[发明专利]一种特超深井用130KSI高强度钻铤钢及其制造方法

说明书

本发明涉及一种特超深井用130KSI高强度钻铤钢及其制造方法，该钢材的化学成分按质量百分比计为C：0.40～0.50％，Si：0.15～0.40％，Mn：1.10～1.50％，Cr：1.10～1.50％，S：≤0.003％，P≤0.010％，Ni：0.20～0.40％，Cu：≤0.25％，Mo：0.40～0.70％，V：0.02～0.07％，Nb：0.010～0.050％，Ca≤0.0015％，As≤0.02％，Sn≤0.02％，Sb≤0.005％，O≤0.0015％，H≤0.0001％，N≤0.007％，余量为Fe及不可避免的杂质。钢材经过正火+调质处理后，二分之一半径的Rp0.2＝130‑155KSI、Rm≥145KSI、KV(70℉)≥40ft‑lbs、KV(‑4℉)≥35ft‑lbs；沿钢棒径向：表面下1/4英寸、1英寸、半径二分之一处硬度均≥30HRC(各点硬度差≤6HRC)，表面1/8英寸硬度＝302‑352HBW。可以满足特超深井钻采中130KSI钢级高强度钻铤使用。

技术领域

本发明属于特种钢冶炼领域，具体涉及一种特超深井用130KSI高强度钻铤钢及其制造方法。

背景技术

石油被誉为工业的血液，随着钻探技术的发展，带来了石油开采量的提升，但是随着各国油气开采强度日益增大，地下浅、中层油气资源迅速减少，地下深层油气资源和深海油气资源开采成为解决未来世界能源供应的重要途径，要想获得地下深层油气资源，超深井、特超深井的钻采设备至关重要，为此用于地下油气资源勘探和开采的钻机设备中钻铤的性能尤为重要。

传统钻铤材料使用的是GB/T 3077《合金结构钢》标准中的40CrMnMoA钢，此材料经淬火+高温回火调质处理后，只能满足钻井深度在6000米以下油气资源开采环境中。但是对于钻井深度在6000-9000米的超深井及9000米以上深度的特超深井油气开采环境中，无论钢的强度及低温环境下的韧性均无法满足极端油气开采环境钻铤的服役要求，且由于钢的热处理淬透性不足，导致7英寸以上大规格钻铤二分之一半径的强度、韧性完全不达标，最终产生钻铤早期失效，从而引起钻井断裂事故。

本发明提出一种新的特超深井用130KSI高强度耐低温钻铤钢及其生产制造方法，钢的最大直径为11英寸，其加工的钻铤可以应用于万米以上特超深井的钻机开采中，在具有较高强、硬度的同时，也有很高的低温韧性，且钢的性能均匀性好，保证了钻铤服役过程的使用性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种特超深井用130KSI高强度钻铤钢及其制造方法，具有较高强、硬度的同时，也有很高的低温韧性，且钢的性能均匀性好，保证了钻铤服役过程的使用性能。

本发明钢材按ASTM E45标准A法检验非金属夹杂物，要求见下表1：

表1钢的非金属夹杂物要求