專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種石油套管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用直縫焊接的方法制成的石油套管，具體涉及石油套管的材質(zhì)及其加工制造的方法。
背景技術(shù)：
：目前石油行業(yè)中使用的無(wú)縫套管產(chǎn)品存在著橢圓度較大、壁厚不均度也偏大，套管的抗擊毀性能不夠，在石油的開(kāi)采中使用這類(lèi)套管，嚴(yán)重地影響了油井的使用壽命。但由于受到焊縫沖擊功的影響，目前國(guó)內(nèi)油田使用直縫焊管(ERW)數(shù)量不多，而在發(fā)達(dá)國(guó)家REW管用量占套管總用量的50%以上，ERW管的優(yōu)點(diǎn)是壁厚均勻、橢圓度小，抗擊毀性能好，如果能有效提高ERW管焊縫的質(zhì)量(沖擊功值)，可以大幅度提高油田套管的使用壽命。目前焊管ERW管焊縫質(zhì)量達(dá)到油田使用標(biāo)準(zhǔn)的很少，因此有必要研制一種高質(zhì)量的ERW管。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，設(shè)計(jì)一種直縫焊接式石油套管及其制造方法，該套管可具有尺寸精度高、焊縫韌性好、抗擠壓性能好、質(zhì)量易于控制以及成本低等特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種石油套管，其特征在于，所述套管為直縫焊接鋼管，在所述鋼管的材中控制碳的含量為0.06%0.085%、控制磷的含量(0.015%、控制硫的含量<0.010%；在所述鋼管的材質(zhì)中還添加有微量的合金元素，所述合金元素包括硅的含量為0.14%0.25%、錳的含量為1.50%1.65%、鈮的含量為0.05%0.068%、鈦的含量為0.026%0.037%、鉬的含量為0.05%0.08%、鉻的含量為0.12%0.20%、鎳的含量為0.13%0.20%和銅的含量為0.15%0.20%。一種石油套管的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步驟第一步，預(yù)處理鐵水；第二步，將預(yù)處理后的鐵水加入到轉(zhuǎn)爐內(nèi)繼續(xù)冶煉，在冶煉過(guò)程中向轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入權(quán)1中所述的合金元素；第三步，將轉(zhuǎn)爐內(nèi)冶煉后的鋼水再轉(zhuǎn)入到精煉爐內(nèi)繼續(xù)冶煉；第四步，將精煉爐內(nèi)冶煉后的鋼水制成鋼坯；第五步，用熱軋機(jī)將鋼坯通過(guò)初軋、精軋和終軋工藝制成帶狀板；第六步，將熱軋后的帶狀板進(jìn)行層流冷卻處理；第七步，用卷繞機(jī)將層流冷卻處理后的所述帶狀板卷繞成套管；第八步，用焊機(jī)焊接卷繞后套管的接縫。其中，將第三步中所述鋼水的溫度控制在1180°C1250°C。其中，將第五步中所述初軋的溫度控制在1140°C1175°C，將精軋的溫度控制在1000°C1020°C，將終軋的溫度控制在830°C880°C。其中，將第七步中所述層流冷卻處理后的溫度控制在570°C610°C。其中，在第八步所述的焊接中，將接縫焊接的速度控制在14m/minISm/min之間，使焊接時(shí)的溫度要大于或等于1050°C，將焊接時(shí)的擠壓量控制在1/2T2/3T，將焊接時(shí)的接口角控制在3°6°。其中，在第八步所述的焊接中，將開(kāi)口角的長(zhǎng)度控制在ID1.5D，將焊合線(xiàn)中部寬度控制在0.04mm0.12mm。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于由于改進(jìn)了用于生產(chǎn)石油套管的材質(zhì)成分配比，同時(shí)改進(jìn)了接縫處的焊接工藝。因此使得該套管具有尺寸精度高、焊縫韌性好、抗擠壓性能好、質(zhì)量易于控制以及成本低等特點(diǎn)。解決了現(xiàn)有直縫ERW石油套管的焊接性能較差以及獲得的板卷強(qiáng)度均勻性不夠的技術(shù)問(wèn)題。通過(guò)焊接工藝的改進(jìn)，使得焊縫沖擊功值可>50J，達(dá)到了油田的使用要求。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1一種石油套管，所述套管為直縫焊接鋼管，在所述鋼管的材中控制碳的含量為0.06%、控制磷的含量<0.015%、控制硫的含量<0.010%;在所述鋼管的材質(zhì)中還添加有微量的合金元素，所述合金元素包括硅的含量為0.14%、錳的含量為1.50%、鈮的含量為0.05%、鈦的含量為0.026%、鉬的含量為0.05%鉻的含量為0.12%、鎳的含量為0.13%和銅的含量為0.15%。實(shí)施例2一種石油套管，所述套管為直縫焊接鋼管，在所述鋼管的材中控制碳的含量為0.073%、控制磷的含量<0.015%、控制硫的含量<0.010%；在所述鋼管的材質(zhì)中還添加有微量的合金元素，所述合金元素包括硅的含量為0.25%、錳的含量為1.57%、鈮的含量為0.059%、鈦的含量為0.032%、鉬的含量為0.065%、鉻的含量為0.16%、鎳的含量為0.165%和銅的含量為0.175%。實(shí)施例3一種石油套管，所述套管為直縫焊接鋼管，在所述鋼管的材中控制碳的含量為0.085%、控制磷的含量<0.015%、控制硫的含量<0.010%；在所述鋼管的材質(zhì)中還添加有微量的合金元素，所述合金元素包括硅的含量為0.2%、錳的含量為1.65%、鈮的含量為0.068%、鈦的含量為0.0327%、鉬的含量為0.08%、鉻的含量為0.2%、鎳的含量為0.2%和銅的含量為0.2%。實(shí)施例4在上述實(shí)施例1至3任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明中制造石油套管的具體方法實(shí)施例為，一種石油套管的制造方法，所述制造方法包括如下步驟第一步，預(yù)處理鐵水；第二步，將預(yù)處理后的鐵水加入到轉(zhuǎn)爐內(nèi)繼續(xù)冶煉，在冶煉過(guò)程中向轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入權(quán)1中所述的合金元素；第三步，將轉(zhuǎn)爐內(nèi)冶煉后的鋼水再轉(zhuǎn)入到精煉爐內(nèi)繼續(xù)冶煉；第四步，將精煉爐內(nèi)冶煉后的鋼水制成鋼坯；第五步，用熱軋機(jī)將鋼坯通過(guò)初軋、精軋和終軋工藝制成帶狀板；第六步，將熱軋后的帶狀板進(jìn)行層流冷卻處理；第七步，用卷繞機(jī)將層流冷卻處理后的所述帶狀板卷繞成套管；第八步，用焊機(jī)焊接卷繞后套管的接縫。實(shí)施例5在上述實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，本發(fā)明較佳的技術(shù)方案是，將第三步中所述鋼水的溫度控制在1180°C1250°C之間。將第五步中所述初軋的溫度控制在1140°C1175°C，將精軋的溫度控制在1000°C1020°C，終軋的溫度要控制在830°C880°C。將第七步中所述層流冷卻處理后的溫度控制在570°C610°C。實(shí)施例6在上述實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，本發(fā)明較佳的技術(shù)方案還包括，在第八步所述的焊接中，將接縫焊接的速度控制在14m/min18m/min，焊接時(shí)的溫度要大于或等于1050°C，在焊接時(shí)的擠壓量要控制在1/2T2/3T，焊接時(shí)的接口角要控制在3°6°。將開(kāi)口角的長(zhǎng)度控制在ID1.5D，將焊合線(xiàn)中部寬度控制在0.04mm0.12mm之間。在本發(fā)明中焊接速度、焊接溫度、擠壓量及開(kāi)口角等參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響是相互關(guān)聯(lián)的，在焊接過(guò)程中必須找到這幾個(gè)參數(shù)的最佳配比，才能確保焊縫質(zhì)量。本工藝通過(guò)改善焊接的各項(xiàng)參數(shù)，如焊接速度、焊接溫度、擠壓量和開(kāi)口角等，明顯提高了焊縫的沖擊功。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)及優(yōu)化各項(xiàng)參數(shù)(焊接參數(shù)見(jiàn)表)，焊縫沖擊功值>50J。焊接參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述實(shí)施例中的卷板經(jīng)過(guò)探傷及銑邊，卷板經(jīng)過(guò)FOX變形后，選擇合理焊接速度及各項(xiàng)參數(shù)，根據(jù)鋼管直徑和壁厚使焊速在14ISm/min范圍內(nèi)，并在機(jī)組運(yùn)行正常及確保焊縫質(zhì)量的前提下，盡量提高焊速?？刂坪侠砗附訙囟龋购缚p在半熔化狀態(tài)下進(jìn)行焊接，有微量的火化噴濺現(xiàn)象。通過(guò)上述焊接工藝后，焊縫沖擊功值>50J，達(dá)到了油田的使用要求。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求一種石油套管，其特征在于，所述套管為直縫焊接鋼管，在所述鋼管的材中控制碳的含量為0.06％～0.085％、控制磷的含量≤0.015％、控制硫的含量≤0.010％；在所述鋼管的材質(zhì)中還添加有微量的合金元素，所述合金元素包括硅的含量為0.14％～0.25％、錳的含量為1.50％～1.65％、鈮的含量為0.05％～0.068％、鈦的含量為0.026％～0.037％、鉬的含量為0.05％～0.08％、鉻的含量為0.12％～0.20％、鎳的含量為0.13％～0.20％和銅的含量為0.15％～0.20％。2.一種石油套管的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步驟第一步，預(yù)處理鐵水；第二步，將預(yù)處理后的鐵水加入到轉(zhuǎn)爐內(nèi)繼續(xù)冶煉，在冶煉過(guò)程中向轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入權(quán)1中所述的合金元素；第三步，將轉(zhuǎn)爐內(nèi)冶煉后的鋼水再轉(zhuǎn)入到精煉爐內(nèi)繼續(xù)冶煉；第四步，將精煉爐內(nèi)冶煉后的鋼水制成鋼坯；第五步，用熱軋機(jī)將鋼坯通過(guò)初軋、精軋和終軋工藝制成帶狀板；第六步，將熱軋后的帶狀板進(jìn)行層流冷卻處理；第七步，用卷繞機(jī)將層流冷卻處理后的所述帶狀板卷繞成套管；第八步，用焊機(jī)焊接卷繞后套管的接縫。3.如權(quán)利要求2所述的石油套管的制造方法，其特征在于，將在第三步中所述鋼水的溫度控制在1180°C1250°C。4.如權(quán)利要求2所述的石油套管的制造方法，其特征在于，將第五步中所述初軋的溫度控制在1140°C1175°C，將精軋的溫度控制在1000°C1020°C，將終軋的溫度控制在830880°C。5.如權(quán)利要求2所述的石油套管的制造方法，其特征在于，將第七步中所述層流冷卻處理后的溫度控制在570°C610°C。6.如權(quán)利要求2所述的石油套管的制造方法，其特征在于，將第八步所述的焊接中，使接縫焊接時(shí)的速度控制在14m/min18m/min之間，使焊接時(shí)的溫度要大于等于1050°C，焊接時(shí)的擠壓量要控制在1/2T2/3T，焊接時(shí)的接口角控制在3°6°。7.如權(quán)利要求6所述的石油套管的制造方法，其特征在于，在第八步所述的焊接中，將開(kāi)口角的長(zhǎng)度控制在1D1.5D，將焊合線(xiàn)中部寬度控制在0.04mm0.12mm。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種石油套管及其制造工藝，該套管為直縫焊接鋼管，在鋼管的材中合理控制好碳、磷、硫含量，并在鋼管的材質(zhì)中還添加有微量的合金元素硅、錳、鈮、鈦、鉬、鎳和銅。該石油套管的制造方法為首先預(yù)處理鐵水，然后再經(jīng)過(guò)冶煉、精煉、制坯、熱軋、層流冷卻、卷板、焊縫和檢驗(yàn)等步驟。在焊接工藝中應(yīng)控制好焊接速度、焊接溫度、擠壓量及開(kāi)口角等參數(shù)。在本發(fā)明中由于改進(jìn)了用于生產(chǎn)石油套管的材質(zhì)成分配比，同時(shí)改進(jìn)了接縫處的焊接工藝。因此使得該套管具有尺寸精度高、焊縫韌性好、抗擠壓性能好、質(zhì)量易于控制以及成本低等特點(diǎn)。通過(guò)焊接工藝的改進(jìn)，使得焊縫沖擊功值可＞50J，達(dá)到了油田的使用要求。文檔編號(hào)B21B1/46GK101831597SQ20101015593公開(kāi)日2010年9月15日申請(qǐng)日期2010年4月27日優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日發(fā)明者王震,郁立超,龔育才申請(qǐng)人:無(wú)錫法斯特管業(yè)有限公司