[发明专利]厚壁油井用钢管和其制造方法

说明书

本申请提供：具有40mm以上的壁厚、具有优异的耐SSC性和高的强度(827MPa以上)、且壁厚方向的强度不均少的厚壁油井用钢管。上述厚壁油井用钢管具有如下化学组成：以质量％计、含有C：0.40～0.65％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.10～1.0％、P：0.020％以下、S：0.0020％以下、sol.Al：0.005～0.10％、Cr：超过0.40～2.0％、Mo：超过1.15～5.0％、Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以下、N：0.007％以下、O：0.005％以下。进一步，具有100nm以上的圆当量直径、且含有20质量％以上的Mo的碳化物为2个/100μm²以下。进一步，上述厚壁油井用钢管具有827MPa以上的屈服强度、且壁厚方向上的前述屈服强度的最大值与最小值之差为45MPa以内。

技术领域

本发明涉及油井用钢管和其制造方法，更详细而言，涉及具有40mm以上的壁厚的厚壁油井用钢管和其制造方法。

背景技术

由于油井、气井(以下，统称为油井和气井，简单称为“油井”)的深井化，而要求油井用钢管的高强度化。以往，80ksi级(屈服强度为80～95ksi，即，551～654MPa)、95ksi级(屈服强度为95～110ksi，即，654～758MPa)的油井用钢管被广泛利用。然而最近，开始利用110ksi级(屈服强度为110～125ksi，即，758～862MPa)的油井用钢管。

大多数深井含有具有腐蚀性的硫化氢。因此，深井中使用的油井用钢管不仅要求高强度还要求耐硫化物应力破裂性(耐Sulfide Stress Cracking性：以下，称为耐SSC性)。

以往，作为95～110ksi级的油井用钢管的耐SSC性的改善对策，已知有：将钢清洁化、或将钢组织微细化的方法。日本特开昭62-253720号公报(专利文献1)中提出的钢降低Mn、P等杂质提高钢的纯度，提高钢的耐SSC性。日本特开昭59-232220号公报(专利文献2)中提出的钢实施2次淬火而使晶粒微细化，提高钢的耐SSC性。

然而，伴随着钢材的高强度化，耐SSC性明显降低。因此，实用的油井用钢管中，尚未实现具有在NACE TM0177 methodA的恒定载荷试验的标准条件(1atm的H₂S环境)下能够耐久的耐SSC性的120ksi级(屈服强度为827MPa以上)的油井管的稳定的制造。

在以上的背景下，为了得到高强度，尝试了，使用以往未实用化的包含0.35％以上的C的高C低合金钢作为油井管。

日本特开2006-265657号公报(专利文献3)中公开的油井用钢管如下制造：对于含有C：0.30～0.60％，Cr+Mo：1.5～3.0％(Mo为0.5％以上)等的低合金钢实施油冷淬火或奥氏体等温淬火后，实施回火来制造。该文献中记载了，利用上述制造方法，可以抑制高C低合金钢的淬火时容易产生的淬火裂纹，得到具有优异的耐SSC性的油井用钢或油井用钢管。

对于日本专利第5333700号(专利文献4)中公开的油井用钢，含有C：0.56～1.00％、Mo：0.40～1.00％，通过X射线衍射得到的(211)晶面的半值宽度为0.50deg以下，屈服强度为862MPa以上。该文献中记载了，通过使晶界碳化物球状化，从而提高耐SSC性，提高C含量，由此高温回火时的碳化物球状化得到进一步促进。专利文献4中，为了抑制由高C合金所导致的淬火裂纹，提出了如下方法：限制淬火时的冷却速度，或在淬火时将冷却暂时停止，实施在超过100℃～300℃下保持的恒温处理。