 | Серостойкая труба для нефтяной скважины, относящаяся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 мпа), и способ ее изготовления |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110616366B (ru) |
RU (1) | RU2763722C1 (ru) |
WO (1) | WO2019242448A1 (ru) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111187995B (zh) * | 2020-02-17 | 2021-07-20 | 包头钢铁(集团)有限责任公司 | 一种含硼液压支柱用无缝钢管材料 |
CN114395696B (zh) * | 2022-02-28 | 2024-05-24 | 衡阳华菱钢管有限公司 | 一种油井管用钢、其制备方法和油井管 |
CN115386808B (zh) * | 2022-09-28 | 2023-05-30 | 延安嘉盛石油机械有限责任公司 | 一种耐腐蚀油套管及其制备方法与应用 |
CN115612935B (zh) * | 2022-10-28 | 2023-12-19 | 泰尔重工股份有限公司 | 一种热轧卷筒高性能扇形板及其制造方法 |
CN115717218B (zh) * | 2022-11-18 | 2024-02-09 | 钢铁研究总院有限公司 | 一种极寒环境用耐低温油井管用钢及其制备方法 |
CN116815072B (zh) * | 2023-06-12 | 2024-02-27 | 延安嘉盛石油机械有限责任公司 | 一种抗硫油套管接箍及其制备方法 |
CN119464922A (zh) * | 2023-08-09 | 2025-02-18 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种抗硫化氢腐蚀的超高强度油套管及其制造方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA200870437A1 (ru) * | 2007-03-30 | 2009-02-27 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Низколегированная сталь для нефтегазопромысловых труб и бесшовная стальная труба |
RU2352647C1 (ru) * | 2007-09-06 | 2009-04-20 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" (ОАО "СинТЗ") | Труба нефтяного сортамента повышенной прочности |
CN102245790A (zh) * | 2008-12-09 | 2011-11-16 | 法国瓦罗里克.曼尼斯曼油汽公司 | 屈服强度高和硫化物应力抗裂性能高的低合金钢 |
RU2493268C1 (ru) * | 2009-06-24 | 2013-09-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Высокопрочная бесшовная стальная труба, обладающая очень высокой стойкостью к сульфидному растрескиванию под напряжением для нефтяных скважин и способ ее изготовления |
EA018884B1 (ru) * | 2007-07-06 | 2013-11-29 | Тенарис Коннекшнс Лимитед | Стали для кислых сред |
RU2600460C2 (ru) * | 2012-06-28 | 2016-10-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Труба из высокоуглеродистой стали с превосходными обрабатываемостью в холодном состоянии, технологичностью и прокаливаемостью и способ ее изготовления |
RU2620216C2 (ru) * | 2012-09-14 | 2017-05-23 | Зальцгиттер Маннесманн Присижн Гмбх | Стальной сплав для получения низколегированной высокопрочной стали |
RU2649919C2 (ru) * | 2012-12-21 | 2018-04-05 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Бесшовная трубка или труба из высокопрочной нержавеющей стали для трубных изделий нефтегазопромыслового сортамента и способ ее изготовления |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1161254A (ja) * | 1997-08-13 | 1999-03-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高強度高耐食継目無鋼管の製造方法 |
EP1728877B9 (en) * | 2004-03-24 | 2012-02-01 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Process for producing low-alloy steel excelling in corrosion resistance |
DE102005046459B4 (de) * | 2005-09-21 | 2013-11-28 | MHP Mannesmann Präzisrohr GmbH | Verfahren zur Herstellung von kaltgefertigten Präzisionsstahlrohren |
CN101724785A (zh) * | 2008-10-28 | 2010-06-09 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种超高强度抗硫化氢腐蚀油井管及其生产方法 |
FR2942808B1 (fr) * | 2009-03-03 | 2011-02-18 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Acier faiblement allie a limite d'elasticite elevee et haute resistance a la fissuration sous contrainte par les sulfures. |
FR2960883B1 (fr) * | 2010-06-04 | 2012-07-13 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Acier faiblement allie a limite d'elasticite elevee et haute resistance a la fissuration sous contrainte par les sulfures |
CN102373374B (zh) * | 2010-08-23 | 2013-10-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高强度抗硫套管及其热处理制造方法 |
CN102330027B (zh) * | 2011-10-13 | 2013-07-17 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种120ksi钢级的初级抗硫钻杆及其制造方法 |
CN104532132A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-22 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高强度低合金抗硫化氢应力腐蚀用油井管及其制造方法 |
CN104532149B (zh) * | 2014-12-22 | 2016-11-16 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种高强韧、抗硫化氢应力腐蚀钻具用圆钢及其制造方法 |
CN105177434B (zh) * | 2015-09-25 | 2017-06-20 | 天津钢管集团股份有限公司 | 125ksi钢级耐硫化氢应力腐蚀油井管的制造方法 |
CN106319367B (zh) * | 2016-09-14 | 2018-07-06 | 天津钢管集团股份有限公司 | SAGD法开采稠油用125ksi高强韧石油套管及其制造方法 |
CN108004462B (zh) * | 2016-10-31 | 2020-05-22 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种抗硫化氢应力腐蚀开裂的油套管及其制造方法 |
-
2018
- 2018-06-20 CN CN201810638365.5A patent/CN110616366B/zh active Active
-
2019
- 2019-05-21 RU RU2020141593A patent/RU2763722C1/ru active
- 2019-05-21 WO PCT/CN2019/087832 patent/WO2019242448A1/zh active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA200870437A1 (ru) * | 2007-03-30 | 2009-02-27 | Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. | Низколегированная сталь для нефтегазопромысловых труб и бесшовная стальная труба |
EA018884B1 (ru) * | 2007-07-06 | 2013-11-29 | Тенарис Коннекшнс Лимитед | Стали для кислых сред |
RU2352647C1 (ru) * | 2007-09-06 | 2009-04-20 | Открытое акционерное общество "Синарский трубный завод" (ОАО "СинТЗ") | Труба нефтяного сортамента повышенной прочности |
CN102245790A (zh) * | 2008-12-09 | 2011-11-16 | 法国瓦罗里克.曼尼斯曼油汽公司 | 屈服强度高和硫化物应力抗裂性能高的低合金钢 |
RU2493268C1 (ru) * | 2009-06-24 | 2013-09-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Высокопрочная бесшовная стальная труба, обладающая очень высокой стойкостью к сульфидному растрескиванию под напряжением для нефтяных скважин и способ ее изготовления |
RU2600460C2 (ru) * | 2012-06-28 | 2016-10-20 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Труба из высокоуглеродистой стали с превосходными обрабатываемостью в холодном состоянии, технологичностью и прокаливаемостью и способ ее изготовления |
RU2620216C2 (ru) * | 2012-09-14 | 2017-05-23 | Зальцгиттер Маннесманн Присижн Гмбх | Стальной сплав для получения низколегированной высокопрочной стали |
RU2649919C2 (ru) * | 2012-12-21 | 2018-04-05 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Бесшовная трубка или труба из высокопрочной нержавеющей стали для трубных изделий нефтегазопромыслового сортамента и способ ее изготовления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110616366A (zh) | 2019-12-27 |
WO2019242448A1 (zh) | 2019-12-26 |
CN110616366B (zh) | 2021-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2763722C1 (ru) | Серостойкая труба для нефтяной скважины, относящаяся к классу прочности стали 125 кфунт/дюйм2 (862 мпа), и способ ее изготовления | |
US8852366B2 (en) | Method for producing steel pipe with excellent expandability | |
JP4240189B2 (ja) | マルテンサイト系ステンレス鋼 | |
WO2017162160A1 (zh) | 耐硫化氢应力腐蚀开裂的马氏体不锈钢油套管用钢、油套管及其制造方法 | |
JPWO2008123422A1 (ja) | 継目無鋼管の製造方法 | |
SA113340364B1 (ar) | طريقة لإنتاج مادة فولاذية عالية المتانة وممتازة في مقاومة التكسير الإجهادي الكبريتيدي | |
WO2011061812A1 (ja) | 高靱性耐摩耗鋼およびその製造方法 | |
CN102206789B (zh) | 扩管后的韧性优良的膨胀管用油井管及其制造方法 | |
CN113584407A (zh) | 一种高强度耐高温腐蚀马氏体不锈钢及其制造方法 | |
CN107385360A (zh) | 一种双相不锈钢钢筋及其制备方法 | |
RU2270873C1 (ru) | Способ производства штрипсовой стали для труб подводных морских газопроводов высоких параметров | |
CN113166901B (zh) | 蠕变强度优异的铬钼钢板及其制备方法 | |
JP2005105357A (ja) | 耐食性に優れた油井用高強度ステンレス鋼管 | |
CN115927960B (zh) | 一种125Ksi钢级抗硫化氢腐蚀油井管及其制备方法 | |
JP2000160300A (ja) | 高耐食性を有する655Nmm−2級低C高Cr合金油井管およびその製造方法 | |
JP3328967B2 (ja) | 靭性および耐応力腐食割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼継目無鋼管の製造法 | |
CN111363983A (zh) | 一种超高强韧性超级马氏体不锈钢及其制备方法 | |
JP2000178692A (ja) | 高耐応力腐食割れ性を有する655Nmm−2級低C高Cr合金油井管およびその製造方法 | |
JP7458685B2 (ja) | 高強度の抗崩壊オイルケーシングおよびその製造方法 | |
CN107779744B (zh) | 一种贝氏体型x100级无缝管线管及其制造方法 | |
JP3485034B2 (ja) | 高耐食性を有する862N/mm2級低C高Cr合金油井管およびその製造方法 | |
JP4645307B2 (ja) | 低温靭性に優れた耐摩耗鋼およびその製造方法 | |
RU2719212C1 (ru) | Высокопрочная коррозионно-стойкая бесшовная труба из нефтепромыслового сортамента и способ ее получения | |
JP3536687B2 (ja) | 高耐食性および高強度を有する低C高Cr合金鋼及びその製造方法 | |
CN115584431A (zh) | 一种页岩气井用高性能抗挤毁套管及加工方法 |