[发明专利]一种海洋油气开采用含硼无缝管线管

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋油气开采用含硼无缝管线管，属于无缝管线管技术领域。

背景技术

目前，随着世界经济的复苏和发展中国家经济发展规模的不断扩大，特别是中国经济的高速发展，目前世界能源和输送进入极度紧张的状况，世界各能源消耗大国和石油、天然气输出国纷纷进行新的可行性研究报告和新管道铺设计划。预计在今后的10～15年，全球总能源消耗将比现在增加60%左右，其中天然气消耗将翻番。

天然气排放的CO₂较少，故能源使用的现行趋势是从石油向天然气的稳步过渡，与石油的输送不同，气体输送进程中采用高压操作，可提高生产和输送的效率，导致市场对高压输气管线的需求量不断增加，同时对管线管提出了更高强度的要求。另外为提高气井生产效率，要求油井管口径更大，管壁更薄，通过提高管线钢强度即可达到减薄管壁的目的。

但管线钢级的发展，仅靠强度的提高是不够的，因为管道所用区域地质条件极其复杂恶劣，需要应对诸如抵制断层、地震、滑坡（地层移动），冰原、冻土（周期性融沉、冻胀）以及沿海洋流（腐蚀、冲刷、洋流运动）等不利环境因素；这就对管线管的韧性、变形能力、焊接性、低温韧性和耐腐蚀性这类钢管综合性能提出了更高的要求。从设计理念上对基于应力设计（以管道运行中所承受的环向内应力为设计依据，不考虑管道的纵向应力及应变，即不考虑管道运行过程中发生地质以及外力引起的运动）的传统油气输送管线管设计理念提出了挑战；转而向“基于应变的设计方法”，即为符合上述服役环境而考虑适应大的塑性应变能力，以保障管线的安全性和完整性。海洋钻井平台将采集到的石油和天然气（包括可燃冰）由无缝管线管输送至进行脱水、脱硫、净化处理的装置（平台），工作在高温或高压(≥14MPa)环境中，管内承受油气腐蚀以及油水混输、油水交替输送所带来的腐蚀，管外同时承受着海水、海洋大气和海底土壤带来的腐蚀。由于服役环境非常恶劣，安全系数、可靠性、耐久性要求高，焊接管线管在此环境下易失效报废，故通常需采用口径小、管壁厚的无缝钢管。近年来，油气田的开发逐步由浅水向深水（＞300m），甚至超深水（＞1500m）领域延伸，深海无缝管线管服役的海洋环境则更加恶劣：深水海底为高静压、低温环境（可燃冰的低温环境可达到-70℃左右），同时面临很多的不确定性，如风浪、表层洋流、底流、海冰、海啸以及风暴潮等。对管材内在质量的稳定性、特别是对碳当量的控制及管端加工精度有更高的技术要求，除抗硫化氢腐蚀、抗海水、海域环境的腐蚀外，还要满足-70℃的低温冲击。常用的X52钢级无缝管线管在此环境中容易在内外腐蚀、低温冲击和外力作用下，在管线管的材料缺陷和焊缝缺陷处产生应力集中而失效报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种海洋油气开采用含硼无缝管线管，它的抗拉强度高，焊接性能好，抗盐水和酸性环境腐蚀性能优良、抗低温冲击性能好，抗低温冲击性能在-70℃条件下达到100焦耳，具备高韧性特点，通过热轧加调质热处理的方式使其强度能够达到80ksi以上的强度级别。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种海洋油气开采用含硼无缝管线管，它的化学元素及其质量百分含量如下：

C：0.09%～0.19%；

Si：0.23%～0.38%；

Mn：0.9%～1.7%；

B：0.0015%～0.0025%；

Nb：0.01%～0.07%；

P:≤0.012%；

S:≤0.007%；

其余为Fe和其他不可避免的杂质。

进一步，该海洋油气开采用含硼无缝管线管还具有Mo：0.15wt%～0.5wt%、Ni：0.15wt%～0.25wt%、Cr：0.15wt%～0.25wt%、Cu:0.1wt%～0.4wt%、Ti≤0.10wt%、V≤0.10wt%、Al：0.01wt%～0.04wt%的其中至少一种。

进一步，其中，Mo：0.2wt%～0.3wt%。

进一步，其中，Nb：0.02wt%～0.06wt%。