專利名稱：鋼級135ksi高韌性鉆桿用無縫鋼管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼級135ksi高韌性鉆桿用無縫鋼管。
背景技術：
本發(fā)明之前，在石油鉆井行業(yè)，國內外普通鉆桿鋼級最高達到S135，其屈服強度達 到最小931MPa，最大1138MPa，縱向沖擊吸收功僅僅要求室溫全尺寸單個最小47J，平均最 小54J。鉆進作業(yè)過程中，鉆柱在承受鉆壓過程中需要旋轉鉆進，管體和連接部分均承受扭 轉載荷。近年來有相關報道及技術論文分析論及，此種普通API 5D標準鉆桿沖擊韌性技術 指標偏低，導致鉆井過程中鉆桿發(fā)生刺漏等事故。

發(fā)明內容
針對現有技術中結構上的不足，本發(fā)明的目的是提供一種鋼級135ksi高韌性 鉆桿用無縫鋼管，以利于達到保證屈服強度滿足上述指標的同時，改善管體沖擊韌性的 目的，使其達到的沖擊韌性指標平均夏比沖擊功> 100J，單個夏比沖擊功>95J均為 21°C 士2.81，10\10\55111111，縱向試樣，增進鉆井作業(yè)安全。為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是提供一種鋼級135ksi高韌性鉆桿 用無縫鋼管，其成份的重量％為c :0. 18% 0. 22%, Si 0. 15% 0. 35%, Mn 0. 60% 1. 00%,P^0. 015%,S^O. 005%,Cr 0. 80% 0. 90%，Mo 0. 40% 0. 50%，V :0. 06% 0. 10%，余量為Fe和不可去除的痕量元素；其力學性能達到其屈服強度在931MPa 1138MPa之間，抗拉強度彡lOOOMPa, 沖擊韌性指標平均夏比沖擊功彡100J,單個夏比沖擊功彡95J(均21°C 士2.8°C， 10 X 10 X 55mm，縱向試樣)；鋼管結構為無縫光管。本發(fā)明的效果是該鋼級135ksi高韌性鉆桿用無縫鋼管提高了高鋼級鉆桿的管體 沖擊韌性，達到的效果是大大改善了鉆桿的使用安全性。
具體實施例方式結合實施例對本發(fā)明的鋼級135ksi高韌性鉆桿用無縫鋼管結構加以說明。本發(fā)明的鋼級135ksi高韌性鉆桿用無縫鋼管，其成份的重量％為C 0. 18% 0. 22 Si :0. 15 % 0. 35 %、Mn :0. 60 % 1. 00 %、P 彡 0. 015 %、S 彡 0. 005 %, Cr 0. 80% 0. 90%, Mo 0. 40% 0. 50%，V :0. 06% 0. 10%，余量為Fe和不可去除的痕量
元素；鋼級135ksi高韌性鉆桿用無縫鋼管的力學性能達到其屈服強度在931MPa 1138MPa之間，抗拉強度> lOOOMPa，沖擊韌性指標平均夏比沖擊功> 100J，單個夏比沖擊 功彡95J均為21°C 士2.81，10\10\55111111，縱向試樣，鋼管結構為無縫光管。上述化學成分中，C、Mn、Cr和Mo元素是為了保證管體達到設計的屈服強度。其 中:l)C、Mn禾口 Mo的含量分別控制在0. 18% 0. 22%,0. 60% 0. 70%和0. 40% 0. 50%的范圍內是為了保證管體在熱處理時具有足夠的淬透性，在常規(guī)鉆桿壁厚范圍內，一般為 6. 88 12. 7mm，保證熱處理時管體內外壁效果均勻，尤其是Mo元素，同時考慮到其經濟 性因素；2)C元素含量不宜太高，由于其提高管體的強度的同時，對管體的沖擊韌性是有害 的，所以本設計中綜合考慮到1)后，根據實際經驗，其含范圍以不超過0. 22%為宜；3)本設 計中V含量為0. 06% 0. 10%，一則為其能提高管體熱處理時回火溫度，二則由于V在晶 界的析出，改善熱處理后的韌性；4)本設計中S元素的控制是重中之重，由于S元素在煉鋼 時難以去除，提高冶煉生產成本，且高S含量影響管體的沖擊韌性已經是不爭的事實，根據 生產實際，S的控制范圍為不超過0. 005%,目標期望值達到0. 003%以下。制作鋼級135ksi高韌性鉆桿用無縫鋼管的生產方法，該方法包括以下步驟①煉鋼采用P、S元素含量低的優(yōu)質廢鋼，運用超高功率電弧爐進行冶煉，通過向鋼水中 加入高活性度的石灰造泡沫渣，充分吸附鋼水中的有害元素P、S等；使用偏心爐底出鋼，再 采用純凈鋼技術，即鋼包爐精煉、真空脫氣及夾雜物控制技術，即包芯絲喂絲處理，進行爐 外精煉。嚴格控制鋼水化學成分，通過造泡沫白渣工藝，提純鋼水成分，并通過向鋼水中喂 入Si-Ca絲改變夾雜物形態(tài)，采用Ca處理工藝，使長條狀的MnS夾雜轉變成Ca的球形復合 夾雜物；然后進行真空脫氣，確保高真空時間不小于10分鐘，使鋼水中的氣體充分去除，最 大限度地降低鋼中氣泡夾雜。最后進行連鑄鑄成鋼坯，嚴格控制鋼水過熱度、拉坯速度和冷 卻水量。具體為a.純凈鋼技術90/150噸超高功率電弧爐(EAF)偏心爐底出鋼，減少溫降和鋼水二次氧化；留鋼 留渣，氧化渣難流入鋼包。泡沫渣冶煉，鋼包爐(LF)，采用Ca0-Al203高堿度渣，加CaC2粒還原氣氛強，包底吹 氬氣攪拌，埋弧加熱，具有良好的脫氧、脫硫效果，減少夾雜物。提高精煉爐初渣堿度，調整渣料配比，提高爐渣吸附夾雜物能力。真空處理爐(VD) 高真空度70Pa以下，包底吹氬保持10分鐘以上，使鋼中的氫含量脫到2ppm以下，而且氧、 氮含量低，硫含量低，夾雜物上浮，使鋼水潔凈度提高。通過煉鋼精煉工位精確控制鋼水化學成分，使其在連鑄前得到如下表1所示化學 成分表1連鑄前鋼水化學成分實例
權利要求
一種鋼級135ksi高韌性鉆桿用無縫鋼管，其成份的重量％為C0.18％～0.22％、Si0.15％～0.35％、Mn0.60％～1.00％、P≤0.015％、S≤0.005％，Cr0.80％～0.90％，Mo0.40％～0.50％，V0.06％～0.10％，余量為Fe和不可去除的痕量元素；其力學性能達到其屈服強度在931MPa～1138MPa之間，抗拉強度≥1000MPa，沖擊韌性指標平均夏比沖擊功≥100J，單個夏比沖擊功≥95J均為21℃±2.8℃，10×10×55mm，縱向試樣；鋼管結構為無縫光管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋼級135ksi高韌性鉆桿用無縫鋼管，其成份的重量％為C0.18％～0.22％、Si0.15％～0.35％、Mn0.60％～1.00％、P≤0.015％、S≤0.005％，Cr0.80％～0.90％，Mo0.40％～0.50％，V0.06％～0.10％，余量為Fe和不可去除的痕量元素。該種產品生產方法是采用廢鋼和海綿鐵或鐵水做煉鋼原料，經電弧爐冶煉、爐外精煉和真空脫氣后，連鑄成圓坯，再經高精度熱軋成無縫鋼管后，再經過調質熱處理，制成中空光端無縫鋼管。該產品達到的有益效果是該鋼管具有良好的理化性能，超出常規(guī)水平，可廣泛應用于石油鉆井行業(yè)。
文檔編號C22C38/24GK101935804SQ20101028659
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月19日 優(yōu)先權日2010年9月19日
發(fā)明者劉江成, 史慶志, 周家祥, 周曉峰, 宗衛(wèi)兵, 張傳友, 李效華, 江勇, 賀爽城 申請人:天津鋼管集團股份有限公司