[发明专利]一种高强度电阻焊套管及其制造方法

说明书

本发明提供了一种高强度电阻焊套管及其制造方法，该套管的成分按重量百分比计如下：C：0.25％‑0.30％，Si：0.10％‑0.30％，Mn：1.25％‑1.60％，P：≤0.020％，S：≤0.008％，Mo：0.05％‑0.20％，Cu：0.05％‑0.15％，Ti：0.010％‑0.030％，Als：0.02％‑0.05％，N：≤0.008％，且Ceq≤0.55，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15，其余为Fe和不可避免元素。制造方法包括冶炼、连铸、连铸坯再加热、轧制、冷却、卷取、ERW制管和整管热处理，应用本发明生产的钢管最终组织为回火索氏体，性能为P110级别，保证了管体和焊缝性能的一致性。

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其涉及一种直缝电阻焊套管及其制造方法。

背景技术

石油套管是油田最常用的石油专用管材之一，用量大，花钱多，是油气田钻采作业中必不可少的施工材料。HFW套管与无缝管相比，具有壁厚均匀、尺寸精度高、射孔性能好、抗挤毁能力强、成本低等显著优势，正在逐渐替代传统的无缝钢管。

目前，我国许多油田开发进入中后期，开发难度越来越大，特别是深井对套管力学性能提出了更高的要求，同时要求一定的耐腐蚀性能。因此，开发出高性能直缝电阻焊套管成为当务之急。

API Spec 5CT规定：P110级别钢管的屈服强度在758-965MPa之间，抗拉强度≥862MPa，伸长率≥14％；0℃时横向夏比冲击功≥32J。热轧态的钢带达到该强度难度较大，需要添加大量贵重合金来提高强度，增加合金成本；同时，轧制时存在轧制力高，卷取困难；且钢管的母材和焊缝组织性能无法达到一致；同时钢带强度过高导致钢管的成型难度大，钢管的尺寸精度和圆度无法保证。

因此，可采用热轧态强度低的热轧钢带进行直缝电阻焊焊接制管，然后进行整管热处理，使钢管的最终性能达到P110级别水平。而且焊缝和管体进行相同的热处理工艺，得到的最终组织相同，有效减轻焊缝与管体的组织、性能差异，消除残余应力，提高钢管整体的质量。但是，公开资料显示，热状态钢带的屈服强度都是在550-650MPa，抗拉强度大于650MPa，强度较高，制管难度大，钢管的尺寸精度和圆度难于保证。

在本发明之前，已有个别有关P110钢级ERW石油套管的文献或发明专利，但多数都添加Cr，冶炼上容易造成微观成分偏析，在轧制和焊接后容易产生过冷组织，造成焊缝附近微裂纹；热状态钢带的强度高，ERW制管的难度大，钢管的尺寸精度和圆度难于保证。采用低Mo无Cr设计，母管为J55级别，整管调质为P110级ERW石油套管报导很少，以下简单介绍与本发明较为接近的文献和专利：

1)中国专利CN101643883A，N80、P110、L80钢级直缝焊石油套管用钢及套管制造公开的技术方案成分中含C：0.10％-0.24％，Mn：1.4％-1.6％，Cr：0.3％-0.6％，Nb：0.12％-0.14％，V：0.08％-0.12％，Ti：0.18％-0.22％。该专利中复合添加贵重元素Nb、V、Cr，合金成本高。

2)中国专利CN101353949A，小口径高钢级油管的热处理方法公开的技术方案成分中含C：0.15％-0.50％，Mn：0.25％-1.9％，Mo：0.25％-1.10％，Cr：0.4％-14％，Ni：≤0.99％，Cu：≤0.35％。该专利中复合添加元素Mo、Ni、Cu、Cr，合金成本高。

3)中国专利CN103069020A，油井用电焊钢管以及油井用电焊钢管的制造方法公开的技术方案成分中含C：0.05％-0.12％，Mn：0.80％-2.2％，Nb：0.01％-0.10％，B：0.0005％-0.0030％。该专利中添加贵重元素Nb，存在连铸坯表面角横裂质量问题，且合金成本高。热轧态屈服强度758-965MPa，抗拉强度862MPa以上，制管困难。