本發(fā)明涉及石油鉆桿管體,尤其是抗二氧化碳和氯離子腐蝕石油鉆桿管體的制造方法,屬于石油鉆桿的制造
技術(shù)領(lǐng)域:
。
背景技術(shù):
:石油鉆桿是開采石油和天然氣必不可少的工具,開采時(shí)石油鉆桿將會(huì)與開采的巖層、泥漿、油氣井產(chǎn)生的氣體等直接接觸。在某些油氣田,井況中含有二氧化碳和氯離子,將會(huì)給開采的石油鉆桿造成嚴(yán)重的腐蝕,使鉆桿管體變薄,很容易造成鉆桿發(fā)生失效以致產(chǎn)生嚴(yán)重的事故,現(xiàn)有的普通鉆桿無法避免該類問題。中國專利cn200410025586.3公開以一種抗二氧化碳、氯離子腐蝕石油鉆桿用鋼,其組成成分的重量百分比為:c:0.20~0.40wt%,si:0.10~1.0wt%,mn:0.10~1.5wt%,cr:1.0~4.0wt%,mo:0.10~1.0wt%,al:0.01~0.10wt%,cu:0.05~1.0wt%,ni:0.05~1.0wt%,v:0.01~0.1wt%,其余為fe和不可避免的雜質(zhì)組成。中國專利cn200610028252.0公開了一種高鋼級(jí)高抗二氧化碳、氯離子腐蝕油套管用鋼及制造方法,按重量百分比,其化學(xué)成分配比為:c:0.15~0.25%,si:0.2~0.5%,mn:0.20~1.0%,cr:12.0~14.0%,ni:0.5~1.5%,mo:0.2~1.0%,al:0.01~0.1%,其余為fe和不可避免的雜質(zhì)元素,雜質(zhì)元素總量低于0.5%。中國專利cn200610027020.3為110鋼級(jí)抗二氧化碳、氯離子腐蝕不銹鋼油井管用鋼,其成分質(zhì)量百分比為:c:0.05~0.18%、si:0.2~1.00%、mn:0.20~1.00%、cr:10.0~14.0%、ni:0.5~3.0%、mo:0.1~0.5%、cu:0.5~1.5%、v:0.03~0.08%、其余為fe和不可避免的雜質(zhì)元素。但上述專利技術(shù)制造的鉆桿在二氧化碳、氯離子等復(fù)合腐蝕條件下耐蝕性能難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于提供一種抗二氧化碳和氯離子腐蝕石油鉆桿管體的制造方法,得到的鉆桿管體具有較好的機(jī)械性能和較強(qiáng)的抗二氧化碳和氯離子腐蝕的能力,能夠滿足含有二氧化碳、氯離子等復(fù)合腐蝕環(huán)境下使用要求。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的,本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種抗二氧化碳和氯離子腐蝕石油鉆桿管體的制造方法包括下述步驟:(1)將鋼水經(jīng)脫碳精煉,制成鋼坯后熱軋成無縫鋼管;(2)對(duì)軋制完成的原管進(jìn)行管端鐓粗,鐓粗前加熱至1150-1200℃,始鍛溫度為1050-1150℃,鐓粗完成后自然冷卻至室溫;管件鐓粗采用日本機(jī)械式鐓鍛機(jī),鐓后管端組織細(xì)密,晶粒度達(dá)到8級(jí)以上。(3)管體調(diào)質(zhì):將鉆桿管體輸送到升溫至870℃~920℃的步進(jìn)式淬火爐內(nèi),保溫20~40min;鉆桿管體出淬火爐后,10s內(nèi)進(jìn)入10℃~30℃的淬火液,淬火時(shí)間不少于30s,冷卻至常溫;隨后將鉆桿管體輸送到升溫至540℃~570℃的步進(jìn)式回火爐內(nèi),保溫60~85min,再將鉆桿管體出爐,自然冷卻至室溫。優(yōu)選的,所述管體成分的質(zhì)量百分比組成為:c:0.10~0.30wt%,si:0.20~0.35wt%,mn:0.50~0.70wt%,cr:2.0~4.0wt%,mo:0.50~0.75wt%,ni:0.01~0.05wt%,al:0.01~0.05wt%,cu:0.01~0.20wt%,v:<0.08wt%,p:<0.015wt%,s:<0.005wt%,其余為fe和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明通過調(diào)整cr、mo元素的添加配比,從材料上來實(shí)現(xiàn)延緩二氧化碳和氯離子腐蝕的現(xiàn)象。優(yōu)選的,步驟(3)中對(duì)管體進(jìn)行二次回火,將回火后的將鉆桿管體輸送到升溫至500℃~530℃的步進(jìn)式回火爐內(nèi),保溫50~70min,再將鉆桿管體出爐,自然冷卻至室溫。管體采用1次淬火+1次回火工藝時(shí)機(jī)械性能不穩(wěn)定,強(qiáng)度雖然能滿足要求,但沖擊功時(shí)高時(shí)低,最低時(shí)可以達(dá)到50j左右,不能夠滿足沖擊功在85j以上的要求。本發(fā)明對(duì)管體進(jìn)行二次回火,經(jīng)過二次回火管體沖擊功趨于穩(wěn)定并滿足85j的要求;二次回火溫度設(shè)計(jì)低于第一次回火溫度,在不降低管體屈服強(qiáng)度的同時(shí),能夠大幅提高并穩(wěn)定管體的沖擊功數(shù)值,有效滿足了技術(shù)要求,并提高了成品率,降低了返工成本。通過管體調(diào)質(zhì)處理后,管體機(jī)械性能達(dá)到表1的要求值。表1管體調(diào)質(zhì)后機(jī)械性能抗二氧化碳、氯離子腐蝕試驗(yàn)方法:取樣后放入高壓釜中,高壓釜環(huán)境為:二氧化碳分壓為15mpa,t=75℃,流速為3m/s,ph≥3,氯離子濃度為52000mg/l。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過對(duì)管體成分進(jìn)行調(diào)整,來提高抗二氧化碳和氯離子腐蝕能力,通過調(diào)整調(diào)質(zhì)工藝參數(shù)來提高管體機(jī)械性能,得到的鉆桿管體具有較好的機(jī)械性能和較強(qiáng)的抗二氧化碳和氯離子腐蝕的能力,能夠滿足含有二氧化碳、氯離子等復(fù)合腐蝕環(huán)境下使用要求。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1抗二氧化碳和氯離子腐蝕石油鉆桿管體的制造方法包括下述步驟:(1)將鋼水經(jīng)脫碳精煉,制成鋼坯后熱軋成無縫鋼管;管體成分的質(zhì)量百分比組成見表2:表2管體成分的質(zhì)量百分比組成(單位:%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))csimnpscrmonialcuv0.170.250.610.0140.0022.930.520.0240.0250.050.01(2)對(duì)軋制完成的原管進(jìn)行管端鐓粗,鐓粗前加熱至1180℃,始鍛溫度為1120℃,鐓粗完成后自然冷卻至室溫;(3)管體調(diào)質(zhì):將鉆桿管體輸送到升溫至890℃的步進(jìn)式淬火爐內(nèi),保溫25min;鉆桿管體出淬火爐后,10s內(nèi)進(jìn)入25℃的淬火液,淬火時(shí)間40s,冷卻至常溫;隨后將鉆桿管體輸送到升溫至560℃的步進(jìn)式回火爐內(nèi),保溫70min,再將鉆桿管體出爐,自然冷卻至室溫。二次回火:將回火后的將鉆桿管體輸送到升溫至520℃的步進(jìn)式回火爐內(nèi),保溫60min,再將鉆桿管體出爐,自然冷卻至室溫。實(shí)施例2抗二氧化碳和氯離子腐蝕石油鉆桿管體的制造方法包括下述步驟:(1)將鋼水經(jīng)脫碳精煉,制成鋼坯后熱軋成無縫鋼管;管體成分的質(zhì)量百分比組成見表3:表3管體成分的質(zhì)量百分比組成(單位:%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))csimnpscrmonialcuv0.300.350.700.0110.0042.530.750.0500.0100.010.03(2)對(duì)軋制完成的原管進(jìn)行管端鐓粗,鐓粗前加熱至1150℃,始鍛溫度為1100℃,鐓粗完成后自然冷卻至室溫;(3)管體調(diào)質(zhì):將鉆桿管體輸送到升溫至870℃的步進(jìn)式淬火爐內(nèi),保溫30min;鉆桿管體出淬火爐后,10s內(nèi)進(jìn)入10℃的淬火液,淬火時(shí)間45s,冷卻至常溫;隨后將鉆桿管體輸送到升溫至540℃的步進(jìn)式回火爐內(nèi),保溫85min,再將鉆桿管體出爐,自然冷卻至室溫。二次回火:將回火后的將鉆桿管體輸送到升溫至510℃的步進(jìn)式回火爐內(nèi),保溫50min,再將鉆桿管體出爐,自然冷卻至室溫。實(shí)施例3抗二氧化碳和氯離子腐蝕石油鉆桿管體的制造方法包括下述步驟:(1)將鋼水經(jīng)脫碳精煉,制成鋼坯后熱軋成無縫鋼管;管體成分的質(zhì)量百分比組成見表4:表4管體成分的質(zhì)量百分比組成(單位:%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))csimnpscrmonialcuv0.100.200.500.0130.0022.000.700.0100.0350.200.05(2)對(duì)軋制完成的原管進(jìn)行管端鐓粗,鐓粗前加熱至1200℃,始鍛溫度為1150℃,鐓粗完成后自然冷卻至室溫;(3)管體調(diào)質(zhì):將鉆桿管體輸送到升溫至920℃的步進(jìn)式淬火爐內(nèi),保溫20min;鉆桿管體出淬火爐后,10s內(nèi)進(jìn)入30℃的淬火液,淬火時(shí)間35s,冷卻至常溫;隨后將鉆桿管體輸送到升溫至570℃的步進(jìn)式回火爐內(nèi),保溫60min,再將鉆桿管體出爐,自然冷卻至室溫。二次回火:將回火后的將鉆桿管體輸送到升溫至530℃的步進(jìn)式回火爐內(nèi),保溫65min,再將鉆桿管體出爐,自然冷卻至室溫。實(shí)施例4抗二氧化碳和氯離子腐蝕石油鉆桿管體的制造方法包括下述步驟:(1)將鋼水經(jīng)脫碳精煉,制成鋼坯后熱軋成無縫鋼管;管體成分的質(zhì)量百分比組成見表5:表5管體成分的質(zhì)量百分比組成(單位:%,余量為鐵和不可避免的雜質(zhì))csimnpscrmonialcuv0.250.300.650.0140.0034.000.500.0340.0500.150.08(2)對(duì)軋制完成的原管進(jìn)行管端鐓粗,鐓粗前加熱至1190℃,始鍛溫度為1050℃,鐓粗完成后自然冷卻至室溫;(3)管體調(diào)質(zhì):將鉆桿管體輸送到升溫至910℃的步進(jìn)式淬火爐內(nèi),保溫40min;鉆桿管體出淬火爐后,10s內(nèi)進(jìn)入20℃的淬火液,淬火時(shí)間30s,冷卻至常溫;隨后將鉆桿管體輸送到升溫至550℃的步進(jìn)式回火爐內(nèi),保溫75min,再將鉆桿管體出爐,自然冷卻至室溫。二次回火:將回火后的將鉆桿管體輸送到升溫至500℃的步進(jìn)式回火爐內(nèi),保溫70min,再將鉆桿管體出爐,自然冷卻至室溫。當(dāng)前第1頁12