[发明专利]钻杆管体用钢管及其热处理方法

说明书

本发明涉及钻杆管体用钢管，包括如下质量百分比的各组分：C：0.26％～0.28％；Si：0.25％～0.28％；Mn：0.85％～0.90％；Ni：≤0.04％；Cr：1.00％～1.05％；Mo：0.24％～0.27％；Cu：≤0.02％；Al：0.020％～0.030％；V：0.07％～0.09％；P：≤0.013％；S：≤0.003％；H：≤0.0002％；其余为铁和不可避免杂质；本发明通过成分设计、无缝钢管制备实现高精度的尺寸公差，再经坯样水淬+空淬+油淬+回火的热处理制度，三种介质淬火能够使材料较快的进入马氏体相区并持续较长时间，为整管热处理提供较广的淬火和回火温控区间和性能余量。

技术领域

本发明属于采油用钢管及制备方法技术领域，尤其涉及钻杆管体用钢管及其热处理方法。

背景技术

钻杆广泛应用于油气开采、煤矿钻探、地质勘探等行业，在钻探过程中，要承受着内外部的压力、地层的冲击和拉压的疲劳作用，以及低温环境所带来的影响。因此，钻杆管体要求具有强韧性匹配良好的综合力学性能、低温冲击性能及高疲劳寿命。

钻杆管体用合金结构无缝钢管一般是轧态交货，然后经管端墩粗后再进行整管热处理，而无缝钢管制造厂在交货时需要提供坯样热处理制度，作为后期整管热处理的工艺指导。目前，为改善热处理后性能大多使用双液淬火的方式，然而，由于整管与坯样热处理方式不同而导致在同一制度下性能出现偏差，所以，为保证整管热处理性能合格，设计宽范围的热处理制度以及提供足够的性能余量显得尤其重要。

专利号CN104975148B公开了“一种钢球或钢锻的双液淬火的方法”，该发明专利提供了一次水淬+二次水溶性聚合物水淬的双液淬火方法，以提高钢件的马氏体转变量，改善钢件质量；但其并未给出适用成分，不同成分的CCT曲线转变规律不同，所以该发明专利适用性有待考量。

专利号CN105132637B公开了“油压机5CrMnMo上模双液淬火回火局部强化热处理工艺”，该发明专利提供了一种上模整体水冷和工作部位的局部水冷，然后转移至有机淬火液进行整体冷却和工作部位的局部淬火冷却方法，以提高钢件的硬度和强度；该方法适用于碳含量在0.5％～0.6％的模具钢。

专利号CN102851479B公开了“一种高强度螺栓的热处理工艺”，该发明专利提供了正火+水淬油冷双液淬火+回火的热处理工艺，获得了规定非比例延伸强度970MPa、抗拉强度1060MPa、伸长率17％、硬度34.8HRC、-40℃冲击吸收功78J的性能；但是其强度并未达到150Ksi。

发明内容

本发明的目的在于提供钻杆管体用钢管及其热处理方法，采用水淬+空淬+油淬的三种介质结合的淬火方式，以提供完全的淬火马氏体组织，为扩大回火温度区间作基础，实现良好的强韧性配比，同时，也为整管与坯样热处理方式差异提供足够的性能余量。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

钻杆管体用钢管，包括如下质量百分比的各组分：

C：0.26％～0.28％；Si：0.25％～0.28％；Mn：0.85％～0.90％；Ni：≤0.04％；Cr：1.00％～1.05％；Mo：0.24％～0.27％；Cu：≤0.02％；Al：0.020％～0.030％；V：0.07％～0.09％；P：≤0.013％；S：≤0.003％；H：≤0.0002％；其余为铁和不可避免杂质。

进一步的，所述钢管轧制后尺寸公差为：外径偏差-0.3％D～+0.7％D、管体壁厚偏差0～+20％t、管端壁厚偏差0～+25％t、壁厚不均≤1.5mm、全长直度偏差≤0.15％、管端1.5m直度偏差≤2.25mm。