本發(fā)明涉及一種油田用鋼管生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種95Ksi鋼級抗硫化氫應(yīng)力腐蝕的油井管用低合金鋼。
背景技術(shù)：
普通油套管在用于含硫化氫的油氣資源開采時,油套管在使用應(yīng)力和硫化氫氣體的作用下,往往會在受力遠低于其本身的屈服強度時就突然發(fā)生脆斷，這種現(xiàn)象被稱作為硫化物應(yīng)力腐蝕，簡稱SSCC，從而造成油套管或整口井的報廢，如果劇毒硫化氫外泄，將會對鉆井周圍的人、生態(tài)環(huán)境和設(shè)備造成巨大的破壞，因此,開采含硫化氫的油氣田必須使用抗硫油套管；隨著世界上較易開發(fā)的油氣田逐漸枯竭，以及各國對于能源需求的不斷增長，迫使人們不得不轉(zhuǎn)向開采地質(zhì)條件更為惡劣的含硫化氫油氣田。
世界油氣田中大約1/3含有硫化氫氣體，在我國的幾個大油氣田中，如四川、長慶、中原、華北、塔里木等油氣田都含有不同程度的H2S氣體；國外也有許多含硫化氫的油氣田，如美國的巴拿馬油田、加拿大的阿爾伯達油田等。
普遍認為SSCC的本質(zhì)屬氫脆，SSCC屬低應(yīng)力破裂，發(fā)生SSCC的應(yīng)力值通常遠低于鋼材的抗拉強度，SSCC具有脆性機制特征的斷口形貌，穿晶和沿晶破壞均可觀察到，一般高強度鋼多為沿晶破裂，SSCC破壞多為突發(fā)性，裂紋產(chǎn)生和擴展迅速，對SSCC敏感的材料在含H2S酸性油氣中，經(jīng)短暫暴露后，就會出現(xiàn)破裂，以數(shù)小時到三個月情況為多；發(fā)生SSCC鋼的表面無須有明顯的一般腐蝕痕跡，SSCC可以起始于構(gòu)件的內(nèi)部，不一定需要一個做為開裂起源的表面缺陷；因此，它不同于應(yīng)力腐蝕開裂SSCC必須起始于正在發(fā)展的腐蝕表面。
影響耐腐蝕性的因素很多，包括化學成分設(shè)計、夾雜物、氣體含量、晶粒度、軋制工藝、熱處理等，并且各影響因素之間相互關(guān)聯(lián)，尤其是夾雜物、晶粒度和成分控制的影響非常顯著；高強度條件下且具有低硬度和優(yōu)異的耐硫化氫應(yīng)力腐蝕的性能是此類鋼管開發(fā)的最大難點，攻克這一難關(guān)對開采含有硫化氫的油氣田具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種有優(yōu)良的理化性能和抗硫化氫應(yīng)力腐蝕性能的95Ksi鋼級抗硫化氫應(yīng)力腐蝕的油井管用低合金鋼，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種95Ksi鋼級抗硫化氫應(yīng)力腐蝕的油井管用低合金鋼，所述低合金鋼按照質(zhì)量百分數(shù)的組成成分為：0.16-0.28％C、0.15-0.33％Si、0.4-0.7％Mn、0.001-0.013％P、0.0001-0.004％S、0.8-1.2％Cr、0.4-0.6％Mo、0.02-0.08％V、0.0003-0.0025％B、0.002-0.012％N、0-0.05％Zr、0-0.4％Ni：、0-0.2％Cu、0-0.01％La、0-0.003％O、0-0.00015％H，其余為Fe和雜質(zhì)。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述雜質(zhì)包括Sb、Bi、Pb、As、Sn、O、H、N,其中:Sb≤0.01％，Bi≤0.01％，Pb≤0.01％、As≤0.015％、Sn≤0.015％、O≤0.002％、H≤0.00015％。
作為本發(fā)明再進一步的方案：所述95Ksi鋼級抗硫化氫應(yīng)力腐蝕的油井管用低合金鋼的制備方法，包括以下步驟：
1)鋼的冶煉和成型：鐵水先經(jīng)電爐冶煉，送入LF爐精煉，并喂Al線，鋼液溫度1610℃-1650℃時，進行VD爐真空處理，真空度15Pa-40Pa，真空前加入Si-Ca線，真空保持時間10min-15min，采用這種方式冶煉保證了鋼質(zhì)的純凈度，鋼液溫度在1500℃-1560℃時，連鑄成圓管坯，然后將圓管坯在1150℃-1260℃時進行連續(xù)軋制，圓管坯的變形比≥4，然后冷卻到室溫；
2)鋼的軋制：圓管坯加熱到1180℃-1260℃，穿孔前溫度1140℃-1200℃，斜軋前溫度920℃-1140℃，張力減徑前溫度810℃-960℃；
3)鋼的調(diào)質(zhì)處理：淬火溫度為890℃-920℃，水冷；回火溫度為675℃-695℃，空冷；
4)鋼的矯直：回火后趁溫，在500℃-600℃時，將鋼管矯直。
作為本發(fā)明再進一步的方案：所述步驟1中，圓管坯奧氏體平均晶粒度細于6級。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的低合金鋼配比合理，配比后經(jīng)冶煉、成型、軋制、調(diào)質(zhì)處理后，具有優(yōu)良的理化性能和抗硫化氫應(yīng)力腐蝕性能、其抗硫化氫應(yīng)力腐蝕門檻值達到90％YSmin，實現(xiàn)了高鋼級鋼管的高強度和低硬度的良好匹配，高于API要求；經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的低合金鋼抗拉強度≥724MPa，屈服強度為655～758MPa，延伸率≥15％，屈強比≤0.92；端面硬度≤HRC25.4且硬度變化≤HRC3.0，所述低合金鋼管0℃的夏比V型缺口縱向全尺寸沖擊功≥130J；低合金鋼管0℃的夏比V型缺口橫向全尺寸沖擊功≥100J，晶粒度10-12級；采用本發(fā)明的低合金鋼調(diào)質(zhì)處理后具備較高的強度和低的硬度，又具備良好的韌性和塑性，其抗硫化氫應(yīng)力腐蝕門檻值達到90％YSmin，高于API要求，可以廣泛用于含有硫化氫應(yīng)力腐蝕的環(huán)境中，特別是含有硫化氫環(huán)境的油井中。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。
實施例1
一種95Ksi鋼級抗硫化氫應(yīng)力腐蝕的油井管用低合金鋼，所述低合金鋼按照質(zhì)量百分數(shù)的組成成分為：0.16-0.28％C、0.15-0.33％Si、0.4-0.7％Mn、0.001-0.013％P、0.0001-0.004％S、0.8-1.2％Cr、0.4-0.6％Mo、0.02-0.08％V、0.0003-0.0025％B、0.002-0.012％N、0-0.05％Zr、0-0.4％Ni：、0-0.2％Cu、0-0.01％La、0-0.003％O、0-0.00015％H，其余為Fe和雜質(zhì)。
所述雜質(zhì)包括Sb、Bi、Pb、As、Sn、O、H、N,其中:Sb≤0.01％，Bi≤0.01％，Pb≤0.01％、As≤0.015％、Sn≤0.015％、O≤0.002％、H≤0.00015％。
所述95Ksi鋼級抗硫化氫應(yīng)力腐蝕的油井管用低合金鋼的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)鋼的冶煉和成型：鐵水先經(jīng)電爐冶煉，送入LF爐精煉，并喂Al線，鋼液溫度1610℃-1650℃時，進行VD爐真空處理，真空度15Pa-40Pa，真空前加入Si-Ca線，真空保持時間10min-15min，采用這種方式冶煉保證了鋼質(zhì)的純凈度，鋼液溫度在1500℃-1560℃時，連鑄成圓管坯，然后將圓管坯在1150℃-1260℃時進行連續(xù)軋制，圓管坯的變形比≥4，然后冷卻到室溫，圓管坯奧氏體平均晶粒度細于6級；
2)鋼的軋制：圓管坯加熱到1180℃-1260℃，穿孔前溫度1140℃-1200℃，斜軋前溫度920℃-1140℃，張力減徑前溫度810℃-960℃；
3)鋼的調(diào)質(zhì)處理：淬火溫度為890℃-920℃，水冷；回火溫度為675℃-695℃，空冷；
4)鋼的矯直：回火后趁溫，在500℃-600℃時，將鋼管矯直。
所述步驟3中，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的低合金鋼抗拉強度≥724MPa，屈服強度為655～758MPa，延伸率≥15％，屈強比≤0.92；端面硬度≤HRC25.4且硬度變化≤HRC3.0，所述低合金鋼管0℃的夏比V型缺口縱向全尺寸沖擊功≥130J；低合金鋼管0℃的夏比V型缺口橫向全尺寸沖擊功≥100J，晶粒度10-12級，平均晶粒度為11級，抗硫化氫應(yīng)力腐蝕門檻值達到90％YSmin；所述低合金鋼應(yīng)用于含有硫化氫環(huán)境的油井中。
下面通過實驗對實施例1制備的低合金鋼的效能做進一步的闡述。
通過對本發(fā)明實施例1制備的95Ksi鋼級的抗硫化氫應(yīng)力腐蝕的低合金鋼進行檢測，檢測結(jié)果如下：
1)實際成分檢測：
隨機抽取3個爐號內(nèi)生產(chǎn)的鋼管進行實際成分檢測，檢測結(jié)果如下：
1.1)1號爐：0.18％C、0.18％Si、0.5％Mn、0.010％P、0.003％S、0.8％Cr、0.5％Mo、0.2％Ni、0.002％B、0.006％N、0.04％V、0.001％La、0.02％Zr、0.02％Cu；
1.2)2號爐：0.20％C、0.20％Si、0.5％Mn、0.009％P、0.001％S、1.0％Cr、0.55％Mo、0.2％Ni、0.002％B、0.007％N、0.04％V、0.001％La、0.03％Zr、0.02％Cu；
1.3)3號爐：0.26％C、0.30％Si、0.6％Mn、0.010％P、0.002％S、1.20％Cr、0.60％Mo、0.3％Ni、0.002％B、0.008％N、0.06％V、0.002％La、0.02％Zr、0.02％Cu；
不可避免的雜質(zhì)：Sb、Bi、Pb、As、Sn、O、H、N，其中Sb為0.003％、Bi為0.001％，Pb為0.001％、As為0.006％、Sn為0.003％、O為0.0012％、N為0.0066％、H為0.0001％。
煉鋼成分控制較低的P、S殘量，添加Mn、Cr、Mo等作為主要合金元素，改善鋼鐵的強度和韌性，提高鋼材的淬透能力；加入微量的Zr、B、V元素提高回火穩(wěn)定性，細化晶粒；Ca改善夾雜物的分布和形態(tài)。
本發(fā)明中非金屬夾雜物符合按照GB/T10561中附錄A中A、B、C、D和DS評級圖進行評級，粗系和細系的檢測結(jié)果見表2。
表2非金屬夾雜物
本發(fā)明的低合金鋼具有良好的強韌性匹配，較高的室溫屈服強度，優(yōu)異的延伸率，合適的屈強比，穩(wěn)定的硬度，該鋼管0℃的夏比V型缺口縱向全尺寸沖擊功和橫向全尺寸沖擊功十分優(yōu)異，晶粒度10-12級。本發(fā)明的鋼管的性能結(jié)果見表3：
表3鋼管性能檢測結(jié)果
上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。