[发明专利]一种含稀土高温抗挤毁页岩气用无缝钢管及制备方法

说明书

本发明公开了一种含稀土高温抗挤毁页岩气开采用无缝钢管及制备方法，所述含稀土高温抗挤毁开采页岩气用无缝钢管材料的化学成分质量百分含量为：C0.22～0.30、Si0.15～0.35、Mn0.50～0.70、Cr0.90～1.10、Mo0.75～0.85、V0.06～0.08、Al0.005～0.045、P≤0.015、S≤0.005和RE0.001～0.005，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。本发明以中碳Cr‑Mo‑V钢为基础，添加适量的稀土元素，通过调质处理，使钢具有高强高韧性，特别是在240℃下具有良好的高温抗挤毁性能，满足深井页岩气开采用无缝钢管的工况要求。

技术领域

本发明涉及材料冶金技术领域，尤其涉及一种含稀土高温抗挤毁页岩气用无缝钢管。

背景技术

国家对地质复杂和开采难度大的西部油气田、西南部油气田、海上油气田等复杂工况条件下地区的开发，地质条件日益复杂，页岩气井、深井、超深井、复杂结构井、水平井、大位移井等高难度工艺井对石油管的性能和质量提出了更高的要求，在完井过程中，套管承受的外挤载荷和轴向载荷越来越高，且井深达到6000米，井下温度达到240℃，需要套管具有良好的高温抗挤毁性能用于地质条件复杂苛刻的地层要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种含稀土高温抗挤毁页岩气开采用无缝钢管材料及其制备方法，所制备的材料具有良好的高温抗挤毁性能，满足复杂地层条件下页岩气井开采工况要求。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种含稀土高温抗挤毁页岩气用无缝钢管，其化学成分质量百分数为：C0.22～0.30、Si 0.15～0.35、Mn 0.50～0.70、Cr 0.90～1.10、Mo 0.75～0.85、V 0.06～0.08、Al 0.005～0.045、P≤0.015、S≤0.005和RE 0.001～0.005，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。Cr-Mo能提高钢的淬透性，形成的C-N化合物能均匀细小的分布在基体中提高材料强度、硬度，调质过程中具有较好的高温回火抗性，保持钢的高强高韧性，稀土能够净化晶界，使钢中的硫化物夹杂及Al2O3转变为球状或近球状的稀土氧化物夹杂，它们的膨胀系数和弹性模量与钢基体接近，在高温变形时，能延缓因夹杂物造成的应力集中，而改善材料的高温力学性能。

进一步的，其化学成分质量百分含量为：C 0.22、Si 0.15、Mn 0.50、Cr 0.90、Mo0.75、V 0.06、Al 0.005、P 0.007、S 0.001、RE 0.001，其余为Fe和不可避免杂质，质量分数共计100％。

进一步的，其化学成分质量百分数为：C 0.24、Si 0.20、Mn 0.55、Cr 0.95、Mo0.78、V 0.065、Al 0.017、P 0.009、S 0.002、RE 0.002，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

进一步的，其化学成分质量百分数为：C 0.26、Si 0.25、Mn 0.60、Cr 1.00、Mo0.81、V 0.070、Al 0.029、P 0.011、S 0.003、RE 0.003，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

进一步的，其化学成分质量百分数为：C 0.28、Si 0.30、Mn 0.65、Cr 1.05、Mo0.83、V 0.075、Al 0.038、P 0.013、S 0.004、RE 0.004，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

进一步的，其化学成分质量百分数为：C 0.30、Si 0.35、Mn 0.70、Cr 1.10、Mo0.85、V 0.08、Al 0.045、P 0.015、S 0.005、RE 0.005，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

本发明还公开了一种含稀土高温抗挤毁页岩气用无缝钢管的制备方法，包括：钢的冶炼过程、钢的热连轧和调质热处理过程；